Solda Eletrodo Revestido e TIG

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Processo de Preparação e Soldagem em Processo Eletrodo Revestido e TIG
	1. Introdução 
	2. Definição de Soldagem
	3. Arco Elétrico
	4. Eletrodo Revestido
	5. Tipos de Revestimentos e Características
	6. Classificação dos Eletrodos Revestidos
	7. Juntas típicas e Posições de Soldagem
	8. Zona Termicamente Afetada
	9. Equipamento
	10. EPI e EPC
	11. Processo de Soldagem TIG
	
	
	O processo de soldagem é um dos processos mais importantes e mais usados na indústria seja como uma etapa do processo, ou na manutenção. 
	Surgiu após a descoberta do arco elétrico, em 1865, quando um inglês obteve a primeira patente de soldagem, após unir com sucesso duas peças de ferro passando uma corrente elétrica através de ambas as peças e produzindo uma solda por fusão. 
	Vinte anos depois foi registrada na Inglaterra a primeira patente de um processo de soldagem, o arco elétrico era estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça a ser soldada fundindo os metais a medida que o arco era passado sobre a junta a ser soldada. 
	Em 1890, surgiu o eletrodo metálico sem revestimento e os métodos foram sendo aprimorados, porém, as soldas eram de baixa qualidade e verificou-se a necessidade de uma proteção para o arco elétrico dos agentes atmosféricos e um revestimento criado para o eletrodo formava uma proteção gasosa para o arco elétrico e o eletrodo revestido foi criado atingindo novos patamares de qualidade e produtividade e de modo geral tornando-se um processo versátil e abrangente.
	
	
Definição de Soldagem – Método de união localizada de materiais através de aquecimento à temperaturas adequadas com ou sem aplicação de pressão, podendo-se usar material de adição. ( Adotada pela AWS - American Welding Society - Associação Americana de Soldagem)
	A Soldagem por eletrodo revestido é um dos tipos de soldagem que utiliza o arco elétrico, portanto, a corrente elétrica torna-se indispensável neste processo.
O Arco Elétrico - O arco elétrico se forma entre o eletrodo e o metal de base produzindo calor, que funde o metal de base e o eletrodo, criando a poça de fusão.
	Basicamente, o eletrodo que é o polo (+) e o metal de base, que é o polo (-) são aproximados e ao se tocarem, dão inicio a abertura do arco elétrico. 
	Para soldagem precisamos de baixa tensão e alta intensidade de corrente elétrica. O tipo de corrente e a polaridade dependem do tipo do revestimento do eletrodo a ser utilizado e do tipo de material a ser soldado. Normalmente se trabalha com corrente contínua e se pode variar a polaridade. Combinações de fontes que produzam ambas CA e CC estão disponíveis e proporcionam a versatilidade necessária para selecionar a corrente de soldagem adequada para a aplicação.
Eletrodo Revestido – A proteção do cordão de solda é dada pelo revestimento do eletrodo revestido que é composto de duas partes distintas. Uma parte central que recebe o nome de alma e uma parte externa que recebe o nome de revestimento.
	
	A Alma (haste metálica) do eletrodo, pode ou não ser da mesma natureza que o metal de base. O revestimento tem funções como:
	 - Estabilizar o arco elétrico;
	 - Proteger a poça de fusão da contaminação atmosférica através da geração de gases;
	 - Formar uma escória para a proteção do metal fundido reduzindo a velocidade de solidificação da solda;
	 - Ajustar a composição química do cordão adicionando elementos de liga (molibdênio, cromo, níquel, manganês), desoxidantes (sódio e potássio), estabilizadores de arco (titânio, potássio e cálcio), formadores de escória (sílica e magnetita), materiais que se fundem e formam a atmosfera de proteção do cordão de solda.
	Tanto a composição da alma quanto a do revestimento, dependem do material a ser soldado.
	
Tipos de Revestimentos e Algumas Características
Celulósico - Eletrodo mais comum – AWS E 6010 - Aceita soldagem em CC+ 
 - Elevada produção de gases devido a combustão de materiais orgânicos, principalmente celulose;
 - Alta penetração sendo utilizado nos passes de raiz;
 - Pouca escória, fina e facilmente destacável;
 - Aceita Soldagem em todas as posições;
 - Muito utilizados em tubulações na progressão descendente.
