Custo de soldagem

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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ 
CAMPUS CORNÉLIO PROCÓPIO 
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE MECÂNICA 
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM MANUTENÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
PAULO NOGUEIRA GARCEZ NETO 
 
 
 
 
 
 
CUSTOS DE SOLDAGEM 
 
 
 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CORNÉLIO PROCÓPIO - PR 
2011 
 
PAULO NOGUEIRA GARCEZ NETO 
 
 
 
 
 
 
 
 
CUSTOS DE SOLDAGEM 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso de 
graduação, apresentado à disciplina de 
Trabalho de Diplomação, do curso superior 
de Tecnologia em Manutenção Industrial da 
Universidade Tecnológica Federal do 
Paraná UTFPR Campus Cornélio Procópio, 
como requisito parcial para obtenção do 
título de Tecnólogo. 
 
Orientador: Profº Celso Alves Corrêa 
 
 
 
 
 
 
 
CORNÉLIO PROCÓPIO 
2011 
PAULO NOGUEIRA GARCEZ NETO 
 
 
 
CUSTOS DE SOLDAGEM 
 
Trabalho de conclusão de curso de graduação, 
apresentado à disciplina de Trabalho de Diplomação, 
do curso superior de Tecnologia em Manutenção 
Industrial da Universidade Tecnológica Federal do 
Paraná UTFPR Campus Cornélio Procópio, como 
requisito parcial para obtenção do título de Tecnólogo. 
COMISSÃO EXAMINADORA 
 
Orientador Profº Celso Alves Corrêa 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
 
___________________________________________ 
Membro Profº Genesio Lopes da Silva 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
___________________________________________ 
Membro Profº Fernando Medeiros Diório 
Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
 
Visto da coordenação: 
___________________________________________ 
Membro Profº Conrado Di Raimo 
Coordenador do departamento acadêmico de Mecânica 
Cornélio Procópio, 05 de Novembro de 2011 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
À minha amada esposa Cristiane Carvalho Garcez e a minha filha 
Isabela Carvalho Garcez, por reconhecer o meu esforço e dedicação 
para a conclusão desta pesquisa. 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTO 
 
 
Uma das melhores partes da escrita de um trabalho é escrever os 
agradecimentos, porque é sempre bom ver que nada que fazemos é somente mérito 
nosso mas sim de várias pessoas que possibilitaram isto. Eu agradeço Jesus Cristo 
meu Senhor por me dar forças para continuar estudando, a minha família pelo 
incentivo, e a meu professor orientador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
―Porém onde se achará a sabedoria, e onde está o lugar da inteligência? 
E disse ao homem: Eis que o temor do Senhor é a sabedoria, e apartar-se do mal é 
a inteligência.‖ 
(Bíblia Sagrada Livro de Jó 28:12, 28) 
 
 
 
RESUMO 
 
GARCEZ, Paulo Nogueira Neto. Custo de soldagem. 2011. 165 f. Trabalho de 
conclusão de curso (disciplina de Trabalho de Diplomação) – curso superior de 
Tecnologia em Mecânica modalidade Manutenção Industrial da Universidade 
Tecnológica Federal do Paraná UTFPR. Cornélio Procópio, 2011. 
 
 
Este trabalho são apresentados estudos dos processos de soldagem mais 
empregados, suas implicações e o cálculo de custos de uma solda utilizando um 
projeto típico executado em uma empresa selecionada. 
Com o intuito de melhorar os processo de soldagem e suas implicações 
dentro de uma empresa onde cada estação de trabalho poderá ser um centro de 
lucro ou de custo que necessita estar otimizado para que seja viável a utilização do 
mesmo processo. 
O desenvolvimento desta pesquisa não significa uma única solução de 
otimização, mas oferece uma orientação para empresa onde deverá ter um tempo 
para comprovação de viabilidade técnica e econômica. 
 
Palavras-chave: solda, processos de soldagem, custos de soldagem 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
GARCEZ, Paulo Nogueira Neto. Welding costs. 2011. 165 p. Conclusion course work 
(discipline Trabalho de Diplomação) – course superior de Tecnologia em Mecânica 
modality Manutenção Industrial da Universidade Tecnológica Federal do Paraná 
UTFPR. Cornélio Procópio, 2011. 
 
 It work presents studies of the most used welding processes, its 
implications and cost estimate of a weld using a typical project performed in a 
selected company. 
 With the intention of improving welding process and implications within a 
company where each workstation can be a profit center or cost that needs to be 
optimized so that it is viability of using the same process. 
The development of this search does not mean a single optimization solution, 
but provides a guideline for a company where you will have time to confirmation of 
technical and economical feasibility. 
 
