Classificacao dos Processos de Soldagem

Prévia do material em texto

SOLDAGEM 
DOS 
METAIS 
 
 
 Prof. Manoel Messias Neris 
 
28 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 5 
 
TERMINOLOGIA 
E SIMBOLOGIA 
DE SOLDAGEM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
29 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM 
 
 A terminologia de soldagem é bastante extensa e muitas vezes os 
termos técnicos que utilizamos em uma região geográfica não são aplicáveis 
em outras. O próprio nome soldagem é adotado no Brasil, enquanto em 
Portugal o nome mais utilizado é soldadura; vamos indicar alguns termos mais 
importantes utilizados. 
 O primeiro termo a ser definido é junta – junta é a região onde duas ou 
mais partes da peça são unidas pela operação de soldagem. Abaixo vemos 2 
tipos de juntas bastante comuns. 
 
 
Outros 3 tipos de juntas estão mostrados abaixo: 
 
Para conseguirmos executar as soldas, na maioria das vezes 
precisamos preparar aberturas ou sulcos na superfície das peças que serão 
unidas – estas aberturas recebem o nome de chanfro. O chanfro é projetado 
em função da espessura da peça, do material, do processo de soldagem a ser 
adotado, das dimensões da peça e da facilidade de acesso à região de solda; 
abaixo vemos alguns dos tipos de chanfros mais comuns em matéria de 
soldagem. 
 
30 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 Abaixo vemos algumas das características dimensionais dos chanfros e 
das soldas de topo e filete. 
S = Nariz 
f = Abertura ou Fresta 
r = Raio do Chanfro 
α = Ângulo do Chanfro 
β = Ângulo do Bisel 
 
 
 
 
A solda em si também possui diferentes seções e cada uma recebe um 
determinado nome. A zona fundida de uma solda é constituída pelo metal de 
solda, que normalmente é uma mistura do metal base (material da peça) e do 
metal de adição (metal adicionado na região de solda). Ao lado do cordão 
temos uma região que tem sua estrutura e propriedades afetadas pelo calor e 
que denominamos zona termicamente afetada. Eventualmente podemos utilizar 
um suporte na parte inferior da solda, que ajuda a conter o material fundido na 
operação de soldagem e que pode ou não ser removido após o término da 
solda, chamado de mata-junta ou de cobre-junta. 
31 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
A posição da peça e do eixo da solda determinam a posição de 
soldagem; a seguir vemos as diversas posições normalmente utilizadas. 
Observar que existem limites de ângulos para cada posição e que muitas vezes 
não se consegue saber com exatidão a posição de soldagem exata que foi 
utilizada. 
Posições de soldagem para chapas 
 
Posições de soldagem para tubos 
 
 
SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM 
 
 Em soldagem utilizamos uma série de números, sinais e símbolos que 
representam a forma do cordão de solda, processo utilizado, dimensões, 
acabamento, tipos de chanfro, etc.., os quais permitem maior rapidez na 
confecção de projetos e evitam erros de interpretação. Conforme AWS A 2.4 
temos: 
 
32 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
Abaixo temos alguns tipos básicos de solda e seus símbolos: 
 
 
 
 
 Cada símbolo básico é uma representação esquemática da seção 
transversal da solda em referência. Quando o símbolo básico é colocado sob a 
linha de referência, a solda tem que ser feita do mesmo lado em que se 
encontra a seta; caso contrário, a solda deve ser executada do lado oposto da 
seta. Mais de um símbolo básico pode ser utilizado de um ou dos dois lados da 
linha de referência. 
 
 
 
33 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 EXEMPLOS DE SOLDAS EM CHANFRO E SEUS 
SÍMBOLOS 
 
 
I 
 
 
 
V 
 
 
½ V 
 
 
 
U 
 
 
 
J 
 
 
 
FLARE 
 V 
 
 
FLARE 
 ½ V 
 
 
34 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Vários números que correspondem às dimensões ou outros dados da 
solda são colocados em posições específicas em relação ao símbolo básico. O 
tamanho da solda e/ou garganta efetiva são colocados à esquerda do símbolo. 
Em soldas em chanfro, se esses números não forem colocados, deve-se 
subtender que a penetração da solda deve ser total. A abertura da raiz ou a 
profundidade de solda do tipo “plug” ou “slot” é colocada diretamente dentro do 
símbolo básico da solda. À direita do símbolo podem ser colocados o 
comprimento da solda e a distância entre os centros dos cordões, no caso de 
soldas intermitentes. 
 
 
 
 
 Os símbolos suplementares são usados em posições específicas do 
símbolo de soldagem quando necessários; existem ainda os símbolos de 
acabamento, que indicam o método de acabamento da superfície da solda. 
Estes símbolos são: 
C – rebarbamento G –esmerilhamento 
M – usinagem R – laminação 
H – martelamento 
 
Símbolos suplementares de soldagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
35 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Exemplos de soldas de filete e simbologia 
 
 
 
Vários tipos de solda e seus símbolos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Exemplos de símbolos de soldas em chanfros 
 
 
 
 
 
Exemplos de solda de filete intermitente 
 
 
 
 
37 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 6 
 
SOLDAGEM A ARCO 
SUBMERSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO (SAW) 
 
 ARCO SUBMERSO é um processo de soldagem por fusão, no qual a 
energia necessária é fornecida por um arco (ou arcos) elétrico desenvolvido 
entre a peça e um eletrodo (ou eletrodos) consumível, que é continuamente 
alimentado à região de soldagem. O arco está submerso em uma camada de 
fluxo granular que se funde parcialmente, formando uma escória líquida, que 
sobe à superfície da poça metálica fundida, protegendo-a da ação 
contaminadora da atmosfera. Em seguida essa escória solidifica-se sobre o 
cordão de solda, evitando um resfriamento demasiado rápido. 
 
Representação Esquemática Da Soldagem A Arco Submerso 
 
A – SOLDA SOLIDIFICADA 
E – ARAME ELETRODO 
B – ESCÓRIA 
F - FLUXO 
C – SUCÇÃO DO PÓ 
G – ALIMENTAÇÃO DO PÓ 
D - GUIA DO ELETRODO 
H – CORDÃO INICIAL 
 
 
 
O equipamento para este processo consta basicamente das seguintes 
unidades: a) fonte de energia; b) unidade de controle; c) conjunto de 
alimentação do arame; d) pistola de soldagem; e) alimentador de fluxo; f) 
aspirador de fluxo. As unidades b,c,d,e constituem o elemento conhecido como 
cabeçote de soldagem; a figura da página anterior mostra as unidades 
componentes do sistema. 
No processo automático, o cabeçote pode mover-se ao longo da peça a 
ser soldada ou ser estacionário, sendo que nesse caso é a peça que se 
desloca sob o arco. Quando o processo é semi-automático, o alimentador de 
fluxo e a pistola de soldagem constituem um conjunto separado que é 
39 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
conduzido pelo operador ao longo da junta; esta operação é dificultada pela 
não visualização do cordão, diminuindo a eficiência do processo. 
 
Cabeçote móvel 
 
 
 
Cabeçote fixo 
 
 
 
 
Como fonte de energia podem ser usados: 
a) Um transformador C.A. 
b) Um conjunto transformador-retificador C.A. / C.C. 
c) Um conversor C.C. 
Podem ser utilizadas fontes de tensão constante ou fontesde corrente 
constante, conforme a unidade de controle do cabeçote. As tensões usuais 
requeridas situam-se na faixa dos 20 a 55 Volts. As intensidades de corrente 
mais usuais chegam até 2000 Ampères; em casos excepcionais usam-se 
intensidades de até 4000 Ampères. 
 
 
 
 
 
40 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Faixa de corrente recomendável para arames eletrodos utilizados em 
Arco Submerso 
Diâmetro do arame eletrodo 
(mm) 
Faixa de corrente 
(A) 
1,59 115-500 
1,98 125-600 
2,38 150-700 
3,18 220-1000 
3,97 340-1100 
4,76 400-1300 
5,56 500-1400 
6,35 600-1600 
 
VANTAGENS E LIMITAÇÕES DA SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO 
 
VANTAGENS 
 
a) Este processo permite obter um grande rendimento térmico. 
b) Alcança-se uma elevada produção específica de material de adição (até 20 
kg/h), que em conseqüência propicia uma grande velocidade de soldagem. 
c) Consegue-se alcançar uma grande penetração com este tipo de processo, o 
que diminui a necessidade de abertura de chanfro. 
d) Possibilita ao operador dispensar o uso de protetores visuais. 
e) Permite obter maior rendimento de deposição que a maioria dos outros 
processos. 
 
DESVANTAGENS OU LIMITAÇÕES 
 
a) A soldagem pode se realizar somente nos limites da posição plana ( ou em 
filete horizontal desde que haja um suporte adequado para o pó). 
b) É praticamente impossível soldar juntas de difícil acesso. 
c) Há necessidade de remoção de escória a cada passe de soldagem. 
d) A superfície do chanfro deve ser regular e a ajustagem da junta bastante 
uniforme. 
 
ABERTURA DO ARCO 
 
Neste tipo de soldagem existem diversos métodos de abertura de arco: 
- pela aplicação de alta freqüência 
- por retração instantânea do arame 
- por intercalação de uma pequena esfera ou palha de aço 
- por arraste 
- pelo uso de arame eletrodo de ponta afiada 
- pelo uso de eletrodo de carbono 
- por abertura em bolha de fusão 
 
 
 
 
 
41 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
ESPECIFICAÇÃO DE CONSUMÍVEIS 
 
 As entidades normativas possuem especificações apropriadas aos 
consumíveis para a soldagem a arco submerso, como por exemplo, a AWS, 
vistas na tabela abaixo. 
 
Especificação Tipo de metal de adição 
AWS A 5.9 Arames e varetas para solda de aço 
inoxidável 
AWS A 5.14 Arames e varetas para solda de níquel e 
suas ligas 
AWS A 5.17 Arames e fluxos para soldagem SAW de aço 
carbono 
AWS A 5.21 Arames e varetas para revestimento 
AWS A 5.23 Arames e fluxos para soldagem SAW de aço 
baixa liga 
 
As entidades normativas utilizam ainda a designação de um fluxo, em 
conjunto com a especificação do arame eletrodo. No caso de utilizarmos a 
especificação AWS, teremos por exemplo a especificação AWS A 5.17, que 
delibera sobre a utilização de arames para aços carbono e seus respectivos 
fluxos. Um mesmo fluxo pode ser designado F6A2-EXXX ou F7A4-EXXX, de 
acordo com o eletrodo (E) utilizado. 
 
