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CONSUMíVEIS CONSUMÍVEIS 1 – CONCEITO 1. 1 -INTRODUÇÃO De acordo com a definição já estudada no Módulo 2 (Terminologia), Consumíveis de Soldagem são todos os materiais empregados na deposição ou proteção da solda, tais como: eletrodos revestidos, varetas, arames sólidos (eletrodos nus) e arames (eletrodos) tubulares, fluxos, gases e anéis consumíveis. A seleção dos consum[veis depende, principalmente, do processo de soldagem que, por sua vez, é escolhido em função base; Geometria e ti posição de soldagem Habilidade do soldad ora. ipo os quais: Metal de peça a ser soldada; a; produtividade; 1. TIPOS DE CONSUMIVEIS DE SOLDAGEM EM FUNÇÃO DO PROCESSO DE SOLDAGEM Os próximos sub-itens apresentarão os consumíveis de soldagem relativos ao processo de soldagem em evidência. 1. 2. 1 – Utilizados em Soldagem a Gás (processo de soldagem que utiliza energia termoquímica) – Gases combustíveis: Acetileno, Propano, Butano, Gás Natural, entre outros; – Gases comburentes: Oxigênio, Ar atmosférico (quase nunca usado); – Varetas; – Fluxos (Fundentes). 2 1. 2. 2 -Utilizados em Soldagem a Arco Elétrico (processo de soldagem que utiliza energia elétrica) 1. 2. 2. Arco elétrico entre processo de soldagem foi inicialmente desenvolvido para usar gases do tipo inertes (exemplo: argónio e hélio) para proteger a poça de fusão e o arco elétrico da ação dos gases encontrados na ar atmosférico. por esta razão, ele fol batizado como T. I. G. (Tungsten Inert Gas). Anos mais tarde, houve a introdução dos gases ativos (C02 elou 02) nos gases inertes, juntamente com o desenvolvimento de eletrodos de tungstênio ligados a óxidos de tório, cério, entre outros, este processo passou a ser chamado de Gas Tungsten Arc Welding (GTAW).

Vareta, maciça ou fluxada GTAW manual) e arame, não energizado (GTAW mecanizado); Gases puros (Argônio, Hélio) e misturas gasosas (Argónio elou Hélio + C02 ; Ar + 02 ; Ar + C02 + 02). 1. 2. 2. 2 – Arco elétrico entre o eletrodo consumlVel e a peça: Soldagem Manual com Eletrodo Revestido (SMAW) Eletrodo Revestido CONSUMIVEIS 1. 2. 2. 3- Arco elétrico entre o eletrodo consumlVel nu e a peça Soldagem a Arco Submerso (SAW) Eletrodos (nus e compostos) e Fluxo – soldagem com proteçao Gasosa (GMAW) [MIG,’MAG] Eletrodo (ou arame) sólido (nu) e arame tubular com núcleo metálico (metal-cored) Gases puros e misturas gasosas –