Keywords: welding, welding processes, welding costs 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Representação do circuito de soldagem, do oscilograma da tensão e da 
corrente no instante do acendimento do arco, (b) aspecto do arco elétrico. ............. 21 
Figura 2 - Representação do processo de soldagem a arco com eletrodo revestido 
(SMAW), processo manual. ....................................................................................... 26 
Figura 3 - Representação do processo de soldagem a arco submerso (SAW). ........ 30 
Figura 4 - Representação do processo de soldagem com gás de proteção (GMAW).
 .................................................................................................................................. 32 
Figura 5 - Modos de transferência do metal de solda. .............................................. 33 
Figura 6 - Corrente-tensão versus tempo típico do ciclo de curto-circuito. ................ 34 
Figura 7 - Técnica de soldagem por arco em aerossol (spray). ................................ 37 
Figura 8 - Técnica de soldagem por arco pulsado em aerossol. ............................... 38 
Figura 9 - O processo de soldagem com arames tubulares com gás de proteção. ... 39 
Figura 10 - Efeito de adições de oxigênio ao argônio. .............................................. 43 
Figura 11 - O Efeito de adições de oxigênio ao argônio. ........................................... 44 
Figura 12 - Perfil dediforme obtido na soldagem MAG empregando arame sólido 
cobreado e uma mistura Ar/CO2. .............................................................................. 44 
Figura 13 – Perfil efeito de adições de dióxido de carbono (CO2) ao argônio (Ar). .. 48 
Quadro 14 - Carta de seleção de gases de proteção para a soldagem MIG/MAG 
com transferência por curto-circuito. ......................................................................... 49 
Quadro 15 - Carta de seleção de gases de proteção para a soldagem MIG/MAG 
com transferência por curto-circuito. ......................................................................... 50 
Figura 16 Anagrama mostrando a classificação dos eletrodos sólidos para solda 
MIG/MAG conforme norma AWS. ............................................................................. 52 
Quadro 17 - Quadro simplificada AWS de arames tubulares. ................................... 54 
Figura 18 - Transferência metálica com ―ponte‖ de fluxo observada na soldagem com 
arame tubular. ........................................................................................................... 56 
Figura 19 - Anagrama mostrando a classificação dos arames com fluxo interno para 
solda MIG/MAG conforme norma AWS. .................................................................... 56 
Quadro 20 - Significado do 1º dígito após a letra T na classificação de arames 
tubulares para soldagem a gás. ................................................................................ 57 
Figura 21 - Formas dos arames tubulares, segundo o International Institute of 
Welding – IIW ............................................................................................................ 58 
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Figura 22 - Secção de um arame tubular com fluxo interno. ..................................... 58 
Figura 23 – Consumíveis para soldagem por arco submerso. .................................. 59 
Figura 24 - Aspecto do fluxo fundido. ........................................................................ 60 
Figura 25 -Aspecto do fluxo aglomerado. .................................................................. 60 
Quadro 26 – Quadro simplificada AWS de arames e fluxos para soldagem Arco 
submerso. .................................................................................................................. 62 
Figura 27–Sistema de classificação de consumíveis para soldagem a arco 
submerso. .................................................................................................................. 62 
Quadro 28 – Propriedade mecânica do metal depositado. ....................................... 63 
Quadro 29 – Propriedade química de eletrodos para soldagem arco submerso. ...... 64 
Figura 30 – Distância entre o bico de contato e a peça. ........................................... 65 
Figura 31 - Efeito da distância entre o bico de contato e a peça na corrente de 
soldagem . ................................................................................................................. 66 
Figura 32 - Posição longitudinal da tocha técnica puxado......................................... 68 
Figura 33 - Posição longitudinal da tocha técnica empurrado. .................................. 68 
Figura 34 - Posição transversal da tocha. ................................................................. 69 
Figura 35 – Soldagem nas progressões ascendente e descendente. ....................... 70 
Figura 36- Posições de soldagem - junta de topo ..................................................... 70 
Figura 37 - Posições de soldagem - junta em ângulo .............................................. 71 
Figura 38 - Posições de soldagem – tubo. ................................................................ 71 
Figura 39 – Manipulação da tocha na posição plana. ............................................... 72 
Figura 40– Manipulação da tocha na posição horizontal. ......................................... 73 
Figura 41– Manipulação da tocha na posição vertical. .............................................. 74 
Figura 42 – Manipulação da tocha na posição sobrecabeça..................................... 75 
Figura 43– Efeito da corrente de soldagem na penetração da solda – aço carbono, 
curto-circuito, Ar-25%CO2. ........................................................................................ 76 
Figura 44– Efeito da tensão de soldagem na penetração da solda – alumínio, 
aerossol, argônio. Fonte: ESAB, 2006 ...................................................................... 77 
Figura 45 - Efeito da velocidade de soldagem na penetração da solda – alumínio, 
aerossol, argônio. ...................................................................................................... 77 
Figura 46 - Efeito da posição longitudinal da tocha na penetração da solda............. 78 
Figura 47 - Características do cordão de solda. ........................................................ 79 
Figura 48 - Efeito da extensão do eletrodo nas características do cordão de solda. 80 
Figura 49 - Ajustes nos parâmetros e nas técnicas de soldagem. ............................ 81 
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Figura 50 – Desenho esquemático com as termologias de soldas. .......................... 82 
Figura 51 – Desenho com os tipos de juntas. .......................................................... 83 
Figura 52 – Desenho com os tipos de juntas com relação a penetração. ................. 83 
Figura 53 – Desenho com os tipos de chanfros. ...................................................... 84 
Figura 54 – Desenho com os tipos de chanfros e juntas. .......................................... 85 
Figura 55 – Desenho com os elementos do chanfro. ................................................ 86 
Figura 56 – Desenho mostrando execução de uma solda de vários passes. ............ 87 
Figura 57 - Desenho esquemático para simbologia de solda. ................................... 88 
Figura 58– Máquina Lixadeira pneumática................................................................ 89 
Figura 59– Máquina portátil oxicorte semi-automático (tartaruga). ........................... 90 
Figura 60– Desenho esquemático do corte de cisalhamento da guilhotina............... 91 
Figura 61– Máquina portátil de usinagem de chanfros (chanfradeira). ..................... 92 
Figura 62– Junta de Topo goivada uma costura atrás antes de soldar o segundo 
lado............................................................................................................................ 93 
Figura 63– Tocha de goivagem com o eletrodo de grafite. ....................................... 94 
Figura 64 – Soldador abrindo arco de goivagem por eletrodo de grafite. .................. 95 
Figura 65 – Desenho da tocha típica para goivagem manual. .................................. 95 
Quadro 66– Sugestão para dimensionamento de uma junta de topo. ...................... 97 
Quadro 67 – Reforço b admissível conforme ASME VIII div. 1. ................................ 98 
Quadro 68 – Desalinhamento conforme ASME VIII div. 1. ........................................ 98 
Quadro 69– Sugestão para dimensionamento de uma junta em ângulo. .................. 98 
Figura 70 – Dimensionamento do Cateto ou Perna. ................................................. 99 
Figura 71 – Exemplo de porosidade. ......................................................................... 99 
Figura 72 - Exemplo de falta de penetração. ........................................................... 100 
Figura 73 – Exemplo de falta de fusão. ................................................................... 100 
Figura 74 - Exemplo de mordedura. ........................................................................ 100 
Figura 75– Exemplo de trinca longitudinal............................................................... 101 
Figura 76– Exemplo de trinca cratera......................................................................101 
Figura 77 – Diagrama mostrando as relações de qualquer processo industrial. ..... 103 
Figura 78 – Gráfico mostrando os tipos de custos de produção. ............................ 107 
Gráfico 79 – Correlação com os custos estimados e fatores de contingenciamento 
dos desvios prováveis dos Custos. ......................................................................... 109 
Gráfico 80 – Gráfico mostrando o ponto de equilíbrio. ............................................ 111 
Figura 81 – Jumbo em crescimento. ....................................................................... 114 
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Figura 82 - Jumbo filial. ........................................................................................... 115 
Figura 83 - Jumbo Matriz. Adaptado ....................................................................... 115 
Figura 84 – Áreas produtivas da filial. ..................................................................... 116 
Figura 85 - Áreas produtivas da Matriz.................................................................... 117 
Figura 86 – Produtos na área de mineração. .......................................................... 118 
Figura 87– Produtos na área de siderurgia. ............................................................ 118 
Figura 88 – Produtos na área de geração de energia. ............................................ 119 
Figura 89 - Produtos na área petroquímica. ............................................................ 119 
Organograma 90 - Hierarquia dos setores Jumbo que interessa nesta pesquisa. .. 120 
Figura 91 – Os principais elementos de usina hidrelétrica. ..................................... 122 
Figura 92 - Comportas ensecadeiras e sua aplicação de obturar o desvio do rio. .. 123 
Figura 93 – Hidromecânicos Condutos forçados e comportas verterdouro . ........... 123 
Figura 94 - Canal de colocação e a retirada do vão da ranhura. ............................. 124 
Figura 95 – Painel de comporta ensecadeira e viga pescadora. ............................. 125 
Figura 96 – Organograma mostrando processos de fabricação como exemplo uma 
empresa que usa soldagem com principal processo. .............................................. 126 
Gráfico 97 - Gráfico mostrando a distribuição dos centro de custos. ...................... 132 
Gráfico 98 - Gráfico mostrando a distribuição dos custos de solda. ........................ 134 
Gráfico 99 – Gráfico mostrando a distribuição das horas de soldagem oneradas. 
Fonte: Jumbo Indústria Mecânica. .......................................................................... 135 
Quadro 101 - Massa específica aproximadas de algumas ligas. ............................ 141 
Figura 100 - Mostrando as variantes. ...................................................................... 141 
Gráfico 102 - Gráfico mostrando comparativo dos custos apresentados. ............... 147 
Gráfico 103– Gráfico mostrando comparativo dos centros de custos apresentados
 ................................................................................................................................ 148 
Figura 104 - Gráfico mostrando comparativo entre tipos de juntas soldadas com 
material depositado. ................................................................................................ 149 
Figura 105– Exemplo de presença de oxidação e falta de remoção de óxidos do 
oxicorte. ................................................................................................................... 151 
Figura 106 – Área adequada da empresa selecionada que minimiza a oxidação das 
chapas. Fonte: JUMBO, 2010 ................................................................................. 152 
Figura 107 - Exemplo de abertura excessiva da raiz. ............................................. 152 
Gráfico 108– Gráfico mostrando o efeito da abertura da raiz sobre a velocidade de 
soldagem. ................................................................................................................ 153 
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Figura 109 – Exemplo de juta em ângulo caracterizada pelo aumento de solda. ... 154 
Figura 110 - Exemplo de calibre sendo usado para medir a garganta efetiva do filete.
 ................................................................................................................................ 154 
Figura 111 – Exemplo da dimensão de solda mostrada na norma DIN. ................. 155 
Figura 112– Gráfico mostrando o efeito da posição soldagem em relação ao termpo.
 ................................................................................................................................ 155 
Figura 113– Posicionador de solda com capacidade de 450ton. ............................ 156 
Figura 114 – Laboratório prático para soldadores a se qualificar. ........................... 160 
Figura 115 - Laboratório teórico para soldadores a se qualificar. ............................ 160 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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LISTA DE TABELAS 
 
TABELA 1 Características e aplicações de processos de soldagem.........................22TABELA 2 Condições de emprego dos processos de soldagem...............................23 
TABELA 3 Faixa ótima de corrente de curto-circuito para vários diâmetros de arame 
....................................................................................................................................34 
TABELA 4 - Corrente mínima para a soldagem por aerossol....................................35 
TABELA 5 - Tabela simplificada da resistência mecânica do metal de solda 
MIG/MAG....................................................................................................................51 
TABELA 6 - Definição dos Tipos de Classes para Estimativa de 
custos.......................................................................................................................108 
TABELA 07 – Dados e parâmetros de soldagem I...................................................128 
TABELA 08 – Dados e parâmetros de soldagem II..................................................129 
TABELA 09 - Mostrando os dados e parâmetros de soldagem conforme EPS e 
processo de fabricação............................................................................................131 
TABELA 10 - Distribuição do orçamento com relação a matéria prima...................133 
TABELA 11 - Distribuição do orçamento com relação ao custo total.......................133 
TABELA 12 – Juros máximo de depreciação...........................................................145 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTAS DE SIGLAS 
API STD American Petroleum Institute Standard 
ASME Boiler and Pressure Vessel Code 
CC+/- Corrente continua positive/ negativa 
DIN Deutsches Institut für Normung 
EN Euro Norma 
END Ensaio não destrutivo 
EPI Equipamento proteção individual 
EPS Especificação de Procedimento de Soldagem 
IIW International lnstitute of Welding 
ISO International Organization for Standardization 
LP Líquido Penetrante 
Senai Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial 
TT Tratamento térmico 
 
LISTAS DE ABREVIATURAS 
Compr. Comprimento 
Corr. Corrente 
Especific. Especificação 
Tens. Tensão 
Transf. Transferência 
Vis. Visual 
 