 Propriedades mecânicas do metal depositado 
 
 
 
A tabela a seguir mostra um esquema de designação do par arame-fluxo 
adotado pela especificação AWS A 5.17. 
42 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
ARAME ELETRODO 
 
 Os eletrodos são especificados com base em sua composição química, 
sendo divididos em três tipos: baixo (L), médio (M) e alto (H) teor de Manganês. 
Dentro de cada grupo, os arames podem ter diferentes teores de Carbono, 
além de teor de Silício baixo ou alto (K). Resumidamente, arames com maiores 
teores de Carbono, Manganês e Silício favorecem a deposição de cordões com 
maior resistência e dureza; o Silício aumenta a fluidez da poça de fusão, 
melhorando o formato de cordões depositados com elevadas velocidades de 
soldagem. 
 As bitolas de arames eletrodos mais utilizados situam-se na faixa entre 
1,6 e 6,4 mm; podemos também trabalhar com fitas contínuas no lugar do 
arame, principalmente para deposições superficiais. Para aumentar a 
velocidade de soldagem e a deposição do metal, pode-se usar dois ou mais 
arames eletrodos ou fitas; eles podem situar-se em paralelo ou em linha em 
relação `a junta e alimentados por uma ou mais fontes de energia. 
 Abaixo, a tabela mostra os requisitos de composição química de 
eletrodos para a soldagem de aço carbono, conforme AWS A 5.17-80. 
Tabela – Composição química de eletrodos 
Classe Composição Química (% Peso) 
AWS Carbono Manganês Silício Enxofre Fósforo Cobre 
EL8 0,10 0,25-0,60 0,07 
 
0,035 
 
 
0,035 
 
 
0,035 
EL8K 0,10 0,25-0,60 0,10-0,25 
EL12 0,05-0,15 0,25-0,60 0,07 
EM12 0,06-0,15 0,80-1,25 0,10 
EM12K 0,05-0,15 0,80-1,25 0,10-0,35 
EM13K 0,07-0,19 0,90-1,40 0,35-0,75 
0,035 
 
0,035 
 
0,035 EM15K 0,10-0,20 0,80-1,25 0,10-0,35 
EH14 0,10-0,20 1,70-2,20 0,10 
OBS: NÚMEROS ISOLADOS INDICAM VALOR MÁXIMO 
 
43 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 As propriedades reais do metal depositado por uma determinada 
combinação eletrodo-fluxo dependem do procedimento de soldagem específico 
usado numa determinada aplicação. Assim a seleção final de uma combinação 
geralmente é feita com base na soldagem de corpos de prova de qualificação, 
de acordo com uma norma específica, e na avaliação final ou medida das 
propriedades de interesse dessa solda. 
 
FLUXOS 
 
 Os fluxos tem diversas funções na soldagem a Arco Submerso, entre 
elas: estabilizar o arco, fornecer elementos de liga para o metal de solda, 
proteger o arco e o metal aquecido da contaminação pela atmosfera, minimizar 
as impurezas no metal de solda, formar escória com determinadas 
propriedades físicas e químicas que podem influenciar o aspecto e o formato 
do cordão de solda, sua destacabilidade, a ocorrência de mordeduras, etc.. 
 Os fluxos usados no processo a arco submerso são granulares e 
constituídos de substâncias fusíveis à base de minerais contendo óxidos de 
manganês, silício, titânio, alumínio, cálcio, zircônio, magnésio e outros 
componentes. Podem ser quimicamente neutros, ácidos ou básicos, 
dependendo da mistura de óxidos, não devem produzir grandes quantidades 
de gases durante a soldagem e devem ter características elétricas estáveis. 
Em termos de fabricação, os fluxos podem ser dos grupos fundidos ou não 
fundidos; os primeiros são produzidos pela fusão da mistura de seus 
componentes em fornos, sendo posteriormente resfriados, britados, moídos, 
peneirados e embalados. Os fluxos não fundidos podem ser subdivididos em 
misturados, aglomerados e sinterizados. O tipo de fluxo mais utilizado no Brasil 
é o aglomerado, no qual uma mistura de pós é aglomerada por um ligante, 
endurecido posteriormente ao forno, moído, peneirado e embalado; devido sua 
higroscopicidade há necessidade de controle de umidade no armazenamento. 
 
DEPOSIÇÃO/PENETRAÇÃO 
CCPI – Produz boa taxa de deposição, ótimo controle de formato de cordão e 
alta penetração. 
CCPD – Produz alta taxa de deposição, bom controle do formato de cordão e 
baixa penetração. 
CA – Penetração intermediária entre CCPD/CCPI; não aparece o fenômeno do 
sopro magnético. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
DIFERENTES ARRANJOS PARA EXECUÇÃO DE CORDÕES DE SOLDA A 
ARCO SUBMERSO 
 
 
 
 
 
45 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 7 
 
SOLDAGEM 
TIG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
46 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
PROCESSO DE SOLDAGEM TIG (Tungsten Inert Gas) – GTAW 
 
 É um processo de soldagem por fusão, a arco elétrico que utiliza o calor 
gerado pelo arco formado entre o eletrodo de Tungstênio não consumível e a 
peça que se deseja soldar. A proteção da poça de fusão é conseguida com a 
adiçãode um gás inerte ou mistura de gases inertes sobre ela, sendo que o 
gás também tem a função de transmitir a corrente elétrica quando ionizado 
durante o processo e ainda auxiliar a resfriar o eletrodo; a soldagem pode ser 
realizada com ou sem metal de adição. 
 A abertura do arco pode ser facilitada pela sobreposição de uma 
corrente de alta freqüência, para evitar que se tenha de riscar a peça com o 
eletrodo de Tungstênio. O arco inicial, obtido pela corrente de alta freqüência, 
ioniza o gás possibilitando a abertura do arco principal. 
Esquematização do processo TIG com sobreposição de alta freqüência 
 
O eletrodo não consumível utilizado para soldagem é constituído de 
Tungstênio puro ou ligado a diversos elementos químicos, pois a presença 
desses elementos de liga aumenta a capacidade de emissão de elétrons, além 
de permitir uma maior vida útil ao eletrodo. A classificação AWS A 5.12 
apresenta os valores máximos de cada elemento químico: 
 
Classe 
AWS 
W 
% 
Ce02 
% 
La2O3 
% 
ThO2 
% 
ZrO2 
% 
Outros 
% max. 
Cor da ponta 
EWP 99,5 - - - - 0,5 Verde 
EWCe-2 97,5 1,8-2,2 - - - 0,5 Laranja 
EWLa-1 98,3 - 0,9-1,2 - - 0,5 Preta 
EWLa-1,5 97,8 1,3 a 1,7 Ouro 
EWLa-2 97,3 1,8 a 2,2 Azul 
EWTh-1 98,5 - - 0,8-1,2 - 0,5 Amarela 
EWTh-2 97,5 - - 1,7-2,2 - 0,5 Vermelha 
EWZr-1 99,1 - - - 0,15-0,4 0,5 Marrom 
EWG 94,5 - - - - 0,5 Cinza 
 
EWP: Este tipo de eletrodo contém um mínimo de 99,5% de W. Oferece boa 
estabilidade de arco quando usado com corrente alternada. A ponta do eletrodo 
se mantém limpa com formato arredondado. Também pode ser usado em 
corrente contínua, mas neste caso não fornece a iniciação de arco e as 
características de estabilidade que os ligados oferecem. São eletrodos de baixo 
custo e são usados principalmente para ligas de alumínio e magnésio. No 
entanto a capacidade de condução de corrente é inferior aos ligados. 
47 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
EW Th: Esses eletrodos oferecem melhor iniciação do arco, pois o óxido de 
tório melhora a qualidade de emissão de elétrons e tem a capacidade de 
condução de corrente mais elevada, em cerca de 20% em relação ao de 
tungstênio puro. Normalmente tem uma vida mais longa. Esses eletrodos foram 
desenvolvidos para as aplicações CCPD. Mantêm uma configuração de ponta 
afiada durante a soldagem. Raramente são usados em corrente alternada pela 
dificuldade de manter a ponta arredondada. 
 
EW Ce: Foram introduzidos no mercado americano nos anos 80, para substituir 
os eletrodos com Tório, pois o Cério não é um elemento radioativo e é 
elemento abundante da família dos ”terras raras”. Em relação aos eletrodos de 
tungstênio puro, apresentam mais facilidade para abrir o arco, oferecem melhor 
estabilidade de arco e reduz o “burn-off”. Os eletrodos EW Ce-2 operam com 
CA e CC em ambas polaridades. 
 
EW La: Os eletrodos de tungstênio ligados com Lantânio foram desenvolvidos 
na mesma época daqueles com Cério pela mesma razão de não ser radioativo. 
As vantagens deste tipo são semelhantes aos de Ce. 
 
EW Zr: Os eletrodos ligados com Zircônio (contém 0,25% de Zr) e as suas 
características geralmente estão entre aquelas do tungstênio puro e os ligados 
com tório. Em corrente alternada combina as características de estabilidade de 
arco e a ponta arredondada com a capacidade de condução de corrente e 
abertura de arco semelhantes as dos eletrodos com tório. Apresentam uma 
melhor resistência à contaminação em relação ao de tungstênio puro e são 
preferidos para aplicações que exigem alta qualidade radiográfica e baixa 
contaminação de tungstênio. 
 