Rutílico – Eletrodo mais comum – AWS E 6013 – Aceita soldagem em CC e CA;
 - Apresenta até 50% de rutilo (TiO2);
 - Fácil manuseio em qualquer posição;
 - Média Penetração; Baixa quantidade de respingos;
 - São utilizados na soldagem de chapas finas apresentando bom acabamento final;
 - Escória de rápida solidificação, facilmente destacável;
 - Requer controle de umidade para que a solda não apresente porosidades.
Básico – Eletrodo mais comum – AWS E 7018 – Aceita soldagem em CC +;
 - Apresentam excelentes propriedades mecânicas, elevado alongamento e resistência a tração;
 - Tem o melhor conjunto de propriedades entre todos os eletrodos;
 - Requer controle de umidade para que a solda não apresente porosidades, absorve muita umidade;
 - Escoria fluida, facilmente destacável;
 - Indicado para cordão de média penetração, soldas de responsabilidade;
 - Muito utilizados em Caldeiras e Vasos de pressão.
Altíssimo rendimento 
 - Adição de pó de ferro (rutílico/básico)
 - Aumenta a taxa de deposição;
 - Aumenta a fluidez da escória devido a formação de oxido de ferro;
 - Melhora a estabilidade do arco elétrico.
	Classificação dos Eletrodos Revestidos
	A especificação da AWS ( American Welding Society - Associação Americana de Soldagem) classifica os eletrodos com base nas propriedades mecânicas e químicas do metal de base, espessura do material, no tipo de revestimento do eletrodo, na posição de soldagem, e no tipo de corrente (CA ou CC). O sistema de classificação é elaborado para fornecer certas informações sobre o eletrodo e o metal de solda depositado. O significado das designações da AWS é mostrado na Figura e na Tabela. 
Exemplo: E6013
E – Eletrodo
60 – Limite de resistência a tração 60.000 PSI
1 – Indica que o eletrodo pode ser usado em todas as posições de soldagem
3 – Pode ser usado com corrente:
	CC+ corrente contínua de polaridade direta
	CC- corrente contínua de polaridade inversa
	CA corrente alternada
É um eletrodo que proporciona uma penetração de solda leve.
	Existem vários parâmetros de soldagem recomendados para soldagem com eletrodo revestido. Alguns eletrodos são muitos sensíveis a umidade e devem ser guardados em uma estufa, ou de acordo com as especificações do fabricante, para que se garanta um bom desempenho.
Equipamentos de Preparação - As ferramentas de preparação e limpeza indispensáveis são a picadeira, a escova de aço, a escova rotativa e a lixadeira.
Zona Termicamente Afetada - é a área da maior importância na soldagem, especialmente nos aços de alta resistência. A zona termicamente afetada (ZTA, veja a Figura) é a região da solda que não se fundiu durante a soldagem, porém, sofreu mudanças microestruturais resultantes do calor induzido pela soldagem. Essa região pode se tornar um elo fraco em uma junta soldada que, em condições normais, seria suficientemente resistente. Se a ZTA se resfriar muito rapidamente em determinados aços, forma-se uma estrutura cristalina frágil e dura conhecida como martensita, podem se desenvolver enormes pressões internas. Os aços carbono e os de mais baixa resistência possuem plasticidade suficiente para acomodar as tensões internas resultantes da pressão do hidrogênio de forma que não causem trincas no aço. Por outro lado, aços que possuam alta dureza e alta resistência não apresentam plasticidade suficiente para acomodar a pressão, e se houver muito hidrogênio pode ocorrer fissuração.
	O defeito causado, conhecido como fissuração a frio (veja a Figura), inicia-se na ZTA, tornando-se particularmente perigoso porque a trinca não fica imediatamente aparente a olho nu. Ela ocorre depois que o metal resfriou de 200°C até a temperatura ambiente, e é muitas vezes chamada de trinca a frio. Esse defeito pode ocorrer logo após o resfriamento até a temperatura ambiente ou pode levar horas, dias, ou mesmo meses antes que aconteça.
