Aula 5_Eletrodo Revestido

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14/08/2014
Mário Bittencourt – UNESA 2013.2 1
Fundamentos do 
Processo Eletrodo 
Revestido
Docente: Mário Bittencourt
� Descrição e Fundamentos do Processo 
� Instalação 
� Corrente e Tensão
� Especificação AWS
� Funções e Tipos de Revestimento
� Manuseio, Armazenagem e Secagem
� Taxa de Deposição e Eficiência
� Vantagens e Desvantagens
� Aplicações
� Bibliografia
Sumário
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� “Operação que tem por objetivo a união de duas ou mais 
peças, produzida por aquecimento (calor) até uma
temperatura adequada, com ou sem a utilização de 
pressão e/ou material de adição, assegurando entre as 
peças uma perfeita continuidade metálica e mantendo, 
por conseqüência, suas propriedades.”
Definição de Soldagem
Descrição do Processo Eletrodo Revestido
� No Processo Eletrodo Revestido o calor necessário para a 
soldagem provém do arco elétrico, que é estabelecido entre 
um eletrodo revestido e a peça a ser soldada.
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Descrição do Processo Eletrodo Revestido
� O eletrodo funde-se no arco elétrico (sendo consumido), 
fornecendo metal de adição para a soldagem.
Descrição do Processo Eletrodo Revestido
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� O nome do processo esta relacionado diretamente ao 
consumível utilizado, que é o Eletrodo Revestido. 
Descrição do Processo Eletrodo Revestido 
� Também é conhecido pela 
sigla internacional SMAW, 
que significa “Shielded Metal 
Arc Welding”, ou seja 
Soldagem a Arco, Eletrodo 
Metálico Protegido.
Descrição do Processo Eletrodo Revestido
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Descrição do Processo Eletrodo Revestido 
Fundamentos do Processo 
O arco elétrico gera intensa energia, produzindo:
� A fusão da alma metálico que formará parte do 
depósito e preenchimento da junta.
� A queima do revestimento formará uma atmosfera 
protetora e uma escória que ira cobrir o cordão de 
solda. 
� Ambas necessárias para a proteção da poça de fusão 
e do cordão de solda.
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Fundamentos do Processo
Fundamentos do Processo
Metal Solda 
Fundido Alma do Eletrodo
Revestimento 
do Eletrodo
Gotas Metálicas
Escória
Metal de Solda 
Solidificado
Direção de Avanço
Gás de Proteção Gerado 
pelo Revestimento
Metal 
de Base
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Fundamentos do Processo 
� Juntos, os componentes do revestimento e da alma 
metálica, são responsáveis pelas propriedades 
metalúrgicas e químicas do metal de solda.
� Durante a fase de 
solidificação a escória 
formada sobre o cordão de 
solda, é responsável pelo 
ciclo térmico do cordão de 
solda.
Fundamentos do Processo
� Diagrama soldagem a arco elétrico com Eletrodo 
Revestido
1.Revestimento de Fluxo
2.Vareta (Alma)
3.Gás de proteção
4.Poça de fusão
5.Metal base
6.Metal de solda
7.Escória solidificada 
1
2
3
5
4
7
6
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Fundamentos do Processo 
Instalação do Processo Eletrodo Revestido 
Porta Eletrodo
Fonte de Energia
Eletrodo
Cabo de Solda
Granpo + Cabo Obra
Metal Base
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Fonte de Energia
� Uma fonte de energia 
(transformador ou 
retificador) fornece a energia 
(tensão e corrente) para 
fusão dos elementos que 
formam a poça de fusão 
(alma metálica do eletrodo, 
revestimento, metal de 
base).
Fonte de Energia
� As fontes usadas no processo Eletrodo Revestido são 
do tipo corrente constante.
� A soldagem ER, processo tipicamente manual, ao 
haver variação no comprimento do arco e 
consequentemente na tensão, a variação na corrente 
(que controla a aposição de calor no processo) será 
mínima.
� A energia necessária pode ser fornecida em CA ou 
CC, tanto por transformadores/retificadores, quanto 
por geradores.
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Fonte de Energia
� Curva tombante (corrente constante) 
Fonte de Energia
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Fonte de Energia
Parâmetros do Arco Elétrico 
(Tensão e Corrente)
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Tensão (V)
21V 23V 26V
� A tensão do arco é automaticamente ajustada pelo 
equipamento, conforme o comprimento do arco 
(dependente do soldador), mantendo a corrente do arco 
constante.
Corrente (A)
� Na soldagem com eletrodo revestido a CORRENTE é a 
variável que se ajusta no equipamento.
� É determinada conforme a:
- Classe e Diâmetro do Eletrodo, 
- Tipo de Junta e 
- Posição de Soldagem.