EWG: Estes eletrodos contem outros elementos de liga ou aqueles das terras 
raras em proporções diferentes daqueles existentes com especificação 
determinada. Podem também ter uma mistura de elementos de liga. 
O eletrodo serve apenas como ponto focal para o direcionamento do 
arco, sendo que para não haver fusão do mesmo na temperatura do arco, 
utiliza-se o Tungstênio, que possui ponto de fusão 3370ºC; sua ponta deve ser 
convenientemente preparada para minimizar o diâmetro do arco conforme 
esquema a seguir. 
Preparação da ponta do eletrodo de Tungstênio 
 
 
48 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Nos processos de soldagem da maioria dos materiais procura-se ligar o 
eletrodo em CC polaridade direta, pois o calor gerado em sua extremidade é 
menor, comparadamente à polaridade inversa. 
 Na soldagem do Alumínio, no entanto, muitas vezes utiliza-se a 
polaridade inversa, mesmo com o risco de fusão do eletrodo, pois para quebrar 
a camada de óxido de alumínio, de alto ponto de fusão, é necessário que o 
fluxo de elétrons saia do Alumínio para o eletrodo (fenômeno que recebe o 
nome de dispersão); melhor que utilizar CC em Alumínio é optar pelo uso de 
corrente alternada, que quebra a camada de óxido e não aquece em demasia a 
ponta do eletrodo 
Para soldagem com corrente acima de 130 A devem-se utilizar tochas 
refrigeradas a água; para correntes menores há tochas de diferentes 
tamanhos, que devem ser escolhidas em função da aplicação. 
 É um processo lento, usualmente manual, podendo ser automatizado 
(taxas de 0,2 a 2 kg/h) e as soldas produzidas são de excelente qualidade; não 
produz escória, gera poucos respingos, pouca fumaça, pequena Z.T.A. com 
poucas deformações e pode ser utilizado em todas as posições. Os cordões de 
solda são de ótimo acabamento, uniformes, geralmente não requerendo 
nenhum procedimento de acabamento ou limpeza posterior. 
 A soldagem TIG é bastante adequada para espessuras finas, pois 
possibilita o perfeito controle da fonte de calor, sendo que muitas vezes ela é 
utilizada sem metal de adição, somente caldeando-se as bordas do metal a ser 
soldado. É muito comum, também utilizar o TIG para o passe de raiz na 
soldagem de peças espessas e de grande responsabilidade. 
É um processo que requer muita habilidade do soldador, uma limpeza 
perfeita dos metais a serem soldados, além de emitir grande quantidade de 
radiação ultravioleta. Estas radiações queimam rapidamente as partes da pele 
expostas, bem como as vistas e ainda tem capacidade de decompor solventes 
armazenados nas imediações, liberando gases bastante tóxicos; as radiações 
facilitam a geração de O3 nas proximidades. Pode-se soldar aços carbono, 
inoxidáveis, alumínio, magnésio, titânio, cobre, zircônio e outros metais de 
difícil soldagem, nas espessuras de 0,5 a 50 mm. 
 
 
Efeito do tipo de corrente e polaridade na soldagem TIG 
 
49 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 Os gases de proteção mais utilizados são o Argônio e o Hélio, ou uma 
mistura de ambos; os gases são direcionados por bocais cerâmicos, metálicos 
ou por bocais tipo gás-lens, vistos na figura abaixo. 
 
 O Argônio é o gás mais utilizado, principalmente devido ao menor custo 
e maior disponibilidade, mas possui outras vantagens: 
Arco mais suave e estável, sem turbulências; menor voltagem do arco, 
para um dado comprimento do arco; menor vazão de gás para uma boa 
proteção; facilita a abertura do arco (mais ionizável); resiste mais às correntes 
de ar. 
 O Hélio é utilizado para soldagem de materiais mais espessos, pois 
produz mais calor; por ter a densidade menor que a do ar, é utilizado para 
soldagens sobre cabeça; promove maior penetração do cordão; possui custo 
mais elevado que o Argônio, pois sua obtenção é difícil. 
 É bastante utilizada a mistura de Argônio e Hélio para algumas 
aplicações de soldagem, sendo seu uso bem difundido na soldagem TIG das 
ligas de alumínio, titânio, cobre e aços inoxidáveis; o objetivo é se beneficiar 
das melhores características de cada gás, aumentando a largura de fusão e 
melhorando a aparência do cordão de solda. 
 Em alguns casos de soldagem são utilizadas misturas especiais, 
contendo H2 (aços inoxidáveis). O hidrogênio atua com um agente redutorinibindo a formação de óxidos, o que resulta em superfícies mais limpas e 
também aumenta a energia do arco para uma determinada corrente, 
aumentando a penetração. 
 O nitrogênio é freqüentemente utilizado como gás de purga ou de 
proteção da raiz evitando contaminação com o ar atmosférico. Atualmente é 
utilizado em adições menores do que 3% em combinação com Argônio nos 
processos TIG e MIG para a soldagem de aços inoxidáveis duplex. Não é 
recomendado para a soldagem de aços carbono e baixa liga. 
A especificação AWS A 5.32 se aplica aos gases de proteção utilizados 
nos processos de soldagem TIG. Os gases de proteção podem ser de um 
único tipo de gás (puro) ou de mistura de gases. A AWS A 5.32 identifica os 
componentes individuais dos gases como: A – Argônio ; He – Hélio ; H – 
Hidrogênio ; N – Nitrogênio. 
 
Especificação AWS A 5.32 para Misturas Típicas de Gases de Soldagem 
Classificação AWS Mistura Típica de Gás (%) Gases de Proteção 
SG-AHe-10 90/10 Argônio + Hélio 
SG-AH-5 95/5 Argônio + Hidrogênio 
SG-HeA-25 75/25 Hélio + Argônio 
SG-A-G Especial Argônio + Mistura 
 
50 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 Como se podem utilizar todas as formas de corrente para soldagem TIG, 
normalmente se utiliza um transformador/retificador que pode fornecer tanto 
CC como CA. Trata-se de máquinas especialmente desenvolvidas para 
soldagem TIG e que incorporam as unidades de controle de fluxo de gás 
protetor e de geração de corrente de alta freqüência. Foram lançados no 
mercado equipamentos para soldagem automática de tubos, recebendo o 
processo a denominação de TIG ORBITAL (pelo fato de realizar o cordão de 
solda automaticamente em 360º). 
 Recentemente desenvolveram-se equipamentos ainda mais específicos 
que incorporam uma unidade de programação e que fornece CC pulsada com 
freqüência na faixa de 1 a 10 Hz; tal equipamento é normalmente utilizado em 
aplicações automatizadas. 
 A principal vantagem da corrente pulsada é permitir uma combinação da 
força, boa penetração e fusão do pulso, enquanto mantém a área de soldagem 
relativamente fria. Assim, é possível obter maiores penetrações do que em 
corrente contínua constante e trabalhar com materiais mais sensíveis ao aporte 
de calor com minimização das distorções. 
 
 
 
 
 
Ciclo da corrente de solda TIG pulsada 
 
 
 
 As varetas ou arames de metal de adição para TIG tem basicamente a 
mesma composição química dos materiais base; nenhuma reação química é 
esperada que ocorra na poça de fusão. 
 Nas aplicações automáticas pode se utilizar o processo adicional HOT-
WIRE, com pré-aquecimento do arame eletrodo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
51 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Processo automatizado HOT-WIRE 
 
 
 
As varetas são utilizadas para os processos manuais, disponíveis em 
comprimento em torno de 1 m. Para os processos de alimentação automática 
se utilizam rolos de arame, similares ao do MIG, enrolados em bobinas de 
diferentes capacidades, com diâmetros variando entre 0,5 e 5 mm, 
aproximadamente. 
 Principais especificações de arames para soldagem TIG 
Material Nº da especificação 
Arames e varetas para soldagem de Cobre A 5.7 
Arames e varetas para soldagem de Aços inoxidáveis A 5.9 
Arames e varetas para soldagem de Alumínio A 5.10 
Arames e varetas para soldagem de Níquel A 5.14 
Arames e varetas para soldagem de Ferro fundido A 5.15 
Arames e varetas para soldagem de Titânio A 5.16 
Arames e varetas para soldagem de Aço carbono A 5.18 
Arames e varetas para soldagem de Magnésio A 5.19 
Arames e varetas para soldagem de Revestimento A 5.21 
Arames e varetas para soldagem de Aços inoxidáveis A 5.22 
Arames e varetas para soldagem de Zircônio A 5.24 
Arames e varetas para soldagem de Aços de baixa liga A 5.28 
 
Equipamentos de Soldagem 
- Porta-eletrodo com passagem de gás e bico para direcionar o gás ao redor 
do arco, com mecanismo de garra para energizar e conter o eletrodo de 
Tungstênio. 
- Suprimento de gás protetor. 
- Indicador de vazão e regulador-redutor de pressão de gás. 
- Fonte de energia. 
- Suprimento de água de refrigeração se a pistola é refrigerada a água. 
Equipamento básico para soldagem TIG 
 
52 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Parâmetros operacionais 
 
Corrente de soldagem: 10 a 600 A 
Bitola de eletrodo de W: 1 a 7 mm 
Espessuras de soldagem: a partir de 0,5 mm 
Taxa de deposição: até 2 kg/h 
Taxa de diluição: 2 a 20% com metal de adição 
 100% sem metal de adição 
Tipos de juntas: todas 
Posições de soldagem: todas 
53 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 8 
 
SOLDAGEM 
MIG/MAG 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
54 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
PROCESSO MIG/MAG (METAL INERT GAS/METAL ACTIVE GAS) 
 
 MIG é um processo por fusão a arco elétrico que utiliza um arame 
eletrodo consumível continuamente alimentado à poça de fusão e um gás 
inerte para proteção da região de soldagem. MAG é um processo de soldagem 
semelhante ao MIG, porém utilizando um gás ativo (CO2) para proteção da 
região de soldagem. Em ambos os processos geralmente o metal de adição 
possui a mesma composição química do metal base. O processo MIG baseou-
se no processo TIG, iniciando com a soldagem do Alumínio e posteriormente 
estendeu-se à soldagem dos aços inoxidáveis, ao se notar que uma pequena 
adição de O2 ao gás inerte facilitava a abertura do arco. 
 Posteriormente ao processo MIG, desenvolveu-se o MAG para baratear 
custos e concorrer com os eletrodos revestidos na maioria das aplicações, 
utilizando-se CO2 e mistura de gases como gás de proteção; o primeiro 
desenvolvimento para o MAG ficou conhecido como subprocesso MACRO-
ARAME. 
 Pelo fato das dificuldades deste subprocesso trabalhar com pequenas 
espessuras e soldar em todas as posições, desenvolveu-se a seguir o 
subprocesso MICRO-ARAME (para diâmetros até 1,2 mm); na seqüência do 
desenvolvimento e visando a minimização dos respingos e melhoria do formato 
do cordão, desenvolveu-se o subprocesso ARAME-TUBULAR (até diâmetro de 
4 mm). 
 Todas estas melhorias permitiram um aumento na velocidade de 
soldagem do processo MIG/MAG em relação a outros processos, e isso vem 
refletindo-se na evolução da utilização do mesmo, comparativamente aos 
processos mais antigos, conforme quadro abaixo: 
 
 
Comparação da utilização dos vários métodos de soldagem na 
Europa: Arco Submerso (SAW), Eletrodo Revestido (MMA) e 
MIG/MAG ( incluindo arames sólidos e tubulares). 
 
