RELATÓRIO FCAW soldagem por arame tubular

Prévia do material em texto

FACULDADE DE TECNOLOGIA DE PINDAMONHANGABA 
 
 
 
 
Bianca Alves 
Isabela Luiza 
Jessica Carvalho 
Washington 
Ygor Nieto 
 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL - FCAW 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pindamonhangaba, 2017 
Bianca Alves 
Isabela Luiza 
Jessica Carvalho 
Washington 
Ygor Nieto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AULA EXPERIMENTAL - FCAW 
 
 
 
 
Relatório técnico apresentado como requisito 
parcial para obtenção de aprovação na 
disciplina Processos de Soldagem III, no 
Curso de Tecnologia Mecânica: Processos de 
Soldagem, na Faculdade de Tecnologia de 
Pindamonhangaba. 
 
Prof. Carlos Eduardo Figueiredo dos Santos 
 
 
 
 
 
Pindamonhangaba, 2017 
RESUMO 
 
 
 Este trabalho apresenta um experimento prático do processo de soldagem com Arame 
Tubular (FCAW). O objetivo é aprender o processo na prática, assim como suas variáveis e 
como afetam a soldagem. Sendo assim fornecendo conhecimento necessário para o futuro 
Tecnólogo para que o mesmo possa solucionar problemas recorrentes. 
 
 
Palavras-chave: Experimento prático. Processo de soldagem. Arame tubular. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 4 
2 DESENVOLVIMENTO ............................................................................................... 5 
2.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ................................................................................. 5 
2.1.1 Soldagem com arames tubulares ................................................................................. 5 
2.1.2 Tipos de arames tubulares ........................................................................................... 5 
2.1.2.1 Com gás de proteção ...................................................................................................... 5 
2.1.2.2 Sem Gás de Proteção ...................................................................................................... 6 
2.2 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................... 6 
2.2.1 Materiais ........................................................................................................................ 6 
2.2.2 Métodos ......................................................................................................................... 7 
2.3 RESULTADOS E DISCUSSÕES .................................................................................. 7 
2.3.1 Corpo de prova SY1 ..................................................................................................... 7 
2.3.2 Corpo de prova SY2 ................................................................................................... 10 
2.3.3 Corpo de prova SY3 ................................................................................................... 12 
3 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 14 
 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
Brandi (2010) diz que a soldagem é fundamental na fabricação de um portão até uma 
nave espacial. Este processo vem sendo inovado a partir de inúmeras tecnologias e mercado 
específicos, com a finalidade de maior produtividade e economia. Portanto, faz-se necessário 
estudos sobre os processos de soldagem, com o intuito de melhor aplicá-los. 
Neste trabalho foi usado o processo de soldagem com Arame Tubular, que é um 
processo de alta produtividade, tendo como objetivo, os alunos estarem em contato com a 
situação real, sendo que, os mesmos terão que utilizar técnicas de soldagem para a execução 
do exercício prático de forma a empregarem os melhores parâmetros. 
 Os procedimentos foram realizados pelos alunos no laboratório de soldagem da 
Faculdade de Tecnologia de Pindamonhangaba, onde foi analisado os efeitos de diferentes 
parâmetros na soldagem e, pôde-se observar que com a variação dos parâmetros surgiram 
descontinuidades e dificuldades durante a soldagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
2 DESENVOLVIMENTO 
 
2.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
2.1.1 Soldagem com arames tubulares 
 
