apostila Soldagem Eletrodo

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SUMÁRIO 
 
 
Parte 1: Introdução à NR-10: Segurança e higiene na soldagem 
 
1. Introdução............................................................................................................................................................................. 04 
2. Acidentes devido a............................................................................................................................................................... 04 
2.1. Radiação do arco.......................................................................................................................................................... 04 
a) Radiação ultravioleta................................................................................................................................................. 04 
b) Radiação visível........................................................................................................................................................ 04 
c) Radiação infra vermelha............................................................................................................................................ 04 
2.2. Salpicos e escória.......................................................................................................................................................... 04 
2.3. Gases e fumos............................................................................................................................................................... 04 
2.4. Choques elétricos.......................................................................................................................................................... 05 
3. Outros tipos de acidentes...................................................................................................................................................... 06 
3.1. Gases explosivos........................................................................................................................................................... 06 
3.2. Incêncio........................................................................................................................................................................ 06 
3.3. Raio X e raio gama....................................................................................................................................................... 06 
3.4. Quedas acidentais......................................................................................................................................................... 06 
4. Equipamentos de proteção individual (EPI)......................................................................................................................... 07 
4.1. Máscaras....................................................................................................................................................................... 07 
4.2. Luvas protetoras........................................................................................................................................................... 07 
4.3. Aventais........................................................................................................................................................................ 08 
4.4. Mangas de raspa (mangotes)........................................................................................................................................ 08 
4.5. Perneiras (polainas)...................................................................................................................................................... 08 
4.6. Sapatos / botas de segurança........................................................................................................................................ 08 
4.7. Respiradores................................................................................................................................................................. 09 
4.8. Óculos de proteção....................................................................................................................................................... 09 
5. Equipamentos de proteção coletiva (EPC)........................................................................................................................... 09 
6. Obrigatoriedades e recomendações...................................................................................................................................... 10 
7. Conclusão sobre segurança e higiene na soldagem.............................................................................................................. 10 
 
PARTE 2: Fontes de soldagem 
 
1. Introdução............................................................................................................................................................................. 11 
2. Fonte de energia para soldagem........................................................................................................................................... 11 
3. Requisitos básicos das fontes............................................................................................................................................... 11 
4. Potência específica (intensidade) de uma fonte................................................................................................................... 12 
5. Tipos de fontes de energia.................................................................................................................................................... 13 
5.1. Transformador.............................................................................................................................................................. 13 
5.2. Retificador................................................................................................................................................................... 13 
5.3.Gerador.......................................................................................................................................................................... 14 
6. Ciclo (fator) de trabalho....................................................................................................................................................... 14 
7. Características estáticas........................................................................................................................................................ 14 
8. Ponto de operação (trabalho)................................................................................................................................................ 15 
9. Características dinâmicas..................................................................................................................................................... 15 
10. A indutância do sistema..................................................................................................................................................... 16 
11. Dimensionamento das fontes de soldagem........................................................................................................................ 16 
12. Polaridade no processo de soldagem.................................................................................................................................. 16 
13. Conclusão........................................................................................................................................................................... 17 
 
PARTE 3: Terminologia e Simbologia de soldagem 
 PARTE 4: Física do arco 
 
1. Introdução............................................................................................................................................................................. 22 
2. O arco elétrico (voltaico) de soldagem................................................................................................................................22 
3. Características elétricas........................................................................................................................................................ 22 
3.1. Regiões (zonas) do arco................................................................................................................................................ 22 
3.2. Abertura e manutenção de um arco.............................................................................................................................. 23 
3.3. Curva característica estática do arco............................................................................................................................. 24 
4. Caracterísicas térmicas do arco............................................................................................................................................ 25 
5. Características magnéticas................................................................................................................................................... 26 
 
1.Terminologia e Simbologia de Soldagem............................................................................................................................. 
 
 
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2 
 
 
5.1. Jato de plasma............................................................................................................................................................... 26 
5.2. Sopro magnético........................................................................................................................................................... 27 
5.3. Transferência metálica.................................................................................................................................................. 27 
5.3.1. Forças que governam a transferência metálica.................................................................................................... 28 
5.3.2. Tipos de transferência metálica........................................................................................................................... 29 
5.3.2a.Transferência por curto-circuito......................................................................................................................... 29 
5.3.2b. Transferência globular....................................................................................................................................... 29 
5.3.2c. Transferência spray (aerosol)............................................................................................................................ 30 
5.3.2d. Transferência controlada................................................................................................................................... 31 
 
PARTE 5: Processo de soldagem Eletrodo Revestido 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. O arco elétrico...................................................................................................................................................................... 32 
2. Fundamentos do Processo.................................................................................................................................................... 32 
3. Vantagens e Limitações....................................................................................................................................................... 33 
4. Aplicações............................................................................................................................................................................ 33 
5. Equipamentos....................................................................................................................................................................... 33 
5.1. Fonte de Soldagem....................................................................................................................................................... 33 
5.2. Porta Eletrodo e Grampo Terra.................................................................................................................................... 33 
5.3. Cabo Flexível................................................................................................................................................................ 34 
5.4. Ferramentas Diversas................................................................................................................................................... 35 
6. Eletrodos para Soldagem Manual a Arco............................................................................................................................ 36 
6.1. Introdução..................................................................................................................................................................... 37 
6.2. Funções do Revestimento............................................................................................................................................. 37 
6.3. Tipos de Revestimento................................................................................................................................................. 38 
6.4. Classificação dos Eletrodos.......................................................................................................................................... 39 
7. Armazenagem e Cuidados com os Eletrodos Revestidos.................................................................................................... 41 
7.1. Ação Mecânica............................................................................................................................................................. 42 
7.2. Absorção de Umidade.................................................................................................................................................. 42 
7.3. Ressecagem dos Eletrodos........................................................................................................................................... 42 
7.4. Envelhecimento............................................................................................................................................................ 43 
8. Técnica Operatória............................................................................................................................................................... 43 
9. Abertura do Arco.................................................................................................................................................................. 43 
10. Ponteamento....................................................................................................................................................................... 45 
11. Execução da Raiz............................................................................................................................................................... 46 
12. Enchimento......................................................................................................................................................................... 46 
12.1. Enchimento por Filetes............................................................................................................................................... 47 
12.2. Enchimento por Passes Largos................................................................................................................................... 47 
12.3. Enchimento por Triangulares..................................................................................................................................... 47 
13. Tecimento........................................................................................................................................................................... 48 
13.2. Movimentos de Tecimento.........................................................................................................................................48 
14. Fatores a serem Considerados para uma Boa Soldagem.................................................................................................... 50 
14.1. Preparação para a Soldagem....................................................................................................................................... 
14.2. Início do Cordão de Solda.......................................................................................................................................... 
14.3. Reinício do Cordão de Solda...................................................................................................................................... 
14.4. Término do Cordão de Solda...................................................................................................................................... 
 
50 
50 
51 
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3 
 
 
INTRODUÇÃO A NR-10: SEGURANÇA E HIGIENE NA SOLDAGEM 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 Recentemente, as construções soldadas vêm sendo empregadas em uma ampla 
gama de estruturas metálicas, em particular de aço, e sendo assim, os acidentes em 
serviços devido as soldagens tendem a crescer. Embora não se limitem a soldagem, os 
acidentes são causados principalmente pela falta de cuidado das próprias vitimas, pela 
operação incorreta do aparelhamento, pelo uso impróprio dos equipamentos de proteção 
etc.. Assim, para evitar que eles aconteçam, deve-se ter conhecimento das medidas 
corretas a serem tomadas, para evitar a ocorrência de acidentes. 
 
2. ACIDENTES DEVIDO A: 
 
2.1. RADIAÇÃO DO ARCO 
 
 Acidentes relacionados as radiações do arco são os mais propensos a ocorrer 
durante a soldagem, e atingem não apenas os soldadores, mas também os operários na 
vizinhança dos locais de soldagem. Sabe-se que, na soldagem, são gerados raios 
ultravioleta de alta intensidade e raios infravermelhos relativamente intensos, além da 
radiação de espectro visível da luz. 
 
a) RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA 
 Queimaduras severas, câncer de pele, conjutivite, cegueira. 
 
b) RADIAÇÃO VISÍVEL 
 Ofuscamento, cansaço e fadiga visual 
 
c) RADIAÇÃO INFRAVERMELHA 
 Quaimaduras, dor de cabeça, lesão dos olhos 
 
2.2. SALPICOS E ESCÓRIA 
 
 Durante a soldagem, são poucos os acidentes que ocorrem por causa dos salpicos, 
mas, após a soldagem, durante a limpeza das zonas soldadas, fragmentos de escória 
podem atingir os olhos inflamando-os provocar queimaduras pelo corpo do operador 
(soldador). 
 