LISTAS DE ACRÔNIMOS 
CCPD Corrente contínua de polaridade direta 
CCPR Corrente contínua de polaridade reversa 
CNC Comando numérico computadorizado 
FCAW Flux Cored Arc Welding 
GMAW Gas Metal Arc Welding 
MAG Metal Active Gas 
MIG Metal Inert Gas 
SAW Submerged Arc Welding 
SMAW Shield Metal Arc Welding 
TIG Tungsten Inert Gas 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 MOTIVAÇÃO E REVELÂNCIA DO TRABALHO .................................................. 13 
1.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 13 
1.2 JUSTIFICATIVA .................................................................................................. 14 
1.3 OBJETIVO ........................................................................................................... 14 
1.4 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO ....................................................................... 15 
2 PROCESSOS DE SOLDAGEM E IMPLICAÇÕES ................................................ 17 
2.1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 17 
2.2 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO .................................................................... 18 
2.3 PROCESSOS BÁSICOS DE SOLDAGEM .......................................................... 20 
2.3.1 Soldagem a Arco com Eletrodo revestido (SMAW - Shield Metal Arc .............. 25 
Welding) .................................................................................................................... 25 
2.3.2 Soldagem a Arco Submerso (Saw - Submerged Arc Welding) ........................ 28 
2.3.3 Soldagem com gás de proteção (GMAW - Gas Metal Arc Welding).................32 
2.3.3.1 Soldagem por Aerossol (spray) ..................................................................... 35 
2.3.3.2 Soldagem por Aerossol (Pulsada) ................................................................. 37 
2.3.4 Soldagem Arco Elétrico com Fluxo no Núcleo (Fcaw - Flux Cored Arc Welding)
 .................................................................................................................................. 38 
2.4 GASES DE PROTEÇÃO ..................................................................................... 40 
2.4.1 Propriedades dos Gases .................................................................................. 41 
2.4.1.1 Argônio (Ar) ................................................................................................... 42 
2.4.1.2 Dióxido De Carbono (CO2) ............................................................................ 44 
2.4.1.3 Hélio (He) ...................................................................................................... 45 
2.4.2 PROPRIEDADES DOS GASES BINÁRIOS ..................................................... 46 
2.4.2.1 Argônio – Dióxido de Carbono ...................................................................... 46 
2.4.3 Propriedades dos Gases e suas Misturas ........................................................ 49 
2.5 ARAMES ............................................................................................................. 51 
2.6 TÉCNICAS OPERATÓRIAS ............................................................................... 64 
2.6.1 A Corrente de Soldagem .................................................................................. 65 
2.6.2 A Extensão do Eletrodo .................................................................................... 65 
2.6.3 A Tensão de Soldagem .................................................................................... 66 
2.6.4 Velocidade de Soldagem .................................................................................. 67 
 
 
2.6.5 Técnicas de Soldagem ..................................................................................... 67 
2.6.6 Características do Cordão de Solda ................................................................. 76 
2.7 TERMILOGIA DE SOLDA ................................................................................... 81 
2.8 JUNTAS .............................................................................................................. 88 
2.8.1 FABRICAÇÃO DE JUNTAS ............................................................................. 89 
2.8.2 PROJETOS DE JUNTAS ................................................................................. 97 
2.9 DESCONTINUIDADE .......................................................................................... 99 
2.10 ECONOMIA DA SOLDGEM ............................................................................ 102 
2.10.1 Introdução .................................................................................................... 102 
2.10.2 Noções Gerais .............................................................................................. 106 
2.10.2.1 Custos ....................................................................................................... 106 
2.10.2.2 Depreciação .............................................................................................. 110 
2.10.2.3 Análise do Ponto de Equilíbrio................................................................... 111 
2.10.3 Custo de Soldagem ...................................................................................... 112 
3 ESTRUTURA ORGANIZACIONAL DE UMA EMPRESA QUE UTILIZA A 
SOLDAGEM NO SEU PRINCIPAL PROCESSO DE FABRICAÇÃO..................... 114 
3.1 HISTÓRICO DA EMPRESA E APRESENTAÇÃO ............................................ 114 
3.2 ESTRUTURA DA EMPRESA ............................................................................120 
3.3 CÉLULA DE TRABALHO ADOTADA E SUAS IMPLICAÇÕES ........................ 121 
3.4 PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DA CÉLULA ADOTADA .............................. 125 
3.4.1 Documentação da Célula Adotada na Soldagem ........................................... 127 
3.5 AS ESPECIFICAÇÕES E PARÂMETROS DE SOLDAGEM REALIZADO NESTA 
CÉLULA .................................................................................................................. 128 
3.6 A DEMONSTRAÇÃO DE CUSTO DE SOLDAGEM REALIZADO NA EMPRESA
 ................................................................................................................................ 131 
4 DEMONSTRAÇÃO DE CÁLCULO DO CUSTO DE SOLDAGEM DO PRODUTO 
SELECIONADO ...................................................................................................... 136 
4.1 FATORES QUE INFLUÊNCIAM DIRETAMENTE O CUSTO DE SOLDAGEM 136 
4.2 ESTIMATIVA DOS CUSTOS DE SOLDAGEM ................................................. 138 
4.2.1 Área da Secção Transversal do Metal ........................................................... 138 
4.2.2 Massa do Metal de Solda a ser Depositado ................................................... 141 
4.2.3 Custo do Consumível ..................................................................................... 142 
4.2.4 Custo da Mão de Obra ................................................................................... 143 
 
 
4.2.5 Fator de Produtividade ................................................................................... 144 
4.2.6 Custo do Investimento .................................................................................... 144 
4.2.7 Custo de Manutenção .................................................................................... 145 
4.2.8 Despesas Gerais ........................................................................................... 145 
4.2.9 Custo de Reparo das Soldas Rejeitadas ........................................................ 146 
4.2.10 Custo Total .................................................................................................. 146 
4.3 RESULTADO DA ESTIMATIVA ........................................................................ 147 
5 MELHORIAS, OTIMIZAÇÃO E CONCLUSÃO .................................................... 149 
5.1 MELHORIA NO PROJETO DE JUNTA SOLDADA ........................................... 149 
5.2 OTIMIZAÇÃO NOS CONSUMÍVEIS DE SOLDA E ENERGIA ELÉTRICA ....... 156 
5.3 MELHORIA E OTIMIZAÇÃO NA MÃO DE OBRA ............................................. 158 
5.4 CONCLUSÃO .................................................................................................... 162 
REFERÊNCIA..........................................................................................................164 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
CAPÍTULO 1 
 
1 MOTIVAÇÃO E REVELÂNCIA DO TRABALHO 
 
1.1 INTRODUÇÃO 
 
A soldagem é um dos mais importantes processos de fabricação, é utilizada 
para atender a demanda de fabricação de equipamentos para os seguimentos 
industriais. De acordo com (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), um 
grande número de diferentes processos utilizados na fabricação e recuperação de 
peças, equipamentos e estruturas é abrangido pelo termo ―SOLDAGEM‖. 
Classicamente, a soldagem é considerada como um processo de união de duas ou 
mais peças, assegurado na junta a continuidade das propriedades físicas e 
químicas. Nessa definição, o termo ―continuidade‖ é utilizado com um significado 
similar adotado na matemática. Isto é, considera-se que, embora as propriedades 
possam variar ao longo de uma junta soldada, esta variação não apresenta quebras 
abruptas como ocorre, por exemplo, em uma junta colada na qual a resistência 
mecânica muda abruptamente entre um componente da junta e a cola. De acordo 
(AWS, 2001) soldagem se define pelo processo de união de materiais usado para 
obter a coalescência (união) localizada de metais e não-metais, produzida por 
aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão 
ou material de adição. 
A escolha do processo de soldagem esta em função da aplicação, o trabalho 
e a junta. E o requisito para a seleção deste processo de soldagem deve atender o 
nível de qualidade requerido ao menor custo. Este custo não é somente o 
operacional, mas também o custo de amortização em relação ao trabalho e às 
expectativas de utilização do processo em outros trabalhos. Segundo (MACHADO, 
1996), numa economia global altamente competitiva, uma vez estabelecido pelo 
mercado o preço de venda para um dado produto, com um nível de qualidade 
especificado, a margem de lucro é principalmente determinada pelos custos 
envolvidos na sua fabricação. 
14 
 
Portanto, em soldagem e técnicas conexas, como de resto nas outras 
atividades industriais, fundamentalmente está em jogo o trinômio produtividade, 
qualidade e mão de obra. 
 
