Processo de Soldagem com Eletrodo Revestido

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ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA 
 FUNDAÇÃO MUNICIPAL DE ENSINO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Grupo 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Processos de Fabricação I 
Processo de Soldagem com Eletrodo Revestido 
 
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Gustavo M. R. Kobayashi 250080574 
Conrado A. Laperuta 250080569 
Fernando Fischer 250080578 
Marcos Aníbal Da Cunha 250080587 
Leonardo Fenato Mariani 264080580 
Silvio Alcantara de Almeida 250080592 
Prof. Antonio Fernando Godoy 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório da Aula Prática de Soldagem da Disciplina Processos de Fabricação I 
Escola de Engenharia de Piracicaba 
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1. Objetivos 4 
2. Introdução 4 
2.1 Soldagem de Arco Submerso 4 
2.2 Soldagem de Arame Tubular 6 
3. Descrição da Prática 8 
3.1 Materiais Utilizados 8 
3.2 Método 8 
4. Apresentação dos Resultados 9 
5. Análise dos Resultado 9 
6. Questões 9 
7. Conclusão 11 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Objetivo da Prática 
 
Mostrar o funcionamento do processo de soldagem ao arco elétrico com eletrodo revestido. 
Os alunos deverão observar todo o processo desde a preparação do equipamento como do 
material a ser soldado. 
É importante observar também as questões relacionadas a segurança, principalmente por se 
tratar de equipamento que exige uma série de cuidados em função de produtos gerados como 
fumos, gases, arco elétrico e radiação. 
 