2.3. GASES E FUMOS 
 
 Os processos de soldagem que utilizam gases como proteção da região de solda e 
estabelecimento do arco elétrico estão sujeitos a riscos de acidentes vinculados aos 
cilindros de armazenamento dos gases. 
 O oxigênio não deve ser confundido com o ar, já que propicia uma velocidade de 
combustão bem maior. 
 Não manuseie o cilindro de oxigênio, com as mãos sujas de óleo ou graxa pois, em 
contato com o oxigênio poderá ocorrer combustão espontânea provocando acidentes; 
 Caso você manuseie a válvula do cilindro abra-a lentamente para não danificar o 
manômetro de pressão interna e lentamente abra a valvula de redução do cilindro. 
 Transporte e manuseie os cilindros conforme instruções do fornecedor, jamais os 
utilize na posição horizontal; 
 
 
4 
 
 
 A ventilação geral da oficina de soldagem deve ser a mais ampla possível, 
utilizando-se, se necessário, ventiladores e insulfladores em localizações adequadas. 
 A ventilação local pode ser de dois tipos: aspiração imediata da fumaça de solda e 
gases na fonte geradora, que são descarregados para fora da oficina, ou, nos casos em 
que a geraçao for em pequena escala, faz-se com que os gases aspirados sejam filtrados 
descarregando-se o ar filtrado novamente para o interior, com o ar limpo. 
 
2.4. CHOQUES ELÉTRICOS 
 
 Existem vários tipos de acidentes causados por choques elétricos, podendo ocorrer 
inclusive casos fatais. Mesmo os choques fracos podem causar outros acidentes como a 
queda do trabalhador de lugares elevados. Uma ação descuidada poderá causar, muitas 
vezes, graves acidentes em outras pessoas que se encontram nas proximidades. 
 Choques elétricos podem ser fatais, devido a instalação elétrica defeituosa, 
aterramento ineficiente, assim como operação incorreta de um equipamento são fontes 
comuns de acidentes. 
 Nunca entre em contato com partes energizadas do equipamento de solda (caso 
não esteja devidamente aterrado), tais como a rede de alimentação elétrica, o cabo de 
alimentação elétrica, o cabo de entrada, os cabos de soldagem, porta eletrodo, pistola ou 
tocha de soldar, terminais de saída de máquina e a peça a ser soldada. 
 Ao soldar ou cortar (por plasma) é recomendado não utilizar acessórios ou objetos 
metálicos, tais como anéis, relógios, colares e outros ítens, pois estes em contato com 
partes energizadas podem provocar acidentes. 
 Não manusear o equipamento de solda se suas mãos, sapatos ou o piso estiverem 
molhados. 
 Pessoas portadoras de marca-passo devem consultar um médico antes de 
permanecerem próximas a área de soldagem, pois os campos eletromagnéticos ou as 
radiações podem interferir no funcionamento do aparelho. 
 A gravidade de um choque elétrico não está relacionada com a tensão da fonte que 
o provoca, mas sim com a intensidade da corrente que passa pela vítima, ao seu percurso 
no corpo do acidentado e à sua duração. A tabela ilustrada a seguir apresenta os efeitos e 
sensações experimentadas por uma pessoa normal quando submetida a corrente de 
diferentes intensidades. 
 
Efeitos fisiológicos do choque elétrico 
Intensidade de Corrente Sensação 
Até 5mA Formigamento fraco 
5 até 15mA Formigamento forte 
15 até 50mA Espasmo muscular 
50 até 80mA Dificuldade de respiração até desmaios 
80mA até 5A 
Fibrilação do ventrículo do coração: 
parada cardíaca, queimaduras de alto grau 
Acima de 5A Morte certa 
 
 Uma corrente acima de cerca de 80nA, passando pela região torácica da vítima, 
pode ser fatal, provocando um fenômeno chamado “fibrilação do coração” e a 
consequente perda de capacidade deste de bombear sangue. 
 A resistência interna do corpo humano é relativamente baixa (cerca de 500Ω), 
sendo a resistência da pele, quando seca, muito mais elevada (da ordem de 105Ω). Este 
valor pode, contudo, ser grandemente reduzido quando a pele está úmida, aumentando 
risco de choques mesmo para tensões relativamente baixa em torno de 100V. 
 
 
 
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3. OUTROS TIPOS DE ACIDENTES 
 
3.1. GASES EXPLOSIVOS 
 
 Se em um tanque for aplicada pintura volátil deve-se tomar cuidado ao efetivar 
qualquer solda, valendo o mesmo para o caso de reparos em tanques onde haja óleo ou 
gases combustíveis. 
 Se houver residuo de óleo no tanque os vapores decorrentes do calor gerado pela 
soldagem poderão se inflamar, por causa das fagulhas, vindo a explodir. Como uma 
explosão é geralmente perigosa e danosa deve-se antes de soldar remover todo o residuo 
de óleo, extrair todos os gases combustíveis e confirmar a inexistência de perigo de 
explosão. 
 
3.2. INCÊNDIO 
 
 Antes de iniciar a soldagem, todo o material adjacente deve ser examinado, tendo 
em vista o perigo de incêndio. Materiais combustíveis, em particular, devem ser retirados 
ou isolados. Tintas, gasolina, óleo, serragem, roupas, papel etc..., podem se incendiar 
facilmente. 
 As conexões e o reparo das partes danificadas dos cabos elétricos devem ser 
perfeitamente executadas para evitar fugas de corrente elétrica e supraquecimento. 
 
3.3. RAIO X E RAIO GAMA 
 
 Embora os raios x e os raios gama não tenham relação direta com a soldagem, 
aqueles que se ocupam da manipulação dos aparelhos, de inspeção das soldas devem 
tomar bastante cuidado, já que estas variações podem causar danos ao sangue e outras 
doenças fatais. Assim o local de trabalho deve ser tão isolado quanto possível, para 
limitar a dispersão da radiação, mantendo-se afastados os elementos que não estejam 
diretamente envolvidos na inspeção. Ao mesmo tempo os trabalhadores devem ser 
submetidos a exames periódicos de saúde, ou a controlesequivalentes. 
 
3.4. QUEDAS ACIDENTAIS 
 
 Quando a soldagem é executada em lugares elevados acidentes como a queda do 
trabalhador pode resultar em morte ou em graves danos físicos. 
 Para evitar tais acidentes as precauções citadas a seguir devem ser adotadas. 
 
 usar sempre o cinto de segurança; 
 usar capacete de proteção, ao menos para proteger a cabeça por ocasião da 
queda; 
 confirmar a segurança de andaimes e escadas; 
 amarrar objetos e ferramentas ou colocá-los em local que dificulte a queda; 
 não exceder a capacidade de carga dos andaimes 
 
 
 
 
 
 
 
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4. EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) 
 
 
Vestuário de proteção típico a ser usado por um soldador. 
4.1. MÁSCARAS 
 
 As máscaras são utilizadas para cobrir toda a face, e podem ser do tipo capacete e 
do tipo provido de cabo, para serem seguradas com a mão. Elas servem para proteger o 
rosto das queimaduras devido à radiação ou a salpicos. 
 
 
Máscaras de proteção contra radiação do arco elétrico e respingos 
 
 As lentes de proteção das mascaras são escolhidas em função da corrente elétrica 
de soldagem (amperagem) utilizada no processo de soldagem de acordo com a tabela 1 
 
Tabela 1 – Lentes x Amperagem 
 
 
4.2. LUVAS PROTETORAS 
 
 Luvas de proteção devem ser preferivelmente, feitas de couro e raspa de couro, e a 
norma JIST8113-1976 especifica os tipos de luva. Quando a transpiração for intensa , o 
uso de luvas de algodão por baixo das de couro é bastante eficaz na prevenção de 
choques elétricos. 
 
L Luvas de raspa Luvas de vaqueta 
 
 
 
 
7 
 
 
4.3. AVENTAIS 
 
 O avental serve para proteger o corpo do soldador, desde a região peitoral até o 
fêmur, e é desejável que ele seja fabricado de couro de raspa. 
 
 
Avental de raspa 
4.4. MANGAS DE RASPA (MAGOTES) 
 
 As mangas de raspa são usadas para proteger o corpo do soldadaor, desde o 
ombro até o punho e devem seu usadas por dentro da luva. 
 
 
ERRADO 
Mangas de raspa 
 
4.5. PERNEIRAS (POLAINAS) 
 
 As perneiras fabricadas de couro de raspa protegem os pés do soldador dos 
salpicos que podem penetrar pela parte superior dos sapatos provocando queimaduras. 
 
 
Perneiras 
 
4.6. SAPATOS / BOTAS DE SEGURANÇA 
 
 Estes devem ser usados em todas as situações, não apenas para prevenir 
queimaduras, mas também evitar o perigo de quedas de ferramentas e acidentes 
causados por choques elétricos. 
 
 
Sapatos e botas 
 
 
 
 
 
 
8 
 
 
4.7. RESPIRADORES 
 
 A fumaça e os gases gerados na soldagem a arco elétrico devem ser removidos 
pela ventilação, para preservar o ambiente de trabalho, entretanto os respiradores devem 
ser sempre utilizadas. 
 Os respiradores devem ser submetidos a inspeção oficial ou ter aprovação 
equivalente; um respirador deve ser escolhido de acordo com os seguintes requisitos: 
 
 Ser apropriado ao uso em solda e corte; 
 Ter alta eficiencia na função de coletar pó e 
gases; 
 Ajustar-se firmemente à face do usuário; 
 Ter baixa resistência contra a exalação e a 
inalação; 
 Ser leve; 
 Não interfirir no campo visual do 
trabalhador; 
 Ser construido de modo robusto; 
 ser de fácil manutenção. 
 
