APOSTILA PARA TREINAMENTO EM SOLDAGEM DE ELETRODOS REVESTIDOS
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INSTRUTOR – Marcos Roberto
08/2015
Rua Teyupã, 106 – 106 – Jardim Jardim Inamar – Inamar – Diadema Diadema – – SP SP – – Brasil Brasil – – CEP CEP 09970-340 Fone: (11) 4059-9944 – 4059-9944 – Fax: Fax: (11) 4059-9933 – 4059-9933 – www.weldinox.com.br –
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Sumário Classificação dos eletrodos ..................................................................................... 3 Fontes de energia. .................................................................................................. 3 Classificação conforme a norma AWS .................................................................... 3 Eletrodos para ferro fundido. ................................................................................... 4 Aços Inoxidáveis ..................................................................................................... 5 Eletrodos para solda de aço inox. ........................................................................... 6 Tipos de revestimento para eletrodos inoxidáveis................................................... 7
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Soldas Especiais
Classificação dos eletrodos Os eletrodos são classificados por normas, que através de um código composto de números e letras, determinam suas características principais, resistências, posição de soldagem, corrente a ser usada e seu revestimento. Apesar de que, não sendo as normas iguais entre os paises dos fabricantes de eletrodo, jamais poderemos estabelecer uma tabela de equivalência perfeita entre os eletrodos de fábricas oriundas de outros paises. Portanto estes são classificados segundo normas vigentes e adaptáveis às classificações ou segundo as normas do país em que são fabricados.
Fontes de energia.
C.A. – Corrente Alternada – Transformador – Fornece corrente alternada, não tem polaridade definida e não apresenta o defeito sopro magnético. C.C. – Corrente Contínua – Retificador – Apresenta baixo consumo de energia, não polui e tem pouca manutenção.
Classificação conforme a norma AWS Neste tipo de especificação a seguir, devemos levar em conta somente os eletrodos de baixa liga e aço carbono.
O prefixo “E” designa eletrodo revestido para solda ao arco. Os primeiros dois dígitos dos componentes de quatro dígitos, ou três primeiros dígitos dos componentes de cinco dígitos indicam sua resistência à tração , tendo como unidade de medida PSI ou MPA .
Exemplo: E 60XX = 60.000 PSI ou 414 MPA E 70XX = 70.000 PSI ou 482 MPA E 110XX = 110.000 PSI ou 758 MPA Lembrando: 1 PSI = a 0,00689 MPA PSI = libras por polegadas MPA = Mega Pascal
O terceiro dígito de um numeral de quatro algarismos e o quarto dígito de um numeral de cinco algarismos, indica a posição de soldagem em que o eletrodo pode operar.
Exemplo: E XX1X = todas as posições. E XX2X = posições plana e horizontal; E XX3X = somente posição plana.
O último dígito indica o tipo de revestimento, penetração, corrente, e % de ferro que determina os vários grupos de eletrodos conforme abaixo:
ULTIMO D GITO
CC/CA
0 CC
1 CC/CA
2 CC/CA
REVESTIMENTO celulósico celulósico rutílico PENETRAÇ O Alta Alta Baixa penetrante penetrante ARCO suave % P DE FERRO 0 a 10% 0 a 10% 0
3 CC/CA
4 CC/CA
5 CC
6 CC/CA
7 CC/CA
8 CC/CA
rutílico
rutílico
básico
básico
mineral
básico
Baixa suave
Baixa suave
Média Média Média Média suave suave suave suave 30 a 50% 0 a 10% 30 a 50% 50% 0 0 A adição de uma letra e um número indica eletrodos de baixa liga conforme AWS A5.5. Segue abaixo a relação que compõe esta classificação:
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A1 – 0,5% Mo; B1 – 0,5% Cr / 0,5% Mo; B2 – 1,25% Cr / 0,5% Mo; B3 – 2,25% Cr / 1% Mo; B4 – 2% Cr / 0,5% Mo; B5 – 0,5% Cr / 1%Mo; B6 – 5,0% Cr/ 0,50Mo; B7 – 7,0% Cr/ 0,50Mo; B8 - 9,0% Cr/ 1% Mo; B9 - 9,0% Cr/1% Mo; V,Cu,Nb,N; C1 – 2,5% Ni; C2 – 3,25% Ni; C3 – 1% Ni/ 0,35% Mo / 0,15% Cr; D1 e D2 – 0,25% a 0,45% Mo / 1,75% Mn; G – 0,50% mínimo de Ni / 0,30% mínimo de Cr / 0,20% mínimo Mo / 0,1% mínimo V / sendo que um só dos elementos é requerido; M – 1,25% a 2,50% Ni / 1,40% Cr / 0,30% a 0,35% Mo / 0,05% V; Os revestimentos dos eletrodos podem ser:
Celulósico – Proveniente da polpa de papel – Sua principal característica é alta penetração. Exemplo: E 6010 Básico – CaCO3 (carbonato de cálcio) – Suas características são teor de Hidrogênio baixo, absorve umidade com facilidade, propicia média penetração e bom acabamento. Exemplo: E 7018 Butílico – TiO2 (dióxido de titânio ou rutilo) – Suas principais características são: excelente acabamento, baixa penetração e escória auto destacável. Exemplo: E 6013
Funções do revestimento:
1) 2) 3) 4) 5) 6)
Ioniza o arco (proteção/ estabilidade) Gerar escória (protege o cordão contra O2 e choque térmico) Depositar elementos de liga Desoxidar elementos de liga Soldar em várias posições Dar fluidez à solda (espalhar)
Eletrodos para ferro fundido. São eletrodos produzidos basicamente de níquel. Trata-se de material dúctil que não endurece com a presença de Carbono ( C ). Segundo a norma AWS A 5.15, eles podem ser classificados como:
E NiCl – WI CAST 99 – É fabricado com alma de níquel puro. Apresenta após depósito o teor de Ni de 85%. Possui o revestimento grafítico. É recomendado para o ferro fundido Cinzento e deve ser aplicado em superfície limpa e sem contaminação resultando em depósito facilmente usinável (limável ou mole). WI CAST 88 - Eletrodo especial, desenvolvido pela Weld-Inox, para recuperação de ferro fundido. Pode seu utilizado como alternativa entre Ni puro ( NiCI ) e NiFe.
E NiFeCl – WI CAST 86/ WI CAST 86 S – seu alma é de Ni + Fe na proporção de 60/40 respectivamente. Deposita 55% Ni e o restante Fe. Também possui o revestimento grafítico e
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em ferro fundido nodular, maleável, e eventualmente cinzento. Possui seu depósito usinável. Os ferros fundidos podem ser:
Cinzento – é o mais comum entre os ferros fundidos. Geralmente é produzido em forno CUBILO e em seu processo de produção, passa por uma etapa de envelhecimento. Maleável – É caracterizado pelo aspecto “mole” , o q ual suporta esforço e ligeiros choques. Nodular – Chama-se nodular pelos nódulos de carbono que são formados através de um processo de enriquecimento, que é feito com adição de Magnésio.
Os eletrodos de ferro fundido na maioria das vezes, é aplicado no setor da manutenção de uma industria. Geralmente, são utilizados em pequenas quantidades, porém seu custo é alto.
Aços Inoxidáveis São considerados aços inoxidáveis as ligas ferrosas que contenham uma quantidade de cromo superior a 10%, o que impede o transporte de oxigênio da atmosfera para o metal. Porém outros elementos de liga podem ser encontrados nos aços inoxidáveis, como:
Cromo ( Cr ) – É muito resistente à corrosão. Ele amplia a faixa de estabilidade da ferrita. Níquel ( Ni ) – Este elemento, se adicionado nos aços inoxidáveis, amplia a faixa de
estabilidade da austenita. Também pode auxiliar na formação uma camada para proteção, que aumenta a resistência à corrosão e ao calor. Mang anês ( Mn ) – A adição de pequenas quantidades de Mn, associadas à presença de Ni, melhoram significativamente as funções atribuídas ao Ni. Molibdêni o ( Mo ) – Aumenta a estabilidade na camada passiva e a resistência a corrosão em ácido sulfúrico e na água do mar. Titânio ( Ti ) e Nióbio ( Nb ) – São elementos formadores de carbonetos. Sua presença minimiza a corrosão intergranular. Nitrogênio ( N ) – Melhora a ductilidade (0,5% a 1%) e a dureza (0,3% a 0,4%). Estabiliza a austenita, podendo ser empregado como um substituto do Ni. Carbono ( C ) - Sua adição está relacionada com o tipo de aço inoxidável. Nos aços martensitica, a adição visa aumentar a dureza da martensita e a precipitação de carbonetos, aumentando a resistência mecânica e a resistência ao desgaste. Nos aços austeníticos e ferríticos, o teor de C é limitado devido ao fenômeno de sintetização e corrosão intergranular. Enxofre ( S ) – É considerado impureza e mantido em teores inferiores a 0,040%. Sua adição intencional, em conjunto com o Mn, visa a melhoria da usinabilidade.