2. Introdução 
 
 2.1 Soldagem de Arco Submerso 
 
 A Solda de Arco Submerso, ou SAW (Submerged-Arc Welding), é um processo de solda em 
que o metal a ser fundido é aquecido através de um arco elétrico gerado entre o arame de soldagem 
e a peça. Nesse tipo de soldagem o arco elétrico não é visível pois ocorre sobre uma camada de um 
material granulado, conhecido como fluxo. Esse fluxo impede a geração de faíscas, respingos ou 
fumos. Conseqüentemente, a utilização de equipamentos de segurança contra a radiação se torna 
desnecessário, desde que seja devidamente executada. 
 Como o fluxo é constituído de um material granulado, ele acaba delimitando o processo de 
soldagem a posição horizontal e com filetes planos. Com equipamentos e técnicas especiais este 
tipo de solda pode ser executada na posição vertical em ângulo, mas nunca acima do operador. 
 O fluxo tem a função de proteger a solda, isolar termicamente a poça de soldagem e fornecer 
desoxidantes ou elementos de liga. Esse fluxo pode ser feito de diferentes materiais, sendo os mais 
comuns cal, sílica, óxidos de manganês e fluoreto de cálcio. Quando frio, o fluxo é um elemento 
não condutor, mas quando a solda se inicia, ele derrete e transfere parte da corrente para a poça de 
soldagem. Quando resfriado, ele forma uma camada de escoria dura, vítrea e de fácil remoção sobre 
o deposito. Ao se soldar, deve se constar se o fluxo possui um ponto de fusão menor do que o metal 
a ser soldado para garantir que não tenha partículas solida retidas no metal soldado solidificado. Ele 
não interfere com a soldagem pois é mais leve que o metal da poça de soldagem, ficando sobre sua 
superfície, e possui viscosidade baixa o suficiente para “acompanhar” poça, mas não baixa o 
suficiente para derramar da poça. 
 Como a corrente é aplicada ao eletrodo em uma distância curta acima de sua ponta, ele 
consegue suportar altas correntes em eletrodos pequenos, gerando uma alta densidade de corrente. 
Isso afeta a taxa de derretimento do material assim como a profundidade da solda. Como o material 
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derrete mais rapidamente e a solda consegue penetrar mais profundamente, é possível utilizar canais 
mais estreitos para realizar a solda, diminuindo a quantidade de material utilizado e a velocidade de 
trabalho é maior. Soldas mais rápidas minimizam a quantidade de calor fornecida, reduzindo 
problemas de distorção por calor. Mesmo soldas relativamente fundas podem ser soldadas de uma 
única vez pela solda SAW. 
 A SAW pode ser feita tanto com corrente alternada (CA) ou corrente continua (CC). CC 
possibilita um melhor controle da borda, da penetração e velocidade da solda, e o arco se inicia 
mais fácil. O controle da borda e máxima penetração são possíveis com a CC de polaridade reversa 
(eletrodo positivo), enquanto que mínima penetração e maior deposito de consumível se da com CC 
de polaridade direta. CA minimiza o arco magnético e possui uma penetração entre a de CC de 
polaridade direta e CC de polaridade reversa. 
 Os métodos de solda podem ser: 
- Semi-Automático: consiste de um equipamento que fornece o arame de solda, enquanto 
que o operador necessita iniciar o arco, guiar a solda e ajustar a velocidade de soldagem 
manualmente. O cabeçote pode ser complementado com um dispositivo que ajusta a velocidade e a 
direção, aliviando o operador para monitorar o processo. 
- Automático consiste em um cabeçote que inicia o arco, guia a solda e controla a 
velocidade. Ele pode trabalhar com até dois arames ao mesmo tempo, sendo os dois fornecidos pelo 
mesmo cabeçote e fornecidos corrente e tensão no mesmo gerador. O cabeçote pode ser 
estacionário com a placa a ser soldada movendo, ou esta parada e o cabeçote movendo. 
- Arames Múltiplos: consiste de dois ou três cabeçotes soldando no mesmo canal em 
seqüência, sendo cada cabeçote alimentado separadamente. Este é utilizado para obter-se maiores 
velocidades de soldagens. 
 - Solda com Chanfro Estreito: consiste de soldagem de peças com espessura superior a 50 
mm e abertura entre 13 e 25 mm, com ângulo de chanfro de 0 a 8º. Este tipo de solda requer um tipo 
especial de fluxo, que facilita remoção da escoria. 
- Adição de Arame Quente: consiste em empregar a corrente inteiramente para aquecer o 
arame injetado e não para fundir o metal de base ou o fluxo. Possui bom deposito de solda, sem 
alterar as propriedades da solda, e sem a necessidade de equipamentos adicionais. 
- Adição de Pó Metálico: consiste em adicionar um pó metálico a poça de soldagem, o 
adicionando a frente da poça, diretamente sobre ela ou pelo campo magnético gerado em torno do 
arame. Proporciona uma melhor aparência do cordão, reduz a penetração e diluição. 
Ao se soldar com SAW, há certas precauções no preparo do material para evitar a 
porosidade do pós-solda. Essa porosidade ocorre em conseqüência de gases que ficaram alojados 
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durante a soldagem e saem para o meio quando este endurece, deixando buracos no metal. As 
causas para a porosidade podem ser: 
- Contaminação da Junta: a causa mais comum da porosidade ocorre quandoas juntas de 
soldagem estão contaminadas de material orgânico ou que produz gás. 
- Contaminação do Arame: ocorre quando os arames de soldagem enferrujam durante o 
armazenamento ou há muito óleo aplicado para melhorar a alimentação no processo semi-
automático. 
- Fluxo Insuficiente: ocorre quando é aplicado pouco fluxo para a soldagem, pois permite o 
contato da poça de soldagem com o meio. Ocorre com maior freqüência em soldas de curvaturas, 
pois o fluxo necessita ficar apoiado sobre um suporte mecânico. Por outro lado, muito fluxo causa 
um formato de borda indesejado. 
- Contaminação do luxo: ocorre quando o fluxo não utilizado na soldagem é recuperado e 
utilizado em soldagens posteriores. O sistema pode recolher contaminantes juntamente com o fluxo. 
Se o próprio sistema de recuperação não conseguir retirar os contaminantes (por eletromagnetismo 
ou aquecimento, por exemplo), o fluxo deve ser descartado. 
- Segregação: ocorre com a segregação de outros componentes sobre o metal, como, por 
exemplo, o enxofre, que tende a segregar em ligas de aço. 
- Polaridade Inapropriada: ocorre conforme a polaridade ligada na solda. É uma porosidade 
muito baixa, muitas vezes desconsiderada. 
- Velocidade de Soldagem Excessiva: ocorre quando se solda a velocidades altas. Soldagens 
feitas a velocidades baixas permitem que os gases saiam enquanto a poça de soldagem ainda está 
liquefeita, mas como esse tipo de soldagem demanda tempo e um custo elevado, opta-se por 
velocidades maiores para encurtar o tempo de operação. 
Trincas na solda são ocorrem raramente em matérias com espessura menor de 3/8’. Em 
materiais mais espessos a solda sofre um processo de resfriamento mais rápido, que produz um 
estresse na solda, que leva a rachaduras. Ambientes com baixa temperatura produzem o mesmo 
efeito. Materiais que não são livres para dilatar sobre o a variação de temperatura sofrem o mesmo 
problema. 
 