 
 
Respiradores descartáveis Respirador acoplado na máscara 
 
4.8. ÓCULOS DE PROTEÇÃO 
 
 Em ambientes de soldagem tais como oficinas, estaleiros, calderarias e etc. é 
recomendado o uso de óculos de proteção para evitar acidentes provocados por: 
escórias, respingos, emissão de radiações, fagulhas de discos abrasivos entre outros. 
 
 
Óculos de proteção 
 
5. EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO COLETIVA (EPC) 
 
 Mesmo que os EPI’s sejam utilizados é difícil conseguir a proteção completa dos 
raios vindos obliquamente; portanto cuidados adicionais devem ser tomados, para 
proteger os trabalhadores dentro da área de influência dos raios, o ideal é isolar o local de 
soldagem. No entanto, em situações em que este local de soldagem é móvel devem ser 
previstas divisórias (biombo) e anteparos adequados (EPC’s). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Divisórias ou biombos Anteparos 
 
 
 
6. OBRIGATORIEDADES E RECOMENDAÇÕES 
 
 É obrigatório o uso de máscara ou óculos de proteção com vidro de capacidade 
adequada ao processo e aplicação prevista, tanto na soldagem como na remoção 
da escória; 
 É proibido o uso de lentes de contato no ambiente de soldagem; 
 Utilização de luvas e botas protetoras perfeitamente isoladas; 
 As vestimentas devem estar sempre secas; quando se usam roupas molhadas de 
suor, aumenta a sucetibilidade aos choques elétricos; 
 Os cabos devem ter seu isolamento em perfeito estado, os alicates de solda 
também devem ser isolados eletricamente; 
 Os alicates não devem ser deixados no chão, mas sim apoiados em superfície 
Isolante ou então suspensos adquadamente; 
 A carcaça da fonte de soldagem deve ser isolada e perfeitamente aterrada; 
 Na substituição do eletrodo deve-se tomar cuidado especial; 
 Ao finalizar o trabalho de soldagem, deve-se sempre desligar a chave geral de 
alimentação da fonte de soldagem. 
 
7. CONCLUSÃO SOBRE HIGIENE E SEGURANÇA NA SOLDAGEM 
 
Pelos assuntos abordados nesta apostila, percebe-se como são importantes as medidas 
de segurança e a higiene durante a soldagem. A estrita obdiência aos preceitos aqui 
enumerados constitui os requisitos mínimos que deverão ser seguidos na condução dos 
trabalhos de soldagem de modo seguro e eficiente, uma vez que a segurança é um dos 
itens básicos da alta eficiência. 
 
 
 
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FONTE DE SOLDAGEM 
 
 
 1. INTRODUÇÃO 
 
 A soldagem a arco utiliza uma fonte de energia (ou máquina de soldagem) 
projetada especialmente para esta aplicação e capaz de fornecer tensão e corrente, em 
geral, na faixa de 10 a 40V e 10 a 1200A. Nas últimas três décadas, ocorreu um grande 
desenvolvimento no projeto e construção de fontes para soldagem com a introdução de 
sistema de controles eletrônicos nestes equipamentos. Atualmente, pode-se encontrar no 
mercado tanto máqunas convencionais cuja tecnologia básica vem das décadas de 
19500020e 1960, como máquinas “eletrônicas”, de desenvolvimento mais recente 
(décadas de 1970, 1980 e 1990). No Brasil, a grande maioria das fontes fabricadas ainda 
são convencionais. Em países do primeiro mundo, a situação é bastante diferente. No 
Japão, Europa e Estados Unidos, a maior parte dos equipamentos fabricados para alguns 
processos de soldagem ao arco são eletrônicos. A figura baixo, ilustra quatro fontes de 
energia para soldagem. 
 
 
Fontes de energia para soldagem 
 
2. FONTES DE ENERGIA PARA SOLDAGEM 
 
 As fontes de soldagem podem ser consideradas simplesmente como o ponto de 
alimentação da energia elétrica ao processo. 
 De uma forma resumida, pode-se dizer que, para o processo de soldagem a arco, a 
energia elétrica da rede é convertida de uma forma de tensão relativamente alta e 
corrente disponível relativamente baixa para menores valores de tensão (o que é benéfico 
do ponto de vista de segurança) e maiores valores de corrente. 
 
3. REQUISITOS BÁSICOS DAS FONTES 
 
 Uma fonte de energia para soldagem a arco deve atender os seguintes requisitos 
básicos: 
 
 Adequação à rede elétrica; 
 Isolamento da rede elétrica; 
 produzir saídas de corrente e tensão com características adequadas para um ou 
mais processos de soldagem 
 permitir o ajuste dos valores de corrente e/ou tensão para aplicações específicas e 
controlar, durante a soldagem, a variação dos níveis de corrente e tensão de 
acordo com os requisitos do processo e aplicação. 
 
 
 
 
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Adicionalmente, o projeto da fonte precisa considerar os seguintes requisitos adicionais: 
 
 Está em conformidade com exigências de normas e códigos relacionados com a 
segurança e funcionalidade; 
 Apresentar resistência e durabilidade em ambientes fabris, com instalação e 
operação simples e segura; 
 Ter controles/interface defácil uso e compreensão para o usuário; e 
 Quando necessário, ter interface ou saída para sistema de automação. 
 
4. POTÊNCIA ESPECÍFICA (INTENSIDADE) DE UMA FONTE 
 
 Para ser efetivada na soldagem por fusão, a fonte deve fornecer energia a uma 
taxa elevada e em uma área suficientemente pequena para garantir a fusão localizada do 
metal de base na região adjacente à área de contato, antes que o calor se difunda para o 
restante da peça. Define-se a potência específica ou intensidade de uma fonte (Pesp) 
de energia como: 
 








2
2
)(
)/(
m
W
A
VI
P
m
W
A
tE
P
o
esp
o
esp


 
Onde: 
η: Rendimento térmico da fonte (a fração de energia que é transferida para a 
peça) 
E: Quantidade de energia gerada pela fonte 
t: Tempo 
V: Tensão elétrica 
I: Corrente Elétrica 
A0: Área de acoplamento entre o arco e o metal de base 
 
 Para ser usada na soldagem por fusão, uma fonte deve ter uma potência específica 
entre cerca de 106 e 1013 w/m2. 
 Abaixo do limite inferior, a densidade de energia é insuficiente para fundir a região 
próxima da área de contato antes que o calor se difunda para o restante da peça. Neste 
caso, a fonte permite apenas o aquecimento da peça como um todo sem causar a fusão 
localizada. 
 Acima do limite superior, o calor é fornecido de forma tão concentrada que vaporiza 
a região de contato antes da fusão ou provoca aquecimento apreciável de outras partes 
da peça. Tem-se assim condições mais favoráveis ao corte do que a soldagem. 
 A intensidade da fonte influencia o formato da poça de fusão, a sua penetração no 
metal de base e, desta forma, pode ter um importante efeito sobre a produtividade do 
processo. A figura a seguir ilustra, esquematicamente, a variação da forma da seção 
transversal do cordão com a intensidade da fonte. 
 
 
Relação esquemática entre intensidade da fonte e formato do cordão. 
 
 
 
12 
 
 
 Outros fatores, além da potência específica, têm um efeito importante no formato 
do cordão, destacando-se a espessura da junta e a condutividade térmica do material. 
Neste sentido, por exemplo, a formaçao da poça de fusão no cobre (metal de alta 
condutividade térmica) tende a ser muito mais difícil do que no aço. 
 
5. TIPOS DE FONTES DE ENERGIA 
 
5.1. TRANSFORMADOR 
 
 É a configuração mais simples e barata, necessitando mínima manutenção. Essa 
máquina transforma a alta tensão e baixa corrente da rede de fornecimento, para a baixa 
tensão e alta corrente necessária na soldagem em corrente alternada (C.A.). Fornece 
uma corrente elétrica denominada alternada, neste caso existe uma mudança periódica 
de polaridade quando os valores da corrente ficam próximos de zero, ocorre instabilidade 
do arco elétrico, tornando inadequada esta corrente para a soldagem com certos tipos de 
eletrodos. 
 
 
 
Fonte tansformador Transformador Forma de onda da corrente alternada 
 
5.2. RETIFICADOR 
 
 Este tipo de fonte utiliza-se na soldagem corrente contínua (CC), a qual é obtida 
através de dispositivos eletrônicos denominados diodos. Esses dispositivos apresentam 
uma grande resistência à passagem da corrente elétrica num sentido e quase nula 
quando ela flui no sentido contrário. 
 
 
 
Fonte retificador Símbolo diodo Forma de onda corrente contínua 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.3. GERADOR 
 
 Fontes deste tipo são constituídas de um motor que gera energia mecânica 
transmitida através de um eixo ou por um sistema de correia e polia ao gerador de 
energia elétrica. O motor pode ser elétrico ou de combustão interna tendo como 
combustível, gasolina, óleo diesel, gás natural e etc. Este tipo de equipamento é mais 
comumente utilizado na soldagem com eletrodo revestido no campo, particularmente em 
locais onde o acesso à rede de distribuição de eletricidade é complicado. São, por outro 
lado, equipamentos mais pesados, barulhentos e de manutenção mais complicada. 
 