Equipamentos - O equipamentode soldagem consiste na fonte de energia, no porta-eletrodos e nos cabos e conexões;
Porta-eletrodos - O porta-eletrodos conecta o cabo de solda e conduz a corrente de soldagem até o eletrodo. Porta-eletrodos estão disponíveis em diferentes tamanhos e amperagem.
Terminal terra - O terminal terra (grampo de retorno) é utilizado para conectar o cabo terra à peça. Pode ser conectado diretamente à peça ou à bancada ou dispositivo ao qual a peça está posicionada. Fazendo parte do circuito de soldagem, o terminal terra deve ser capaz de suportar correntes de soldagem sem superaquecer devido à resistência elétrica. Faz a função de polo + ou – dependendo da polaridade com que se esta trabalhando.
Cabos de solda - Devem ser flexíveis e ter um bom isolamento resistente ao calor. As conexões no porta-eletrodo, o terminal terra e os terminais da fonte de energia devem ser soldados ou bem prensados para assegurar baixa resistência elétrica. O diâmetro do cabo deve ser suficiente para conduzir a corrente elétrica com um mínimo de queda de tensão (Tabelado). 
Fontes de energia - Quando se emprega uma fonte CC aparece a questão do uso da polaridade negativa ou positiva. Alguns eletrodos funcionam com CC+ e com CC-, e outros somente com CC+ ou somente com CC-. Isto irá depender do trabalho a ser realizado, composição de matérias, penetração e resistência desejada.
	Enquanto a polaridade afeta a penetração e a taxa de queima, o revestimento do eletrodo também apresenta forte influência nas características do arco.
EPI - EPC
	O Equipamento de Proteção Individual consiste em touca, óculos, máscara com lente escura, mangotes, avental de raspa de couro, luvas longas, perneiras e sapato com solado isolante.
Regras de segurança relativas ao local de trabalho
Incêndios e explosões - O calor produzido por arcos elétricos e as suas irradiações, por escórias quentes e por faíscas podem ser causas de incêndios ou explosões. Toda área de soldagem deve ser equipada com sistema adequado de combate a incêndio. Todo e qualquer trabalhador deve seguir medidas de prevenção e proteção de modo a garantir a segurança da área de trabalho. 
Eliminar possíveis causas de incêndios - Locais onde se solde não devem conter líquidos inflamáveis (gasolina, tintas, solventes, etc), sólidos combustíveis (papel, materiais de embalagem, madeira, etc) ou gases inflamáveis (oxigênio, acetileno, hidrogênio, etc). 
Instalar barreiras contra fogo e contra respingos - Quando as operações de soldagem não podem ser efetuadas em locais específicos e especialmente organizados, instalar biombos metálicos ou proteções para evitar que o calor, as fagulhas, os respingos ou as escórias possam atingir materiais inflamáveis.
	
	Nunca soldar, cortar ou realizar qualquer operação a quente numa peça que não tenha sido adequadamente limpa. Substâncias depositadas na superfície das peças podem decompor-se sob a ação do calor e produzir vapores inflamáveis ou tóxicos.
	Não soldar ou cortar recipientes fechados ou que não tenham sido devidamente esvaziados e limpos internamente. Eles podem explodir se tiverem contido algum material combustível ou criar um ambiente asfixiante ou tóxico conforme o material que foi armazenado neles.
	Proceder à inspeção da área de trabalho após ter-se completado a soldagem ou o corte. Apagar ou remover fagulhas ou pedaços de metal quente que, mais tarde, possam provocar algum incêndio.
	O local de trabalho deve possuir ventilação adequada de forma a eliminar os gases, vapores e fumos gerados pelos processos de soldagem que podem ser prejudiciais à saúde dos trabalhadores.
Cilindros de gás - Observar as características físicas e químicas dos gases usados e seguir indicação do fornecedor. Somente usar gases reconhecidamente adequados ao processo de soldagem e à aplicação prevista; Somente usar um regulador de pressão específico para o gás usado e de capacidade apropriada à aplicação. Nunca usar adaptadores de rosca entre um cilindro e o regulador de pressão;
	Sempre conservar as mangueiras e conexões de gás em boas condições de trabalho. O circuito de gás deve estar isento de vazamentos. Os cilindros de gás devem sempre ser mantidos em posição vertical.