2.2 Soldagem de Arame Tubular 
 
A soldagem com arame tubular é um processo onde a alimentação do eletrodo é continua. 
Esse eletrodo é feito de uma fita metálica, que durante a produção foi passada por roletes de 
conformação, que a deram uma forma de canaleta (“U”). Nesse estado a fita é alimentada com um 
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flux, passando então por roletes de fechamento. Ela ainda pode ser trefilada ou laminada, para 
redução de diâmetro. 
Na solda, a proteção pode ser gasosa aplicada externamente pelo maquinário ou o eletrodo 
pode gerar sua popria proteção pela decomposição do fluxo, ou ambos. Diferentemente da SAW, a 
soldagem com arame tubular possibilita a visão do arco elétrico, necessitando que o operador utilize 
equipamento de segurança. 
A deposição do metal ocorre de quatro formas distintas: 
- Curto-Circuito: utilizado com correntes baixas, onde o eletrodo toca a poça de soldagem, 
criando um curto-circuito que eleva a corrente e derrete a ponta do eletrodo. Possui baixa taxa de 
deposição, recomendado para chapas finas. 
- Transferência globular: utilizado com correntes elevadas. O eletrodo é aquecido de modo a 
derreter gerando grandes gotas de metal, que nem sempre serão direcionadas a poça de soldagem, 
gerando bastante respingo. Possui alta taxa de deposição. 
- Aerossol: utilizado com uma corrente acima do valor critico referente ao diâmetro do 
eletrodo. É necessário soldar com um comprimento constante de arco, que ira gerar gotículas 
projetadas a poça de soldagem através do arco. Esse tipo de deposição é estável e livre de respingos. 
- Arco Pulsado: utilizado com um arco pulsado e uma corrente média baixa. Quando o arco 
é nulo, uma corrente de fundo mantém o arco aberto, mas sem a deposição de metal. Por utilizar 
uma corrente média baixa, a geração de calor e a deposição são mais facilmente controladas. 
Uma vantagem em relação ao SAW é a possibilidade de se realizar a solda em várias 
posições sem a necessidade de equipamento especial. 
Os processos de soldagem são semi-automático e automático. 
As vantagens do processo são: 
- Altas taxas de deposição, penetração e operação; 
- Tempo reduzido de instrução e treinamento de operador; 
- Versatilidade do processo; 
As vantagens do processo com proteção gasosa são: 
- Alta ductibilidade e reprodutibilidade; 
- Baixo custo do gás; 
As vantagens do processo com auto-proteção proteção são: 
- Alguns eletrodos produzem soldas com boa resistência a rachaduras; 
- Não há a necessidade de gás; 
- Cabeçote simples, leve e adaptável para utilização em lugares pequenos; 
- Eletrodos mais finos que podem soldar em qualquer posição; 
- Não afetado por correntes de ar; 
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3. Descrição da Prática 
 
3.1 Materiais Utilizados 
 
- Fonte de Energia (Transformador); 
- Porta Eletrodo; 
- Eletrodo Revestido; 
- Cabos (Elétricos) de Soldagem; 
- Chapa de aço 
- Equipamentos de Segurança (máscaras, luvas e jaleco de couro). 
 