 
 
Fonte gerador (motor-gerador + fonte) Diagrama esquemático de um motor gerador 
 
6. CICLO (FATOR) DE TRABALHO 
 
 O ciclo de trabalho é definido como a relação entre o tempo de operação (tARCO) 
permitido durante um intervalo de teste especificado (tTESTE) em geral, igual a dez 
minutos, isto é: 
 
100
TESTE
ARCO
t t
t
C 
 
 Para se estimar o fator de trabalho de uma fonte para correntes de soldagens 
diferentes das especificas pelo fabricante, pode-se utilizar a fórmula abaixo: 
 
2
212
2
11 ICIC tt  
 
 Se o ciclo de trabalho não for obedecido a temperatura interna da fonte se tornar 
muito elevada e esta poderá ser danificada pela queima de algum componente ou pela 
ruptura do isolamento do transformador ou poderá ter sua vida útil grandemente reduzida. 
 
7. CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS 
 
 São curvas plotadas com os valores médios de I e V de saída da fonte como 
resultado da aplicação de cargas resistivas, e que são, muitas vezes, publicadas pelo 
fabricante da fonte no seu manual. 
 
 
Onde: 
U: teão elétrica (V) 
I: corrente elétrica (A) 
U0: tensão em vazio 
 
 
14 
 
 
Curva Características das Fontes 
(a) Fonte de Corrente Constante (variação ∆U/∆I > 0,007 V/A, processo manual) 
(b) Fonte de Tensão Constante (variação ∆U/∆I ≤ 0,007 V/A, processo automatizado) 
 
 
 Com base na forma de sua curva característica, uma fonte pode ser classificada 
como de corrente constante ou de tensão constante. 
 Fontes de corrente constante permitem que, durante a soldagem, o comprimento 
do arco varie sem que a corrente de soldagem sofra grandes alterações. Eventuais 
curtos-circuitos do eletrodo com o metal de base não causam, também, uma elevação 
importante na corrente. Este tipo de equipamento é empregado em processos de 
soldagem manual, nos quais o soldador controla manualmente o comprimento do arco 
(eletrodo revestido, TIG, Plasma) 
 Fontes de tensão constante fornecem basicamente a mesma tensão em toda a sua 
faixa de operação. Estas fontes permitem grandes variações de corrente durante a 
soldagem quando o comprimento do arco varia ou ocorre um curto-circuito, sendo 
indicadas para processos de soldagem automatizados 
 
8. PONTO DE OPERAÇÃO (TRABALHO) 
 
 V e I que o arco necessita e a fonte pode fornecer 
 Relação direta: Tensão X Comprimento de Arco (la) 
 
 
Representação esquemática de pontos de trabalho em fontes do tipo corrente constante (à esquerda) e tensão 
constante (à direita). Linhas pontilhadas representam arcos de maior comprimento do que os de linhas cheias 
CEF: característica estática da fornte, CEA: característica estática do arco 
 
9. CARACTERÍSCTICAS DINÂMICAS 
 
 As características dinâmicas envolvem variações transientes de corrente e tensão 
fornecidas pela fonte em resposta a mudança durante a soldagem (figura a seguir). Estas 
variações envolvem, em geral, intervalos de tempo muito curtos, da ordem 10-2s ou 
menos, sendo de caracterização mais difícil que as características estáticas. 
 
 
Oscilograma de transferência por curto circuitos para um arame de 
aço inoxidável (AWS E308) de 1mm de diâmetro. Gás Ar2%O2 
 
 
15 
 
 
 As características dinâmicas são importantes, em particular, na abertura do arco, 
durante mudanças rápidas de comprimento do arco, durante a transferência metálica e, 
no caso de soldagem com corrente alternada, durante a extinção e reabertura do arco a 
cada meio ciclo de corrente. 
 As características dinâmicas das fontes são afetadas por: dispositivos para 
armazenamento temporário de energia, como banco de capacitores ou bobinas, controle 
retroalimentados em sistemas regulados automaticamente e mudanças na forma de saída 
da fonte. As duas últimas formas de controle das características dinâmicas não são 
usadas em fontes convencionais, sendo típicas de fontes com controle eletrônico. 
 
10. A INDUTÂNCIA DO SISTEMA 
 
 A indutância do sistema (fonte + cabos + arco) é que define a velocidade de 
resposta de uma fonte. 
 Poder-se-ia dizer que quanto mais rápido a fonte responde a um transiente, melhor 
é a fonte. Entretanto, a assertividadedesta sentença se dá, por exemplo, à resposta da 
fonte quando solicitada a mudar o nível de corrente ou responder a uma variação não 
proposital do comprimento do arco. 
 A importância do conhecimento e controle da resposta de uma fonte está na 
possibilidade de melhorar a uniformidade da transferência metálica, na redução dos 
respingos e turbulência da poça. 
 Para controlar a transferência metálica, uma boa fonte deve permitir a regulagem 
da indutância conforme desejado para uma dada combinação de parâmetros: quanto 
menor a indutância, mais rápida é a variação da corrente e maior a freqüência de curto-
circuito (mas a freqüência de transferência depende de outros fatores, como por exemplo, 
a corrente de curto-circuito e o comprimento do arco). Por isto, muitas fontes permitem 
regulagem da indutância pelo usuário. 
 
11. DIMENSIONAMENTO DAS FONTES DE SOLDAGEM 
 
 As fontes são dimensionadas conforme o consumível e o fator de operação do 
processo de soldagem. 
 
 Consumível de Soldagem: conforme dados do fabricante temos a corrente nominal 
do consumível a ser utilizado na operação de soldagem; 
 Fator de Operação: conforme o processo utilizado na operação de soldagem; 
 
12. POLARIDADE NO PROCESSO DE SOLDAGEM 
 
 Influencia a forma e a dimensão da poça de fusão, além de afetar o tipo de 
transferência e estabilidade do arco. 
 
 POLARIDADE INVERSA (+): maior penetração, com taxa de fusão menor. 
 POLARIDADE DIRETA (-): menor penetração, com taxa de fusão maior. 
 CORRENTE ALTERNADA (±): A penetração e a taxa de fusão são médias, mas 
existe a vantagem de poder utilizar eletrodos maiores e corrente mais elevadas. 
 
*Taxa de fusão é dada pela massa de consumível (eletrodo) fundida por unidade de 
tempo. 
 
 
 
16 
 
 
 
Influência da polaridade na geometria do cordão de solda 
 
13. CONCLUSÃO 
 
 Existe, atualmente, um grande número de opções, em temos de modo de 
funcionamento e de custo, de fontes de energia para soldagem em uma dada aplicação. 
Na seleção de uma fonte, itens como tipo de processo de soldagem, nível de corrente e 
posição de soldar, ciclo de trabalho, disponibilidade de energia elétrica e tipos de 
equipamentos auxiliares, particularmente a necessidade de interfaceamento com robôs e 
outros dispositivos, devem ser considerados. Pontos adicionais que não podem ser 
esquecidos incluem o custo do equipamento, sua eficiência elétrica, facildade ou, mesmo, 
disponibilidade de manutenção adequada para o tipo de fonte considerada e, ainda, a 
experiência e confiabilidade do seu fabricante e fornecedor. 
 
 
 
17 
 
 
TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM 
 
 
 Soldagem é o processo de união de materiais, a Solda é o resultado deste 
processo. 
 Metal de Base: material da peça que sofre o processo de soldagem. 
 Metal de Adição: metal adicionado, no estado líquido, durante a soldagem. 
 
 
 
 Poça de Fusão: região em fusão, a cada instante, durante uma soldagem. 
 Penetração: distância da superfície original do metal de base ao ponto em que 
termina a fusão, medida perpendicularmente à mesma, 
 Junta: região entre duas ou mais peças que serão unidas. 
 
 Tipos de juntas 
 
 
 
 Chanfro: corte efetuado na junta para possibilitar/facilitar a soldagem em toda a 
sua espessura. 
 
 
 
 
 
 
18 
 
 
 
Tipos de juntas e exemplos de chanfros 
 
 
 
 Elementos de um chanfro 
 
 Encosto ou Nariz (s): parte não chanfrada de um componente da junta. 
 Garganta, folga ou fresta (f): menor distância entre as peças a soldar. 
 Ângulo de Abertura da Junta ou Ângulo de Bisel (β) 
 Ângulo de Chanfro (α) 
 
 
 
 Os elementos de um chanfro são escolhidos de forma a permitir um fácil acesso 
até o fundo da junta, mas, idealmente, com a menor necessidade possível de metal de 
adição. 
 
 Execução de uma solda de vários passes. 
 
 Raiz: região mais profunda do cordão de solda. Em uma junta chanfrada, 
corresponde à região do cordão junto da fresta e do encosto. Tende a ser a região 
em que a soldagem é mais difícil e, desta forma, mais propensa à formação de 
descontinuidades em uma solda. 
 Face: superfície oposta à raiz da solda. 
 
 
19 
 
 
 Passe: depósito de material obtido pela progressão sucessiva de uma só poça de 
fusão. Uma solda pode ser feita em um único ou em vários passes (ver figura 
abaixo). 
 Camada: conjunto de passes localizados em uma mesma altura no chanfro. 
 Reforço: altura máxima alcançada pelo excesso de material de adição, medida a 
partir da superfície do material de base. 
 Margem: Linha de encontro entre a face da solda e a superfície do metal de base. 
 
