SOLDAGEM MOLHADA Bracarense

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V CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA 
V NATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING 
25 a 28 de agosto de 2008 – Salvador – Bahia - Brasil 
August 25 – 28, 2008 - Salvador – Bahia – Brazil 
 
 
COMPARAÇÃO ENTRE SOLDAGEM SUBAQUÁTICA MOLHADA NA 
POSIÇÃO VERTICAL E NA POSIÇÃO PLANA 
 
Andrade, Luciano Geraldo Damasceno, lgdandrade@yahoo.com.br1 
Silva, Weslley Carlos Dias da, weslleycds@yahoo.com.br1 
Pessoa, Ezequiel Caires Pereira, ecpp76@gmail.com2 
Bracarense, Alexandre Queiroz, bracarense@ufmg.br1 
 
1Universidade Federal de Minas Gerais, UFMG, Avenida Antônio Carlos, 6627, Pampulha, BH, MG. 
2Centro Federal de Educação Tecnológica, CEFET, Av. Michael Pereira de Souza, nº 3007, Bairro Campinho, 
Congonhas, MG. 
 
Resumo: A soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW) é usada em soldagem subaquática molhada (UWW) em 
reparos de plataformas “offshore” e de hidrelétricas. Utilizando a soldagem subaquática molhada, a maioria das 
soldas são feitas fora de posição, sendo que a menor parte é feita na posição plana ou sobre cabeça, devido à 
geometria das peças soldadas (luvas escravo e jaquetas). Por experiência prática, sabe-se que a soldagem molhada na 
posição vertical descendente produz melhores resultados que a soldagem na ascendente. Devido à simplicidade, a 
maioria dos experimentos e avaliações em soldagem subaquática molhada é realizada na posição plana. Portanto é 
necessário investigar a soldagem molhada fora de posição (posição vertical), seus problemas e dificuldades, 
possibilitando assim identificar soluções adequadas. Esse trabalho apresenta resultados de análise de microestrutura, 
dureza e morfologia de cordões de soldas molhadas realizadas com os eletrodos revestidos comerciais E6013, E7018 
e E7024, de 3,25mm de diâmetro na posição vertical descendente de soldagem. Os resultados foram ainda 
comparados com os de soldas feitas na posição plana com os mesmos eletrodos comerciais acima citados. Cordões 
sobre chapa (BOP) foram depositados em chapas de aço A36, em profundidade de 0,5 a 1,0 atm, dentro de um 
aquário, utilizando água potável e um sistema de soldagem por gravidade especialmente desenvolvido para as duas 
posições de soldagem (plana e vertical).Testes foram realizados para se determinar os mais adequados parâmetros de 
soldagem (corrente, tensão, velocidade de soldagem e ângulos de soldagem) e para entender a influência desses 
parâmetros no processo. As soldas produzidas foram analisadas e comparadas quanto à microestrutura, dureza e 
morfologia. O trabalho mostra que, apenas para o eletrodo E6013, quanto ao aspecto morfológico, os resultados da 
soldagem subaquática molhada plana podem ser aplicados ou estendidos para a soldagem subaquática molhada 
vertical, porém para os demais eletrodos e aspectos não. O eletrodo E6013 apresentou resultados semelhantes nas 
duas posições, já o eletrodo E7024 e E7018 os resultados foram muito discrepantes. 
 