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Corrente X Tensão
� Devido as características construtivas do equipamento, 
a TENSÃO DO ARCO se auto ajusta (dentro dos limites 
da curva da Fonte de Energia).
� A corrente permanece constante dentro dos limites da 
curva do equipamento.
Comprimento do Arco
Corrente X Tensão
� Ao se afastar o eletrodo da junta o comprimento do 
arco aumenta (devido aumento da tensão) e a 
corrente se mantém constante.
� Ao se aproximar o Eletrodo o comprimento do arco 
diminui (devido a redução da tensão) e a corrente se 
mantém constante. A tendência é o Eletrodo grudar 
na junta. 
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Etapas de Abertura do Arco Elétrico
� É constituído por uma alma 
metálica (vareta) coberta por um 
revestimento que é o responsável 
pelo fornecimento de algumas 
propriedades ao cordão soldado.
REVESTIMENTO
ALMA METÁLICA
Eletrodo Revestido 
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Eletrodo Revestido 
Especificação AWS
� As normas AWS especificam as propriedades
mínimas ou faixas dos consumíveis para soldagem 
dando a eles uma determinada classificação,
� Os testes / ensaios requeridos pelas especificações 
AWS são para determinar a composição química, 
propriedades mecânicas e sanidade do metal de 
solda, nível de umidade para os eletrodos de baixo 
hidrogênio e aplicabilidade do consumível.
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Especificação AWS
� As normas AWS classificam os consumíveis pelos 
resultados do metal depositado, sem diluição com o 
metal de base, não sendo portanto caracterizada 
como uma junta soldada.
� Muitos detalhes dos consumíveis para soldagem a 
arco encontram-se nestas especificações sendo 
portanto importante conhecê-las e utilizá-las como 
referências nas definições do consumíveis e 
processos de soldagem.
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E XX X X 1 HX R
Requisitos de teste
de umidade absorvida
Requisitos
de Hidrogênio
Difusível
Eletrodo
Indica a resistência a 
tração mínima X 1.000
Ex.: 70 = 70.000 ksi
Posição de Soldagem 
(1=todas as posições, 2-horizontal 
e plana, 3=plana, 4=plana, sobre-
cabeça, horizontal, vertical 
descendente)
Indica o grau de utilização do 
eletrodo. Por exemplo o Tipo de 
Revestimento, Tipo da Corrente
Característica do Arco E7018 – H4REXEMPLO:
E 70 18 1 H4 R
Atende requisitos mais exigentes
de Tenacidade e Ductlidade
Designação
Opcional
Especificação AWS A5.1(aço carbono)
Especificação ASME
� A American Society of Mechanical Engineers 
(ASME) utiliza na íntegra as especificações de 
eletrodos da AWS adicionando as letras SF antes 
do número da especificação. 
� Então, a especificação AWS A5.1 transforma-se na 
especificação ASME SFA5.1. 
� Tanto a classificação quanto os requisitos são os 
mesmos.
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COMPRIMENTO DO 
ELETRODOMARCA COMERCIAL
NORMA 
APLICADA
DIÂMETRO DA 
ALMA
Funções do Revestimento
� Gerar um gás para criar uma camada protetora ao metal 
líquido que está sendo transferido através da coluna do 
arco, para não ser contaminado pelos gases da 
atmosfera.
� Adicionar elementos refinadores da poça de fusão e 
desoxidantes para a limpeza do depósito e proporcionar 
uma determinada estrutura metalúrgica ao depósito ou 
junta.
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Funções do Revestimento
� Estabelecer as características operacionais do eletrodo 
como; Tipo da Corrente, Polaridade, Posição de 
Soldagem, Tipo de Transferência Metálica, Tipo de 
Escória, Força do Arco.
� Transferir elementos de liga (Mn, Cr. Mo, Ni, etc.) que 
possibilite atender determinada propriedade metalúrgica 
(Mecânica e Química) do Metal de Solda ou Junta.
� Permitir a geração da escória protetora do depósito 
possibilitando o ciclo térmico necessário para um 
determinado tipo de revestimento ou Classe de Eletrodo.
Ingredientes do Revestimento
� Elementos de liga
� Aglomerantes
� Formadores de gases
� Estabilizadores do arco
� Formadores de fluxo e 
escória
� Plasticizantes
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Composição e Função Ingredientes
� Rutílico
� Celulósico
� Básico
� Altissímo Rendimento
Tipos de Revestimento
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Tipos de Revestimento
CLASSE Revestimento Tipo da Corrente Arco 
EXXX0 Celulósico, Sódio DCEP Forte – Penetração 
EXX20 Oxido de Ferro, Sódio DCEN, DCEP, AC Médio – Penetração 
EXXX1 Celulósico, Potássio AC, DCEP Forte – Penetração 
EXXX2 Rutílico, Sódio AC, DCEN Médio – Penetração 
EXXX3 Rutílico, Potássio AC, DCEP, DCEN Suave – Velocidade 
EXXX4 Rutílico, Pó de Ferro AC, DCEP, DCEN Suave – Enchimento 
EXXX5 Baixo Hidrogênio, Sódio DCEP Médio – Ench./Penet. 