 
 
 
Posições de soldagem 
 
 Plana (1G): a soldagem é feita no lado superior de uma junta e a face da solda é 
aproximadamente horizontal; 
 Horizontal (2G): o eixo da solda é aproximadamente horizontal, mas a sua face é 
inclinada; 
 Vertical (3G): o eixo da solda é aproximadamente vertical. A soldagem pode ser 
“para cima” ou “para baixo”; 
 Sobrecabeça (4G): a soldagem é feita do lado inferior de uma solda de eixo 
aproximadamente horizontal. 
 
 
 Dentre as diferentes posições de soldagem, usualmente a posição plana é a que 
possibilita uma maior facilidade de execução e uma maior produtividade. Para as outras 
posições, a força da gravidade tende a dificultar o controle da poça de fusão e a 
transferência do metal de adição para a poça. 
 
 
 
 
Plana (1G) Horizontal (2G) Vertical (3G) Sobre-cabeça (4G) 
 
 
 
20 
 
 
 
Modos de Operação: 
 
 Diferentes processos de soldagem podem ser usados de diferentes formas que 
dependem de maior ou menor grau da atuação do ser humano. 
 
Manual: soldagem na qual toda a operação (iniciação do processo, criação e controle da 
poça de fusão, deslocamento da poça ao longo da junto, posicionamento da tocha de 
soldagem, alimentação de metal de adição e término da operação) é realizada e 
controlada manualmente pelo soldador. 
 
Semi-automático: soldagem com controle automático da alimentação de metal de 
adição, mas com controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu 
acionamento. A operação semi-automática tende a ser de mais fácil execução que a 
manual (isto é, exige uma menor habilidade por parte do soldador). De qualquer forma, 
ambas as formas dependem fortemente da habilidade do soldador, tendendo a apresentar 
uma maior variabilidade que as outras formas de operação. Isto não significa que soldas 
de excelente qualidade não possam ser obtidas com estas duas primeiras formas de 
operação. 
 
Mecanizado: soldagem com controle automático da alimentação de metal de adição, 
controle do deslocamento do cabeçote de soldagem pelo equipamento, mas com o 
posicionamento, acionamento do equipamento e supervisão da operação sob 
responsabilidade do operador de soldagem. 
 
Automático: soldagem com controle automático de praticamente todas as operações 
necessárias para a sua execução. Em alguns casos, a definição de um processo como 
mecanizado ou automático não é fácil, em outros, o nível de controle da operação, o uso 
de sensores, a possibilidade de programar o processo indicam claramente um processo 
de soldagem automático. Os sistemas automáticos de soldagem podem ser divididos em 
duas classes: (a) Sistemas dedicados, projetados para executar uma operação específica 
de soldagem, basicamente com nenhuma flexibilidade para mudanças nos processos e 
(b) sistemas com robôs, programáveis e apresentando uma flexibilidade relativamente 
grande para alterações no processo. 
 O uso de sistemas mecanizados e particularmente automáticos para soldagem tem 
aumentado continuamente devido a fatores com destaque para a necessidade de maiores 
produtividade, repetibilidade e controle da soldagem e a redução do número de 
soldadores em alguns países. Por outro lado, sistemas mecanizados e automáticos 
necessitam de um maior investimento inicial e tendem a exigir um maior controle, precisão 
e produtividade das operações auxiliares à soldagem como a preparação e a montagem 
das juntas.Regiões de uma junta soldada (soldagem por fusão): Pode-se considerar que uma junta 
soldada é formada por três regiões. 
 
 Metal base (MB) (já definido anteriormente). 
 Zona termicamente afetada (ZTA): região do metal base aquecida durante a 
soldagem a temperaturas capazes de causarem mudanças na microestrutura e 
propriedades do material. Tende a ser a região mais crítica de uma junta soldada. 
 Zona Fundida (ZF): região que, em algum momento durante a soldagem, esteve 
no estado líquido. 
 
 
 
21 
 
 
 
 
 
FÍSICA DO ARCO 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
 O arco elétrico é a fonte de calor mais utilizada na soldagem por fusão de materiais 
metálicos, pois apresenta uma combinação ótima de características para a fusão 
localizada do metal de base, tais como: 
 
 Concentração adequada de energia térmica 
 Facilidade de controle 
 Baixo custo relativo do equipamento 
 Nível aceitável de riscos à saúde dos operadores 
 
2. O ARCO ELÉTRICO (VOLTAICO) DE SOLDAGEM 
 
 O arco elétrico consiste de uma descarga elétrica, sustentada através de um gás 
ionizado, a alta temperatura, conhecido como plasma, podendo produzir energia térmica 
suficiente para ser usado em soldagem, pela fusão localizada das peças a serem unidas. 
A figura a seguir ilustra um arco elétrico de soldagem. 
 
 
Imagem do arco 
elétrico de soldagem 
observado entre o 
eletrodo de tungstênio 
e um bloco de cobre 
em uma atmsofera de 
argônio 
 
3. CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS 
 
 Eletricamente, o arco de soldagem pode ser caracterizado pela diferença de 
potencial entre suas extremidades e pela corrente elétrica que circula por este. 
 
3.1. REGIÕES (ZONAS) DO ARCO 
 
 A queda de potencial ao longo do arco elétrico não é uniforme, distinguindo-se três 
regiões distintas: a) região de queda catódica, b) coluna de plasma c) região de queda 
anódica, estas regiões são ilustradas na figura abaixo. 
 
 
 
22 
 
 
 
Regiões de um arco de soldagem (esquemáticas), la: comprimento do arco 
 
3.2. ABERTURA E MANUTENÇÃO DE UM ARCO 
 
 Para se entender a formação do arco voltaico é importante compreender duas 
fases do fenômeno: a abertura e a manutenção do arco. 
 Para se iniciar um arco, é necessário aquecer as superfícies do eletrodo 
consumível e da peça até que sejam capazes de emitir e receber os elétrons, assim como 
levar o meio (gases e vapores metálicos) que está entre o eletrodo e a peça às condições 
necessárias de se ionizar. Uma das formas de se atingir está condição é pelo 
aquecimento do meio por efeito Joule, através do curto-circuito forçado entre a ponta do 
eletrodo e a peça. 
 
 
Representação do comportamento dinâmico dos sinais elétricos de um arco durante o seu acendimento após o 
curto-circuito (eletrodo de 1mm de diâmetro). O acendimento do arco ocorre quando a tensão incialmente em 
vazio (≈30V) e corrente nula antes do curto passa para a tensão de arco e corrente de soldagem (≈ 25V e 100A) 
 
 A figura acima ilustra o fenômeno de acendimento do arco por curto-circuito. 
 O valor da tensão antes de se dar o curto-circuito é o regulado e disponibilizado 
pela fonte quando não existe arco (de 0 a ≈ 5ms), valor este denominado de tensão em 
vazio da fonte. Nesta condição não há passagem de corrente elétrica, pois a resistência 
do circuito é infinita. No momento incial do curto-circuito, a resistência elétrica do circuito 
se reduz drasticamente, já que a única resistência significantemente grande passa a ser a 
resistência de contato entre o eletrodo e o metal de base, provocando uma 
correspondente quede de tensão. Algumas vezes, esta queda se faz de forma 
 
 
23 
 
 
escalonada. Acredita-se que este patamar se deve a um arco instantâneo de curtíssimo 
comprimento (similar a uma faisca). 
 Durante o curto-circuito (de ≈ 5 até ≈ 15ms), a corrente que atravessa o contato 
eletrodo-metal de base aumenta bruscamente, gera calor localizado e faz fundir o metal 
na zona de contato, chegando a vaporiza-lo. Devido à fusão acelerada da ponta do 
eletrodo, a taxa de fusão torna-se maior que a velocidade de alimentação do arame, 
favorecendo uma separação da ponta do arame-eletrodo do material de base. No início 
da separação surgem condições muito favoráveis ao surgimento do arco (embrião de 
arco), a saber: 
 
 As regiões catódica e anódica precisam no total, não mais do que 10µm de 
distância para existirem, ou seja, a a distância entre o eletrodo e a poça observada 
no primeiro quadro após o rompimento do curto-circuito é mais que suficiente para 
abrir o arco; 
 Devido a pequena distância entre o eletrodo e a poça, a tensão por unidade de 
comprimento (tensão específica ou gradiente de tensão) pode alcançar valores 
muito altos (até 3.106V/mm), facilitando a ionização dos gases e dos vapores 
metálicos que ficam entre eles; 
 As superfícies da ponta do eletrodo e da poça estão no estado líquido 
superaquecidos, favorecendo a emissão e recepção dos elétrons; 
 A força contra-eletromotriz do circuito aumenta instantaneamente a tensão a ser 
disponível (tensão máxma disponibilizada pela fonte, ou tensão em vazio, mais a 
tensão gerada pela força contra-eletromotriz). 
 
 Uma vez havendo entre o arame eletrodo e o mertal de base está região 
plasmática embrionária (um arco quase sem coluna), a diferença de potencial a qual o 
eletrodo e o metal de base estão submetidos (tensão em vazio + força contra-eletromotriz) 
faz com que a corrente continue fluindo. Dessa forma, como os elétrons são acelerados 
do pólo negativo para o positivo, eles se chocam com átomos do gás de proteção 
misturados com o plasma já existente, esses choques transferem energia para os átomos 
de tal forma a também progressivamente ionizá-los, contribuindo para a formação final da 
coluna de arco. 
 Entretanto, concomitantemente com a ionização de novos átomos, a coluna de 
plasma perde calor para o meio ambiente, fazendo outros átomos desionizarem. Assim a 
fase de manutenção de um arco ocorre quando há um equilíbrio entre a taxa de átomos 
ionizados pelo efeito dos choques com a taxa de átomos desionizados por troca de calor 
com o meio ambiente. Este equilíbrio depende de vários fatores, como intensidade de 
corrente, comprimento do arco e composição do plasma. 
 