Palavras-chave: Soldagem subaquática molhada, Soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW), Soldagem fora de 
posição, Eletrodos comerciais e Água potável. 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Atualmente, grande parte dos experimentos realizados em soldagem subaquática é feita na posição plana, sobre a 
qual, muitos conhecimentos foram adquiridos (Pessoa, 2007; Mazzaferro, 1998; Christensen, 1983; Ibarra, 1994; Ibarra, 
1991; Ibarra, 1995). Porém, a maioria das aplicações é realizada na posição vertical, como a trepanação de tubos, 
soldagem em costado de navios, soldagem de jaquetas em plataformas de petróleo e em estruturas “offshore” em geral 
(Marinho, 2005). Isto significa que, uma vez que é mais fácil realizar soldas molhadas em posição plana, a maioria dos 
testes de desenvolvimento e pesquisa da área é realizada nessa posição (Pessoa, 2007; Mazzaferro, 1998). Neste 
sentido, é necessário saber se os resultados obtidos na soldagem subaquática plana podem ser aplicados e estendidos à 
soldagem molhada na posição vertical. 
Uma das diferenças entre os dois processos ao ar é que, na posição plana a deposição de material é maior do que na 
posição vertical. Isso ocorre porque na vertical, por ação da gravidade sobre a poça de fusão, esta tende a escorrer 
durante o processo, diminuindo a deposição de material. Tal fato não ocorre na posição plana (Marques, 2005). 
Considerando a posição vertical, têm-se duas alternativas para se realizar o processo. Soldagem vertical ascendente 
puxando a poça de fusão, Fig. (1.a), ou descendente puxando a poça de fusão, Fig. (1.b). Na soldagem ascendente, 
existe ainda a possibilidade de fazer a solda empurrando a poça de fusão, Fig. 2, porém o eletrodo tende a mergulhar na 
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poça, causando a interrupção do arco e dificultando a soldagem. No caso da descendente, a situação é similar, com o 
completo escorrimento do metal líquido (LRSS, 2001). 
Na posição vertical ascendente puxando a poça de fusão, as bolhas formadas no processo, durante sua subida à 
superfície, não têm nenhum contato com o cordão de solda feito, assim elas não influenciam no resfriamento do mesmo, 
Fig. (1.a), fato que ocorre também na posição plana de soldagem. Apesar disso, alguns inconvenientes ocorrem na 
vertical ascendente puxando a poça, tais como a velocidade de subida das bolhas é maior que a velocidade de soldagem, 
a visibilidade do operador fica comprometida, uma vez que as bolhas ficam a frente do local a ser soldado. 
Na posição vertical descendente puxando a poça, a mais usada, o eletrodo não tende a mergulhar na poça de fusão, 
pois ela fica atrás e é sustentada e puxada pelo jato de plasma. Além disso, a solidificação da escória promove a sua 
sustentabilidade durante a solidificação do metal. É importante salientar que, em soldas ao ar, eletrodos com altas taxas 
de deposição, como o E7024 por exemplo, produzem poças de fusão com grandes volumes, que não se sustentam fora 
de posição. Por esta razão, esses eletrodos não são indicados para soldagem fora de posição. Nas soldas molhadas o 
resfriamento, tanto da escória quanto do metal fundido, é sensivelmente mais rápido (Christensen, 1983) e, devido a 
isso, existe a possibilidade de que eletrodos não indicados para soldagem fora da posição em soldas ao ar possam 
produzir bons resultados em soldas molhadas nessas condições. As bolhas d’água formadas, ao subirem até a superfície, 
fazem este caminho sobre o cordão de solda, fazendo com que o seu resfriamento seja mais lento do que na ascendente, 
pois uma camada de ar mais quente que o ambiente é formada entre o cordão e a água do ambiente, Fig. (1.b). Nessa 
condição de soldagem, a visibilidade do soldador não é comprometida pelas bolhas, uma vez que o local a ser soldado 
está abaixo das bolhas. 
 
Figura 1. Mecanismo de proteção gasosa sobre o cordão de solda na soldagem subaquática vertical ascendente 
(a) e na vertical descendente (b), ambas puxando a poça de fusão. 
 
 
Figura 2. Esquema representativo da soldagem vertical ascendente empurrando a poça de fusão. 
 
Em trabalho anterior (Pessoa, 2003), três eletrodos de composição química do revestimento diferentes foram 
testados: E6013 rutílico, E7024 rutílico com maior concentração de pó de ferro e E7018 básico. Todos os resultados 
foram obtidos para a posição plana dentro d’água e foram comparados com a soldagem fora d’água. As características 
dos eletrodos para utilização fora d’água são apresentadas na Tab. 1. 
Esse trabalho tem como objetivo principal avaliar se existem diferenças significativas entre a soldagem na posição 
plana (Pessoa, 2007; Mazzaferro, 1998) e na vertical descendente puxando a poça de fusão dentro d’água. Com os 
resultados poderá concluir se realmente é necessário realizar os experimentos na posição vertical, que é mais difícil, ou 
se os resultados obtidosna posição plana podem ser estendidos à posição vertical de soldagem. As soldas serão 
analisadas e comparadas quanto à microestrutura, microdureza e morfologia dos cordões de solda. 
 