1.2 JUSTIFICATIVA 
 
Quando falamos sobre custos estamos falando de um item primordial para o 
sucesso de uma empresa. Como estamos em um mercado competitivo e globalizado 
obriga as empresas a trabalhar com uma produção enxuta, ou seja, alta 
produtividade e custos baixos, a questão da qualidade não é o item de aceitação 
mas de obrigação nos dias de hoje. 
Assim, conhecer a estrutura dos custos esta diretamente proporcional a uma 
maior competitividade e maiores lucros e conseqüentemente, sobrevivência. Cada 
etapa da produção, como por exemplo a soldagem, deve ter seu custo avaliado e 
acompanhado. 
A análise dos custos da soldagem pode ser solicitada antes de se realizar a 
soldagem, constituindo uma estimativa de custo, ou pode ser feita para uma 
operação já existente para compor o custo de um produto, avaliar lucratividade ou 
comparar o custo orçado com custo real. Uma avaliação incorreta dos custos de 
soldagem pode levar a empresa a oferecer preços muito baixos e gerar perdas 
econômicas, ou preços muito altos que inviabilizarão a empresa na captação de 
obras e serviços. 
A apresentação deste trabalho se torna necessária para compreender as 
implicações que levam a cumprir a margem de lucro de uma empresa que utiliza os 
processos de soldagem para fabricação dos seus produtos, sendo que estes 
processos devem ser sempre otimizados para que seja sempre viável 
economicamente e produtivamente 
 
1.3 OBJETIVO 
 
Este trabalho tem como objetivo elaborar um levantamento do processo de 
soldagem realizado nas instalações da Jumbo Indústria Mecânica Ltda. 
15 
 
A Jumbo Indústria Mecânica é uma empresa especializada em fabricação de 
máquinas de bens de capital, peças e equipamentos em geral em indústrias de 
base, transformação e energia. 
 A Jumbo é uma empresa especializada em caldeiraria pesada tendo como 
principal ferramenta de trabalho a utilização do processo de soldagem para a 
fabricação de seus produtos. Por esta razão de ser escolhida neste trabalho. 
Este trabalho não tem objetivo de mostrar informações e dados que ferem a 
corporação, por isso alguns exemplos de fabricação, organogramas e formulários 
não representam o que realmente se encontra dentro das instalações da empresa, 
sendo preservada a integridade da mesma. 
As informações obtidas através deste levantamento servirão como base para o 
entendimento das características e requisitos do processo e a análise dos dados 
permitirá identificar os pontos de melhoria. Estes pontos de melhoria poderão 
apontar em uma redução de custo em cada estação de trabalho de solda que sendo 
otimizada proporcionará um melhor resultado econômico para o processo. 
 
1.4 ORGANIZAÇÃO DO TRABALHO 
 
No capítulo 1 apresenta-se de forma sucinta a proposta do trabalho, 
caracterizando a sua relevância, justificativa e os objetivos. 
No capítulo 2 se faz a revisão da literatura com vistas aos principais processos 
de soldagem, consumíveis,técnicas, parâmetros de soldagem, projetos de juntas e 
seus processos de fabricação e a economia da soldagem. 
No capítulo 3 apresenta-se histórico e estrutura organizacional da empresa, os 
processos de produção de uma célula de trabalho, os produtos realizados nesta 
célula, os processos de soldagem das juntas solicitadas e demonstração de cálculos 
de orçamento realizado na empresa para soldagem em um produto selecionado 
desta célula de trabalho. 
No capítulo 4 descrevem-se o levantamento de dados para a realização de 
custo efetivo considerando todos os itens que interferem no montante final em um 
produto selecionado. 
16 
 
No capítulo 5 apresenta-se um relatório de melhorias e otimização para 
diminuir o custo de soldagem, as considerações finais sobre o trabalho e conclusão. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
CAPÍTULO 2 
 
2 PROCESSOS DE SOLDAGEM E IMPLICAÇÕES 
 
2.1 INTRODUÇÃO 
 
 A união de materiais se situa numa posição privilegiada, pois através da união 
de materiais produzidos em grandes números e formas padronizadas, das quais 
resultam desde pequenas peças, como válvulas mecânicas até estruturas 
gigantescas como uma plataforma petrolífera. Além disso, esse também é o método 
que permite utilizar um material de muito menor custo. 
Segundo (MACHADO, 1996) existem três grandes grupos de processo 
dedicados à união dos materiais, os quais são a Soldagem, a Brasagem e a Solda 
Branda, além dos adesivos. 
A soldagem é largamente empregada nas atividades industriais. Neste caso, 
a união de dois materiais é realizada, ou através da fusão dos mesmos em íntimo 
contato; ou pela fusão de ambos e adição de outro material fundido; ou, ainda, 
simplesmente, por contato deste materiais, nas fases sólidas ou semi-sólidas. A 
grande área de atuação da mesma são os metais e sua ligas, devendo-se esse fato 
à sua grande versatilidade e economia, além das excelente propriedades mecânicas 
que as uniões assim obtidas apresentam. 
A Brasagem é a união dos materiais é através da utilização de um material 
adicional fundido, que une os materiais base, os quais permanecem na fase sólida. 
Nesse caso, o material adicionado deve possuir temperatura de fusão (linha do 
―liquidus‖) acima de 450 ºC, mas abaixo daquela de solidificação (linha do ―solidus‖) 
do material base. Através da Brasagem, é possível unir praticamente todos os 
materiais existentes, provocando pouca distorção. A Brasagem não é geralmente 
empregada em grandes peças ou estruturas, devido à pequena tolerância que 
demonstra com relação à limpeza superficial dos materiais envolvidos. 
Solda Branda é a união é realizada pela adição de um material fundido, sendo 
que os materiais base também permanecem na fase sólida. Entretanto, a grande 
diferença com relação à Brasagem, é que a linha do liquidus do material de adição 
18 
 
deve se situar abaixo de 450 ºC e não exceder aquela do solidus do material base. 
Por outro lado, a Solda Branda encontra emprego principalmente na união de 
circuitos eletroeletrônicos. 
 
2.2 DESENVOLVIMENTO HISTÓRICO 
 
Segundo (VALENCIANI, 1997), historiadores têm especulado que os egípcios 
podem ter sido os primeiros a usarem soldagem por pressão, por volta de 
aproximadamente 5.000 a.C. A soldagem por forjamento foi o primeiro dos 
processos inventados para ligar peças de metais. Hoje soldagem por forjamento é 
praticamente uma arte esquecida. 
 Em 1822, N. R. Benardos inventou a soldagem elétrica por fusão, onde o 
processo constava do estabelecimento de um arco elétrico entre um eletrodo de 
carvão e o material de base. O material de adição era introduzido a parte. Esse 
sistema foi modificado em 1889 por Zerener introduzindo mais um eletrodo de 
carvão, onde neste caso o arco elétrico não se produzia entre o eletrodo e a peça, 
mas sim nos dois eletrodos de carvão. Nesse processo nem o material de base nem 
o de adição eram percorridos por corrente, podendo ser aplicado à materiais não 
condutores de eletricidade. 
 Pequenos progressos em tecnologia de soldagem ocorreram até 1877. A 
origem da soldagem por resistência iniciou em torno de 1877, quando o Professor 
Elihu Thompson iniciou uma série de experimentos invertendo a polaridade de uma 
bobina de transformador. Ele recebeu sua primeira patente em 1885 e a primeira 
máquina de soldagem por resistência foi 
demonstrada no American Institute Fair em 1887. 
 N. G. Slavianoff em 1888 na Rússia foi o primeiro a usar o processo a arco de 
metal usando eletrodos nus, assim surgiu em 1890 o processo Slavianoff, onde o 
arco elétrico ocorria entre um eletrodo consumível e as peças do metal base. Coffin 
trabalhando independentemente também investigou o processo a arco de metal e foi 
lançada uma patente em 1892. Em 1889, A. P. Strohmeyer introduziu o conceito de 
19 
 
eletrodos de metais revestidos para eliminar os problemas associados ao uso de 
eletrodos nus. Assim, em 1905, com a invenção do primeiro eletrodo revestido por 
Kjellberg, teve inicio a época da soldagem elétrica moderna. 
 Thomas Fletcher em 1887, segundo (VALENCIANI, 1997), usou um maçarico 
queimando hidrogênio e oxigênio, e mostrou que ele podia cortar ou fundir metais. 
Em 1901-1903 Fouche e Picard desenvolveram maçaricos que podiam ser usados 
com acetileno, desenvolvendo a soldagem e corte a oxiacetileno. 
 O período entre 1903 e 1918 observou-se o uso de soldagem primeiramente 
como um método de reparo, o mesmo ocorrido durante a I Guerra Mundial (1914-
1918), onde as técnicas de soldagem foram desenvolvidas para serem 
especialmente adaptadas para reparos de navios que haviam sidos prejudicados. 
 Após a I Guerra Mundial (1918) continuou-se a experimentação com eletrodos 
nus e vários fluxos de gases inertes para proteger o arco e a área soldada. Nessa 
época, embora constatassem melhorias nas propriedades da solda, esse processo 
não teve o merecido desenvolvimento. Em 1930, mediante a utilização de eletrodos 
permanentes de tungstênio, desenvolveu-se a soldagem TIG (Tungsten Inert Gas), 
que consiste em uma soldagem sob atmosfera gasosa com eletrodos de tungstênio. 
Em 1940 se deu o início da soldagem MIG (Metal Inert Gas), que consiste em uma 
soldagem com eletrodo consumível em atmosfera gasosa inerte. 
Mais tarde, segundo em virtude dos gases até então usados (hélio e argônio), 
passou-se a utilizar o CO2 como gás de proteção, no entanto apesar do CO2 ser um 
gás inerte, ele decompõe-se na região do arco formando uma atmosfera composta 
de CO e O2. Com o posterior uso de eletrodos contendo elementos desoxidantes, a 
partir de 1950 a soldagem com eletrodo nu em atmosfera ativa de CO2, que tomou o 
nome de processo MAG (Metal Active Gas), passou a ser usada em larga escala. 
 Segundo (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), durante o período de 
1930 a 1950 muitas melhorias ocorreram, incluindo em 1932 a introdução do uso de 
fluxo granular para proteger a solda, que quando acoplada ao uso de um eletrodo 
alimentado continuamente resultou no desenvolvimento da soldagem a arco 
submerso SAW (Submerged Arc Welding). Este processo, amplamente utilizado a 
partir dos anos 80, foi patenteado em 1935. 
20 
 