A soldagem a arco elétrico com arames tubulares (FCAW Flux-cored arc welding) é 
um processo que promove a união de metais pelo aquecimento destes através de um arco 
elétrico estabelecido entre a ponta do arame e a peça de trabalho (ESAB, 2004). 
A proteção da poça de fusão e do arco elétrico pode ser feita pelo fluxo contido no 
interior do arame (no caso de arames tubulares autoprotegidos) ou por uma fonte gasosa 
externa. Esta proteção gasosa é realizada na maioria das vezes utilizando 100% CO2 como gás 
de proteção e em alguns casos utilizando misturas 75%Ar / 25% CO2 (ESAB, 2004). 
Arames tubulares autoprotegidos não necessitam de proteção gasosa externa, uma vez 
que o próprio fluxo contido no interior do arame possui elementos capazes de gerar os gases 
para proteção da poça de fusão e do arco elétrico (ESAB, 2004). 
Comparada aos processos de soldagem SMAW, GMAW e GTAW a soldagem com 
arames tubulares oferece ao usuário ganhos reais de produtividade sem a necessidade de 
investimentos altos. Para a migração da soldagem GMAW para a soldagem com arames 
tubulares basta realizar a troca do consumível e das roldanas de tração do arame. Já no caso 
da migração advinda da soldagem com eletrodos revestidos será necessária a aquisição de 
novos equipamentos, não obstante o ganho de produtividade possibilita o retorno do 
investimento em um curto intervalo de tempo (ESAB, 2004). 
 
2.1.2 Tipos de arames tubulares 
 
Os arames tubulares podem ser divididos de acordo com sua utilização, sendo ele com 
gás de proteção ou sem gás de proteção. 
 
2.1.2.1 Com gás de proteção 
 
 Os arames tubulares para soldagem com gás de proteção são subdivididos em dois 
grupos: 
 
6 
 
Metal Cored 
Possuem em seu interior um fluxo composto por pós metálicos, proporcionando assim 
alta eficiência de deposição (95%). Suas características incluem também baixa quantidade de 
fumos (melhor ambiente de trabalho), respingos (menor índice de retrabalho) e também baixo 
índice de hidrogênio difusível. São arames de alta produtividade e indicados para soldagem de 
alta responsabilidade. Bastante utilizados na indústria automobilística (ESAB, 2004). 
 
Flux Cored 
Possuem em seu interior um fluxo composto por pós não metálicos, proporcionando 
alta produtividade através de maiores velocidades de soldagem. A soldagem com este tipo de 
arame tubular proporciona a formação de escória que além de proteger a poça de fusão, 
contribui para um melhor desempenho na soldagem fora de posição. Bastante utilizados nas 
indústrias de construção naval, offshore e em pipelines (ESAB, 2004). 
Podem ser do tipo rutílico ou básico, sendo o rutílico mais comum e indicado para 
aplicações gerais e o básico para aplicações que requerem altíssima tenacidade (ESAB, 2004). 
 
2.1.2.2 Sem Gás de Proteção 
 
Os arames tubulares para soldagem sem gás de proteção são conhecidos como 
Autoprotegidos e, possuem em seu interior um fluxo composto por elementos capazes de 
gerar os gases necessários para proteçãoda poça de fusão e do arco elétrico, não necessitando 
desta maneira de uma fonte externa de proteção gasosa. É uma ótima alternativa para 
soldagem em campo em substituição aos eletrodos revestidos, uma vez que proporciona maior 
produtividade em relação ao processo SMAW (ESAB, 2004). 
 
2.2 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
2.2.1 Materiais 
 
- 1 Chapa (sucata) de Aço Carbono para treino dos cordões 
- 6 Chapas de aço 1020 de ½”x ¼” x 100 mm 
- Metal de adição: arame 1,2 mm AWS A-5.20 E71T-1C 
- Gás de proteção: mistura comercial 20% CO2 + 80% Ar 
- EPIs 
7 
 
- Fonte de soldagem Lincoln PowerWave S350 
- Acessórios da fonte. 
- Materiais de apoio: máquina fotográfica e cronômetro (celular). 
 