 
 
‘
D
ireção de Soldagem
Proteção 
Gasosa
(b)
E
sc
ap
e 
da
s 
bo
lh
as
D
ir
eç
ão
 d
e 
So
ld
ag
em
E
sc
ap
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s 
bo
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as
Proteção 
Gasosa
(a)
‘
D
ireção de Soldagem
Proteção 
Gasosa
(b)
E
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bo
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‘
D
ireção de Soldagem
Proteção 
Gasosa
(b)
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Gasosa
(a)
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E
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ap
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bo
lh
as
Proteção 
Gasosa
(a)
A ponta do eletrodo
toca a peça
O arco suporta e 
empurra a poça de 
fusão
Metal Líquido
Metal de Base
Direção 
de 
Soldagem
Eletrodo 
mergulha na poça 
de fusão
A ponta do eletrodo
toca a peça
O arco suporta e 
empurra a poça de 
fusão
Metal Líquido
Metal de Base
Direção 
de 
Soldagem
Eletrodo 
mergulha na poça 
de fusão
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Tabela 1 – Características dos eletrodos testados para utilização fora d’água (ESAB, 2005). 
 
2. PROCEDIMENTOS 
 
Os experimentos foram realizados em um aquário, sob lâmina d’água, 0,5m, à temperatura ambiente, utilizando 
água potável e um dispositivo de soldagem por gravidade desenvolvido para soldagem nas posições plana e vertical 
descendente. A disposição do dispositivo permite variar alguns ângulos e obter diferentes condições de soldagem. Um 
desenho esquemático do dispositivo é mostrado na Fig. 3. 
 
Figura 3. Representação esquemática do dispositivo de soldagem por gravidade, na posição plana (a) e na 
posição vertical (b). 
 
Foram utilizados três eletrodos comerciais, E6013, E7018 e E7024 de 3,25mm de diâmetro e 350mm de 
comprimento. Os cordões de solda foram feitos sobre chapa, utilizando chapas de aço A36, com 12,7mm de espessura, 
100,0mm de largura e 250,0mm de comprimento. Utilizou-se polaridade inversa do eletrodo, DCEP, pois, conforme 
estudo anterior (Pessoa, 2004), assim produz-se melhores resultados. 
Os valores de corrente utilizados nos experimentos, assim como os ângulos usados no mecanismo de soldagem por 
gravidade, foram definidos a partir de testes anteriores, e são apresentados na Tab. 2. 
Os cordões produzidos foram fotografados, e dentre os três, selecionou-se o que apresentou a melhor aparência 
visual para ser feita a macrografia ao longo de seu comprimento. Em cada cordão selecionado, fizeram-se três cortes na 
seção transversal, no início, no meio e no fim, para se obter as amostras a serem analisadas, conforme a Fig. 4. 
Os corpos de prova foram devidamente preparados e atacados com Nital 2% para fazer-se a análise macrográfica, 
utilizando um aumento de 1,5. Foi feita a análise morfológica dos cordões, através de um programa computacional 
chamado Quanticov (Pinto, 1996), dimensionando o reforço, a penetração, a largura e a área do cordão, conforme a Fig. 
5. 
Após a análise da morfologia do cordão, a amostra do meio do cordão (Fig. 4) foi preparada para a análise 
micrográfica e foi fotografada com aumento de 200x, 500x e 1000x. Os ensaios de microdureza foram realizados nas 
mesmas amostras conforme a norma brasileira 6672. 
BASE 
G
U 
I 
A
ELETRODO 
α
β 
γ 
P
A
R
E
D
E
GUIA 
ELETRODO 
α
β
γ
BASE (b) 
TodasPlana e HorizontalTodasPOSIÇÃO DE SOLDAGEM
BaixoElevadoElevadoTEOR HIDROGÊNIO DIFUSÍVEL
BaixoAltaAlta
SUSCEPTIBILIDADE À
TRINCA PELO 
HIDROGÊNIO
AltaAltaAltaRESISTÊNCIA À TRAÇÃO
AltaReduzidaAltaTENACIDADE DO METAL DE SOLDA
BaixaBaixaBaixaRESISTÊNCIA ÀFISSURAÇÃO À QUENTE
MédiaBaixaMédia ou BaixaPENETRAÇÃO
BomBomBomASPECTODO CORDÃO
CC+ ou CACC ou CACC ou CATIPO DE CORRENTE
FácilFácilFácilABERTURA DE ARCO
Exige maiores 
cuidados -
revestimento mais 
higroscópio
FácilFácilMANIPULAÇÃO
Fluida / Fácil 
destacabilidade
Abundante / 
Mais fluida / 
Fácil 
destacabilidade
Abundante / Densa 
/ Fácil 
destacabilidade / 
Rápida 
solidificação
ESCÓRIA
Carbonato de Cácio
(CaCO3)
Rutila + Pó de 
Ferro(alta taxa 
de deposição)
Rutila (TiO2)PRINCIPAL ELEMENTO
E7018E7024E6013CARACTERÍSTICAS
ELETRODOS
TodasPlana e HorizontalTodasPOSIÇÃO DE SOLDAGEM
BaixoElevadoElevadoTEOR HIDROGÊNIO DIFUSÍVEL
BaixoAltaAlta
SUSCEPTIBILIDADE À
TRINCA PELO 
HIDROGÊNIO
AltaAltaAltaRESISTÊNCIA À TRAÇÃO
AltaReduzidaAltaTENACIDADE DO METAL DE SOLDA
BaixaBaixaBaixaRESISTÊNCIA ÀFISSURAÇÃO À QUENTE
MédiaBaixaMédia ou BaixaPENETRAÇÃO
BomBomBomASPECTODO CORDÃO
CC+ ou CACC ou CACC ou CATIPO DE CORRENTE
FácilFácilFácilABERTURA DE ARCO
Exige maiores 
cuidados -
revestimento mais 
higroscópio
FácilFácilMANIPULAÇÃO
Fluida / Fácil 
destacabilidade
Abundante / 
Mais fluida / 
Fácil 
destacabilidade
Abundante / Densa 
/ Fácil 
destacabilidade / 
Rápida 
solidificação
ESCÓRIA
Carbonato de Cácio
(CaCO3)
Rutila + Pó de 
Ferro(alta taxa 
de deposição)
Rutila (TiO2)PRINCIPAL ELEMENTO
E7018E7024E6013CARACTERÍSTICAS
ELETRODOS
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Tabela 2. Valores de ângulos e corrente usados para a soldagem. 
 