 Em 1958, a soldagem FCAW (Flux Cored Arc Welding) auto protegida foi 
desenvolvida, na qual o fluxo granular usado para proteger a solda é contido dentro 
do núcleo do eletrodo contínuo, chamado eletrodo tubular, deste modo permitindo o 
maior uso de equipamentos automáticos e semi-automáticos. 
 Segundo os tipos mais comuns de conexões usadas em oficinas hoje em dia 
são as soldadas, sendo muito comuns também em montagens de campo. De certa 
forma isso representou uma mudança revolucionária, porque durante a década de 
30 o tipo mais comum de conexão era a rebitada, que foi progressivamente 
substituída por parafusos e soldas devido ao avanço das respectivastecnologias. 
 A partir dos anos 80 a automação vem tornando-se um significativo fator em 
tecnologia de soldagem e o extensivo uso de soldagens robóticas vem ocorrendo. 
 Hoje em dia, já existem mais de quarenta processos de soldagem 
conhecidos. 
 
2.3 PROCESSOS BÁSICOS DE SOLDAGEM 
 
Segundo (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), soldagem é 
considerada como um processo de união de partes de metal por meios de 
aquecimento e pressão, que causa fusão das partes (soldagem por resistência), ou 
por meio de aquecimento do metal até sua temperatura de fusão, com ou sem a 
adição de metal de enchimento (soldagem por fusão). A soldagem por fusão 
usualmente emprega tanto um arco elétrico quanto uma chama de oxiacetileno para 
o aquecimento do metal. O arco elétrico é usado pela maioria dos processos de 
soldagem. 
O arco elétrico é a passagem de corrente elétrica conduzida por uma 
atmosfera de gás. Porém todo gás é isolante elétrico quando submetido a campos 
elétricos de intensidades normais. Para exemplificar, o ar situado entre dois 
eletrodos afastados de 1 mm, necessita de uma diferença de potencial de 4.000 
volts para tornar-se condutor. Um gás torna-se condutor quando passa a possuir 
íons e elétrons livres, ou seja, se ioniza, e seu comportamento muda totalmente de 
modo a receber a denominação de plasma, também chamado de quarto estado da 
matéria. O arco elétrico é uma forma particular de plasma, que é mantido por uma 
21 
 
diferença de potencial elétrico entre dois eletrodos. As partículas de carga têm desta 
maneira um sentido preferencial de percurso e os seus choques, entre si, com os 
eletrodos e com os átomos neutros, criam condições para a continuidade do 
processo de soldagem. Com isso, conceitualmente, ―arco elétrico é a passagem de 
uma grande quantidade de corrente elétrica, que chega a milhares de ampères, 
através de uma atmosfera gasosa e entre dois eletrodos submetidos a uma 
diferença de potencial que pode ser de uns poucos volts‖. A vantagem de se utilizar 
um arco elétrico como fonte de calor é a alta concentração de calor, na qual se 
permite obter em pequeno espaço, elevadas temperaturas, limitando a zona de 
influência calorífica; uma outra vantagem é que o arco pode subsistir em qualquer 
atmosfera gasosa, proporcionando uma menor contaminação do banho metálico. 
O processo mais simples de obtenção de um arco elétrico consiste no 
aquecimento do gás existente entre o eletrodo e o material de base, sujeitando-o a 
um bombardeio de elétrons. Para se obter isso basta dispor de uma diferença de 
potencial entre a peça e o eletrodo (tensão em vazio), mostrado na figura 1 item a, 
 
quando se toca o eletrodo na peça (instante t1), a tensão cai rapidamente, não 
atingindo o valor zero devido a resistência de contato, com isso a corrente cresce a 
um valor próximo da corrente de curto-circuito. Deste modo, por efeito Joule, a 
Figura 1 - Representação do circuito de soldagem, do oscilograma da tensão e da corrente no 
instante do acendimento do arco, (b) aspecto do arco elétrico. 
Fonte VALENCIANE, 1997 
22 
 
região presente no contato se aquece até a incandescência. Com isso, devido a 
quantidade de calor liberado torna-se fácil o desprendimento dos elétrons dos 
átomos do ambiente gasoso, por efeito da emissão termoiônica da zona 
incandescente. Deste modo, o gás se ioniza. Com essa ionização pode-se afastar o 
eletrodo e o material de base por exemplo, em 4 mm, que o arco permanecerá 
aberto. 
De acordo com (VALENCIANI, 1997), a forma do arco é aproximadamente 
cônica, possuindo seu vértice numa região muito pequena do eletrodo e sua base 
sobre a peça, mostrado na figura 1 item b. 
 A distância entre a mancha catódica, que é a região de incidência do arco no 
pólo negativo e o centro de incidência de bombardeio de elétrons, chamado ânodo é 
o comprimento do arco. 
Os elétrons emitidos do cátodo passam pelo arco e alcançam o ânodo, 
entregando a sua energia cinética em forma de calor. Os íons são acelerados 
próximos à região do cátodo, colidindo com o mesmo. Com isso, o cátodo é 
aquecido fornecendo a temperatura necessária para a emissão de elétrons. Com as 
colisões mútuas entre as partículas de carga e átomos neutros, o gás no interior do 
arco é elevado a temperaturas que chegam a 6.000ºC, formando um plasma térmico 
altamente luminoso, formado por elétrons, íons, átomos e moléculas. 
De acordo com (MACHADO, 1996), cada processo de soldagem possui suas 
vantagens e limitações, e um adequado balanço determinará suas aplicações 
típicas. 
Há processos de soldagem que possuem um uso específico para um 
determinado metal. Na tabela 1 são mostradas as vantagens e inconvenientes dos 
processos e algumas aplicações e a tabela 2 apresentam em função do tipo e 
espessura do material, quais os processos comerciais de soldagem que podem ser 
aplicados. A seguir serão descritos os principais processos utilizados em estruturas 
de aço dos itens a e b. 
 
 
 
23 
 
TABELA 1 Características e aplicações de processos de soldagem. 
(continua) 
Processo Vantagens Desvantagens Emprego 
Eletrodo 
revestido 
(SMAW) 
Grande versatilidade no 
projeto de junta e na 
posição de soldagem. Baixo 
custo. União com 
excelentes propriedades. 
Não existem grandes 
ajustes da estrutura. 
Mão de obra habilidosa. 
Freqüente mudança de 
eletrodos. Na soldagem 
com várias camadas é 
necessário remover 
escórea em cada passe. 
Processo mais usado na 
fabricação e na 
manutenção. 
TIG 
Grande versatilidade 
manual ou automática, tipo 
de junta, posição de 
soldagem. Soldas com 
elevada qualidade. 
Adequada para metais 
ferrosos e não ferrosos. 
Elevado custo de 
consumíveis. Mão de obra 
habilidosa. Soldagem com 
várias camadas em solda 
de topo com espessura 
acima de 5 mm. 
Inadequada para 
utilização em locais 
abertos. 
Passe de raiz em aços 
ligados. Usado em união 
de não ferrosos e 
inoxidáveis. 
MIG gás inerte 
Solda de alta qualidade 
para maioria das ligas. Alta 
taxa de deposição. 
Processo semi ou 
totalmente automatizado. 
Custo elevado do gás 
inerte. Mão de obra 
habilidosa. Cuidado com 
o posicionamento da 
junta. Inadequada para 
utilização em locais 
abertos. 
Usado em aços 
inoxidáveis e ligas não 
ferrosas. 
MAG-CO2 com 
transferência 
por borrifo 
Elevada penetração. Alta 
taxa de deposição. Baixo 
custo dos gases. 
Posição plana. Somente 
para aços carbonos e de 
baixa liga com espessura 
de 6 mm. Cuidado com o 
posicionamento de junta. 
Inadequada para 
utilização em locais 
abertos. 
Fabricação de 
equipamentos, com 
chapa fina. Passe de 
raiz em chapas grossas. 
 