3.2 Método 
 
O processo de soldagem com eletrodo revestido iniciou-se com uma breve apresentação 
sobre o equipamento, como a fonte de energia a ser utilizada. Foi verificado que para a formação do 
arco elétrico, pode-se utilizar tanto corrente alternada quanto corrente contínua. No caso do 
processo utilizando eletrodo revestido, foi utilizado um transformador de corrente alternada. 
Foi explicada a questão de polaridade entre o eletrodo e a peça a ser soldada, onde foi 
observado que no local em que a polaridade é positiva há um maior aquecimento, melhorando assim 
a fusão entre o material do eletrodo e peça a ser soldada. 
Depois da apresentação das questões de fonte de energia e polaridade, foram explicados os 
tipos de eletrodo para determinados materiais (aço, aço inox, ferro fundido, alumínio, entre outros) 
a serem soldados, bem como a nomenclatura (números) que cada tipo recebe. Através da numeração 
têm-se informações sobre as propriedades mecânicas do eletrodo (tração e compressão) que essa 
solda pode sofrer; as posições de soldagem (vertical, horizontal, sobre a cabeça, entre outras), bem 
como a natureza da corrente que deverá ser aplicada ao eletrodo. 
Ao escolher a peça a ser soldada e o eletrodo realizamos o procedimento de ponteamento, 
que nada mais é que a realização de dois pontos de soldas, evitando qualquer tipo de 
desalinhamento ou empenamento das chapas. 
Com as chapas já bem fixadas, foi iniciado o cordão de solda. O espaçamento entre as 
chapas é diretamente ligado ao diâmetro do eletrodo utilizado. Como todo cordão de solda 
realizado, há certo movimento a ser feito, com as mãos, durante o processo de soldagem. 
Geralmente o movimento realizado é um tipo de “ziguezague” ou em forma de escamas de peixe, 
garantindo a fusão completa da solda. Muitas vezes, após a realização do cordão de raiz, a chapa é 
virada e é realizado mais um cordão de solda, também para garantir uma boa fusão de solda. 
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Com o cordão de solda já pronto, foi tirado qualquer tipo de impurezas (escórias), que 
possam a vir ficam após o termino do processo. 
 
4. Apresentação dos Resultados 
 
Após a realização de todos os procedimentos de soldagem, foi obtida uma junção entre as 
chapas por um cordão de solda feito através de um eletrodo, eletrodo esse específico para soldas em 
peças de aço. Além da junção obtida, a cada cordão de solda realizado, após o resfriamento, 
observou-se a formação de uma “casca”, denominada escória. Essa escória tinha que ser limpa logo 
após cada cordão feito, evitando assim os defeitos de solda. 
 
5. Análise dos Resultados 
 
 Através dos resultados obtidos é possível observar que durante a solda é formado um 
resíduo, onde é preciso retirar para que no final do trabalho a peça não apresente um defeito 
futuramente. Após a retirada dos resíduos a peça já está pronta. 
 
6. Questões 
 
6.1. Explique o processo de geração do arco elétrico gerado durante a soldagem. 
 
R- A geração do arco elétricose da quando uma corrente elétrica flui entre dois eletrodos 
através de uma coluna de gás, chamada de “plasma”. Isso ocorre quando o eletrodo entre em 
contato com o material a ser soldado. Quando ocorre essa junção, há um curto-circuito, que gera um 
arco elétrico. Com a formação desse arco, o eletrodo pode ser afastado do metal sem que ele seja 
extinto. 
 
6.2. Explique o funcionamento do processo de soldagem com eletrodo revestido usando 
uma fonte de tensão do tipo transformadora. 
 
R- Os transformadores funcionam para converter a elevada tensão e alta corrente em baixa 
tensão e alta corrente. Do transformador essa tensão e corrente são levadas ao eletrodo em um 
porta-eletrodo. Quando o eletrodo entra em contato com a peça ocorre um curto-circuito, que gera 
um arco elétrico que derrete o eletrodo, formando uma poça de soldagem ne peça, que, quando 
resfriada, unira as peças. 
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6.3. Explique os processos de transferência metálica da gota fundida que ocorrem do 
eletrodo para a peça? 
 