Posição Eletrodo Corrente (A) Ângulo 
E6013 
E7018 Plana 
E7024 
 140 
α = 90° 
β = 40° 
γ = 50° 
E6013 
E7018 Vertical 
E7024 
 134 
α = 40° 
β = 65° 
γ = 55° 
 
 
Figura 4. Metodologia para retirada das amostras nos testes (Bracarense, 2006). 
 
 
Figura 5. Morfologia do cordão de solda. 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Para cada cordão de solda foram analisadas três seções distintas, sendo o resultado apresentado como a média dos 
valores obtidos. Os gráficos da Fig. 6 mostram os valores médios das grandezas e a diferença percentual entre os 
valores obtidos na posição plana e vertical. 
Em geral, e como esperado, todos os cordões apresentaram as maiores dimensões na posição plana, com exceção do 
reforço para o eletrodo E6013, que foi pouco maior na posição vertical, porém com uma diferença insignificante de 3%. 
A área dos cordões feitos na vertical é menor do que os feitos na posição plana. Isso pode ser associado ao material que 
é perdido durante o processo de soldagem. Na posição vertical, a poça de fusão tende a escorrer por ação da gravidade, 
perdendo assim muito material comparado com a posição plana. Para o eletrodo E6013 essa diferença é pequena, 
próxima de 12%, já para o E7018 é de 44% e para o E7024 de 52%. Isso ocorreu devido à grande diminuição da taxa de 
deposição dos eletrodos, E7024 e E7018, na posição vertical. A diferença entre as dimensões obtidas na plana e na 
vertical tende a ser menor para o eletrodo E6013, com exceção da largura do cordão, a qual foi de 16%, o que não é 
muito significativo, comparado com as diferenças apresentadas pelos outros eletrodos. Por outro lado, para os eletrodos 
E7018 e E7024 essa diferença tende a ser muito maior, chegando a 41% para o E7018, na penetração, e a 57% para o 
E7024, no reforço. 
Na posição plana, o E7024, produziu um cordão com a maior largura, maior reforço e maior área, porém menor 
penetração dentre todos os eletrodos. Esse resultado pode ser explicado pela maior quantidade de pó de ferro no 
revestimento do eletrodo, que faz com que ele apresente maior fluidez da escória formada, fazendo com que a 
penetração seja menor, uma vez que a escória tende a se espalhar sobreo cordão, diminuindo a força sobre o mesmo. O 
E6013 produziu um cordão com a menor largura, menor reforço e menor área, porém com a maior penetração. O que 
pode ser explicado devido à maior densidade da escória desse eletrodo. Com o E7018, o cordão apresentou valores 
medianos em todos os parâmetros, o que pode ser um indício de uma escória com fluidez intermediária comparada com 
a dos outros eletrodos. 
Na posição vertical, o cordão produzido com o E6013 teve o maior reforço, a maior penetração e a maior área, 
porém a menor largura. Já era esperado que apresentasse a menor largura, tal como na posição plana. Com relação aos 
outros parâmetros serem maiores, isso é porque esse eletrodo é indicado para essa posição de soldagem. 
Largura
Reforço
Penetração
Cordão de Solda
Largura
Reforço
Penetração
Largura
Reforço
Penetração
Cordão de Solda
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Figura 6. Valores da morfologia do cordão de solda. (a) largura, (b) penetração, (c) reforço, (d) área. 
 