PRINCÍPIO DO PROCESSO MIG/MAG 
 
 O calor gerado para fundir o metal de enchimento é suficiente para fundir 
também as superfícies do metal base. 
 A transferência do material do arco é bastante melhorada comparando-
se ao processo TIG devido ao aumento da eficiência do ganho de calor 
causado pela presença no arco das partículas de material superaquecido. As 
partículas funcionam como elementos importantes no processo de 
55 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
transferência de calor, sendo que a transferência de material se processa a 
uma taxa de várias centenas de gotículas por segundo. 
 
 
Principio do processo MIG/MAG: 1. Carretel ou tambor 2. Eletrodo 3. Roletes de 
tração 4. Guia do arame 5. Conjunto de mangueiras 6. Pistola de soldagem 7. 
Bico de Contato 8. Gás de proteção 9. Bocal do Gás de proteção 10. Arco 
elétrico 11. Poça de fusão 12. Fonte de energia. 
 
Existem basicamente quatro tipos de transferência de material na soldagem 
MIG/MAG: 
 
a) GLOBULAR (MAG = Macro Arame/ Arame Tubular) 
- Gotas de grandes dimensões a baixas velocidades 
- Utiliza altas correntes e arcos longos ( 75a 900 A) 
 
 
 Transferência Globular 
 
b) JATO OU SPRAY (MIG) 
- Gotas finas e altas velocidades 
- Utiliza altas correntes e altas voltagens (50 a 600 A) 
- 
 
 
Representação esquemática da transferência Jato ou Spray 
56 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
c) CURTO CIRCUITO (Micro Arame) 
- Transferências sucessivas por curto circuitos 
- Utiliza baixa corrente e arcos curtos (25 a 200 A) 
 
Representação do processo de transferência por Curto-Circuito 
 
 
Uma gota de metal fundido é formada no fim do eletrodo. Quando ela se 
torna suficientemente grande para entrar em contato com a poça de fusão, 
o arco sofre um curto circuito. Isto eleva a corrente de soldagem e a 
corrente é liberada, permitindo que o arco seja ignitado novamente. O 
aumento da corrente causado pelo curto circuito gera respingos. 1.Ciclo do 
curto circuito. 2.Período do arco. 3.Período do curto circuito. 
 
d) ARCO PULSANTE (Em Operações Automatizadas) 
- Arco mantido por uma corrente baixa principal com sobreposição de 
pulsos de alta corrente e transferência por spray durante os pulsos. 
 
 
Princípio do arco pulsado. 1.Pico da corrente de pulso. 2.Corrente de 
transição. 3.Corrente média de soldagem. 4.Corrente de base. 
 
 
 A soldagem MIG pode ser usada em ampla faixa de espessuras, em 
materiais ferrosos e não ferrosos como Alumínio, Cobre, Magnésio, Níquel e 
suas ligas. O processo MAG é utilizado apenas na soldagem de materiais 
ferrosos, tendo como gás de proteção o CO2 ou misturas ricas nesse gás. 
57 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 De um modo geral pode-se dizer que as principais vantagens da 
soldagem MIG/MAG são: alta taxa de deposição, alto fator de trabalho do 
soldador, grande versatilidade de espessuras aplicáveis, inexistência de fluxos 
de soldagem, ausência de remoção de escória e exigência de menor habilidade 
do soldador, quando comparado com eletrodos revestidos. 
 A principal limitação da soldagem MIG/MAG é sua maior sensibilidade à 
variação dos parâmetros elétricos de operação de soldagem, que influenciam 
diretamente na qualidade do cordão de solda depositado. Além disso deve ser 
ressaltado o alto custo do equipamento, a grande emissão de radiação ultra 
violeta, maior necessidade de manutenção em comparação com os 
equipamentos para soldagem de eletrodos revestidos e menor variedade de 
consumíveis. 
 
 
 
 
 
CONSUMÍVEIS DO PROCESSO 
 
GASES 
Os gases de proteção utilizados nos processos de soldagem a arco 
elétrico podem ser Inertes ou Reativos. Os gases de proteção inertes são os 
considerados que não reagem com o metal líquido da poça de fusão. Os gases 
inertes mais utilizados na soldagem são Argônio e Hélio. 
Os gases de proteção reativos são os considerados que reagem com o 
metal líquido da poça de fusão, podendo alterar as propriedades metalúrgicas e 
mecânicas do metal de solda. Estes gases podem ser ativos ou redutores. Os 
gases ativos utilizados na soldagem são o CO2 - Dióxido de Carbono e 
Oxigênio. O gás redutor que pode ser utilizado na soldagem é o Hidrogênio - 
H2. 
A especificação AWS A 5.32 se aplica aos gases de proteção utilizados 
nos processos de soldagem MIG/MAG, TIG, ARAME TUBULAR e PLASMA. 
Os gases de proteção podem ser de um único tipo de gás (puro) ou de mistura 
de gases. 
A AWS A 5.32 identifica os componentes individuais dos gases como: A 
– Argônio ; C – CO2 - Dióxido de Carbono ; He – Hélio ; H – Hidrogênio ; N – 
Nitrogênio ; O – Oxigênio. 
 
Classificação AWS 
Mistura Típica de 
Gás (%) 
Gases de Proteção 
SG-AC-25 75/25 Argônio + CO2 
SG-AO-2 98/2 Argônio + Oxigênio 
SG-AHe-10 90/10 Argônio + Hélio 
SG-AH-5 95/5 Argônio + Hidrogênio 
SG-HeA-25 75/25 Hélio + Argônio 
SG-HeAC-7.5/2.5 90/7.5/2.5 Hélio + Argônio + CO2 
SG-ACO-8/2 90/8/2 
Argônio + CO2 + 
Oxigênio 
SG-A-G Especial Argônio + Mistura 
Tolerância de +/- 10% para o gás de menor valor. 
Classificação AWS A 5.32 para os Gases de Soldagem MIG/MAG 
 
58 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
METAIS DE ADIÇÃO 
 
 Para MIG/MAG, os eletrodos consumíveis consistem de um arame 
contínuo em diâmetros que variam de 0,6 a 2,4 mm ( arame tubular até 4 mm), 
usualmente em rolos de 12 a 15 kg, existindo no mercado rolos de até 200 kg. 
Os arames são normalmente revestidos com uma fina camada de Cobre para 
melhor contato elétrico com o tubo de contato da pistola e para prevenir a 
ocorrência de corrosão na estocagem. 
 Há arames de adição sólidos ou tubulares sendo que estes últimos são 
recheados de fluxos que possuem as mesmas características e funções dos 
revestimentos dos eletrodos revestidos. Esses arames tubulares podem ser 
utilizados com proteção gasosa ou ser do tipo autoprotegido, sem o uso de 
gases. Neste caso o fluxo contido dentro do arame gera o gás de proteção da 
poça de fusão, a formação de escória, a desoxidação da poça e a estabilização 
do arco. 
 
Rolo de arame tubular ( observar detalhe) 
 
A tabela abaixo relaciona as especificações AWS de arames para 
soldagem MIG/MAG de diferentes materiais. 
 
Material 
Nº da 
especificação 
Arames de Cobre e suas ligas A 5.7 
Arames de Aços inoxidáveis A 5.9 
Arames de Alumínio e suas ligas A 5.10 
Arames de Níquel e suas ligas A 5.14 
Arames para soldagem de Ferro fundido A 5.15 
Arames de Titânio e suas ligas A 5.16 
Arames e arames tubulares de Aço carbono com pó interno A 5.18 
Arames de Magnésio e suas ligas A 5.19 
Arames tubulares de Aço carbono com fluxo interno A 5.20 
Arames para Revestimento A 5.21 
Arames tubulares para soldagem de Aços inoxidáveis A 5.22 
Arames para soldagem de Zircônio A 5.24 
Arames de Aços de baixa liga A 5.28 
 
 A principal especificação para os arames-eletrodos é a AWS A 5.18 que 
prescreve os requerimentos para a classificação de eletrodos sólidos ou 
59 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
compostos (arame tubular com núcleo metálico – metal cored) e varetas para 
os processos MIG/MAG (GMAW), TIG (GTAW) e PLASMA (PAW) na soldagem 
de aço carbono. A classificação dos arames para soldagem de aços pelas 
especificações AWS A 5.18 e A 5.28, que engloba os arames sólidos e os 
arames com enchimento metálico, tem o formato abaixo. 
 
 
 
Resistência Mecânica do metal de solda 
Classificação 
Gás de 
Proteção 
Limite de 
Resistência 
Limite deEscoamento Alongamento 
% mínimo 
psi MPa psi MPa 
ER 70S-2 a7 CO2 70.000 480 58.000 400 22 
ER 70S-B2L 
ER70C-B2L 
Ar/1-
5%02 
75.000 515 58.000 400 19 
ER 80S e 80C 80.000 550 68.000 470 19 
ER 90S e 90C 90.000 620 78.000 540 17 
ER 100S 100.000 690 88.000 610 16 
ER 110S ou 110C 110.000 760 95.000 660 15 
ER 120S ou 120C 120.000 830 105.000 730 14 
 
Requisitos de composição química para o arame ou metal de solda (%peso) 
 