3.3. CURVA CARACTERÍSTICA ESTÁTICA DO ARCO 
 
 É a relação da tensão requerida para uma dada condição de soldagem em função 
da corrente. Em outras palavras, as características estáticas do arco representam o 
comportamento em regime de um dado arco, identificadas pelos pares de coordenadas 
tensão e corrente. 
 Cada arco, em função do seu comprimento, material e dimensão do eletrodo, 
corrente (temperatura) que atravessa o arco, composição e pressão do gás de proteção, 
da polaridade, etc., tem sua única curva característica estática. 
 
 
 
24 
 
 
 
Representação esquemática de características estáticas de arcos para diferentes comprimentos de arcos 
 
 Na figura acima, a curva do arco passa por valor mínimo de tensão para valores 
intermidiários de corrente e aumenta tanto para menores como maiores valores de 
correntes. 
 O aumento da tensão para valores elevados de corrente é similar ao observado em 
uma resistência elétrica comum, este aumento de tensão é explicado pelo surgimento de 
fenômenos como o crescimento do diâmetro do arco, arco escalando na superfície do 
eletrodo, etc. 
 O comportamento encontrado para baixos valores de corrente é próprio do arco 
elétrico e reflete o fato de que, neste, a condução da corrente elétrica é feita por íons e 
elétrons gerados por ionização térmica. Quando a corrente é baixa, existe pouca energia 
disponível para o aquecimento e ionização do meio em que o arco ocorre, resultando em 
uma maior dificuldade para a passagem da corrente e, como consequência, em um 
aumento da tensão elétrica do arco. 
 
4. CARACTERÍSTICAS TÉRMICAS DO ARCO 
 
 Devido à alta energia térmica da coluna de plasma, há troca de calor com o meio 
ambiente (a temperatura é mais alta no centro da coluna do arco, conforme ilustra afigura 
a seguir). Esta troca de calor se dá principalmente por condução para a atmosfera e por 
convecção para o metal de base, tendo ainda uma pequena parcela se transferindo por 
radiação eletromagnética de alta intensidade, nas faixas do infravermelho, visível e 
ultravioleta. 
 
 
Isotermas no arco GTAW em argônio 
 
 O arco de soldagem apresenta,em geral, uma elevada eficiência para transformar a 
energia elétrica em energia térmica, através de complexas reações eletrônicas e 
químicas, e transferi-la para a peça. O calor gerado num arco elétrico pode ser estimado, 
a partir de seus parâmetros elétricos, pela equação: 
 
 
 
 
25 
 
 
 
Onde: 
 Q: Energia térmica gerada (J) 
 V: Queda de potencial no arco (V) 
 I: Corrente elétrica no arco (A) 
 t: Tempo de operação (s) 
 
5. CARACTERÍSTICAS MAGNÉTICAS 
 
 O arco de soldagem é um condutor gasoso de corrente elétrica. Quando 
comparado com um fio metálico, tende a ser muito mais sensível a influência de campos 
magnéticos. 
 Campos magnéticos são criados por cargas elétricas em movimento. Dessa forma, 
em torno de qualquer condutor elétrico percorrido por uma corrente, existe um campo 
magnético circular induzido por esta corrente. 
 Por outro lado, se um condutor de comprimento “l”, percorrido por uma corrente 
elétrica “i”, é colocado em uma região onde exista um campo magnético “B” (orientado 
perpendicularmente a “l”), ele experimenta uma força de origem magnética, conhecida 
como “força de Lorentz”, que é dada por F=Bil. 
 As forças de origem magnéticas aumentam com a corrente elétrica e, portanto, os 
seus efeitos tendendem a se tornar mais intensos na soldagem com correntes elevadas, 
logo, tais efeitos podem ser consideráveis no arco e no metal fundido na ponta do 
eletrodo, gerando fenômenos como o jato de plasma, o sopro magnético e influenciar a 
transferência metálica. 
 
5.1. JATO DE PLASMA 
 
 Devido à corrente passando através do plasma e ao seu próprio campo magnético, 
surgem as forças radiais no sentido do centro da coluna de plasma (Força de Lorentz), 
que, por agirem circunferencialmente em cada seção transversal do arco, exercem uma 
pressão (força/área) em cada elemento de área. Quanto menor o diâmetro da seção da 
coluna do arco, maior a pressão. 
 Como as colunas típicas de arco de soldagem tomam a forma tronco-cônica (figura 
a seguir), surge uma maior pressão eletromagnética na região restrita e menor na região 
mais larga da coluna de plasma. 
 Esta diferença de pressão eletromagnética provoca o deslocamento do gás 
ionizado na direção da menor pressão (jato de plasma). 
 O jato de plasma age, por exemplo, no sentido de arrastar as gotas em 
transferência e principalmente, empurrando para os lados o metal líquido da poça fundida, 
facilitando a ação térmica da região catódica (ou anódica) no material de base, com 
influência sobre a distribuição da transferência de calor e sobre a geometria do cordão de 
solda (profundidade de penetração e largura). A seguir, a representação esquemática: 
 
 
 
 
26 
 
 
 
5.2. SOPRO MAGNÉTICO 
 
 Um outro efeito de origem magnética no arco importante para soldagem é o 
chamado sopro magnético, que consiste de um desvio do arco de sua posição normal de 
operação e que tende a ocorrer de uma forma intermitente. 
 O sopro magnético resulta de uma distribuição assimétrica do campo magnético 
em torno do arco, o que causa o aparecimento de forças radiais atuando sobre o arco e 
levando a alteração de sua posição. 
 Esta distribuição assimétrica do campo magnético pode ser por: 
 
 variações bruscas na direção da corrente elétrica (figura abaixo) 
 
 
Mudança brusca da direção da corrente na sua passagem do arco para a peça 
 
 arranjo assimétrico de material ferromagnético em torno do arco (figura abaixo) 
 
 
Concentração do campo magnético na borda de uma junta de material ferromagnético 
 
 Peças de diferentes espessuras (figura abaixo) 
 
 
Concentração do campo no lado menos espesso de uma junta do mesmo tipo de material 
 
5.3. TRANSFERÊNCIA METÁLICA 
 
 É a transferência de metal do eletrodo para poça de fusão através do arco. 
 Esta transferência ocorre por meio de gotas de metal fundido geradas na ponta do 
arame eletrodo (com diferentes tempos de crescimento, dimensões e freqüência de 
crescimento) e é influenciada, dentre outros fatores, pelo material e diâmetro do eletrodo, 
pelo gás de proteção, pela intensidade e polaridade da correntre de soldagem, pelo 
comprimento do arco e pela pressão ambiente. 
 O modo pelo qual o material é transferido no arco determina a estabilidade do 
processo e afeta fortemente a quantidade de respingos gerada, a posibilidade de 
 
 
27 
 
 
soldagem em várias posições, a qualidade/geometria da solda e a aparência superficial 
do cordão de solda. 
 
5.3.1. FORÇAS QUE GOVERNAM A TRANSFERÊNCIA METÁLICA 
 
 A gota, desde o início de seu crescimento na ponta do arame eletrodo, fica 
submetida à ação de uma série de forças que podem atuar favoravelmente ou não ao seu 
destacamento. 
 A gota é transferida quando o somatório das forças de destacamento supera o 
somatório das forças de retenção (modelo conhecido como Equilíbrio de Forças 
Estáticas). No caso, as principais forças que agem sobre a gota são: força gravitacional 
(Fg), força eletromagnética (Fem), Força devido à tensão superficial do metal fundido 
(Fɤ), força de arraste dos gases (Fa) e força de reação por vaporização (Fv), ilustradas na 
figura abaixo. 
 
 
Balanço de forças na ponta do eletrodo 
 
 O mecanismo de destacamento se altera quando a corrente de soldagem supera 
um certo valor, denominado de corrente de transição. 
 Acredita-se que o mecanismo que passa a atuar predominantemente sobre a 
transferência das gotas é o denominado de Instabilidade Pinch. 
 De uma forma simplificada, acima de certo valor de corrente e, consequentemente, 
com uma maior geração de calor, a ponta fundida no eletrodo torna-se cilíndrica e não 
mais em formação progressiva de uma gota. 
 O rompimento desse cilndro em gotas sequenciais decorre da instabilidade da 
coluna de líquido. As forças magnéticas tendem a estrangular, ou apertar (“pinch”), o 
metal líquido na região de menor diâmetro. Quando o efeito Pinch supera o efeito da 
tensão superficial, a coluna se rompe e uma pequena gota residual se forma (figura a 
seguir). No caso, os efeitos das outras forças (força gravitacional, força de arraste e força 
de vaporização) passam a ser despresíveis. 
 