2.2.2 Métodos 
 
Foram soldados 3 corpos de prova com os seguintes parâmetros de soldagem: 
 
- 1 Corpo de prova na posição plana sem proteção gasosa (SY1) 
Velocidade do arame: 5 m/min 
Vasão do gás: 0 L/min 
Tensão: 20 V 
 
- 1 Corpo de prova na posição plana com proteção gasosa (SY2) 
Velocidade do arame: 3,5 m/min 
Vasão do gás: 6 L/min 
Tensão: 20 V 
 
- 1 Corpo de prova na posição plana com proteção gasosa (SY3) 
Velocidade do arame: 4,50 m/min 
Vasão do gás: 9 L/min 
Tensão: 22 V 
 
Todos os corpos de prova foram soldados tanto na face quanto na raiz, ou seja, foram 
executados 2 cordões de solda por corpo de prova por diferentes soldadores (A, B, C, D, E), 
todos em polaridade direta (CC-). 
 
2.3 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
2.3.1 Corpo de prova SY1 
 
Soldagem feita sem proteção gasosa, com velocidade do arame de 5 m/min e tensão de 
20 V. 
 A Figura 1 apresenta a face do corpo de prova, feita pelo soldador A. 
8 
 
Figura 1 – Face soldada do corpo de prova SY1 
 
Fonte: Autores (2017) 
 
- O visual do cordão se mostrou insatisfatório, apresentando descontinuidades; 
- As descontinuidades encontradas foram: respingos, falta de fusão lateral e poros no 
final do cordão; 
- O arco elétrico se mostrou instável devido a falta de gás; 
- A corrente variou entre 150/160 A 
- Morfologia do metal de solda irregular 
- O tempo de soldagem foi de 31 s, portanto a velocidade de soldagem foi de 193 
mm/min. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 
 
A Figura 2 apresenta a raiz do corpo de prova, feita pelo soldador B. 
 
Figura 2 – Raiz soldada do corpo de prova SY1 
 
Fonte: Autores (2017) 
 
- O visual do cordão se mostrou insatisfatório, apresentando descontinuidades; 
- As descontinuidades encontradas foram: pequena quantidade de respingos, início do 
cordão incorreto deixando visível uma pequena parte sem solda, mordeduras, poros no final 
do cordão, deposição insuficiente no final do cordão; 
- O arco elétrico se mostrou instável devido a falta de gás; 
- A corrente variou entre 145/155 A 
- Morfologia do metal de solda irregular, variação de cordões largos e estreitos; 
- O tempo de soldagem foi de 17 s, portanto a velocidade de soldagem foi de 353 
mm/min. 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
2.3.2 Corpo de prova SY2 
 
Soldagem feita com proteção gasosa, com velocidade do arame de 3,5 m/min e tensão 
de 20 V. 
 A Figura 3 apresenta a face do corpo de prova, feita pelo soldador C. 
 
Figura 3 – Face soldada do corpo de prova SY2 
 
Fonte: Autores (2017) 
 
- O visual do cordão se mostrou insatisfatório, apresentando descontinuidades; 
- As descontinuidades encontradas foram: grande quantidade de respingos, porosidade, 
escória na lateral do cordão, furos de origem do arame que não fundiu corretamente, 
deposição insuficiente no final do cordão; 
- O arco elétrico se mostrou instável devido ao uso do gás incorreto; 
- A corrente variou entre 110/120 A 
- Morfologia do metal de solda irregular, porém com boa largura do cordão; 
- O tempo de soldagem foi de 38 s, portanto a velocidade de soldagem foi de 158 
mm/min. 
 
 
 
11 
 
A Figura 4 apresenta a raiz do corpo de prova, feita pelo soldador D. 
 