Classificação C Mn Si P S Ni Cr Mo V Cu 
ER 70S-2 
0,07 0,9-1,4 
0,40-
0,70 
0,025 0,035 0,15 
0,25-
0,55 
0,25-
0,55 
0,03 0,50 
ER 70S-3 0,06-
1,15 
0,9-1,4 
0,45-
0,75 
ER 70S-4 0,06 
1,0-1,15 
0,65-
0,85 
ER 70S-6 0,06 
1,4-1,8 
0,80-
1,15 
ER 70S-7 0,06 
1,5-2,0 
0,50-
0,80 
ER 70S-G Não especificado 
ER 80S-B2 0,07-
0,12 
0,4-0,70 0,4-0,70 
0,025 0,025 
0,20 1,2-1,15 
0,40-
0,65 
- 0,35 
ER 80S-B6 
0,10 0,4-0,70 0,4-0,70 0,60 4,5-6,0 
0,40-
0,65 
- 0,35 
ER 90S-B9 0,07-
0,13 
1,25 
0,15-
0,30 
0,010 0,010 
1,0 8,0-9,5 
0,80-
1,10 
0,15-
0,25 
0,20 
ER 100S-1 
0,08 1,2-1,8 0,2-0,55 
1,4-
2,1 
0,30 
0,25-
0,55 
0,5 0,25 
60 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
ER 110S-1 
0,09 1,4-1,8 
0,20-
0,55 
1,9-
2,6 
0,50 
0,25-
0,55 
0,4 
ER 120S-1 
0,10 1,4-1,8 
0,25-
0,60 
2,0-
2,8 
0,60 
0,30-
0,65 
0,3 
ER 70C-3X 0,12 1,75 0,90 0,030 0,030 0,50 0,20 0,30 0,08 0,50 
ER 80C-B2 0,05-
0,12 
0,4-1,00,25-
0,60 
0,025 0,030 0,20 1,0-1,5 
0,40-
0,65 
- 0,35 
ER 80C-B3L 
0,05 0,4-1,0 
0,25-
0,60 
0,025 0,030 0,20 2,0-2,5 
0,90-
1,20 
- 0,35 
ER 90C-B3 0,05-
0,12 
0,4-1,0 
0,25-
0,60 
0,025 0,030 0,20 2,0-2,5 
0,90-
1,20 
0,15-
0,25 
0,35 
 
 
GENERALIDADES: 
 
 Ao contrário da soldagem TIG, a maior parte dos casos de soldagem 
MIG/MAG utiliza a CCPI, ficando a utilização da CCPD apenas para os casos 
de deposição superficial do material de adição e aplicações onde a penetração 
não é importante. 
 
 
Corrente 
RESULTADOS 
Tamanho 
de Gota Penetração 
Velocidade de 
Transferência 
Quantidade 
de 
Respingos 
Dispersão dos 
Óxidos 
CCPI Pequena Alta Alta Pouca Ocorre 
CCPD Grande Baixa Baixa Grande Não ocorre 
 
 
 
EQUIPAMENTOS 
 
 Os principais componentes do sistema são: 
- A máquina de soldar (Fonte de energia) 
- A unidade de alimentação de arame com seus controles (Cabeçote) 
- A pistola de soldagem com seus cabos 
- O gás protetor e seu sistema de alimentação 
- O arame eletrodo 
Fontes de corrente contínua e de tensão constante são empregadas na 
maioria dos casos de soldagem MIG/MAG. Essa característica contrasta com 
as fontes de corrente constante utilizadas na soldagem TIG e com eletrodos 
revestidos. Uma fonte MIG/MAG proporciona uma tensão do arco relativamente 
constante durante a soldagem. Essa tensão determina o comprimento do arco. 
Quando ocorre uma variação brusca da velocidade de alimentação do arame, 
ou uma mudança momentânea da tensão do arco, a fonte aumenta ou diminui 
abruptamente a corrente (e, portanto, a taxa de fusão do arame) dependendo 
da mudança no comprimento do arco. A taxa de fusão do arame muda 
automaticamente para restaurar o comprimento original do arco. Como 
resultado, alterações permanentes no comprimento do arco são efetuadas 
ajustando-se a tensão de saída da fonte. A velocidade de alimentação do 
arame que o operador seleciona antes da soldagem determina a corrente de 
soldagem. Esse parâmetro pode ser alterado sobre uma faixa considerável 
antes que o comprimento do arco mude o suficiente para fazer o arame tocar 
na peça ou queimar o bico de contato. A fonte de soldagem também pode ter 
61 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
um ou dois ajustes adicionais para uso com outras aplicações de soldagem 
(por exemplo, controle de indutância). 
 
 
 
Exemplo de uma fonte de potência para solda (Máquina de soldar) 
 
O motor de alimentação de arame e o controle de soldagem são 
freqüentemente fornecidos em um único módulo — o alimentador de arame. 
Sua principal função é puxar o arame do carretel e alimentá-lo ao arco. O 
controle mantém a velocidade predeterminada do arame a um valor adequado 
à aplicação. O controle não apenas mantém a velocidade de ajuste 
independente do peso, mas também regula o início e fim da alimentação do 
arame a partir do sinal enviado pelo gatilho da tocha. 
O gás de proteção, a água e a fonte de soldagem são normalmente 
enviados à tocha pela caixa de controle. Pelo uso de válvulas solenóides os 
fluxos de gás e de água são coordenados com o fluxo da corrente de 
soldagem. O controle determina a seqüência de fluxo de gás e energização do 
contator da fonte. Ele também permite o pré e pós-fluxo de gás. Muitas vezes o 
alimentador trabalha distante da fonte elétrica, permitindo ao soldador o 
controle local das variáveis do processo. 
 
Exemplo de uma unidade de alimentação de arame 
70 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 10 
 
DEFEITOS EM 
OPERAÇÕES DE 
SOLDAGEM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
71 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
DESCONTINUIDADES MAIS FREQÜENTES NAS 
OPERAÇÕES DE SOLDAGEM 
 
 
 Podemos definir descontinuidade como sendo uma interrupção das 
estruturas típicas de uma junta soldada, no que se refere à homogeneidade de 
características físicas, mecânicas ou metalúrgicas. De acordo com as 
exigências de qualidade da junta soldada, uma descontinuidade pode ser 
considerada um defeito, exigindo ações corretivas. Abaixo temos algumas 
descontinuidades mais comuns encontradas nas operações de soldagem, e 
eventuais cuidados para evitar o surgimento das mesmas. 
 
Abertura de arco – É uma imperfeição local na superfície do metal de base 
resultante da abertura do arco elétrico. 
Ângulo excessivo de reforço – É um angulo excessivo entre o plano da 
superfície do metal de base e o plano tangente ao reforço da solda, traçado a 
partir da margem da solda (Fig. 1). É causado por excesso de material de solda 
no acabamento. 
 
 
Figura 1- Ângulo excessivo de reforço 
 
Cavidade alongada – Vazio não arredondado com a maior dimensão paralela 
ao eixo da solda, podendo estar localizado na solda (Fig. 2a); ou na raiz da 
solda (Fig. 2b). Pode ser causado por excesso de velocidade de soldagem. 
 
 
Figura 2 – Cavidade alongada 
 
Concavidade – reentrância na raiz da solda, podendo ser: central, situada ao 
longo do centro de cordão (Fig. 3a); ou lateral, situada nas laterais do cordão 
(Fig. 3b). Geralmente é causada por movimentação rápida do eletrodo. 
 
 
Figura 3 – Concavidade 
 
72 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Concavidade excessiva – Solda em ângulo com a face excessivamente 
côncava (Fig. 4). É uma falta de material de reforço. 
 
Figura 4 – Concavidade excessiva 
 
Convexidade excessiva – Solda em ângulo com a face excessivamente 
convexa (Fig. 5). É um excesso de material de reforço. 
 
Figura 5 – Convexidade excessiva 
 
Deformação angular – Distorção angular da junta soldada em relação à 
configuração de projeto (Fig. 6), exceto para junta soldada de topo (Ver 
embicamento). 
 
Figura 6 – Deformação angular 
 
Deposição insuficiente – Insuficiência de metal na face da solda (Fig. 7). 
 
Figura 7 – Deposição insuficiente 
 
 
 
Desalinhamento – Junta soldada de topo, cujas superfícies das peças, embora 
paralelas, apresentam-se desalinhadas, excedendo à configuração de projeto 
(Fig. 8). 
 
Figura 8 - Desalinhamento 
 
73 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Embicamento – É uma deformação angular de uma junta soldada de topo 
(Fig.9). 
 
Figura 9 - Embicamento 
 
Falta de fusão – É uma fusão incompleta entre a zona fundida e o metal de 
base, ou entre passes da zona fundida, podendo estar localizada: na zona de 
ligação (Fig. 10a); entre os passes (Fig. 10b) ou na raiz da solda (Fig. 10c e 
10d). 
 
Figura 10 – Falta de fusão 
 
Falta de penetração – Insuficiência de metal na raiz de solda (Fig. 11). As 
causas mais comuns deste tipo de defeito são: manipulação incorreta do 
eletrodo, junta mal preparada (ângulo de chanfro ou abertura de raiz 
pequenos), corrente de soldagem insuficiente, velocidade de soldagem muito 
alta e diâmetro de eletrodo muito grande. 
 
Figura 11 – Falta de penetração 
 
Fissura – Ver termo preferencial: trinca. 
 
Inclusão de escória – Material não metálico retido na zona fundida, podendo 
ser: alinhada (Fig. 12a e 12b); isolada (Fig. 12c); ou agrupada (Fig. 12d). 
 
Figura 12 – Inclusão de escória 
 
Inclusão metálica – Metal estranho retido na zona fundida. Como exemplo 
deste tipo de descontinuidade temos a inclusão de Tungstênio freqüentemente 
vinculada à soldagem TIG. 
74 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Microtrinca – Trinca com dimensões microscópicas. 
 
Mordedura – Depressão sob a forma de entalhe, no metal de base 
acompanhando a margem da solda (Fig. 13). 
 
Figura 13 - Mordedura 
 
Mordedura na raiz – Mordedura localizada na margem da raiz da solda (Fig. 
14). 
 
Figura 14 – Mordedura na raiz 
 
Penetração excessiva – Metal da zona fundida em excesso na raiz da solda 
(Fig.15).Figura 15 – Penetração excessiva 
 
Perfuração – Furo na solda (Fig. 16a) ou penetração excessiva localizada (Fig. 
16b) resultante da perfuração do banho de fusão durante a soldagem. 
 
Figura 16 - Perfuração 
 
Poro – Vazio arredondado, isolado e interno à solda. O poro é resultante da 
evolução de gases durante a solidificação da solda. As bolhas de gás podem 
ser aprisionadas pelo metal solidificado, à medida que a poça de fusão é 
deslocada. Podem ocorrer de forma uniformemente distribuídos, em grupos, 
alinhados ou como porosidade vermiforme, como veremos abaixo. As causas 
mais comuns de seu aparecimento são umidade ou contaminações de óleo, 
graxa, ferrugem, etc.. na região da junta; eletrodo, fluxo ou gás de proteção 
úmidos; corrente ou tensão de soldagem excessivas; correntes de ar durante a 
soldagem, etc.. . 
Poro superficial – Poro que emerge à superfície da solda. 
75 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Porosidade – Conjunto de poros distribuídos de maneira uniforme, porém não 
alinhados (Fig. 17). 
 