O E7024 produziu um cordão com a maior largura, porém com o menor reforço e menor penetração. Isso ocorreu, pois 
esse eletrodo não é indicado para essa posição de soldagem devido à elevada concentração de pó de ferro no 
revestimento, aproximadamente 39%, fazendo com que a poça de fusão seja pesada tendendo a escorrer durante a 
soldagem. Esse fato já era esperado, porém o eletrodo E7024 foi testado na posição vertical sob a hipótese de que, com 
o ambiente molhado e, consequentemente, maior taxa de resfriamento, a poça de fusão se solidificasse mais 
rapidamente, não perdendo assim muito material. O cordão produzido com e E7018 apresentou valores medianos de 
largura, reforço e penetração e apresentou a menor área. Mesmo sendo indicado para essa posição de soldagem, esse 
eletrodo também possui uma considerável concentração de pó de ferro, próximo de 27%, fazendo com que a poça 
também seja mais pesada. Porém, ele foi testado pelo mesmo motivo do E7024. 
Os resultados de microdureza estão mostrados na Fig. 7, com a média das seis medições feitas por região da 
amostra (Metal Base, Zona Termicamente Afetada - ZTA e Zona Fundida - ZF). 
A dureza do metal base é praticamente igual para todas as amostras, uma vez que o material soldado é o mesmo. 
Considerando a região da ZTA, os cordões de todos os eletrodos na posição plana apresentaram uma dureza maior do 
que na vertical, principalmente o E7024 e o E7018, evidenciando a formação de martensita nessa região para 
praticamente todos os cordões. A zona fundida também apresentou valores indicativos de formação de martensita, 
principalmente para os eletrodos E7018 tanto na posição plana quanto na vertical. Os cordões dos eletrodos E7018 e 
E7024 apresentaram uma maior dureza na posição plana do que na vertical, ao contrário do cordão do E6013. As 
micrografias mostradas nas Figuras 8 e 9 evidenciam essas diferenças observadas nas medições de dureza. 
Observa-se nas fotos da Fig. 8, que ocorreu epitaxia na linha de fusão nos três cordões. A linha de fusão do cordão 
formado pelo E7018 é mais espessa do que dos outros cordões. Isso está ligado à maior formação de oxigênio na poça 
de fusão do E7018, criando uma zona pastosa na região da linha de fusão (Kou, 1987). Vê-se também que, próximo à 
linha de fusão, os grãos formados pelo E7018 são grãos mais grossos e pelo E7024 são grãos mais finos, o que explica a 
maior dureza do cordão do E7024 em relação ao do E7018. 
Existem mais inclusões no metal de solda do E7024, enquanto que nas soldas dos outros eletrodos há menos 
inclusões. No meio do cordão, o tamanho dos grãos e as inclusões se mantiveram praticamente os mesmos do que na 
linha de fusão. No topo dos cordões os grãos do cordão de solda do E7018 diminuíram, explicando o fato de que a 
dureza desse cordão ser maior do que a dos outros, enquanto que do E6013 e E7024 mantiveram-se do mesmo tamanho 
em relação ao meio. O cordão do E6013 apresentou, no topo, maior número de inclusões. Tais inclusões apresentaram 
maiores tamanhos do que no meio e no inicio do cordão. 
 
1,9 2,0
1,4
3,2
2,5
1,7
-3%
57%
33%
0
1
2
3
4
6013 7018 7024
Eletrodos
Re
fo
rç
o 
(m
m
)
-10%
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Di
fe
re
nç
a 
(%
)
2,6
2,2
2,0
2,6
1,3
0,9
3%
53%
41%
0
1
2
3
6013 7018 7024
Eletrodos
P
en
et
ra
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o 
(m
m
)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Di
fe
re
nç
a 
(%
)
b 
22,3
14,7
16,6
35,0
26,3
19,7
12%
52%44%
0
5
10
15
20
25
30
35
40
6013 7018 7024
Eletrodos
Ár
ea
 (m
m
²)
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
Di
fe
re
nç
a 
(%
)
d 
7,6
9,0
10,9 10,7
6,4
7,6
1%
15%16%
0
2
4
6
8
10
12
6013 7018 7024
Eletrodos
La
rg
ur
a 
(m
m
)
0%
2%
4%
6%
8%
10%
12%
14%
16%
18%
Di
fe
re
nç
a 
(%
)
a 
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Legenda: 
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0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
Metal Base ZTA ZF
M
ic
ro
du
re
za
 H
V 
0,
3
6013 vertical
7018 vertical
7024 vertical
6013 plana
7018 plana
7024 plana
 