R- O arco elétrico estabelecido é envolvido por um campo de gás. Dentro do campo de gás o 
calor provocado pelo arco elétrico faz com que o eletrodo seja fundido, assim a gota fundida é 
depositada na peça. 
 
6.4. Cite pelo menos 05 funções do revestimento do eletrodo. Cite ainda exemplos da sua 
composição. 
 
R- Função Elétrica – o revestimento do eletrodo é um material com pouca conductividade, 
ou seja, isola o eletrodo de possiveis arcos elétricos indesejaveis. 
Proteção do Gasosa – a decomposição do revestimento durante a soldagem libera alguns 
gases que formam uma proteção sobre a poça de soldagem, impedindo que haja a formação interna 
de bolhas de gás que provocariam rachaduras com o resfriamento da solda. 
Adição de Elementos de Liga – em certas soldas é necessário adicionar certos elementos no 
revestimento para compensar a perda durante a soldagem. 
Função da Escória – a escória funciona como fluxo, dando proteção adicional à poça de 
soldagem, e diminuindo a velocidade de resfriamento, permitindo o escape de gases. 
Função Mecânica – certas propriedades mecânicas como alta ductibilidade e aumento de 
resistência mecânica podem ser incorporadas com a adição de elementos de liga ao revestimento. 
 
6.5. Comente sobre a soldagem enquanto processo de fabricação voltada a recuperação 
(manutenção) de peças. 
 
R- A soldagem como recuperação de peças é um processo de baixo custo, podendo ser 
utilizada para reparação de trincas, união de peças, preenchimentos de cavidades causadas por 
desgaste fisico ou, no caso da fundição em especifico, preenchimento de vazio ocasionado durante a 
fabricação. 
 
6.6. Explique o que é tensão em vazio. 
 
 R- A tensão em vazio é a tensão necessária para gerar a corrente de curto-circuito para a 
abertura do arco. 
 
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6.7 Explicar como é o processo/seqüência de soldagem das peças do desenho a seguir. 
 
Desenho das peças da questão 6.7 
 
 Peça nº 01 45° 
 
 
 
 
 200 
 
 
 
 
 
20 
 
 
 
 100 
 
 
 
R- Primeiramente é preciso os equipamentos de segurança como máscara de solda e uma 
roupa adequada não inflamável. 
O eletrodo deve ser escolhido de acordo com o o tipo de material a ser soldado e a 
espessura. Prende-se as peças a serem soldadas a mesa de trabalho, conectando o terminal negativo 
da fonte a mesa. 
A solda das peças é iniciada com a soldagem das extremidades, para que durante o processo 
as peças não se movimentem e estraguem a solda. Com isso, é feita a soldagem completa das peças. 
O eletrodo precisa ser manipulado linearmente mantendo sempre a mesma distância da peça, para 
que o arco elétrico ocorra sem falhas. Após a soldagem de um lado, a peça deve ser virada e a solda 
pode ser feita sem a soldagem das extremidades. 
A cada troca de eletrodo ou o términio da soldagem, deve-se escovar a peça com uma 
escova de aço de modo a remover-se a escória. 
 
7. Conclusão 
 
 Durante a prática, foi apresentado o equipamento de soldagem com eletrodo revestido e 
questões de armazenamento de eletrodo. Quanto ao material a ser soldado, ele já estava pronto para 
a soldagem, não mostrando questões de preparação como a abertura dos chanfros e a limpeza da 
peça. 
 As questões de segurança foram seguidas, com a utilização de mascaras para todos que 
estavam observando e luvas e avental para quem soldava. 
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 A questão da utilização de lentes de contato deveria ter sido abordada durante a aula teórica 
na semana anterior da prática, pois um dos elementos do grupo as utiliza e não foi possível a 
realização do experimento por parte deste. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Referências Bibliográficas 
 
WILCOX, D. V., JACKSON, C. E., REYNOLDS, S. D. JR., et al. Welding Handbook : 
Welding, Cutting and Related Processes. London : American Welding Society, 1971. 5v. 
 
BONGIO, E. Principles of Industrial Welding. Cleveland : The James F. Lincoln Arc 
Welding Foundation, 1978. 250p.