 
Efeito pinch (esquemático) 
 
 
 
 
 
 
 
 
28 
 
 
5.3.2. TIPOS DE TRANSFERÊNCIA METÁLICA 
 
 Ainda que existam várias classificações dos tipos de transferência metálica, pode-
se dizer que elas são quatro: curto-circuito, globular, spray (aerosol) e controlada. 
 
a) Transferência por curto-circuito 
 
 A transferência por curto-circuito ocorre quando se usam baixos valores de tensão 
e corrente e é o modo normalmente usado para soldagem fora de posição ou na união de 
peças de pequena espessura, quando baixa energia de soldagem é necessária. Uma gota 
de metal se forma na ponta do eletrodo e vai aumentando de diâmetro, até tocar na poça 
de fusão, sendo rapidamente atraída para esta, como conseqüência da ação da tensão 
superficial. Este modo de transferência caracteriza-se por uma grande instabilidade no 
arco, podendo apresentar a formação intesa de respingos. Entretanto, a quantida de 
respingos pode ser limitada pela seleção adequada de parâmetros de soldagem e ajuste 
da indutância na fonte de soldagem, de forma que os curto-circuitos ocorram de forma 
suave, com um valor máximo de corrente durante o curto-circuito limitado e de modo que 
a ponta do eletrodo fique parcialmente mergulhada na cratera da poça de fusão. As duas 
figura a seguir ilustram a formação e transferência de uma gota metálica e variações 
típicas da tensão e da corrente de soldagem de uma sequência de curto-circuito. 
Respectivamente. 
 
 
Imagens obtidas a partir de filmagem de alta velocidades da transferência por curto-circuitoOscilograma da transferência por curto circuito para um arame 
de aço inoxidável (AWS E308) de 1mm de diâmetro, Gás Ar2%O2 
 
b) Transferência Globular 
 
 A transferência globular ocorre com valores intermediários de tensão e corrente de 
soldagem e resulta em um arco mais estável que no caso anterior, contudo, a 
transferência é mais caótica e imprevisível. O diâmetro médio das gotas transferidas varia 
com a corrente, tendendo a diminuir com o aumento desta, mas, em geral, é maior que o 
diâmetro do eletrodo. A transferência globular é caracterizada por um nível de respingos 
relativamente elevado e, como gotas de metal fundido se transferem principalmente por 
ação da gravidade, sua utilização estaria limitada à posição plana, mas, em função de seu 
 
 
29 
 
 
caráter casuístico, é evitada. As duas figuras a seguir ilustram uma transferência globular 
e os oscilogramas típos respectivamente. 
 
 
Transferência globular (imagem de filmagem de alta velocidade) na soldagem (200A) 
com eletrodo de aço baixo carbono (1,6mm) e proteção de Ar2%O2 (Jones et all. , 1998) 
 
 
Oscilograma de transferência globular para um arame ER70S6 de 1,2mm de diâmetro, Gás CO2 
 
c) Transferência Spray (aerosol) 
 
 À medida que se aumenta a corrente de soldadagem, o diâmetro médio das gotas 
de metal líquido que se transfere para a peça diminui, até que, acima de uma certa faixa 
relativamente estreita de valores, conhecida como “correne de transição”, há uma 
mudança brusca no modo de transferência, que passa de globular para spray. Neste 
modo as gotas de metal são pequenas, com diâmetro menor que o do eletrodo e seu 
número bastante elevado. As duas figuras a seguir ilustram uma transferência por spray e 
comportamento típico da tensão e corrente respectivamente. 
 
 
Transferência spray com eletrodo de aço (1,6mm) e proteção de Ar2%O2 para 300A 
 
 
Oscilograma de transferência spray para um arame ER70S6 de 1,2mm de diâmetro, Gás Ar25%CO2 
 
 A transferência por spray só ocorre para determinados gases ou misturas de gases 
de proteção. Na transferência por spray, o arco é bastante estável, praticamente não há 
ocorrência de respingos e o cordão obtido é suave e regular. 
 Na transferência por spray as gotas metálicas sofrem a ação de várias forças de 
origem eletromagnética, que se sobrepõem à ação da força gravitacional e, assim, em 
princípio, este método seria aplicável a qualquer posição de soldagem. Entretanto, como 
 
 
30 
 
 
esta transferência só é possível com correntes relativamente elevadas, não pode ser 
usada na soldagem de chapas finas, e sua utilização fora da posição plana pode ser 
problemática, devido ao tamanho elevado da poça de fusão, de dificil controle. 
 
d) Transferência Controlada 
 
 Na soldagem com fontes eletrônicas é possível obter outros modos de 
transferência que podem ser obtidos pela introdução de perturbações controladas na 
corrente de soldagem e/ou alimentação de arame. Estas perturbações tem como objetivo 
obter uma transferência controlada de metal de adição com as características desejáveis 
da transferência por spray, mas com níveis bem mais baixos de corrente média, de forma 
a permitir a sua utilização na soldagem com chapas finas ou fora da posição plana. 
 A transferência controlada mais usada é a pulsada, que é um tipo de transferência 
aproximadamente globular, porém mais estável e uniforme, conseguida pela pulsação da 
corrente de soldagem em dois patamares, um inferior à corrente de transição e outro 
superior a esta, de modo que durante o período de tempo em que a corrente é baixa uma 
gota se forma e cresce na ponta do arame e esta é transferida quando o valor da corrente 
salta para o valor elevado. Uma limitação desse modo de transferência é a introdução de 
novas variáveis (de pulsação) no processo MIG/MAG, dificultando ainda mais a seleção e 
otimização de parâmetros para soldagem. A figura abaixo ilustra a pulsação de corrente. 
 
 
Representação esquemática da pulsação de corrente, Ip: correne de pico, 
Ib: corrente de base, Ic: corrente de transição, tp: tempo de pico, tb: tempo de base. 
 
 
 
 
 
31 
 
 
PROCESSO DE SOLDAGEM ELETRODO REVESTIDO 
 
1. O ARCO ELÉTRICO 
 
 O arco elétrico é a fonte de calor mais utilizada na soldagem por fusão de materiais 
metálicos, pois apresenta uma combinação ótima de características, incluindo uma 
concentração adequada de energia para a fusão localizada do metal base, facilidade de 
controle, baixo custo relativo do equipamento e um nível aceitável de riscos à saúde dos 
seus operadores (Modenesi, 2001). 
 O arco elétrico consiste de uma descarga elétrica, sustentada através de um gás 
ionizado, a alta temperatura, conhecido como plasma, podendo produzir energia térmica 
suficiente para ser usado em soldagem, pela fusão localizada das peças a serem unidas 
(figura abaixo). 
 
Esquema do Arco Elétrico. 
 
2. FUNDAMENTOS DO PROCESSO 
 
 A soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW – Shielded Metal Arc Welding) é 
um processo no qual a união dos metais é obtida pelo aquecimento destes por um arco 
voltaico estabelecido entre um eletrodo revestido e a peça [1]. 
 O eletrodo é formado por um núcleo metálico, ou seja, a alma, com 250 a 500 mm 
de comprimento, revestido por uma camada de minerais (argila, fluoretos, carbonatos, 
etc) e/ou outros materiais (celulose, ferro ligas, etc), com um diâmetro total típico entre 2 e 
8mm. A alma do eletrodo conduz a corrente elétrica e serve como metal de adição. O 
revestimento gera escória e gases que protegem da atmosfera a região sendo soldada e 
estabilizam o arco. O revestimento pode ainda conter elementos que são incorporados à 
solda, influenciando sua composição química e características metalúrgicas. A figura 
abaixo ilustra o processo. 
 
 
Região do arco na soldagem com eletrodo revestido. 
 
 Neste processo não se utiliza gás de fonte externa, pois a proteção contra as 
contaminações trazidas pelo ar atmosférico (a saber, corrosão e fragilidade no cordão de 
solda) são feitas pelo próprio revestimento do eletrodo. 
 
 
32 
 
 
 O equipamento de soldagem consiste na fonte de energia, conhecida por máquina 
de soldagem, cabos e eletrodos, conforme esquematizado na figura abaixo. 
 
 
Esquema geral do precesso eletrodo revestido 
 
 Além disto, são utilizados os equipamentos de segurança para o soldador 
(máscara, mangote, avental, luvas, perneira, etc.) e para a limpeza do cordão e remoção 
de escória (picadeira e escova metálica). 
 
3. VANTAGENS E LIMITAÇÕES 
 
 A soldagem a arco com eletrodo revestido apresenta muitas vantagens: 
a) Equipamento simples, portátil e barato; 
b) Não necessita gases externos; 
c) Pouco sensível à presença de correntes de ar (trabalho no campo); 
d) Processo muito versátil em termos de materiais soldáveis; 
e) Facilidade para atingir áreas de acesso restrito. 
 
 Por outro lado, têm-se como aspectos desfavoráveis: 
a) Aplicação difícil para materiais reativos (refratários); 
b) Produtividade relativamente baixa; 
c) Exige limpeza após cada passe. 
 
4. APLICAÇÕES 
 
 Devido às características apresentadas, a soldagem a arco com eletrodo revestido 
é utilizada para soldagem de produção, manutenção e montagens no campo. 
 Em relação aos materiais, esse processo permite soldagens de aços carbono e 
ligado, de ferro fundido e de alumínio, níquel e suas ligas. 
 
5. EQUIPAMENTOS 
 
5.1. Fonte de soldagem (estudado no módulo fonte de energia) 
 
5.2. Porta-eletrodo e Grampo Terra 
 
 O porta-eletrodo (figura abaixo) é um acessório que serve para prender o eletrodo 
através de suas garras de contato. É construído de cobre com suas partes externas 
totalmente isoladas. 
 
