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Dicas essenciais de soldadura SMAW para todas as posições

Última atualização:
4 de maio de 2024
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Índice

A regra comum para operar em várias posições de soldadura é manter o ângulo correto do elétrodo, dominar as três acções do movimento do elétrodo, controlar a forma e a temperatura da poça de fusão, assegurar que as reacções metalúrgicas no metal de solda estão completas, eliminar completamente os gases e as impurezas e conseguir uma boa fusão com o material de base.

A temperatura da poça de fusão está relacionada com a sua forma e tamanho. Observando cuidadosamente as suas alterações e ajustando continuamente o ângulo e o movimento do elétrodo, a temperatura do banho de fusão pode ser controlada para garantir a qualidade da soldadura.

1. Soldadura de posição plana

(1) Características da soldadura de posição plana

As gotas de metal do elétrodo passam principalmente para o banho de solda por gravidade, facilitando a manutenção da forma e do metal do banho de solda. Ao soldar peças de trabalho da mesma espessura, a corrente de soldadura na posição plana é mais elevada do que noutras posições, resultando numa maior produtividade de soldadura. A escória e o metal de solda podem misturar-se facilmente, especialmente durante as soldaduras em ângulo, onde a escória pode avançar e formar inclusões de escória.

Parâmetros e operações de soldadura incorrectos podem levar a defeitos como penetração incompleta, corte inferior ou reforço excessivo. Durante a soldadura topo a topo plana, se os parâmetros ou a sequência de soldadura forem escolhidos incorretamente, pode ocorrer facilmente uma distorção da soldadura. Ao efetuar uma soldadura de uma face com formação de duas faces, a primeira soldadura pode resultar numa penetração desigual e numa má formação do lado posterior.

(2) Ângulo do elétrodo em posição plana

A soldadura de posição plana pode ser dividida em soldadura plana de junta de topo, soldadura de filete de junta sobreposta, soldadura de filete de junta em T, soldadura em forma de barco e soldadura plana de junta de canto, com base na forma da junta de soldadura. O ângulo do elétrodo para a soldadura em posição plana é mostrado na Figura 5-26.

Figura 5-26 Ângulo do elétrodo em posição plana
Figura 5-26 Ângulo do elétrodo em posição plana

a) Soldadura plana de topo
b) Soldadura de filete de junta sobreposta
c) Soldadura de filete em T
d) Soldadura de barco
e) Soldadura plana de junta de canto

(3) Pontos-chave da soldadura na posição plana

Colocar a peça de trabalho na posição de soldadura plana, o soldador segura a pinça de soldadura com a vareta de soldadura presa nela, a face é protegida por um escudo facial (tipo capacete ou manual), faz um arco na peça de trabalho, utiliza a alta temperatura do arco elétrico (6000~8000K) para fundir o metal da vareta de soldadura e o metal de base, as partes fundidas dos metais fundem-se para formar uma poça de fusão. Depois de afastar a vareta de soldadura, a poça de fusão arrefece para formar um cordão de soldadura, que combina firmemente os dois materiais de base separados, conseguindo soldar na posição plana.

1) Dependendo da espessura da chapa, pode ser utilizada uma vareta de soldadura mais grossa, soldada com uma corrente de soldadura maior. Sob as mesmas condições de espessura de chapa, a corrente de soldadura na posição plana é maior do que nas posições vertical, horizontal e suspensa.

2) É melhor utilizar a soldadura por arco curto, que pode reduzir a perda de calor do arco de alta temperatura e aumentar a profundidade da poça de fusão. Evita que os gases nocivos à volta do arco entrem na poça de fusão, reduzindo a oxidação dos elementos do metal de soldadura e a possibilidade de porosidade na soldadura.

3) Durante a soldadura, a haste de soldadura e a peça de trabalho formam um ângulo de 40°~90°, controlam a separação da escória e do metal fundido e evitam que a escória se desloque.