Figura 7. Resultados de Microdureza 
 
 
 
Figura 8. Micrografia dos cordões de solda na posição plana. Aumento de 200x. 
 
Observa-se nas fotos da Fig. 9 que no cordão do E7024 não ocorreu epitaxia, enquanto que nos outros ocorreu 
normalmente. Na região da linha de fusão, o cordão do E7018 apresentou grãos grossos, enquanto que do E7024 os 
grãos foram medianos e do E6013 apresentou grãos mais finos. Verifica-se pouca inclusão nessa região. Na região do 
meio do cordão a relação de tamanho dos grãos permaneceu igual à da linha de fusão, porém aumentou a quantidade de 
inclusões, principalmente no E6013 e E7024. No topo, o E7018 e E7024 apresentam grãos mais finos do que no meio, e 
os três apresentam menos inclusões. 
 
 
 
 
 
 
E6013 – Topo E7018 – Topo E7024 – Topo 
E6013 – L.F. E7018 – L.F. E7024 – L.F. 
E6013 – Meio E7018 – Meio E7024 – Meio 
V C o n gr es s o N a c i o na l de En g e n h ar i a M ec â n i ca , 25 a 28 de A g o st o 20 0 8 , S a l v a d or - B a h i a 
 
 
Figura 9. Micrografia dos cordões de solda na posição vertical. Aumento de 200x. 
 
Tomando como comparação as fotos das Figuras 8 e 9, vê-se que, somente para o eletrodo E6013, ao contrário do 
esperado, os grãos tendem a ser mais grossos na posição plana, explicando o fato de a dureza ser menor nessa posição. 
Isso levanta a hipótese de que os gases gerados por esse eletrodo são insuficientes para diminuir a taxa de resfriamento 
na posição vertical. Sendo assim, a taxa de resfriamento, para esse eletrodo, é maior na vertical do que na plana. Há 
mais inclusões, tanto na região da linha de fusão como no meio do cordão, na posição vertical, onde a linha de fusão é 
mais espessa. Para o eletrodo E7018, a espessura da linha de fusão e os grãos tendem a ser ligeiramente mais grossos na 
vertical, há mais inclusões na posição plana. Para o eletrodo E7024, os grãos são mais grossos na vertical, há mais 
inclusões na plana e a espessura da linha de fusão é próxima nas duas posições. Nota-se que a microestrutura dos 
cordões é constituída, nas duas posições, basicamente por martensita (M), bainita (B) superior não alinhada e ferritas 
primárias no contorno do grão (PF(G)) e no interior do grão (PF(I)), como descrito na literatura (Liu et al 1994) e 
mostrado nas Fig.’s 10 e 11. 
 
Figura 10.Micrografia dos cordões de solda feitos na posição plana. Aumento de 500x. 
 
 
E6013 – L.F. E7018 – L.F. E7024 – L.F. 
E6013 – Meio E7018 – Meio E7024 – Meio 
E6013 – Topo E7018 – Topo E7024 – Topo 
6013 7018 7024 
PF(I) FS(A)
M
B
PF(I) FS(A)
M
B
PF(G)
B
PF(I)
FS(A)
M
PF(G)
B
PF(I)
FS(A)
M
PF(G)
PF(I)
FS(A)
B
M
PF(G)
PF(I)
FS(A)
B
PF(G)
PF(I)
FS(A)
B
M
V C o n gr es s o N a c i o na l de En g e n h ar i a M ec â n i ca , 25 a 28 de A g o st o 20 0 8 , S a l v a d or - B a h i a 
 
Figura 11. Micrografia dos cordões de solda feitos na posição vertical. Aumento de 500x. 
 
Alguns cordões apresentaram em suas microestruturas alguns pontos de ferrita acicular (AF), como mostrado na 
Fig. 12, justificando o fato de a dureza desses cordões serem as maiores apresentadas na Fig. 7. 
 