Soldagem com Arame Tubular (FCAW) com ou sem Proteção Gasosa Com Proteção Gasosa Eletrodo (ou arame) tubular Gases puros e misturas gasosas (ver processo de soldagem GMAW); Sem proteção Gasosa (Autoprotegido) Eletrodo (ou arame) tubular 4 PAGF (Autoprotegido) Eletrodo (ou arame) tubular 2 – NOÇÕES SOBRE ESPECIFICAÇÕES DA AMERICAN WELDING SOCIETY (AWS) A Tabela 4. fornece exemplos de algumas especificações AWS. Tabela 4. 1 – Exemplo de Especificaçoes ASME,’AWS DESIGAÇÃo: ASME seção II Parte C- AWS SFA-S. I / A-5. 1 SFA-S. 2 / A-5. 2 SFA-5. 4 / A-5. 4 SFA-5. 5 / A-5. 5 SFA-5. 9 / A-5. 9 SFA-5. 2 / SFA-5. 17 A-S. 17 SFA-5. 18 / A-5. 18 SFA-5. 20 A-S. 20 SFA-5. 22 / A-5. 2 ESPECIFICAÇÃO PARA Eletrodos de Aço ao carbono para Soldagem Manual a Arco com Eletrodo Revestido (SMAW) Varetas de Aços ao Carbono e Baixa Liga para Soldagem OxiGás (OAN) Eletrodos de Aço Inoxidável para Soldagem Manual a Arco com Eletrodo Revestido (SMAW) Eletrodos de Aço Baixa Liga para Soldagem Manual e Arco com Eletrodo Revestido (SMAW) Eletrodos Nus e Varetas para Soldagem de Aço Inoxidável Eletrodos de Tungstênio e suas Ligas para Soldagem e Corte a Arco Eletrodos de Aço ao Carbono e Fluxos para Soldagem Arco Submerso (SAW) Metais de Adição de Aço ao Carbono para Soldagem a Arco com Gás de Proteção Eletrodos de AÇO ao Carbono para Soldagem a Arco com Arame Tubular (FCAW) Eletrodos de Aço Inoxidável para Soldagem a Arco com Arame Tubular (FCAW) e Varetas com Núcleo Fluxado de Aço Inoxidavel para Soldagem TIG (GTAW) Eletrodos de Aço Baixa-Liga e Fluxos para Soldagem a Arco Submerso (SAW) Eletrodos de Aços ao Carbono e Baixa-Liga e Fluxos para Soldagem Eletro-Escória (ESW) Eletrodos de Aços ao Aços ao Carbono e Baixa-Liga e Fluxos para Soldagem Eletro- Escória (ESW) Eletrodos de Aços ao Carbono e Baixa-Lga para Soldagem Eletro-Gás (EGW) Eletrodos e Varetas de Aço Baixa- Liga para Soldagem a Arco com Gás de proteção Eletrodos de Aço Baixa-Liga para Soldagem a Arco com Arame ubular (FCAW) SFA-5. 23 / A-5. 23 SFA-5. 25 / A-5. 25 SFA-5. 26 / A-5. 26 SFA-5. 28 / A-5. 28 SFA-5. 29 / A-5. 29 2. 1 – DIFERENÇA ENTRE “ESPECIFICAÇAO” E “CLASSIFICAÇAO” A especificação indica os requisitos para os consumíveis de acordo com seu emprego. ara enquadrarem-se numa especificação AWS, os consumíveis devem atender a requisitos específicos, tais como: Propriedades mecânicas do metal depositado (ensaio e tração, de dobramento, de impacto); Composição química do consumível de soldagem ou do metal depositado; Sanidade do metal depositado, verificada por meio de exame radiográfico. A especificação AWS estabelece as condições de testes para os consumíveis a serem realizados pelo fabricante, a fim de verificar se a solda produzida apresenta as propriedades mecânicas mínimas exigidas. Desta forma, a especificação, além de classificar os consumíveis, determina que os mesmos atendam a requisitos de: Fabricação, critérios de aceitação, composição química do metal depositado, propriedades mecânicas do etal depositado, exame radiográfico do metal depositado, embalagem, identificação, garantia, etc. Por outro lado, a classificação AWS refere-se depositado, embalagem, identificação, garantia, etc.