4) Quando a espessura da placa é ≤6mm, a soldagem plana de bunda geralmente usa um sulco em forma de I, e a solda frontal deve usar uma soldagem de arco curto com um diâmetro de haste de soldagem de ф3.2~ф4mm, a profundidade de penetração deve atingir 2/3 da espessura da peça de trabalho. Antes da solda por lascamento traseiro, não é necessário remover a raiz da solda (exceto para componentes importantes), mas a escória deve ser limpa e a corrente de soldagem pode ser maior.

5) Quando há um fenómeno em que a escória e o metal fundido não se misturam claramente durante a soldadura plana de topo, o arco pode ser alongado, a vareta de soldadura inclinada para a frente e podem ser tomadas medidas para empurrar a escória para a parte de trás da poça de fusão para evitar a inclusão de escória.

6) Ao soldar costuras horizontais inclinadas, a soldadura ascendente deve ser utilizada para evitar que a escória flua para a frente da poça de fusão e para evitar defeitos de inclusão de escória na soldadura.

7) Ao utilizar a soldadura multicamada e multipasses, deve prestar-se atenção à seleção do número e da sequência dos passes de soldadura.

8) Para as soldaduras de filete de juntas em T, juntas de canto e juntas sobrepostas, se a espessura das duas chapas for diferente, ajuste o ângulo da vareta de soldadura para inclinar o arco na direção da chapa mais espessa para garantir um aquecimento uniforme de ambas as chapas.

(4) Escolher corretamente o método de deslocação da haste

1) Para espessura de placa <6mm, soldadura plana de topo de ranhura em I, usando soldadura de dupla face, a soldadura frontal deve usar um movimento de haste reta, ligeiramente lento, a soldadura traseira também deve usar um movimento de haste reta, a corrente de soldadura deve ser ligeiramente superior à usada para a soldadura frontal, e o movimento da haste deve ser rápido.

2) Para espessura da placa ≥6mm, de acordo com os requisitos do projeto, outros tipos de ranhuras (em forma de V, em forma de V duplo, em forma de Y, etc.) além da ranhura em I podem ser usados para soldagem plana de topo, e soldagem multicamadas ou soldagem multicamadas multi-pass pode ser adotada.

A primeira camada (passe de raiz) deve utilizar uma vareta de soldadura de pequeno diâmetro, corrente de soldadura baixa, movimento de vareta reto ou em dente de serra para soldar. Para as camadas subsequentes, podem ser utilizadas varetas de soldadura de maior diâmetro e correntes de soldadura mais elevadas com soldadura por arco curto. O movimento da vareta em dente de serra deve fazer uma pausa em ambos os lados da ranhura, e a direção de soldadura das camadas adjacentes deve ser oposta, com juntas escalonadas.

3) Para soldaduras de filete de juntas em T com um tamanho de perna de soldadura <6mm, a soldadura de camada única pode ser utilizada com movimentos de vareta rectos, oblíquos em anel ou em dente de serra; para tamanhos de perna de soldadura maiores, deve ser utilizada a soldadura de várias camadas ou a soldadura de várias camadas com vários passes. O passe de raiz utiliza sempre um movimento de vareta reto, as camadas subsequentes podem utilizar movimentos de vareta oblíquos em dente de serra ou em anel oblíquo. A soldadura multipasse multicamada deve utilizar preferencialmente o movimento de vareta reta para a soldadura.

4) Para as soldaduras de filete de junta sobreposta e de junta de canto, a operação de movimento da vareta é semelhante à das soldaduras de filete de junta em T.

5) O funcionamento da soldadura em forma de navio é semelhante à soldadura topo a topo plana com uma ranhura.

2. Posição de soldadura vertical

(1) Características da posição de soldadura vertical

Na soldadura vertical, o metal fundido e a escória tendem a separar-se devido à gravidade. Quando a temperatura do banho de fusão é demasiado elevada, o metal fundido tende a fluir para baixo, formando cordões de soldadura, rebaixos e defeitos de inclusão de escória, tornando o cordão de soldadura irregular. A raiz da soldadura da junta em T é propensa a uma penetração incompleta.