 
 
 
24 
 
TABELA 1 Características e aplicações de processos de soldagem. 
(conclusão) 
Processo Vantagens Desvantagens Emprego 
MAG-CO2 com 
transferência 
por curto 
circuito. 
Processo semi automático. 
Todas as posições de 
soldagem. Boa qualidade de 
solda. Baixo custo de gases. 
Usado em chapas finas de 
aço (1 – 4 mm). Tolerância 
com mau posicionamento 
da junta. 
Somente para aços 
carbonos e de baixas 
ligas. Ocorrência de falta 
de fusão com soldadores 
sem prática. Inadequada 
para utilização em locais 
abertos. 
Fabricação de 
equipamentos com 
chapa fina. Passe de 
raiz em chapas grossas. 
MIG pulsado 
Processo semi-automático. 
Todas as posições de 
soldagem. Aplicado a 
maioria das ligas e 
espessuras. Qualidade de 
solda muito boa. 
Equipamento complexo. 
Custo moderado do 
processo. Inadequada 
para utilização em locais 
abertos. 
Usados principalmente 
em soldagem de aço 
carbono inox e não 
ferrosos. 
Eletro escórea 
Soldagem automática com 
alta velocidade. Alta taxa de 
deposição. Usado em aço 
carbono e de baixa liga com 
espessuras acima de 50 
mm 
Posição vertical de 
soldagem. Solda e a zona 
afetada pelo calor com 
estruturas grosseiras, 
exigindotratamento 
térmico após soldagem. 
Cuidado na montagem da 
estrutura. 
Soldagem de chapas 
grossas de aço. 
Fonte: VALENCIANE 1997 
 
 
TABELA 2 Condições de emprego dos processos de soldagem 
(continua) 
Materiais Espessuras 
Eletrodo 
revestido 
Arco 
submerso 
MIG 
ou 
MAG 
FCAW TIG 
Eletro 
escória 
Aço 
carbono 
Até 3 mm Sim Sim Sim Não Sim Não 
3 a 6 mm Sim Sim Sim Sim Sim Não 
 6 a 19 mm Sim Sim Sim Sim Não Não 
 
25 
 
TABELA 2 Condições de emprego dos processos de soldagem 
(conclusão) 
 
Materiais Espessuras 
Eletrodo 
revestido 
Arco 
submerso 
MIG 
ou 
MAG 
FCAW TIG 
Eletro 
escória 
 Aço 
carbono 
Acima de 19 mm Sim Sim Sim Sim Não Sim 
 Aço baixa 
liga 
Até 3 mm Sim Sim Sim Não Sim Não 
 3 a 6 mm Sim Sim Sim Sim Sim Não 
 6 a 19 mm Sim Sim Sim Sim Não Não 
 Acima de 19 mm Sim Sim Sim Sim Não Sim 
Fonte: VALENCIANE 1997 
 
2.3.1 Soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW - Shield Metal Arc 
Welding) 
 
Segundo (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), este processo teve 
início no começo do século passado, com a utilização de arames nus para cercas, 
ligados à rede elétrica. Arames enferrujados ou cobertos de cal proporcionavam uma 
melhor estabilidade do arco, deste modo no início da primeira década o revestimento 
ácido foi adotado. Revestindo o arame com asbestos (pó de silicato), a poça de 
solda ficava protegida, enquanto o uso de algodão aumentava a penetração do arco, 
dando início ao revestimento celulósico. Em meados da década de 30 
desenvolveram-se os revestimentos rutílicos. No início da década de 40 
desenvolveram-se os revestimentos básicos, e em meados da década de 50 
adicionou-se o pó de ferro. No Brasil esse processo é o mais utilizado, sendo 
empregado em grande variedade de aplicações. Em uma soldagem executada com 
um eletrodo nu, após a fusão no ar, o eletrodo perde por oxidação grande 
quantidade de seu carbono, manganês e silício, enquanto que o nitrogênio existente 
no ar forma nitretos. Esses nitretos juntamente com os óxidos formados, ficam 
confinados na solda reduzindo sua resistência e ductilidade. Para evitar isso, é 
necessário formar em torno do arco uma atmosfera gasosa, que neste caso, é obtida 
pela queima do revestimento incorporado no eletrodo. 
26 
 
Segundo (VALENCIANI, 1997), a maioria dos procedimentos de soldagem 
manual é executada com processos a arco elétrico com eletrodos revestidos. Neste 
processo, mostrado na figura 2. 
O eletrodo é colocado em uma garra para estabelecer contato elétrico e é 
acionado pelo soldador. O revestimento obtido pelo uso de eletrodos totalmente 
revestidos é feito com um material de tal composição, que grandes quantidades de 
gases são produzidas no aquecimento do arco, protegendo o metal de solda contra 
a ação do nitrogênio e do oxigênio da atmosfera, já que nenhum gás protetor é 
utilizado. O revestimento é fundido em uma razão mais lenta que o metal do núcleo, 
o que direciona e concentra o fluxo do arco. O revestimento também forma uma 
escória que flutua sobre o metal fundido protegendo-o da contaminação atmosférica 
enquanto resfria, além de controlar a taxa de resfriamento, contribuindo no 
acabamento do cordão. Essa escória é facilmente removida após ocorrer o 
resfriamento. 
O revestimento também possui a função de isolamento elétrico, pois ele é um 
mal condutor de eletricidade, isolando a alma do eletrodo, evitando-se assim 
aberturas de arcos laterais e conseqüentemente orientando o arco; função de 
ionização, pois contém silicatos de sódio e potássio que ionizam a atmosfera do 
arco, facilitando a passagem da corrente elétrica, originando um arco estável; função 
metalúrgica, pois pode contribuir como um elemento de liga, de maneira a alterar as 
propriedades da solda. 
 
Figura 2 - Representação do processo de soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW), 
processo manual. 
Fonte: VALENCIANE 1997. 
27 
 
De acordo com (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), a corrente de 
soldagem controla todas as características operatórias do processo, o aspecto do 
cordão, as propriedades da 
junta soldada, além de controlar a magnitude e a distribuição da energia térmica 
presente no arco. A intensidade da corrente é um parâmetro determinante, levando 
em consideração a taxa de deposição, e é também o mais importante efeito 
controlador da penetração da solda, da largura e do reforço do cordão (metal de 
solda excedente depositado para reforçar o cordão), além da diluição (metal base 
fundido na soldagem). A corrente de soldagem possui também um efeito 
inversamente proporcional sobre a velocidade de resfriamento. 
A segunda mais importante variável operacional é a velocidade de avanço. A 
altura e a largura do cordão variam inversamente com a velocidade de avanço. 
Considerando altas correntes a energia de soldagem pode ser mantida reduzida, 
com o uso de altas velocidades de avanço. 
Um dos principais fatores limitantes da faixa útil de corrente de soldagem é o 
diâmetro do eletrodo. Ele controla a densidade de corrente por unidade de área de 
seção transversal da alma do eletrodo. A escolha de um maior diâmetro de eletrodo 
maximiza a taxa de deposição, e esse maior diâmetro é função de fatores como a 
posição de soldagem, formato do chanfro e tipo de revestimento. 
O ângulo do eletrodo em relação a peça é também uma variável importante, 
pois ajusta o fluxo térmico, controla o banho na poça de fusão e influencia no 
formato do cordão. 
Este é certamente o processo mais versátil, podendo ser usado em todas as 
posições de soldagem. Além disso, o eletrodo pode ser conduzido a locais de difícil 
acesso, onde outros processos não atingem e a montagem do processo é 
extremamente simples. É provavelmente, o processo mais comum em fabricação de 
estruturas. 
A qualidade da soldagem é relacionada com a habilidade do operador. Um 
bom soldador tem que possuir amplo conhecimento do processo e um alto nível de 
habilidade de manipulação. Devido à necessidade de bons soldadores e velocidades 
de deposição relativamente baixas, este pode ser um processo caro. Ele foi 
tradicionalmente respeitado como o processo que foi capaz de produzir as mais altas 
28 
 
qualidades de soldas, mas esta reputação é agora ameaçada pelos recentes 
avanços de outros processos mais eficientes. 
Segundo (VALENCIANI, 1997), o equipamento de soldagem para este 
processo consiste de uma fonte de energia, cabos de ligação, um porta eletrodo, um 
conector terra, além do próprio eletrodo. Deve-se salientar que o suprimento de 
energia pode ser tanto corrente contínua quanto alternada. 
Segundo (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), diâmetros típicos de 
eletrodos para trabalhos estruturais variam entre 2,5 e 6 mm. Voltagem de circuitos 
abertos é usualmente 50-90 V, dependendo do eletrodo; tão logo quando o arco é 
formado, a voltagem cai para valores entre 20 e 35 V. Correntes típicas alcançam de 
50 a 400 ampéres, depositando com velocidades entre 20 e 100 g/min. Aplicável a 
espessuras acima de 2 mm. 
 