Figura 12. Micrografias dos cordões que apresentaram Ferrita Acicular (AF). Aumento de 1000x. 
 
Na posição plana, alguns cordões de solda dos eletrodos E7018 e E7024 apresentaram trincas induzidas pelo 
hidrogênio na ZTA, fato justificado pela elevada dureza na ZTA desses cordões, e alguns cordões do eletrodo E7018 
apresentaram trincas de solidificação no meio do cordão, como mostrado na Fig. 13. Na vertical não foi observado 
trincas nos cordões e nem na ZTA. 
 
Figura 13. Trincas apresentadas nos cordões de solda. 
AF
AF
AF
AF
7018 - Plana - LF
AF
AF
AF
AF
AF
AF
7024 - Plana - LF
AFAF
7018 - Plana - Topo
AFAF
7024 - Plana - Topo
6013 7018 7024 
PF(G)
FS(A)
PF(I)
B
M
PF(G)
FS(A)
PF(I)
B PF(G)
FS(A)
PF(I)
B
M
PF(G)
FS(A)
B
PF(I)
M
PF(G)
FS(A)
B
PF(I)
PF(G)
FS(A)
B
PF(I)
M
B
PF(G)
FS(A)
PF(I)
M
B
PF(G)
FS(A)
PF(I)B
PF(G)
FS(A)
PF(I)
M
7018 – plana - LF 
Aumento: 200x 
7024 – plana - LF 
Aumento: 200x
7018 – plana - meio 
Aumento: 1000x 
V C o n gr es s o N a c i o na l de En g e n h ar i a M ec â n i ca , 25 a 28 de A g o st o 20 0 8 , S a l v a d or - B a h i a 
4. CONCLUSÕES 
 
Tendo como base os estudos realizados é possível concluir que: 
1 – O eletrodo E6013 apresentou resultados próximos quanto à geometria do cordão de solda e à microestrutura, o que 
indica que os parâmetros e resultados obtidos na posição plana de soldagem molhada podem ser aplicados à posição 
vertical descendente de soldagem molhada. O mesmo não pode ser estendido quanto à dureza, pois os resultados foram 
diferentes. 
2 – Os eletrodos E7018 e E7024 apresentaram diferenças significativas, principalmente em relação à geometria do 
cordão de solda, que indicam que os resultados obtidos na posição plana de soldagem molhada não se aplicam à posição 
vertical descendente de soldagem molhada. 
 
5. REFERÊNCIAS 
 
Bracarense, A. Q., Pessoa, E. C. P, Liu, S., Guerrero, F. P., 2006, Vertical Down Wet Welding in Fresh Water. 
Christensen, N.,1983, The Metallurgy of MMA Hyperbaric Welding, SINTEF report N°. STF31 F83032, Trondheim. 
ESAB, 2005, ”Eletrodos Revestidos OK”, Brasil, 66p. 
Ibarra, S., Grupps, C. E., Liu, S., 1994, State-of-the-Art and Practice of Underwater Wet Welding of Steel, Proceedings: 
International Workshop on Underwater Welding of Marine Structures. New Orleans, Lousiana. Pp49-67. 
Ibarra, S., Grupps, C. E., Olson, D. L., 1995, Metallurgical aspects of underwater welding. Journal of Metals. Vol. 40, 
no. 12, pp. 8-10. Dec. 1988 apud ANDRADE, L.P.C.da SILVA. Soldagem Subaquática Molhada com Eletrodo 
Tubular. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, Santa Catarina. Universidade 
Federal de Santa Catarina, Dissertação, 124f. 
Ibarra, S., Reed, R. L., Smith, J. K., Pachniuk, I., Grupps, C. E., 1991, Underwater Wet Welding Repair of an Offshore 
Plattform in the North Sea. Proceedings of the First International Offshore and Polar Engineering Conference. 
Edinburgh, UK, 11-16 august, 339-346. 
Kou, S., 1987, “Welding Metallurgy”, Ed. John Wiley & Sons, New York, USA, 410 p. 
Liu, S., Olson, D.L., Ibarra, S., 1994, Electrode Formulation to Reduce Weld Metal Hydrogen and Porosity, OMAE, pp 
291-298. 
Liu, S., Pope, A. M., Daemen, R., 1994, Welding Consumables and Weldability, International Wokshop on Underwater 
Welding of Marine Structures, Lousiana, USA, pp. 321-350. 
LRSS, 2001, “Relatório Interno”, UFMG. 
Marinho, M. G., Pope, A. M., Meniconi, L. C., Alves, L. H. M., Delvechio, C.,2005, Integrity Assessment anda On-Site 
Repair of a Floating Production Plattform. 24th International Conference on Offshore Mechanics and Artic 
Engineering – OMAE, paper 67504, Halkidiki, Greece. 
Marques, P. V., 2005, Tecnologia da Soldagem, Belo Horizonte, Editora UFMG. 
Mazzaferro, J. A. E., 1998, Estudo da Estabilidade do Arco Elétrico na Soldagem Subaquática com Eletrodos 
Revestidos. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Brasil, Tese. 
Pessoa, E. C. P., 2007, Estudo da Variação da Porosidade ao Longo de Cordão em Soldas Subaquáticas Molhadas. 
Universidade Federal de Minas Gerais, Tese. 
Pessoa, E. C. P., Bracarense, A. Q., Liu, S., Guerrero, F. P., 2003, Estudo Comparativo do Desempenho de Eletrodos 
Revestidos E6013, E7024 e E7018 em Soldagem Subaquática em Água Doce do Aço A-36 à Profundidades de 50 e 
100 Metros, II COBEF – Congresso Brasileiro de Engenharia de Fabricação, 18 a 21 de maio, Uberlândia, MG. 
Pessoa, E. C. P., Bracarense, A. Q., Liu, S., Guerrero, F. P., 2004, Study of Re-Melt Temper Bead and Polarity Effects 
on Porosity in the Under Freshwater Wet Welds. 23rd International Conference on Offshore Mechanics and Arctic 
Engineering, 2004, Vancouver. Proceedings of OMAE04. 
Pinto, L., C. M., 1996, Quanticov um analisador microestrutural para ambiente windows. Tese de Doutorado. 
USP/IPEN.Brasil. 
 