EXXX6 Baixo Hidrogênio, Potássio AC, DCEP Médio – Ench./Penet. 
EXXX7 Óxido de Ferro, Pó de Ferro AC, DCEP, DCEN Médio – Ench./Penet. 
EXXX8 Baixo Hidrogênio, Pó de Ferro AC, DCEP Suave Enchimento 
EXXX9 Óxido de Ferro, Rutílico, Potássio AC, DCEP, DCEN 
Médio 
Enchimento 
 
 
Rutílico
� média penetração
� escória de rápida solidificação, facilmente destacável
� requer ressecagem
� revestimento apresenta até 50% de rutilo (TiO2)
� o metal de solda pode apresentar um nível de hidrogênio 
alto (até 30 ml/100g)
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Celulósico
� alta penetração
� pouca escória, facilmente destacável
� não devem ser ressecados
� elevada produção de gases (CO2, CO, H2, H2O) da 
combustão dos materiais orgânicos (principalmente a 
celulose);
� alto nível de H2 no metal depositado impede o uso em 
materiais sujeitos a trincas por hidrogênio;
Básico
� média penetração 
� escória fluida e facilmente destacável 
� requer ressecagem
� geralmente apresenta as melhores propriedades 
mecânico metalúrgicas entre todos os eletrodos, 
destacando-se a tenacidade;
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Altíssimo Rendimento
� média penetração
� aumenta a fluidez da escória, devido à formação de 
óxido de ferro;
� requer ressecagem
� adição de pó de ferro (rutílico/básico);
� melhora a estabilidade do arco
� possuem altas taxas de deposição
� reduz a tenacidade do metal de solda.
Manuseio dos Eletrodos
� Os eletrodos revestidos são muito higroscópicos e 
necessitam de cuidados especiais para que suas 
características não sejam afetadas.
� A umidade pode causar:
- porosidades 
- trincas 
- arco instável, 
- respingos e 
- acabamento ruim.
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Armazenamento
� As embalagens são consideradas NÃO estanques;
� Os eletrodos em estoque devem ser armazenados em 
estufa;
� A ordem de retirada de embalagens deve seguir o 
FIRST IN – FIRST OUT (“FIFO”);
� Os eletrodos devem ser dispostos em prateleiras no 
interior da estufa;
Armazenagem
� Dois aspectos deverão ser considerados e bem 
controlados: a temperatura e a umidade relativa do ar.
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Estufa para Armazenamento
� Pode ser um compartimento fechado de um 
almoxarifado, que deve conter aquecedores elétricos e 
ventiladores para circulação do ar quente entre as 
embalagens.
� Deve manter a temperatura pelo menos 10ºC acima da 
temperatura ambiente, porém nunca inferior a 20ºC, e 
deve também, estar dotada de estrados ou prateleiras 
para estocar as embalagens.
Secagem
� Os eletrodos celulósicos não são muito higroscópicos e 
raramente necessitam de secagem. 
� Os eletrodos básicos são os únicos que aceitam 
secagem em temperaturas mais elevadas, permitindo 
redução drástica no teor de umidade do revestimento 
devido à diminuição da água molecular de seus 
componentes sem prejuízo de suas propriedades.
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Secagem e Manutenção
� A temperatura e o tempo mínimo de secagem e de 
manutenção das condições de secagem devem estar de 
acordo com as recomendações dos fabricantes.
� Quando houver dúvidas quanto ao tratamento a ser 
dado aos consumíveis, o fabricante deve ser consultado 
sobre o manuseio, armazenagem, secagem e 
manutenção da secagem.
� Devem ser elaborados formulários específicos para 
controle de secagem dos consumíveis.
Secagem
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Manutenção
� A tabela abaixo apresenta a faixa de temperatura efetiva 
na estufa de manutenção e na estufa portátil (cochicho) 
recomendadas para os eletrodos revestidos.
Estufa de Secagem
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Estufa de Manutenção e Portátil (cochicho)
� Massa de material depositado por unidade de tempo.
� Sempre maior na posição plana. Efeito da gravidade 
mantém o metal fundido na junta.
� Aumenta com a corrente de soldagem.
� Processos com 2 ou mais arames aumentam 
substancialmente a taxa de deposição.1
Taxa de Deposição
Eletrodo Revestido 1 a 3 kg/h
MIG-MAG 2 a 6 kg/h
Arco Submerso 5 a 12 kg/h
Twin-arc 10 a 25 kg/h
Tandem-arc 12 a 30 kg/h
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3,2
4,4
5,6
Taxa de Deposição
250
Eficiência do Processo
� Os diversos tipos ou classes de eletrodos, apresentam 
diferentes % de eficiência (fator de operação).