Figura 4 – Raiz soldada do corpo de prova SY2 
 
Fonte: Autores (2017) 
 
- O visual do cordão se mostrou insatisfatório, apresentando descontinuidades; 
- As descontinuidades encontradas foram: pequena quantidade de respingos, furos de 
origem do arame que não fundiu corretamente, sobreposição, deposição insuficiente no final 
do cordão, início incorreto do cordão deixando visível uma pequena parte sem solda; 
- O arco elétrico se mostrou instável devido ao uso do gás incorreto; 
- A corrente variou entre 105/115 A 
- Morfologia do metal de solda irregular, porém com boa largura do cordão; 
- O tempo de soldagem foi de 33 s, portanto a velocidade de soldagem foi de 182 
mm/min. 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
2.3.3 Corpo de prova SY3 
 
Soldagem feita com proteção gasosa, com velocidade do arame de 4,5 m/min e tensão 
de 22 V na face e, velocidade do arame de 5 m/min e tensão de 24 V na raiz. 
 A Figura 5 apresenta a face do corpo de prova, feita pelo soldador A. 
 
Figura 5 – Face soldada do corpo de prova SY3 
 
Fonte: Autores (2017) 
 
- O visual do cordão se mostrou insatisfatório, apresentando descontinuidades; 
- As descontinuidades encontradas foram: grande quantidade de respingos, porosidade, 
escória na lateral do cordão, furos de origem do arame que não fundiu corretamente; 
- O arco elétrico se mostrou instável devido ao uso do gás incorreto; 
- A corrente variou entre 145/155 A 
- Morfologia do metal de solda regular, boa largura do cordão que foi mantida em toda 
extensão; 
- O tempo de soldagem foi de 20 s, portanto a velocidade de soldagem foi de 300 
mm/min. 
 
 
 
13 
 
A Figura 6 apresenta a raiz do corpo de prova, feita pelo soldador C. 
 
 Figura 6 – Raiz soldada do corpo de prova SY3 
 
Fonte: Autores (2017) 
 
- O visual do cordão se mostrou insatisfatório, apresentando descontinuidades; 
- As descontinuidades encontradas foram: grande quantidade de respingos, porosidade, 
escória na lateral do cordão, mordedura, furos de origem do arame que não fundiu 
corretamente; 
- O arco elétrico se mostrou instável devido ao uso do gás incorreto; 
- A corrente variou entre 150/160 A 
- Morfologia do metal de solda irregular; 
- O tempo de soldagem foi de 27 s, portanto a velocidade de soldagem foi de 222 
mm/min. 
 
 
 Nenhum dos corpos de prova apresentou um resultado satisfatório. 
 
 
 
 
14 
 
3 CONCLUSÕES 
 
Pela observação dos aspectos analisado foi considerado insatisfatório os resultados da 
soldagem SY1, devido à falta de gás, entende-se que o gás para soldagem FCAW é de 
extrema importância, pois ele garante a proteção da solda e minimiza os defeitos, assim 
garantindo a estabilidade do arco apesar de existir a soldagem sem gás de proteção, onde são 
conhecidos como autoprotegidos, não necessitando desta maneira de uma fonte externa de 
proteção gasosa. Com os resultados da soldagem SY2 mesmo com a utilização do gás para 
proteção da poça de fusão, ainda sim foi considerado incorreto deixando a estabilidade do 
arco instável e a energia utilizada foi considerada insuficiente para determinado processo, 
gerando descontinuidades. Por fim, com os resultados da soldagem SY3 o cordão teve 
resultado insatisfatório, a corrente utilizada foi de ótimo parâmetro, porém a vazão do gás 
continuou incorreta gerando um arco instável, com isso podemos afirmar que apesar da 
escolha dos parâmetros influenciarem diretamente no cordão de solda a habilidade do 
soldador tem grande relevância. 
15 
 
REFERÊNCIAS 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10719: informação e 
documentação: relatóriotécnico e/ou científico: apresentação. Rio de Janeiro, 2015. 
 
ESAB. Apostila de arames tubulares. Contagem. 2004. 
 
BRANDI, S. D. Transferência metálica em soldagem com arco elétrico. In: ______WAINER, 
E.; BRANDI, S. D.; MELLO, F. D. H. de. Soldagem: processos e metalurgia. 7ª ed. São 
Paulo: Blucher, 2010.