 
V CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA 
V NATIONAL CONGRESS OF MECHANICAL ENGINEERING 
18 a 22 de agosto de 2008 – Salvador – Bahia - Brasil 
August 25 – 28, 2008 - Salvador – Bahia – Brazil 
 
COMPARISON BETWEEN UNDERWATER WET WELDING IN 
VERTICAL POSITION AND FLAT POSITION 
 
Andrade, Luciano Geraldo Damasceno, lgdandrade@yahoo.com.br1 
Silva, Weslley Carlos Dias da, weslleycds@yahoo.com.br1 
Pessoa, Ezequiel Caires Pereira, ecpp76@gmail.com2 
Bracarense, Alexandre Queiroz, bracarense@ufmg.br1 
 
1Universidade Federal de Minas Gerais, UFMG, Avenida Antônio Carlos, 6627, Pampulha, BH, MG. 
2Centro Federal de Educação Tecnológica, CEFET, Av. Michael Pereira de Souza, nº 3007, Bairro Campinho, 
Congonhas, MG. 
 
Abstract: Shield Metal Arc Welding (SMAW) is used in underwater wet welding (UWW) repair of aging offshore 
platforms and power plants. In actual UWW repairs, most of the welds are deposited out-of-position with only small 
sections of the whole weld being deposited in flat or overhead positions. It is currently known that welding vertical-
down is likely better than vertical-up in producing acceptable wet welds. Because of its simplicity, most of the 
experimental work in wet welding has been carried out in the flat position. Therefore, there is a need to investigate out-
of-position wet welding so that actual problems or difficulties associated with welding position can be identified and 
measures to correct the problems determined. This paper presents the microstructure, hardness and morphology 
results of bead on plate deposited in shallow water with E6013, E7018 and E7024 commercial type electrodes with 
3.25mm rod diameter in vertical down welding. The results were compared with flat position welds. Bead-on-plate 
(BOP) welds were deposited on A-36 steel plates at shallow water (1 atm pressure) using a gravity feeding system, 
especially developed to both positions (flat andvertical), put inside aquarium tank filledwith fresh water. Several tests 
were carried out in order to select the best welding parameters (current, voltage, travel speed and electrode angle) and 
understand their influence on the process. The welds produced were analyzed thought weld bead microstructure, 
hardness and morphology. The results show that, only E6013 electrode, as morphology aspect, the underwater wet 
welding in flat position results can be applied or extended to underwater wet welding in vertical position. The E6013 
electrode presented similar results in both positions. The E7018 and E7024 electrodes presented different results. 
 
Keywords: Underwater Wet Welding, Shielded Metal Arc Welding (SMAW), Out-of-Position Welding, Commercial 
Electrodes and Fresh Water.