Figura 17 - Porosidade 
 
Porosidade agrupada – Conjunto de poros agrupados (Fig. 18). 
 
 
Figura 18 – Porosidade agrupada 
 
Porosidade alinhada – Conjunto de poros dispostos em linha, segundo uma 
direção paralela ao eixo longitudinal da solda (Fig. 19). 
 
 
Figura 19 – Porosidade alinhada 
 
Porosidade vermiforme – Conjunto de poros alongados ou em forma de 
espinha de peixe situados na zona fundida (Fig. 19). 
 
 
Figura 19 – Porosidade vermiforme 
 
Rachadura – Ver termo preferencial: trinca. 
 
Rechupe de cratera – Falta de metal resultante da contração da zona fundida, 
localizada na cratera do cordão de solda (Fig. 20). 
 
Figura 20 – Rechupe de cratera 
 
Rechupe interdendrítico – Vazio alongado situado entre dendritas da zona 
fundida. 
76 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Reforço excessivo – Excesso de metal da zona fundida, localizado na face da 
solda (Fig. 21). É causado por excesso de material no acabamento. 
 
Figura 21 – Reforço excessivo 
 
Respingos – Glóbulos de metal de adição transferidos durante a soldagem e 
aderidos à superfície do metal de base ou à zona fundida já solidificada. 
 
Sobreposição – Excesso de metal da zona fundida sobreposto ao metal de 
base na margem da solda, sem estar fundido ao mesmo (Fig. 22). É 
geralmente causado por uma alta taxa de deposição. 
 
 
Figura 22 - Sobreposição 
 
Solda em ângulo assimétrica – Solda em ângulo, cujas pernas são 
significativamente desiguais em desacordo com a configuração de projeto (Fig. 
23). 
 
 
Figura 23 – Solda em ângulo assimétrica 
 
Trinca – Descontinuidade bidimensional produzida pela ruptura local do 
material. São consideradas as descontinuidades mais graves em soldagem, 
concentrando tensões e favorecendo o início de fratura frágil na estrutura 
soldada. As trincas podem ser externas ou internas, podendo ainda se localizar 
na Zona Fundida, na ZTA ou mesmo no metal base. Suas causas mais 
freqüentes são altos valores de tensão residual, baixa temperatura da peça a 
ser soldada, formatos de cordão não apropriados, formação de eutéticos de 
baixo ponto de fusão, teor elevado de Carbono no metal base, metal de adição 
não compatível com o metal base, alto teor de Hidrogênio no metal depositado, 
resfriamento muito rápido da junta soldada, etc.. . 
 
Trinca de cratera – Trinca localizada na cratera do cordão de solda, podendo 
ser: longitudinal (Fig. 24a), transversal (Fig. 24b) ou em estrela (Fig. 24c). 
77 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Figura 24 – Trinca de cratera 
 
Trinca de estrela – Trinca irradiante de tamanho inferior à largura de um passe 
da solda considerada (Ver trinca irradiante). 
 
 
Trinca interlamelar – Trinca em forma de degraus, situados em planos 
paralelos à direção de laminação, localizada no metal de base, próxima à zona 
fundida (Fig. 25). 
 
 
Figura 25 – Trinca interlamelar 
 
Trinca irradiante – Conjunto de trincas que partem de um mesmo ponto, 
podendo estar localizadas: na zona fundida (Fig. 26a); na zona termicamente 
alterada (Fig. 26b) ou no metal de base (Fig. 26c). 
 
 
Figura 26 - Trinca irradiante 
 
Trinca longitudinal – Trinca com direção aproximadamente paralela ao eixo 
longitudinal do cordão de solda, podendo estar localizada: na zona fundida 
(Fig. 27a); na zona de ligação (Fig. 27b); na zona termicamente afetada (Fig. 
27c) ou no metal de base (Fig. 27d). 
78 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Figura 27 – Trinca longitudinal 
Trinca na margem – Trinca que se inicia na margem da solda, localizada 
geralmente na zona termicamente afetada (Fig. 28). 
 
Figura 28 – Trinca na margem 
 
Trinca na raiz – Trinca que se inicia na raiz da solda, podendo estar localizada: 
na zona fundida (Fig. 29a); ou na zona termicamente afetada (Fig. 29b). 
 
Figura 29 – Trinca na raiz 
 
Trinca sob cordão – Trinca localizada na zona termicamente afetada, não se 
estendendo à superfície da peça (Fig. 30). 
 
Figura 30 – Trinca sob cordão 
79 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
Trinca transversal – Trinca com direção aproximadamente perpendicular ao 
eixo longitudinal do cordão de solda, podendo estar localizada: na zona fundida 
(Fig. 31a); na zona termicamente afetada (Fig. 31b) ou no metal de base (Fig. 
31c). 
 
 
Figura 31 – Trinca transversal 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
80 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
CRITÉRIOS DE ACEITAÇÃO DE DEFEITOS EM SOLDAS 
 
 
NORMAS 
DEFEITOS 
INCLUSÕES DE ESCÓRIA POROSIDADE 
 
 
 
 
 
 
ASME VIII 
(DIVISÃO 
1) 
ASME I 
1) Para E= 1 
a) lmax = 6,3 mm p/ t< 19 mm 
 = 1/3 t p/ 19 t 57 mm 
 = 19 mm p/ t > 57 mm 
b)  L < t para cada trecho de 
solda de comprimento = 12t, 
exceto quando a distância entre 
os defeitos for > 6L (L é o 
tamanho do maior defeito). 
c)  l  25 mm para cada 300 mm 
de solda. 
2) Para E < l: 
a) l  19 mm 
b) l  2/3 t 
c)  L  t para cada trecho de 
solda de comprimento = 6t, e se 
a distância entre os defeitos for 
3L. 
1) Para E = 1 
a) AT  38,7 t mm
2
 em uma solda 
de comprimento = 150mm. 
b)  max = 0,2 t ou 3,2 mm (o 
menor valor) exceto quando 
está afastado do adjacente de 
mais de 25 mm, quando então 
max=0,3 t ou 6,3 mm (o 
menor valor). 
c) Porosidade alinhada:   < t 
em um comprimento = 12 t ou 
150 mm (o menor valor) e que 
cada poro diste pelo menos 6 
x (do maior poro) do outro 
poro. 
d) Ver cartas de porosidade. 
2) Para E < 1 
 Não é fator a ser levado em 
consideração. 
 
 
 
ANSI 
(B 31.3) 
Soldas Circunferenciais e 
Longitudinais 
1) Para E = 1: 
a) l  t/3 
b)  L  t/2 para cada 150 mm de 
solda 
c) largura  1,6 mm 
2) Para E < 1: 
a) l  2t 
b) L  4t para cada 150 mm de 
solda 
c) largura  2,4 mm 
Soldas Circunferenciais e 
Longitudinais 
a)   1,6 mm ou   t/3 para E 
= 1 
b)   2,4 mm ou   t/2 para E 
< 1 
c) AT  6,5 mm
2
 (3 áreas  = 1,6 
mm ou  = 2,4 mm) em uma 
área de 650 mm
2
 por 25,4 mm 
de espessura. 
 
 
 
 
API 
(650) 
1) Inclusões Isoladas: 
a) l < 6,3 mm são aceitas para 
qualquer t. 
b) l < 2/3 t e < 19 mm. 
2) Inclusões Alinhadas: 
a)  L > t, para cada trecho de solda 
de comprimento = 6t não são 
aceitas, a menos que o espaço entre 
os defeitos seja 3 vezes o tamanho 
do maior defeito. 
a) AT  0,06t para cada 150 mm 
de solda. 
b)   0,2t ou 3,2 mm (o menor 
valor). Se for poro isolado 
distante 25,4 mm ou mais de 
outro poro, max  0,3t ou 6,3 
mm (o menor valor). 
c) Para cada solda de 25,4 mm 
ou 2t de comprimento (o 
menor valor) a porosidade 
poderá se agrupar em uma 
concentração 4 vezes superior 
à permitida noitem acima. 
 
 
81 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
82 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 11 
 
TENSÕES E 
DEFORMAÇÕES 
EM SOLDAGEM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
83 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
TENSÕES E DEFORMAÇÕES 
EM SOLDAGEM 
 
 Nas operações de soldagem, principalmente as que envolvem a fusão 
dos materiais, temos uma variação não uniforme e rápida da temperatura. Isso 
implica um aquecimento localizado muito alto, que traz como conseqüência a 
dilatação da região, a qual sofre restrições das partes adjacentes da junta 
soldada. As diferentes regiões da junta soldada ao serem submetidas a 
variações térmicas, reagem estabelecendo diferentes expansões e contrações 
ao longo de toda a extensão afetada. Como resultado, ao final da soldagem 
teremos tensões residuais e deformações que podem atingir o valor do limite 
de elasticidade do material. Essas tensões e deformações podem afetar 
sobremaneira a utilidade e a estabilidade dimensional da peça soldada, que 
podem ser otimizadas com o conhecimento de suas características e de 
medidas para sua prevenção e controle. O aparecimento de tensões residuais 
em peças e estruturas soldadas pode criar diversos problemas , tais como a 
formação de trincas, maior tendência para a ocorrência de fadiga do material, 
surgimento de corrosão sob tensão e o aparecimento da fratura frágil. 
O alívio dessas tensões residuais pode ser assegurado por tratamentos 
térmicos ou tratamentos mecânicos. Quando esse alívio é realizado 
termicamente, nos casos dos aços, aparecem modificações de caráter 
metalúrgico, que podem ser desfavoráveis no caso de ciclos repetidos ou de 
permanência por longos períodos em temperaturas altas. 
Uma forma de visualizar o desenvolvimento de tensões internas em uma 
junta soldada é mostrada na figura abaixo. No instante em que é depositado, o 
metal de adição está aquecido e no estado líquido, ocupando o volume 
mostrado em (1). Na temperatura ambiente, essa mesma quantidade de metal 
solidificado ocupa somente o volume mostrado em (2). 
 