Regras de segurança relativas ao pessoal
	Nunca tocar em partes eletricamente "vivas“; Aterrar os equipamentos e seus acessórios a um ponto seguro de aterramento garantindo bons contatos elétricos na peça soldada e nos terminais de saída da máquina; Assegurar-se de que todas as conexões elétricas estão bem apertadas, limpas e secas;
	Usar roupa e equipamentos de proteção individual adequados, em bom estado, limpos e secos. Não usar quaisquer adornos, acessórios ou objetos corporais metálicos;
	O soldador ou operador de uma máquina de soldar ou cortar deve trabalhar em cima de um estrado ou plataforma isolante.
Regras de segurança relativas aos equipamentos
	Operar os equipamentos estritamente dentro das características anunciadas pelo fabricante e nunca sobrecarregá-los.
	Nunca usar uma máquina de soldar ou cortar com parte do seu gabinete removida ou mesmo aberta
	Nunca operar equipamentos defeituosos
	Máquinas de soldar ou cortar não devem ser utilizados em locais alagados ou poças de água, salvo quando projetados especialmente ou adequadamente protegidos a critério do fabricante. 	Depois de usar um equipamento de soldar ou cortar, sempre desligá-lo e isolá-lo da sua linha de alimentação.
	Soldagem TIG (sigla em inglês de Tungsten Inert Gas) é um processo de soldagem a arco elétrico entre um eletrodo não consumível de tungstênio e o metal de base com proteção gasosa da poça de fusão, sobre a qual faz-se o acréscimo ou não de um metal de adição, normalmente na forma de um arame relativamente fino, com propriedades semelhantes a do metal de base. O processo também é conhecido em inglês como Gas Tungsten Arc Welding (GTAW). O princípio é o mesmo do tipo de soldagem a eletrodo revestido.
	Na soldagem a arco elétrico a alta temperatura e o choque entre os elétrons livres com átomos e moléculas ionizam o espaço entre o metal de base e o eletrodo gerando calor e fundindo os materiais.
 	O processo TIG, também é uma soldagem a arco elétrico, a diferença esta no eletrodo não consumível utilizado e na forma como a soldagem é protegida. A proteção da poça de fusão é fundamental no processo de soldagem por arco elétrico. 
Processo de Soldagem TIG
Soldagem TIG - No Processo de soldagem TIG o eletrodo é de tungstênio e não é adicionado a poça de fusão, quando é aproximado do metal de base é aberto o arco elétrico através da descarga de alta frequência ao mesmo tempo em que é feito o cordão de solda, a poça de fusão é protegida da contaminação por elementos da atmosfera. Esta proteção é feita por um gás inerte que pode ser o Hélio ou o Argônio ou uma mistura dos dois. 
	O mesmo bocal que envolve o eletrodo distribui uma nuvem de gás que protege a poça de fusão. O Processo TIG pode exigir ou não metal de adição, dependendo do tipo de trabalho. A solda obtida pelo processo TIG é de ótima qualidade. 
 
	O processo TIG, é mais comum em soldagens de chapas finas de aço inoxidável e metais não ferrosos, como alumínio e magnésio. A utilização do processo de soldagem TIG proporciona ao soldador um grande controle da solda, muito acima que o do processo com eletrodos revestidos. 
	Para solda em materiais como: aço, cobre, níquel, titânio , etc, utiliza-se a corrente contínua com polaridade direta aquecendo menos o eletrodo se comparado com a polaridade inversa.
Vantagens do Processo
Soldas de excelente qualidade
Acabamento do cordão de solda
Menor aquecimento da peça soldada
Baixa sensibilização à corrosão intergranular
Ausência de respingos
Pode ser automatizado
Custo do equipamento bastante razoável (atualmente)
Consumíveis e acessórios facilmente encontrados no mercado
Limitações do Processo
Dificuldade de utilização em presença de corrente de ar
Inadequado para soldagem de chapas de mais de 6 mm, para as quais temos outros processos mais eficazes.