55
65,7 61,6 60,7 62,5
69,7
0
20
40
60
80
E6010 E6011 E6013 E7014 E7018 E7024
Tipo de Eletrodo
Ef
ic
iê
n
ci
a 
(%
)
Inclui a perda de 50mm da pontaInclui a perda de 50mm da ponta
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� Os dados variam conforme as dimensões, posição de soldagem e procedimento.
Razão de Depósito Real
Processo de 
Solda
Classe de 
Eletrodo
Razão de 
Depósito
Fator de 
Operação
Razão de 
Depósito Real
Eletrodo 
Revestido
E-7018 - 3,2mm 
100 – 150 A.
1,2 kg/h
- Considera Eficiência
0,600 a 0,750 
kg/hora
25 a 30% máx. 0,150 a 0,230 
kg/hora
E-7018 - 4mm 
130 – 200 A.
1,7 kg/h
- Considera Eficiência
0,900 a 1,020 
kg/hora
25 a 30% máx. 0,230 a 0,300 
kg/hora
E-6010 - 4mm 
130 – 180 A.
1,3 kg/hora
- Considera Eficiência 
0,800 a 1
kg/hora
30 a 40% máx. 0,240 a 0,400
kg/hora
E-6013 - 4mm 
140 – 190 A.
1,5 kg/hora
- Considera Eficiência
0,900 a 1,200 
kg/hora
25 a 30% máx. 0,230 a 0,360 
kg/hora
E-7024 - 4mm 
180 – 230 A.
2,9 kg/hora
- Considera Eficiência
1,80 a 2 
kg/hora
25 A 30% máx. 0,450 a 0,600 
kg/hora
� O cálculo correto do depósito real deve considerar o fator de 
operação típico do processo. 
Eficiência do Processo
� Processo Gravitacional Eletrodo Revestido
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Eficiência do Processo� O tamanho das sobras,quebra do revestimento no 
manuseio, etc, pode ser um custo adicional expressivo 
em um projeto (desperdício).
Usuário paga pelas 
perdas. Geralmente 
representam cerca 
de no mínimo 40% a 
mais no custo inicial 
do Eletrodo.
Vantagens do Processo
� Baixo investimento 
em equipamento;
� O sistema é simples 
de operar e pode 
ser portátil;
� Opera em 
ambientes fechados 
ou abertos;
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Vantagens do Processo
� Não requer gás de 
proteção adicional;
� Consumíveis disponíveis 
para a maioria dos metais 
de base e requisitos 
(mecânicos, químicos, 
especias) ;
� Mão de obra/soldadores de 
localização relativamente 
fácil;
Vantagens do Processo
� Dependendo da aplicação, pode ser mais produtivo e 
evntualmente econômico que qualquer outro processo 
de soldagem.
Exemplos: passe de raiz em linha de dutos, passe de 
raiz em juntas de difícil acesso, ponteamento.
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Desvantagens do Processo
� Baixo fator de operação,
� Baixa eficiência / rendimento
� Baixa razão de depósito 
quando comparado com 
processos semi-
automáticos,
� Apresenta baixa velocidade 
de soldagem, na maioria das 
aplicações,
Desvantagens do Processo
� Elevada geração de fumos e 
gases prejudiciais a sáude,
� Geralmente apresenta 
dificuldade na remoção da 
escória,
� Requer maior habilidade do 
soldador, quando comparado 
com processos semi-
automáticos
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Desvantagens do Processo
� Gera grande quantidade de respingos,
� Processo com maior possibilidade de gerar 
descontinuidades como (inclusão de escória, 
porosidade, trinca, falta de fusão),
� Dependendo da classe do eletrodo (principalmente os 
de baixo hidrogênio), requer custos elevados de 
manuseio, manutenção e preservação,
Desvantagens do Processo
� Elevado custo por kg (ou 
metro) de metal depositado.
� Processo que mais contribui 
nos custos das operações 
de soldagem em um projeto.
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Processo SMAW
� É o processo mais utilizado na indústria de uma maneira 
geral. 
� Pode ser empregado numa faixa de espessura ampla e 
pode ser realizado em qualquer posição de soldagem.
Exemplos:
- Soldagem de estrutural metálicas (pontes, viadutos);
- Soldagem de tubulações industriais (tubulação de gás 
e oleodutos).
Processo SMAW
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Soldagem de Tubos
Soldagem de Estruturas
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Soldagem de Manutenção
Bibliografia
� MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. 
Q., “Soldagem com Eletrodos Revestidos”. In: Soldagem 
fundamentos e tecnologia, 3 ed., capítulo 12, Belo 
Horizonte, MG, Editora UFMG, 2009.