Por outro lado, a classificação AWS refere-se a um consumível e a respeito do mesmo, fornece, em valores aproximados, algumas de suas propriedades mecânicas (limite de resistência, impacto), como também sua composição química e particularidades relativas ao revestimento, ou seja, fornecendo ao consumível uma designação lógica, que permita identificá-lo mais facilmente e suas características principais. Portanto, a diferença entre especificação e classificação é: A especificação AWS determina de maneira exata as caracteristicas de um consumível e dá garantias sobre suas propriedades. ENQUANTO QUE: A classificação AWS apresenta uma maneira lóglca de desgnar um consumlVel. 3 – FAMILIARIZAÇAO COM AS CLASSIFICAÇOES AWS DE CONSUMÍVEIS Nas especificações AWS, os consumíveis são designados por um conjunto de algarismos e letras com um dos seguintes prefixos: E R B F ER SG Eletrodo para soldagem a arco elétrico (“electrode”); Vareta para soldagem a gás (“rod”);; Metal e adição para brasagem (“brazing”); Fluxo para arco submerso (‘flux”); Indica a possibilidade de aplicação com eletrodo nu (arame) ou vareta; Gás de proteção (“shielding gas’); A seguir, serão dados exemplos de critérios e sistemas de classificação dos consurmveis que foram listados na tabela 4. 1. 3. 1 – CLASSIFICAÇAO DOS GASES ESPECIFICAÇAO AWS A5. 32-97 DE PROTEÇÃO DE ACORDO COM AS 3. 1. 1 – Generalida PAGF s OF DOS GASES ESPECIFICAÇÃO Aws A5. 32-97 DE PROTEÇÃO DE ACORDO COM AS 3. 1. – Generalidades Na seleção de gases de proteção adequados para a soldagem de determinados materiais, os eguintes fatores devem se considerados: composição química e espessura do metal de base, posição de soldagem e tipo de corrente. Os gases de proteção para soldagem são de dois tipos: . Potencial de Ionização (tabela 4. 2) Gás Inertes e Reativos. 3. 1. 1 1- Potencial de Ionização (V) Argônio Hélio C02 Nitrogênio Hidrogênio 02 Densidade (kg,’m3) 1,784 0,178 1,977 1,161 0,083 1,326 15,75 24,58 14,40 15,50 15,60 12,50 7 3. 1. 2 – Gases Inertes Os gases inertes são aqueles que não reagem com o metal líquido da poça de fusão.

Os gases inertes mais utilizados na soldagem são: Argônio e Hélio. A – Argónio O Argônio (Ar) é um gás inerte, monoatômico pesado, com peso atômico igual a 40 (aproximadamente 1,4 vez mais pesado do que ar). Este gás pode ser usado sozinho, como também combinado com um outro gás. O Ar pode ser usado na soldagem de metais ferrosos e não ferrosos (aluminio, cobre, niquel, magnésio e suas ligas). O baixo potencial de ionização (15,75 eV) requer baixas tensões de arco elétrico, favorecendo a abertura e establlidade do arco. Esse gás é obtido da atmosfera pela liquefação do ar e purificado até o estágio de 99,995% (grau solda).

O argônio ? muito utilizado na soldagem de material de fina e média espessura, principalmente na solda em do PAGF 6 muito utilizado na soldagem de material de fina e média espessura, principalmente na soldagem do aluminio, cobre, magnésio e suas ligas. Em metais ferrosos, o argônio no estado puro deve ser evitado, devido, principalmente, à baixa fluidez da poça de fusão. Para contornar este problema, procura-se, então adicionar um gás ativo como, por exemplo, o Oxigênio e/ ou C02 (dióxido de carbono), que, além de proporcionar uma maior fluidez à poça de fusão, produzindo um cordão de solda om melhor acabamento visual, estas adições também melhoram a condutibilidade elétrica do arco elétrico, aumentando sua estabilidade elétrica. Por estas razões, o processo MIG não é indicado na soldagem dos aços.

O baixo potencial de ionização do Ar implica numa baxa condutibilidade térmica deste gás, o que faz com o Ar produza um cordão de solda com uma baixa penetração em suas bordas e um boa penetração na direção da coluna do arco. Baixa condutibilidade térmica do gás requer uma menor tensão do arco, o que faz com o arco seja aberto mais rapidamente e que seja mantido aberto com uma boa stabilidade. 8 As misturas de Ar + COZ Ar + 02 e Ar + CO 2 + 0 2 mais utilizadas na indústria foram desenvolvidas em função de testes em diferentes tipos de materiais, estando, hoje, definidas conforme indicado na Tabela 4. 3. Tabela 4. 3 -Composições da Mistura Ar + CO 2, Ar + 0 2 e Ar + C02 + 0 2 em função dos Metais de Base.