Produtividade baixa devido àbaixa taxa de deposição de material
Processo depende da habilidade do soldador, quando não automatizado
Gás - A Seleção do gás de proteção da poça de fusão vai depender do metal a ser soldado. Como o gás é inerte, não reage com elementos da poça de fusão e evita que impurezas sejam depositadas no cordão de solda.
	Este processo gera pouco fumos o que facilita a visualização da soldagem pelo soldador .
Eletrodo – O eletrodo não se consome e dependendo do tipo e espessura do metal a ser soldado e do tipo e intensidade de corrente que se vá usar, o eletrodo pode ser de tungstênio puro ou com adição de zircônio, tório, lantânio e cério. A principal função do eletrodo é conduzir a corrente elétrica até o arco. 
	O eletrodo esta ligado em corrente continua e polaridade direta (eletrodo (-) peça (+)) o que faz com que ele acumule pouca quantidade de calor. Existem valores tabelados de tipo de corrente, a polaridade e a distribuição de calor entre a peça e o eletrodo.
Equipamento – Existe um equipamento adequado para soldagem TIG, seu principal componente é a tocha.
	Dentro da tocha de soldagem fica o eletrodo de tungstênio. Na ponta da tocha fica o bocal que pode ser de cerâmica ou de metal e serve para direcionar o gás que vai proteger a soldagem. A tocha deve ser refrigerada.
	O equipamento possui uma fonte de energia que pode ser um transformador ou um transformador retificador. Possui cabos que levam a corrente elétrica até a tocha e na mesa um grampo de retorno que pode ter a função de polo positivo ou negativo dependendo do trabalho a ser realizado. 
	Peças de espessura pequena, podem ser soldadas sem metal de adição (soldagem autógena). Peças de espessura maior precisam de metal de adição para se obter uma junta soldada de qualidade. 
	Na soldagem TIG a possibilidade de automação é muito grande e se pode movimentar a tocha ou a peça soldada em diversas posições garantindo uniformidade e um cordão perfeito.
Procedimentos a serem observados na execução TIG
	 - A tocha deve permanecer perpendicular a superfície da junta e ao mesmo tempo deve ser levemente inclinada para o lado contrário da soldagem;
	 - A vareta do metal de adição deve ser inclinada no sentido da soldagem;
	 - O movimento da tocha deves ser firme e uniforme enquanto a vareta é introduzida frontalmente na poça de fusão.
	 - A corrente de soldagem deve ser adequada a espessura do metal e o tipo de eletrodo;
	 - Observar a vazão do gás.
Preparação da Superfície – É necessário uma boa preparação da superfície a ser soldada. A junta deve estar livre de graxas, óleos, tintas e outros resíduos para ter um bom desempenho mecânico na união das peças. 
	As ferramentas de limpeza são, a escova de aço, a escova rotativa e a lixadeira. Existem vernizes protetivos que garantem a conservação da superfície preparada para posterior soldagem.
Tipos de Juntas
Execução da Soldagem – Com a peça preparada e a junta pronta, aproxima-se a tocha do metal de base;
	 - Realizar a abertura do gás para expulsar o ar existente nas mangueiras e na tocha;
	 - Após ligar a fonte, ao aproximar a tocha do metal de base para a abertura do arco elétrico, se forma uma cortina de gás através do sistema de pré vazão que existe no equipamento. Quando se aproxima o eletrodo da peça, através do ignitor de alta frequência (gatilho da tocha), o arco elétrico se abre e se forma a poça de fusão. Começa o cordão de solda e é adicionado o metal de adição.
	Ao terminar o cordão de solda a primeira coisa é cortar a corrente elétrica, porém, o gás continua protegendo por um determinado tempo a ultima parte soldada, através do sistema de pós vazão, existente no aparelho. 
Problemas mais comuns – Comprimento fixo do consumível (máx. 1000 mm, em vareta) •
	 - Baixo rendimento 
	 - Limitado a espessuras de 10 mm 
	 - Risco de inclusões de Tungstênio
	 - Boas competências do soldador
	 - Grande sensibilidade às correntes de ar
	 - Custo dos gases de proteção
	 - Baixa produtividade e alto custo