 
33 
 
 
 É fundamental a correta fixação e boa isolação dos cabos para que os riscos de 
choque sejam minimizados. As garras devem estar sempre em bom estado de 
conservação, o que ajudará a evitar os problemas de superaquecimento e má fixação do 
eletrodo, podendo vir a soltar-se durante a soldagem.Porta-eletrodo 
 
 Um porta-eletrodo é dimensionado para trabalhar em uma determinada faixa de 
diâmetros. Esta limitação ocorre devido, não só da abertura máxima nas garras para 
encaixar o eletrodo, mas, principalmente, pela corrente máxima que pode conduzir. 
 Um porta-eletrodo para ser utilizado em valores de corrente mais elevados, 
necessita ser mais robusto, o que fará com que seu peso aumente. Como o peso é um 
fator determinante na fadiga do soldador, deve-se sempre procurar especificar o menor 
porta-eletrodo possível, para a faixa de corrente que se pretende trabalhar. 
 
 O grampo terra (ou grampo massa) é um acessório de conexão do cabo de 
retorno (terra) à peça, construído de cobre ou alumínio, figura abaixo. 
 
 
Grampo terra 
 
5.3. Cabo Flexível 
 
 Os cabos transportam a corrente elétrica da fonte de energia ao porta-eletrodo 
(cabo de soldagem), e da peça de trabalho para a fonte de energia (cabo de retorno ou 
terra) para possibilitar a soldagem. 
 Os cabos podem ser de cobre ou de alumínio e devem apresentar grande 
flexibilidade de modo a facilitar o trabalho em locais de difícil acesso. 
 Eles são recobertos por uma camada de material isolante, normalmente PVC, que 
deve resistir entre outras coisas à abrasão, sujeira e um ligeiro aquecimento que será 
normal devido à resistência à passagem da corrente elétrica (figura abaixo). 
 
 
Cabo flexível 
 
 
 
 
 
 
34 
 
 
 As bitolas (ou diâmetros) dos cabos dependem basicamente dos seguintes 
aspectos: 
a) corrente de soldagem; 
b) ciclo de trabalho do equipamento; e, 
c) comprimento total dos cabos do circuito; 
 
 Observa-se que, tecnicamente, é conveniente que o cabo possua a maior bitola 
possível. Neste caso, ele será mais robusto e, conseqüência, mais pesado, o que pode 
resultar em fadiga do soldador. 
 A tabela a seguir indica as bitolas recomendadas para cabos de soldagem, para 
um tempo de ciclo total de operação de cinco minutos. 
 
Corrente de soldagem Ciclo de trabalho Diâmetro do cabo (mm) em função de seu comprimento (m) 
(A) (%) 0-15 15-30 30-46 46-61 61-76 
100 20 4 5 6 6.5 7.5 
180 20-30 5 5 6 6.5 7.5 
200 60 6.5 6.5 6.5 7.5 8 
200 50 6 6 6.5 7.5 8 
250 30 6 6 6.5 7.5 8 
300 60 8 8 8 9 10 
400 60 9 9 9 10 12 
500 60 9 9 9 10 12 
600 60 9 9 9 12 2 X 10 
 
5.4. Ferramentas Diversas 
 
 Para a remoção de escória e respingos de solda emprega-se um martelo picador, 
também conhecido como picadeira ou martelo bate-escória (figura abaixo). 
 
 
Martelo picador 
 
 Além da picadeira, podem ser empregadas várias outras ferramentas na soldagem, 
como, por exemplo: 
 
a) escova metálica para remover o óxido de ferro (ferrugem) das chapas a serem 
soldadas e, também, para fazer uma melhor limpeza nos cordões de solda (figura abaixo); 
 
 
 
 
Escova metálica 
 
 
 
35 
 
 
b) tenaz, para segurar peças quentes; 
 
 
 
 
Modelos de tenaz 
 
 
c) gabaritos. 
 
 
Tipos de gabaritos 
 
6. ELETRODOS PARA SOLDAGEM MANUAL A ARCO 
 
6.1. Introdução 
 Um eletrodo é uma vareta metálica preparada para servir como material de adição 
nos processos de soldagem a arco voltaico e pode ser de dois tipos, ou seja, nu ou 
revestido. 
 No caso do eletrodo nu tem-se uma simples vareta de composição definida, pouco 
utilizada atualmente. Por outro lado, o eletro revestido é bastante utilizado. 
 Um eletrodo revestido (figura a seguir), é constituído de um núcleo metálico (alma), 
revestido de compostos orgânicos e minerais, ferro-liga, etc., com porcentagens definidas. 
O eletrodo pode ser revestido por extrusão ou simplesmente banhado, podendo ser fino, 
médio ou espesso. O material do núcleo pode ser ferroso ou não ferroso e sua escolha é 
feita de acordo com o material da peça a ser soldada. 
 
 
Esquemático de um eletrodo revestido Eletrodo revestido E 6013 
 
 
 
36 
 
 
 Os compostos de revestimento vêm sob forma de pó, unidos por um aglomerante 
"cola", normalmente silicato de potássio ou de sódio. 
 
6.2. Funções do revestimento 
 
 As principais funções do revestimento do eletrodo são: 
 
a) elétricas (isolamento): O revestimento é um mau condutor de eletricidade. Assim, 
isola a alma do eletrodo, evitando que em um eventual contato não haja a abertura de 
indesejáveis arcos de solda laterais; 
 
b) físicas e mecânicas: O revestimento fornece gases para formação da atmosfera 
protetora das gotículas do metal contra a ação do ar ambiental (21% oxigênio, 78% 
nitrogênio e 1% de outros gases). O revestimento se funde e depois se solidifica sobre um 
cordão de solda, formando uma escória de material não metálico que protege o cordão da 
oxidação pela atmosfera normal, enquanto a solda está resfriando. O revestimento 
proporciona o controle da taxa de resfriamento e contribui no acabamento do cordão; 
 
c) metalúrgicas: O revestimento pode contribuir com elementos de liga de maneira a 
alterar as propriedades da solda, até mesmo no caso de elementos que são altamente 
voláteis. Esses elementos podem ser incorporados ao revestimento para substituir o que 
se perdeu com a queima do mesmo (um exemplo: o cromo na solda em aço inox); outros 
ainda incorporam pó de ferro para aumentar o material depositado e aumentar com isso a 
eficiência da solda. 
 
6.3. Tipos de revestimento 
 
 Na composição química do revestimento de um eletrodo, são utilizados diversos 
componentes químicos com diferentes funções como pode ser visto na tabela abaixo. 
 
Elementos dicionados no revestimento 
FUNÇÕES BUSCADAS ELEMENTOS ADICIONADOS 
Formadores de gás Celulose, dolomita, CaCO3, etc. 
Formadores de escória e materiais 
fundentes 
Argila, talco, TiO2, CaCO3, SiO2, Fe-Mn, FeO, feldspato, asbestos, 
etc. 
Estabilizadores de arco TiO2, ilmenita, silicatos de Na e K, etc. 
Desoxidantes Fe-Si, Fe-Mn, Fe-Cr, etc. 
Elementos de liga Fe-Ni, Fe-Mn, Fe-Cr, etc. 
 
 Nesta classificação, o elemento que se encontra em maior teor no revestimento é 
aquele que será utilizado como base. Assim também será possível separar os eletrodos 
em função de sua composição química. Esta classificação é a mais importante, pois é a 
que servirá de base para as normas internacionais. 
 Os grupos de revestimentos segundo esta classificação são apresentados a seguir: 
 
a) Revestimento Rutílico: Este revestimento contém grandes quantidades de rutilo (TiO2 
- dióxido de Titânio), e produz uma escória abundante, densa e de fácil 
destacabilidade. Estes eletrodos caracterizam-se por serem de fácil manipulação, e por 
poderem ser utilizados em qualquer posição, exceto nos casos em que contenham um 
grande teor de pó de ferro. Utilizados em corrente contínua ou alternada produzirão um 
cordão de bom aspecto, porém com penetração média ou baixa. A resistência à 
fissuração a quente é relativamente baixa, e estes eletrodos são considerados de 
grande versatilidade e de uso geral. 
 
 
 
37 
 
 
b) Revestimento Básico: Este revestimento contém grandes quantidades de carbonatos 
(de cálcio ou outro material) e fluorita. Estes componentes são os responsáveis pela 
geração de escória com características básicas que, em adição com o dióxido de 
carbono gerado pela decomposição do carbonato, protege a solda do contato com a 
atmosfera. Esta escória exerce uma ação benéfica sobre a solda dessulfurando-a e 
reduzindo o risco de trincas de solidificação. Este revestimento desde que armazenado 
e manuseado corretamente, produzirá soldas com baixos teores de hidrogênio 
minimizando com isto os problemas de fissuração e fragilização induzidos por este 
elemento. A penetração é média e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas, 
particularmente em relação à tenacidade. Os eletrodos com este revestimento são 
indicados para aplicações de alta responsabilidade, para soldagens de grandes 
espessuras e de elevado grau de travamento. Para além disto, é recomendado para 
soldagem de aços de pior soldabilidade como por exemplo os aços de alto teor de 
carbono e\ou enxofre ou