 
 
Para o metal de base, como foram formadas ligações em níveis 
atômicos durante o processo, o volume ocupado ao final da operação é o 
mesmo inicial, ficando, portanto sujeito a um nível elevado de tensão e de 
deformação. 
ANÁLISE DAS TENSÕES EM UM DISPOSITIVO 
 
Ao aquecermos um objeto metálico, suas dimensões aumentarão 
proporcionalmente à variação de temperatura, obedecendo a expressão 
abaixo: 
Δl= l – l0 = l0.α.Δt, 
sendo Δl a variação do comprimento inicial (l0) e α o coeficiente de dilatação 
linear. Se não existirem restrições ao aumento de sua dimensão, não 
84 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
acontecerão efeitos mecânicos importantes nesse objeto. Caso haja restrições 
à sua expansão, surgirão tensões e/ou deformações que poderão em casos 
extremos, inviabilizar sua utilização com segurança. Isso pode ser melhor 
ilustrado utilizando a analogia da barra aquecida mostrada abaixo. 
 
 
 Consideremos o dispositivo constituído de duas barras metálicas de 
seção robusta, unidas por outras três barras de seção transversal mais 
reduzida denominadas barras A, B e C. Na temperatura ambiente, se não 
acontecer nenhum esforço mecânico, o nível de tensões internas dessas três 
barras será nulo. Admitamos que a barra B agora seja aquecida por um 
maçarico independentemente das outras duas. 
 A dilatação térmica restringida provoca tensões de compressão na barra 
B e de tração – para poder ser mantido o equilíbrio – nas barras A e C. 
 
 
À medida que a temperatura se eleva, a barra B sofre um esforço de 
compressão, que tende a crescer com a elevação da temperatura, deformando-
se elasticamente por compressão, até que as tensões internas atinjam o limite 
de escoamento em compressão (ponto 1). A partir desse ponto a dilatação 
térmica é absorvida com a deformação plástica da barra B. As curvas indicam a 
variação do limite de escoamento com a temperatura. Conforme a temperatura 
sobe, a tensão na barra B cresce ao longo de 1,2, com a plastificação 
impedindo o estabelecimento de tensões superiores ao limite de escoamento. 
O ponto 2 corresponde à temperatura máxima atingida (T2). 
Parando o aquecimento, a barra B começa a resfriar e se contrai, 
reduzindo o esforço de compressão, até que o mesmo fica nulo, ao atingir a 
temperatura indicada pelo ponto 3. 
A partir do ponto 3, conforme a temperatura cai, a contração térmica é 
absorvida por deformação elástica, com a barra B sujeita a esforços de tração. 
85 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
Ao atingir o limite de escoamento (ponto 4), a barra passa então a se deformar 
plasticamente, até a temperatura atingir o valor da temperatura ambiente. 
No final do processo, portanto, a barra B, inicialmente livre de qualquer 
esforço interno, agora apresenta tensões internas, denominadas tensões 
residuais, com valores equivalentes ao limite de escoamento à tração; as 
barras A e C agora ficam sujeitas a tensões de compressão. 
Comparativamente, em soldagem, o cordão de solda e as regiões adjacentes 
se comportam de maneira similar à barra central, com valores de tensões de 
tração próximos do limite de escoamento do material. Essas tensões residuais 
desenvolvem-se ao longo do cordão de solda e no caso de peças espessas, ao 
longo da espessura adjacente ao cordão. 
 
(I) (II) 
(I) Comparação entre as tensões desenvolvidas na montagem das três barras e (II) as tensões 
residuais longitudinais formadas ao longo da direção transversal de uma solda de topo. 
As tensões residuais influem de forma significativa no comportamento de 
componentes soldados, podendo ser analisadas através de ensaios destrutivos 
ou não destrutivos. Um ensaio destrutivo freqüentemente empregado é o que 
utiliza extensômetros elétricos para determinar a deformação que ocorre 
quando uma peça contendo tensões residuais é cortada; como ensaio não 
destrutivo costuma-se utilizar a difração por raio X. 
 
ENSAIO PRÁTICO PARA DETERMINAÇÃO DE TENSÕES RESIDUAIS 
 
86 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
A falha de componentes estruturais submetidos a cargas de compressão 
pode ser bastante diferente da observada em peças submetidos à tração ou 
torção, particularmente quando essas forem delgadas (isto é, com um 
comprimento muito maior do que as suas dimensões transversais) ou 
submetidas a cargas fora da linha de centro. Nesses casos, os componentes 
podem falhar por flambagem. Essa ocorre pela deflexão lateral (a) do 
componente submetido à compressão a qual, quando atinge um valor crítico, 
leva à falha instável do componente com uma carga, em geral, menor que o 
limite de escoamento do material. 
Uma vez que as tensões residuais são de compressão em regiões mais 
afastadas da solda (e de tração próximo desta), as tensões residuais nessas 
regiões podem reduzir a resistência à flambagem de estruturas soldadas. 
Como estruturas soldadas tendem a apresentar também distorções e como a 
flambagem está associada com deformações perpendiculares ao eixo ou plano 
do componente e à aplicação de cargas fora de centro, distorções causadas 
por soldagem ou outros processos podem comprometer seriamente a 
resistência à flambagem. Em juntas soldadas feitas em chapas ou outros 
componentes de pequena espessura, a distorção por flambagem resultante das 
tensões térmicas e residuais pode também ocorrer dando à junta um aspecto 
irregular ou “enrugado”. 
 
 
FLAMBAGEM DE UMA BARRA 
 
Uma das maneiras que as tensões residuais atuam sobre uma junta 
soldada é na resistência à fadiga. Fadiga é a forma maiscomum de falha em 
componentes mecânicos submetidos a tensões que variam com o tempo. 
87 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 A fratura por fadiga ocorre pela nucleação e o crescimento de trincas 
devido a tensões de tração variáveis, mas freqüentemente de intensidade 
inferior ao limite de escoamento. 
 
A presença de tensões residuais de compressão na superfície de um 
componente reduz a chance de iniciação de trincas de fadiga, pois essas 
tendem a reduzir o efeito das tensões de tração (necessárias para a nucleação 
e crescimento de trincas de fadiga). Por outro lado, em um componente 
soldado, a presença de tensões residuais de tração pode ter um efeito negativo 
no seu desempenho à fadiga, embora não existam resultados claros quanto a 
este efeito devido, possivelmente a: (1) sob a ação de cargas variáveis, as 
tensões residuais de soldagem devem ser, pelo menos parcialmente, aliviadas 
e (2) as irregularidades superficiais (reforço, mordeduras e escamas), atuando 
como concentradores de tensão têm um efeito mais marcante na redução da 
resistência à fadiga. 
Estruturas soldadas são também propensas à falhas por fratura frágil. 
Falhas por fratura frágil podem ocorrer em componentes metálicos em 
situações em que a deformação plástica (associada com o desenvolvimento de 
uma ruptura dúctil) é inibida. A fratura frágil é favorecida pela presença de 
concentradores de tensão como, por exemplo, trincas. Ela pode ocorrer para 
níveis de tensão relativamente baixos, inferiores ao limite de escoamento do 
material e de forma súbita, inesperada e rápida. 
Entre os fatores que contribuem para o surgimento de fratura frágil 
destacam-se: 
• Uma estrutura soldada é monolítica, não apresentando interfaces (como em 
uma estrutura rebitada ou aparafusada) que possam interromper a propagação 
de uma trinca de fratura frágil. 
• A região da solda apresenta alterações estruturais caracterizadas, 
freqüentemente, por um aumento do tamanho de grão em relação ao metal de 
base, o que, em materiais de estrutura cristalina CCC, tende a diminuir a 
tenacidade do material. 
• A região da solda pode apresentar diversas descontinuidades ou defeitos, tais 
como trincas, inclusões de escória e deficiências (falta) de fusão, que podem 
atuar como concentradores de tensão e pontos de iniciação da fratura. 
88 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
• Tensões residuais elevadas de tração existem na região da solda. 
A fratura frágil é favorecida por baixa temperatura do material, elevada 
taxa de deformação, elevada espessura do componente ou a presença de 
concentradores de tensão e por uma microestrutura de baixa tenacidade (por 
exemplo, de elevada dureza, com granulação grosseira ou com precipitados e 
inclusões grandes). Diversos destes fatores podem estar presentes em uma 
estrutura soldada. Durante a fratura frágil, uma ou mais trincas podem se 
propagar sob tensões inferiores ao limite de escoamento, em velocidades muito 
elevadas (limitadas pela velocidade do som no material) e praticamente sem 
deformação plástica. 
Nestas situações, as tensões residuais associadas com a junta soldada 
podem ser suficientemente elevadas ou podem se adicionar às tensões 
externas para causar a fratura frágil. Devido a este risco, em diversas 
situações, componentes soldados devem ser tratados termicamente para alívio 
de tensões residuais e/ou refino da estrutura na região da solda. 
Existem diversos exemplos de falha por fratura frágil de componentes 
soldados, muitos com grande perda material e de vidas humanas. O exemplo 
mais citado pela literatura é o relacionado aos problemas surgidos nos navios 
construídos em larga escala na II Guerra Mundial, conhecidos como Liberty 
Ships. 
Trincas são freqüentemente formadas em soldas. Estas trincas podem 
ser associadas basicamente a dois fatores: (a) uma solicitação, isto é tensões 
mecânicas de tração e (b) uma incapacidade (fragilização), muitas vezes 
momentânea, do material de acomodar esta solicitação deformando-se 
plasticamente. As figuras abaixo dão uma idéia da forma como este 
trincamento pode ocorrer. 
 
 
Trinca junto à ZTA 
Trinca junto ao Metal Base 
 
 
Trinca no cordão de solda 
 
Fragilização da região da solda e de regiões adjacentes à solda pode 
acorrer por diversos motivos (formação de filmes de líquido em contornos de 
89 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
grão a alta temperatura, crescimento de grão, presença de hidrogênio 
dissolvido no material, precipitação, etc) durante e após a soldagem. 
Na presença de um ambiente agressivo, também podem se desenvolver 
trincas de corrosão de forma acelerada, devido à presença de tensões de 
tração. No caso de aços estruturais ao carbono ou de baixa liga, por exemplo, 
este fenômeno é desencadeado pelo contato com hidróxidos ou com sulfeto de 
hidrogênio. Em estruturas soldadas, as tensões residuais são muitas vezes 
suficientes para o desenvolvimento de corrosão sob tensão dependendo do 
material e do ambiente. Neste sentido, por exemplo, certos códigos impõem 
limitações quanto à dureza máxima da ZTA (por exemplo, inferior a 325 HV) 
como uma forma de limitar o nível da tensões residuais e prevenir a corrosão 
sob tensão em tubulações soldadas para transporte de petróleo (ambiente que 
pode apresentar teores perigosos de H2S). 
Quando um componente soldado é usinado ou submetido à outra 
operação de remoção de material, o equilíbrio das forças responsáveis pelas 
tensões residuais é perturbado. Para restaurar o equilíbrio de forças e de 
momento, o componente sofre pequenas distorções que causam uma 
redistribuição das tensões residuais. O mesmo princípio é usado para a 
medição de tensões residuais, mas pode também causar problemas, por 
exemplo, na usinagem de precisão de componentes com tensões residuais. 
As distorções de peças soldadas são alterações de forma e dimensões 
permanentes que surgem como resultado do movimento de material 
(deformação plástica) que ocorre em função das tensões térmicas 
desenvolvidas durante o processo de soldagem. A distorção final de um 
componente soldado é sempre oposta e, em geral, da mesma ordem de 
grandeza do movimento de material que ocorre durante a soldagem. 
 