Ar 98 CO 2 0 2 2 Aço Aço A PAGF 7 2, Ar + 0 2 e Ar + C02 + 0 2 em função dos Metais de Base. Ar (%) 98 CO 2 0 2 2 AÇO AÇO AÇO AÇO Aço Aço Aço Aço Metal de Base ao carbono baixo carbono de alta resistência Inoxidável ao arbono baixo carbono de alta resistência Inoxidável, classe 300 ao carbono baixo carbono de alta resistência 95 90 10 Aço ao carbono 88 g 3 Aço ao carbono Aço baixo carbono 75 25 O argônio misturado ao CO 2 proporciona maior estabilidade do arco, sendo muito utilizado na soldagem MAG de aço carbono. O CO 2 é misturado ao argônio em percentagens variáveis de 8 a 25%, melhorando sensivelmente as propriedades mecânicas da junta soldada.

A mistura 75% de Ar + 25% CO 2 é multo empregada no processo de soldagem com arame tubular, pois proporciona excepcional estabilidade do arco e acelera a olidificação da poça de fusão. favorecendo, portanto, a utilização de maiores velocidades de soldagem. A desvantagem do He apresentar um alto potencial de ionização é que esta característica dificulta a abertura do arco elétrico. pelo fato do He ser bem mais leve do que a ar atmosférico, isto exige que a sua vazão seja, aproximadamente, de 2 a 3 vezes maior do que a do Ar para fornecer a mesma proteção. Também por esta característica, o He é indicado na soldagem de juntas na posição sobre-cabeça. Apesar da alta condutibilidade térmica gerada pelo He, o cordão de solda roduzido não apresenta grandes penetrações, como aqueles produzidos pelo Ar e C02.

Os cordões produzidos pelo He apresentam uma baixa relação: largura / profundidade. Os altos valores de aporte térmico gerado pelo He ajuda a produzir soldas com uma penetração “arredondada” e reforços com baixa dimensão. O He pode ser usado sozinho como gás de proteção, porém, na prática, ele estará sempre sendo usado em combinação com Ar. Hoje em dia, já existem misturas gasosas formadas por He e C02. Esse gás é obtido a partir do gás natural e purificado até alcançar 99,99% de pureza. Tem como vantagem maior rendimento, porém, seu uso é limitado a soldagens que utilizem corrente contínua. Este gás, quando utilizado sozinho, produz uma transferência metállca do tipo “globular.

Devido ao seu maior custo em relação ao argônio, o gás hélio é empregado apenas quando suas características físicas se fazem necessárias, ou se hélio é empregado apenas quando suas características físicas se fazem necessárias, ou seja, na soldagem de metais que possuem alta condutibilidade térmica, como o cobre e suas ligas e o alumínio e suas ligas. 3. 1. 3 – Gases Reativos Os gases reativos são aqueles que reagem om o metal liquido da poça de fusão, podendo alterar as propriedades mecânicas do metal de solda. Os gases reativos podem ser de dois tipos: Ativos e Redutores. 3. 1. 3. 1 – Gás Ativo A – C02 (gás carbônico) O gás ativo mais empregado na soldagem é o C02 que, além de poder ser utilizado sozinho na proteção da poça de fusão, pode também ser utilizado com o Ar (soldagem de aços ao carbono e baixa liga) e o He (soldagem dos aços inoxldáveis série 300). O COZ é um gás barato e, por isso, é o gás de proteção mais usado no Brasil. ? preciso informar que à temperatura ambiente, o C02 não é um gás ativo. Quando este gás passa pelo arco elétrico (quando a temperatura se encontra acima de 3. 000 oc), o C02 se dissocia sob a forma de CO (monóxido de carbono) e oxigênio atômico. É exatamente o oxigênio, em seu estado livre, que irá produzir uma ação oxidante (ou ativa) no interior do arco elétrico. Devido a esta atmosfera altamente oxidante, o metal líquido (poça de fusão) tende a se oxidar, gerando Feo (óxldo de ferro), que irá se direcionar para a escória. Fe+ O Feo (1) Após esta reação de oxidação (1), o carbono (C) encontrado na poça-de-fusão irá re