Tipos de Aço inoxidáveis:
Ferríticos: O Cromo é o principal elemento de liga, podendo atingir até valores superiores a 25%. O teor de C é mantido abaixo de 0,12% e assim este senão são endurecíeis por têmperas. Eles podem sofrer fragilização á temperaturas da ordem de 475°C e apresenta melhor resistência à corrosão em meios ácidos. Exemplo: Aço 430 Martensitica: São ligas do sistema Fe – Cr – C com teores de C superiores a 0,15%. São endurecíeis por meio dos tratamentos térmicos de têmpera e revenimento, gerando martensita com dureza elevada. São ferro – magnéticos (pega imã). Exemplo: Aço 410, 420. Austeníticos – São ligas do sistema ternário Fe – Cr – Ni. Entre os aços inoxidáveis conformados, é a classe que apresenta maior resistência à corrosão e, consequentemente, são os mais utilizados em componentes industriais sujeitos à corrosão. Apresentam microestruturas austeníticas (CFC) na temperatura ambiente. Também apresentam aumento de dureza quando encruados e são os mais propensos a sofrer a corrosão intergranular.Exemplo: Aço 308, 316, 321.
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Aço inoxidável duplex (austenítiico-ferrítico) que apresenta resistência mecânica e à corrosão superior a dos aços austeníticos. Aço duplex de uso geral nas indústrias petroquímica. Atende PREN mínimo de 33.Exemplo SAF 2205. Aço inoxidável superduplex (PREN >= 40) que apresenta resistência mecânica, resistência à corrosão e tenacidade à baixa temperatura superior aos aços inoxidáveis duplex comuns. Apresenta elevada resistência à corrosão por pites e a ambientes que contêm cloretos. Utilizado na indústria química e petroquímica e em plataformas marítimas de extração de petróleo, óleo e gás. Exemplo SAF 2507.
Eletrodos para solda de aço inox. Em geral a soldagem dos aços inoxidáveis não é realizada pela simples seleção de um eletrodo similar ou metal base. Por exemplo, os inoxidáveis ferríticos podem ser soldados com o E430 WI 43 B ou com austeníticos ou com ligas de níquel. Portanto devem-se tomar precauções ao indicar um eletrodo para solda de inoxidável. Porém segue tabela generalizada, meramente ilustrativa.
METAL BASE ( AISI )
CONSUMÍVEL SUGERIDO
301, 302, 304, 305, 308 304L 303, 303Se 309, 309S 310, 310S 316 316L 317 317L 318, 316Nb 321, 347, 348
WI 8 LR ,WI 8L-17, WI 8 LB, WI 8 LR-AC WI 8 LR ,WI 8L-17, WI 8 LB, WI 8 LR-AC WI 29 Super,WI,29 ,WI 29-17,WI 29 GOLD WI 93 R;WI 93 L-17,WI 93 B WI 10 R,WI;WI 10 B WI 16R;WI 16 L-17; WI 16 B WI 16R;WI 16 L-17; WI 16 B WI 17 R ; WI17 L-17 WI 17 R ; WI17 L-17 WI 18 R WI 47 R ; WI 47-17
METAL BASE ( AISI )
CONSUMÍVEL SUGERIDO
403, 410, 416, 416Se 403, 410 416, 416Se 431
WI 41 R WI 41 R WI 93 R WI 93 L-17 WI 93 R ,WI 93 L-17, WI 29 Super WI 29;WI 29-17 WI 41R, WI 93 R,WI 93 L-17
METAL BASE ( AISI )
CONSUMÍVEL SUGERIDO ( AWS E )
405 405, 430 430F, 430Fse 446
WI 41R, WI 93 R,WI 93 L-17 WI 41 R ,WI 43 B,WI 93 R,WI 93 L-17 WI43 B, WI 41 R,WI 93 R ,WI 93 L-17 WI 93 R,WI 93 L-17
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Tipos de revestimento para eletrodos inoxidáveis.
15 (Básico) – Este tipo de revestimento é caracterizado pelos seguintes aspectos: Alta penetração, acabamento rústico ( rugoso ), escória fina e pode ser utilizado em todas as posições.
16 (Rutílico) – Baixa penetração, acabamento liso ( bom aspecto ), escória alto destacável e soldagem em todas as posições, com exceção da vertical descendente. Possui o filete côncavo.
17 – Possui quase as mesmas características do 16, porém, além do filete convexo, possui maior facilidade de ser utilizado na posição vertical descendente, e tem melhor acabamento que o 16.
26 (Misto) – Possui baixa penetração, acabamento liso, fácil remoção da escória. Deve ser utilizado na posição plana, horizontal e vertical ascendente. Sua principal característica é o alto rendimento, dando um cordão maior do que os outros tipos de revestimento.