2.3.2 Soldagem a arco submerso (SAW - Submerged Arc Welding) 
 
Segundo (VALENCIANI, 1997), esse processo teve início em 1935, sendo 
utilizado em fabricação de tubos e navios. No período de 1939-1945 (II Guerra 
Mundial) seu uso foi intensificado. No Brasil esse tipo de soldagem é amplamente 
usado na fabricação de tubos, navios, perfis, plataformas marítimas, trocadores de 
calor e equipamentos pesados. 
Segundo (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), neste processo o 
arame eletrodo é alimentado mecanicamente a partir de uma bobina para a pistola 
ou cabeçote de soldagem, e pela velocidade mantém-se um comprimento constante 
de arco. Além disso, o arco é inteiramente submerso em um fluxo granular, onde 
altas correntes podem ser usadas sem perigo do ar suspender gotículas de líquido 
ou haver respingos. Esse fluxo granular é um material fusível que é alimentado naárea de trabalho por gravidade em uma quantidade suficiente para submergir o arco 
completamente. Alguns dos materiais granulares fundem-se para formar um 
revestimento sobre a solda, que além de protege - lá da atmosfera, ajuda no controle 
do grau de velocidade de resfriamento da mesma. A figura 4 mostra uma 
representação de um único arame individual submerso no arco, no referido processo 
de soldagem. 
29 
 
A corrente elétrica determina a taxa de deposição, a profundidade de 
penetração da poça de solda, além de controlar a quantidade de metal base fundido. 
Uma elevação da corrente aumenta a penetração e a taxa de deposição. Uma 
corrente muito alta produz um cordão muito alto e estreito, e mordeduras. Uma 
corrente muito baixa produz um arco instável. 
O tipo de corrente também influencia no processo de soldagem. A CCPR (+) 
(corrente contínua de polaridade reversa) é recomendada quando uma rápida 
seqüência de deposição de passes ou penetração total é recomendada. Essa 
corrente diminui a porosidade e melhora o formato do cordão de solda. A CCPD (-) 
(corrente contínua de polaridade direta) fornece uma taxa de deposição 30% maior 
que a obtida por CCPR (+), produzindo uma menor penetração. 
A velocidade de soldagem controla o tamanho do cordão e a penetração. 
Velocidades excessivamente altas aumentam a tendência da ocorrência de 
mordeduras, e estimulam o apagamento do arco, proporcionando o surgimento de 
trincas e porosidades. Velocidades excessivamente baixas produzem cordões em 
forma de chapéu, sujeitos às trincas, e cordões rugosos, além de respingos e 
inclusões de escória, devido à grande poça de solda formada. 
Tem-se também que o aumento da distância tubo de contato/peça, que é a 
distância entre o ponto de contato elétrico no bico do cabeçote e a ponta do 
eletrodo, aumenta a taxa de deposição. 
Outro fator de influência é a tensão do arco, que influencia a forma da seção 
transversal do cordão e a aparência da solda. Deste modo, um aumento da tensão 
produz um cordão mais amplo e largo, aumenta o consumo de fluxo, aumenta a 
resistência à porosidade e aumenta o teor de liga proveniente do fluxo. Contudo, 
tensões excessivamente altas produzem cordão em forma de chapéu, sujeito às 
trincas, além de tornar difícil a remoção da escória. 
Utilizando um eletrodo de diâmetro maior, a largura do cordão aumenta e 
diminui a densidade da corrente, a penetração e a taxa de deposição. 
30 
 
Segundo (VALENCIANI, 1997), a velocidade de deposição para esse 
processo é consideravelmente maior, comparada com a soldagem a arco com 
eletrodo revestido ou soldagem com CO2 (MAG). Pode-se ainda aumentar esse 
grau de e posição pelo uso de dois ou três arames eletrodos na mesma poça de 
solda. 
O esquema onde mostra o processo SAW esta na figura 3. 
A aparência da solda é boa, particularmente devido a natureza automática do 
processo e ao natural aplainamento e confinamento da escória fundida. Requisitos 
mínimos de proteção não são necessários, pois nenhum arco de soldagem é visível, 
gerando pouca fumaça. O uso de altas correntes também produz uma melhor 
penetração em comparação com a ocorrida nos outros processos. 
As duas principais desvantagens deste processo são: primeiro, devido ao 
fluxo granular, pode-se somente ser utilizado em posições planas e horizontais e 
segundo, em altas velocidades de deposição, metais de solda de baixa resistência 
podem ser produzidos devido a uma associada baixa velocidade de resfriamento, 
 
Figura 3 - Representação do processo de soldagem a arco submerso (SAW). 
Fonte: VALENCIANE 1997. 
31 
 
conduzindo para uma microestrutura altamente refinada. Todavia, o pré aquecimento 
da chapa pode aliviar esta segunda desvantagem. 
As altas correntes usadas causam considerável fusão do metal base, deste 
modo menos metal de enchimento é requerido e a abertura da junta pode ser menor 
que a necessária para outros processos de soldagem. 
Segundo (VILLANI; MODENESI; BRACARENSE, 2009), esse processo de 
soldagem aplica-se a uma ampla faixa de espessuras, sendo mais utilizado em 
soldagem de chapas espessas de aço, como por exemplo: vasos de pressão, 
tanques, tubos de grandes diâmetros e vigas. 
Nesse processo a alimentação do eletrodo nu e o comprimento do arco são 
controlados pelo alimentador de arame e pela fonte de energia, no caso de processo 
semi-automático. No caso de processo automático um mecanismo de avanço 
movimenta tanto o alimentador do fluxo quanto o arame, e normalmente um sistema 
de recuperação de fluxo o fluxo granular não utilizado. 
Os diâmetros de eletrodos para trabalhos estruturais variam entre 2 e 5 mm. A 
voltagem de soldagem varia entre 30 e 40 V. 
Correntes para soldagem de um só arame podem atingir 1.200A. A taxa de 
deposição para soldagem de um só arame pode atingir 300 g/min e 5 vezes esse 
valor para grupos de diversos arames. Aplicável a espessuras acima de 5 mm. Até 
15 mm de espessura pode-se soldar chapas sem chanfrar as bordas e, em vários 
passes, é possível soldar chapas espessas, com até 50 mm. 
 
2.3.3 Soldagem com gás de proteção (GMAW - Gas Metal Arc Welding) 
 
Segundo (MACHADO, 1996), este processo teve início no começo dos anos 
30. Ele foi viabilizado somente depois da II Guerra Mundial, para soldagem de 
magnésio e suas ligas e mais tarde para os outros metais, utilizando gás inerte. 
Posteriormente introduziu-se o CO2. Esse tipo de soldagem é também chamada de 
soldagem com gás ativo (MAG), adequado para soldagem de aços de baixo carbono 
e aços de baixa liga ou soldagem com gás inerte (MIG), adequado para soldagem 
de aços carbono, aços de baixa, média e alta liga, aços inoxidáveis, alumínio, 
32 
 
magnésio, cobre e suas ligas, sendo que este termo é propriamente aplicado 
somente para soldagem onde o gás de proteção é argônio ou hélio. 
Segundo (VALENCIANI, 1997), neste processo, o eletrodo nu, o arco e a 
poça de solda são protegidos da atmosfera somente pelo gás de proteção. Como é 
mostrado na figura 4. 
Geralmente não há fluxo, não ocorrendo à formação de escórias, que é 
comum nos outros processos. Uma mangueira flexível fornece a tocha de soldagem, 
o arame eletrodo, o gás de proteção e a corrente elétrica, todos eles 
automaticamente controlados. 
O gás protetor é usualmente dióxido de carbono, algumas vezes com certa 
adição de argônio, para aços carbono/manganês e aços carbono. O argônio como 
um gás de proteção favorece a soldagem de todos os metais, todavia, devido ao seu 
custo, outros gases de proteção e suas misturas são aceitáveis e recomendados 
para a soldagem de aços. 
Segundo (ESAB, 2006), Basicamente o processo MIG/MAG inclui três 
técnicas distintas de modo de transferência de metal: curto-circuito, globular e 
aerossol. Essas técnicas descrevem a maneira pela qual o metal é transferido do 
arame para a poça de fusão. Na transferência por curto-circuito a transferência 
ocorre quando um curto-circuito elétrico é estabelecido. Isso acontece quando o 
Figura 4 - Representação do processo de soldagem com gás de proteção (GMAW). 
Fonte: VALENCIANE 1997. 
33 
 
metal fundido na ponta do arame toca a poça de fusão. Na transferência por 
aerossol, pequenas gotas de metal fundido são desprendidas da ponta do arame e 
projetadas por forças eletromagnéticas em direção à poça de fusão. A transferência 
globular ocorre quando as gotas de metal fundido são muito grandes e movem-se 
em direção à poça de fusão sob a influência da gravidade. Os fatores que 
determinam o modo de transferência de metal são a corrente de soldagem, o 
diâmetro do arame, o comprimento do arco (tensão), as características da fonte e o 
gás de proteção. 
 