 
 Durante a soldagem, o aquecimento causa uma maior expansão 
térmica da região superior da peça e sua conseqüente distorção. Ao final da 
soldagem, com o resfriamento do material na região da solda, ocorre a sua 
contração. Como a região superior da peça foi a mais aquecida e sofreu a 
maior deformação plástica, a peça agora apresenta uma distorção final voltada 
para a direção oposta da distorção transiente máxima. 
Em juntas simples, três tipos básicos de distorção podem ocorrer: (1) 
contração transversal (perpendicular à linha da solda), (2) contração 
longitudinal (paralela à linha da solda) e (3) distorção angular (rotação em torno 
da linha da solda). 
90 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 Estas distorções básicas causam distorções mais complexas em juntas 
reais de solda como, por exemplo, o dobramento e a torção de vigas e a 
distorção por flambagem em juntas de peças de pequena espessura. 
 
 
Uma estimativa da contração transversal (CT) em soldas de topo de aço 
ao carbono ou de baixa liga é dada pela equação empírica: 
 
 
 
onde AW é a área da seção transversal da solda, t é a espessura das chapas e 
f é a abertura (fresta) da raiz do chanfro. O valor real de CT depende de vários 
fatores como, por exemplo, o grau de restrição da junta e a quantidade de de 
passes usados. De uma forma geral, um maior número de passes (através do 
uso de eletrodos de menor diâmetro ou de uma maior velocidade de soldagem) 
causa maiores contração transversal e distorção angular. 
A contração longitudinal tende a ser menor que a transversal(cerca de 
1/1000 do comprimento da solda), contudo, ela pode causar efeitos importantes 
91 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
como o dobramento ou flexão em peças soldadas fora de sua linha neutra e a 
distorção por flambagem ou enrugamento em chapas finas. 
Distorção angular ocorre quando a contração transversal não é uniforme 
ao longo da espessura da junta, podendo ocorrer tanto em soldas de topo 
como em soldas de filete. A figura abaixo ilustra as variações angulares em 
juntas T de aço carbono soldadas dos dois lados da junta em função da 
espessura de parede e do peso de metal depositado por comprimento da 
mesma. 
 
O dobramento de uma viga de aço soldada ao longo de todo o seu 
comprimento (L) pode se estimado por : 
Δ = 0,005 AW d L
2 
 I 
onde AW é a área da seção transversal da solda ou soldas, d é a distância do 
centro de gravidade da(s) solda(s) em relação à linha neutra da viga e I é o 
momento de inércia do elemento. 
 
 
CONTROLE E CORREÇÃO DA DISTORÇÃO 
 
Diversas medidas podem ser usadas para reduzir a distorção em 
soldagem. 
(a) No projeto de estruturas soldadas: 
• Projetar estruturas com a menor quantidade possível de soldas. 
• Usar chanfros que necessitem a deposição de menos metal de adição. 
• Usar chanfros simétricos (X, K, duplo U, etc). 
• Posicionar soldas junto da linha neutra da peça ou em posições simétricas em 
relação à linha neutra. 
92 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
• Especificar o menor tamanho possível das soldas compatível com as 
solicitações existentes. 
(b) Na fabricação: 
• Estimar a distorção que ocorrerá na estrutura e posicionar as peças de forma 
a compensar esta distorção. (Difícil de aplicar em estruturas complexas) 
• Colocar peças na sua posição correta, ou próximo desta, e utilizar dispositivos 
de fixação ou outras técnicas para aumento da restrição das peças ao 
movimento (ponteamento antes da soldagem, gabaritos, etc). 
• Usar seqüência de deposição de cordões de solda (deposição por partes, uso 
de mais de um soldador iniciando a operação no mesmo ponto e soldando em 
direções opostas) e de montagem (montagem por subcomponentes, etc) que 
minimizem a distorção. 
• Usar técnicas ativas de controle da distorção. Em geral, estas técnicas usam, 
durante a soldagem, fontes adicionais de aquecimento (e de resfriamento) de 
forma a gerar tensões térmicas adicionais capazes de contrabalancear as 
tensões geradas pela soldagem e, desta forma, reduzir a distorção. Um 
exemplo desta técnica envolve o emprego de fontes de aquecimento 
(maçaricos) colocadas lateralmente e deslocando-se junto com a tocha de 
soldagem. Estas técnicas ainda são muito pouco usadas industrialmente. 
(c) Após a soldagem (correção da distorção): 
c.1. Remoção a quente: 
• Aquecimento localizado (isto é, de forma similar ao que gerou a distorção, 
mas de forma a contrabalanceá-la). 
• Aquecimento uniforme e conformação mecânica. 
c.2. Remoção a frio: 
• Calandragem. 
• Prensagem. 
• Martelamento, etc. 
 
UTILIZAÇÃO DE DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO 
93 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
DESEMPENO COM AQUECIMENTO LOCALIZADO 
 
CONTROLE E ALÍVIO DE TENSÕES RESIDUAIS 
 
O nível de tensões residuais em uma junta soldada pode ser diminuído 
reduzindo-se a quantidade de calor fornecido à junta ou o peso de metal 
depositado. Na prática, isto pode ser feito otimizando-se o desenho do chanfro 
(reduzindo-se o ângulo do chanfro ou usando se preparações simétricas, por 
exemplo) e evitando-se depositar material em excesso (evitando-se reforço 
excessivo em soldas de topo ou minimizando-se o tamanho de soldas de 
filete). A seleção de processos de maior eficiência térmica (fonte de maior 
intensidade) 
é uma possível alternativa de controle, mas difícil de ser justificável 
economicamente na maioria dos casos. 
Tensões residuais também podem ser reduzidas pelo uso de metal de 
adição com a menor resistência permissível no projeto, assim como uma 
redução dos vínculos externos da junta soldada (minimizando-se, assim, as 
tensões de reação). Após a soldagem, as tensões residuais podem ser 
aliviadas por métodos térmicos ou mecânicos. 
 
94 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
3 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO 1 
CLASSIFICAÇÃO DOS 
PROCESSOS DE SOLDAGEM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
INTRODUÇÃO À SOLDAGEM 
 
DEFINIÇÕES 
 
SOLDAGEM: É a operação que visa obter a união de duas ou mais peças, 
assegurando na junta a continuidade das propriedades físicas 
e químicas necessárias ao seu desempenho. 
SOLDA: É a junta resultante da operação de soldagem. 
 
HISTÓRICO 
 
A história da soldagem mostra que desde as mais remotas épocas, 
muitos artefatos já eram confeccionados utilizando recursos de brasagem, 
tendo sido descobertos alguns com mais de 4000 anos; a soldagem por 
forjamento também tem sido utilizada há mais de 3000 anos. 
A técnica da moderna soldagem começou a ser moldada a partir da 
descoberta do arco elétrico, bem como também a sintetização do gás Acetileno 
no século passado, o que permitiu que se iniciassem alguns processos de 
fabricação de peças, utilizando estes novos recursos. 
Com o advento da Primeira Guerra Mundial, a técnica da soldagem 
começou a ser mais utilizada nos processos de fabricação; a Segunda Guerra 
Mundial imprimiu grande impulso na tecnologia de soldagem, desenvolvendo 
novos processos e aperfeiçoando os já existentes. 
Abaixo, um resumo cronológico com os principais eventos da história da 
soldagem: 
 
1801 Sir Humphey Davis descobre o fenômeno do arco elétrico 
1836 Edmund Davy descobre o Acetileno 
1885 N. Bernardos e S. Olsewski depositam patente do processo de soldagem por 
arco elétrico 
1889 N.G. Slavianoff e C. Coffin substituem o eletrodo de grafite por arame metálico 
1901 Fouché e Picard desenvolvem o primeiro maçarico industrial para soldagem 
oxiacetilênica 
1903 Goldschmidt descobre a solda aluminotérmica 
1907 O. Kjellberg deposita a patente do primeiro eletrodo revestido 
1919 C. J. Halsag introduz a corrente alternada nos processos de soldagem 
1926 H.M. Hobart e P.K. Denver utilizam gás inerte como proteção do arco elétrico 
1930 Primeiras normas para eletrodo revestido nos EUA 
1935 Desenvolvimento dos processos de soldagem TIG e Arco Submerso 
1948 H.F. Kennedy desenvolve o processo de soldagem MIG 
1950 França e Alemanha desenvolvem o processo de soldagem por feixe de elétrons 
1953 Surgimento do processo MAG 
1953 Primeiras aplicações do processo PLASMA convencional 
1957 Desenvolvimento do processo de soldagem com arame tubular e proteção 
gasosa 
1958 Desenvolvimento do processo de soldagem por eletro-escória , na Rússia 
1960 Desenvolvimento de processo de soldagem a laser, nos EUA 
1970 Aplicados os primeiros robôs nos processos de soldagem 
 
 
 
 
 
5 
 SOLDAGEM DOS METAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estima-se que hoje em dia estão sendo utilizados mais de 70 processos 
de soldagem mundialmente, sendo este um número dinâmico, pois vários 
outros processos estão em desenvolvimento em nível de pesquisa e projetando 
para breve novas alterações no mercado de soldagem. 
Isto implica em grandes controvérsias na classificação dos processos, 
não havendo uma classificação universalmente aceita para os mesmos. A 
classificação mostrada na página anterior utiliza o critério de divisão em 
famílias, envolvendo o fenômeno físico e utilizando para as subdivisões a forma 
de energia empregada no processo. 
A divisão dos processos, portanto pode ser realizada