2.3.3.1 Transferência por curto-circuito 
 
Segundo (ESAB, 2006), na soldagem com transferência por curto-circuito são 
utilizados arames de diâmetro na faixa de 0,8 mm a 1,2 mm, e aplicados pequenos 
comprimentos de arco (baixas tensões) e baixascorrentes de soldagem. É obtida 
uma pequena poça de fusão de rápida solidificação. Essa técnica de soldagem é 
particularmente útil na união de materiais de pequena espessura em qualquer 
posição, materiais de grande espessura nas posições vertical e sobre cabeça, e no 
enchimento de largas aberturas. A soldagem por curto-circuito também deve ser 
empregada quando se tem como requisito uma distorção mínima da peça. 
 
Figura 5 - Modos de transferência do metal de solda. 
Fonte: ESAB, 2006. 
34 
 
O metal é transferido do arame à poça de fusão apenas quando há contato 
entre os dois, ou a cada curto-circuito. O arame entra em curto-circuito com a peça 
de 20 a 200 vezes por segundo. 
A Figura 6 ilustra um ciclo completo de curto-circuito. Quando o arame toca a 
poça de fusão (A), a corrente começa a aumentar para uma corrente de curto-
circuito. Quando esse valor alto de corrente é atingido, o metal é transferido. O arco 
é então reaberto. Como o arame está sendo alimentado mais rapidamente que o 
arco consegue fundi-lo, o arco será eventualmente extinguido por outro curto (I). O 
ciclo recomeça. Não há metal transferido durante o período de arco aberto, somente 
nos curtos-circuitos. 
Para garantir uma boa estabilidade do arco na técnica de curto-circuito devem 
ser empregadas correntes baixas. A Tabela 3 ilustra a faixa de corrente ótima para a 
transferência de metal por curto-circuito para vários diâmetros de arame. Essas 
faixas podem ser alargadas dependendo do gás de proteção selecionado. 
 
 
 
Figura 6 - Corrente-tensão versus tempo típico do ciclo de curto-circuito. 
Fonte: ESAB, 2006. 
35 
 
TABELA3 - Faixa ótima de corrente de curto-circuito para vários diâmetros de arame 
Diâmetro do arame Corrente de soldagem 
Pol (“) mm Mínima Máxima 
0,030 0,76 50 150 
0,035 0,89 75 175 
0,045 1,10 100 225 
 
Fonte: ESAB, 2006. 
 
2.3.3.2 Transferência globular 
 
Segundo (ESAB, 2006), quando a corrente e a tensão de soldagem são 
aumentadas para valores acima do máximo recomendado para a soldagem por 
curto-circuito, a transferência de metal começará a tomar um aspecto diferente. 
Essa técnica de soldagem é comumente conhecida como transferência globular, na 
qual o metal se transfere através do arco. 
Usualmente as gotas de metal fundido têm diâmetro maior que o do próprio 
arame. Segundo (VALENCIANI, 1997), estas gotas se desprendem por gravidade; 
arame; ocorre em corrente baixa e pode ser conseguida quando arames de aço são 
utilizados juntamente com uma proteção de dióxido de carbono. As vezes essa 
transferência é irregular e instável, com uma grande quantidade de respingos. Ela 
pode gerar falta de penetração, falta de fusão e excessivo reforço do cordão de 
solda. 
 
2.3.3.1 Soldagem por Aerossol (spray) 
 
Segundo (ESAB, 2006), aumentando-se a corrente e a tensão de soldagem 
ainda mais, a transferência de metal torna-se um verdadeiro arco em aerossol 
(spray). A corrente mínima à qual esse fenômeno ocorre é chamada corrente de 
transição. A Tabela 4 mostra valores típicos de corrente de transição para vários 
metais de adição e gases de proteção. Conforme é observado nessa tabela, a 
corrente de transição depende do diâmetro do arame e do gás de proteção. 
Entretanto, se o gás de proteção para soldar aços carbono contiver mais de 15% de 
36 
 
dióxido de carbono (CO2), não haverá transição de transferência globular para 
transferência por aerossol. 
Segundo (VALENCIANI, 1997), a corrente de soldagem é aumentada e o gás 
argônio é usado, diminuindo o tamanho da gota até atingir aproximadamente o 
tamanho do arame consumível. 
Segundo (ESAB, 2006) a soldagem em aerossol pode produzir altas taxas e 
deposição do metal de solda. Essa técnica de soldagem é geralmente empregada 
para unir materiais de espessura 2,4 mm e maiores. Exceto na soldagem de 
alumínio ou cobre, o processo de arco em aerossol fica geralmente restrito apenas à 
soldagem na posição plana por causa da grande poça de fusão. No entanto, aços 
carbono podem ser soldados fora de posição usando essa técnica com uma poça de 
fusão pequena, geralmente com arames de diâmetro 0,89 mm ou 1,10 mm. 
 
 
TABELA 4 - Corrente mínima para a soldagem por aerossol 
Tipo de arame Diâmetro do arame Gás de proteção Corrente mínima de 
aerossol (A) Pol (“) mm 
Aço Carbono 
0,030 0,76 
98% Ar/ 2% O2 
150 
0,035 0,89 165 
0,045 1,10 220 
0,052 1,30 240 
0,062 1,60 275 
Aço Inoxidável 
0,035 0,89 
98% Ar/ 1% O2 
170 
0,045 1,10 225 
0,062 1,60 285 
Alumínio 
0,030 0,76 
Argônio 
95 
0,046 1,19 135 
0,062 1,60 180 
 
Fonte: ESAB, 2006. 
A tabela 4 mostra a transferência fina e axial típica do arco em aerossol. As 
gotas transferidas do arame são muito pequenas, proporcionando boa estabilidade 
37 
 
ao arco como mostra na figura 7. Curtos-circuitos são raros. Poucos respingos são 
associados com essa técnica de soldagem. 
 
2.3.3.2 Soldagem por Aerossol (pulsada) 
 
Segundo (ESAB, 2006), uma variação da técnica de arco em aerossol é 
conhecida como soldagem pulsada em aerossol. Nessa técnica, a corrente é variada 
entre um valor alto e um baixo. O nível baixo de corrente fica abaixo da corrente de 
transição, enquanto que o nível alto fica bem dentro da faixa de arco em aerossol. O 
metal é transferido para a peça apenas durante o período de aplicação de corrente 
alta. Geralmente é transferida uma gota durante cada pulso de corrente alta. Existem 
valores comuns de freqüência ficam entre 60 e 120 pulsos por segundo. Como a 
corrente de pico fica na região de arco em aerossol, a estabilidade do arco é similar 
à da soldagem em aerossol convencional. O período de baixa corrente mantém o 
arco aberto e serve para reduzir a corrente média. Assim, a técnica pulsada em 
aerossol produzirá um arco em aerossol com níveis de corrente mais baixo que os 
necessários para a soldagem em aerossol convencional. A corrente média mais 
baixa possibilita soldar peças de pequena espessura com transferência em aerossol 
usando maiores diâmetros de arame que nos outros modos. A técnica pulsada em 
Figura 7 - Técnica de soldagem por arco em aerossol (spray). 
Fonte: ESAB, 2006. 
38 
 
aerossol também pode ser empregada na soldagem fora de posição de peças de 
grande espessura. 
 
2.3.4 Soldagem arco elétrico com fluxo no núcleo (FCAW - Flux Cored Arc Welding) 
 
A soldagem FCAW é um processo similar ao GMAW (MIG/MAG), porém 
utilizando uma escória protetora. Nesse processo, segundo (ESAB TUBULAR, 2006) 
o arame tubular como também é conhecido, um eletrodo contínuo de seção reta 
tubular, com um invólucro de aço de baixo carbono, contendo desoxidantes, 
formadores de escória e estabilizadores de arco na forma de um fluxo (pó). Ambos 
os materiais da fita e do núcleo são cuidadosamente monitorados para atender às 
especificações. 
Os controles automáticos durante a produção proporcionam um produto 
uniforme de alta qualidade. Segundo (ESAB TUBULAR, 2006), os arames tubulares 
com fluxo não metálico flux-cored wires são especificamente desenvolvidos para 
soldar aços doces usando como gás de proteção o dióxido de carbono (CO2) ou 
misturas Ar – CO2. A soldagem empregando arames tubulares com fluxo não 
metálico flux-cored wires oferece muitas vantagens inerentes ao processo sobre a 
soldagem com eletrodos revestidos. 
 
Figura 8 - Técnica de soldagem por arco pulsado em aerossol. 
Fonte: ESAB, 2006. 
39 
 
Segundo (ESAB TUBULAR, 2006), esse processo foi desenvolvido para 
combinar as melhores características da soldagem por arco submerso e a soldagem 
empregando o dióxido de carbono (CO2) como gás de proteção. A combinação dos 
ingredientes do fluxo no núcleo do arame tubular aliada à proteção externa 
proporcionada pelo CO2 produz soldas de alta qualidade e um arco estável com um 
baixo nível de respingos. Taxas de deposição mais altas (tipicamente o dobro) e 
ciclos de trabalho