A profundidade de penetração é fácil de controlar, consome mais eléctrodos do que a soldadura plana, mas a produtividade é inferior à da soldadura plana. Como o calor do arco na soldadura em ângulo vertical é transferido em três direcções para a peça de trabalho, o arrefecimento é rápido. Por conseguinte, nas mesmas condições da soldadura topo a topo vertical, a corrente de soldadura pode ser ligeiramente superior para garantir uma boa fusão das duas chapas.

(2) Ângulo do elétrodo na posição de soldadura vertical

As posições de soldadura vertical variam em função da espessura da peça de trabalho, incluindo a soldadura vertical de topo de chapa fina e a soldadura vertical de topo de chapa grossa; em função do tipo de junta, podem ser divididas em soldadura vertical de topo de ranhura em I e soldadura angular de junta em T; em função do método de soldadura, podem ser divididas em soldadura vertical ascendente e soldadura vertical descendente. O ângulo do elétrodo na posição de soldadura vertical é mostrado na Figura 5-27.

Figura 5-27 Ângulo do elétrodo na posição de soldadura vertical

(3) Pontos-chave da posição de soldadura vertical

Durante a soldadura vertical, depois de o elétrodo ser fixado pela pinça de soldadura, a pinça e o elétrodo devem estar em linha reta, como se mostra na Figura 5-28. O corpo do soldador não deve estar virado diretamente para a soldadura, mas deve estar ligeiramente para a esquerda ou para a direita (para canhotos), para facilitar a operação da mão direita (para canhotos) que segura a pinça de soldadura.

Figura 5-28 Formas de fixação do elétrodo por pinças de soldadura
Figura 5-28 Formas de fixação do elétrodo por pinças de soldadura

Na produção, a soldadura vertical ascendente é normalmente utilizada, e a soldadura vertical descendente requer eléctrodos especiais para garantir a qualidade da soldadura. Na soldadura vertical ascendente, a corrente de soldadura deve ser 10% a 15% inferior à da soldadura plana, e deve ser utilizado um diâmetro de elétrodo mais pequeno (<4mm), mantendo o ângulo correto do elétrodo. Utilizar um arco curto para reduzir a distância entre a transição da gota e a poça de fusão.

(4) Seleção correcta do método de manipulação do elétrodo

1) Para a soldadura vertical ascendente de juntas de topo de placas finas com ranhuras em I, o comprimento máximo do arco normalmente utilizado deve ser ≤6mm, e pode ser utilizada a soldadura em linha reta, em ziguezague, com elétrodo em forma de crescente ou em saltos.

2) Para outras formas de soldadura vertical topo a topo de ranhuras, a primeira camada de soldadura é frequentemente feita utilizando a soldadura por saltos ou em forma de crescente, manipulação de eléctrodos triangulares com pequena amplitude, e as camadas subsequentes podem utilizar métodos de manipulação de eléctrodos em forma de crescente ou em ziguezague.

3) Para a soldadura vertical de juntas em T, o elétrodo deve ter um tempo de permanência adequado em ambos os lados e no canto superior da soldadura, e a amplitude de oscilação do elétrodo não deve exceder a largura da soldadura. A operação de manipulação do elétrodo é semelhante à de outras formas de soldadura topo a topo de ranhuras.

4) Ao soldar a camada de cobertura, o método de manipulação do elétrodo deve ser selecionado com base nos requisitos da superfície de soldadura. Para requisitos ligeiramente mais elevados na superfície de soldadura, pode ser utilizada a manipulação do elétrodo em forma de crescente, e se apenas for necessária uma superfície de soldadura lisa, pode ser utilizado o método em ziguezague.

3. Posição de soldadura horizontal

(1) Características da posição de soldadura horizontal

O metal fundido tende a cair devido ao seu próprio peso sobre a ranhura, causando defeitos de rebaixamento na parte superior da ranhura e formando uma soldadura em forma de lágrima, como se mostra na Figura 5-29b. O metal fundido e a escória são fáceis de separar.

Figura 5-29 Cordão de soldadura horizontal
Figura 5-29 Cordão de soldadura horizontal

a) Cordão de soldadura horizontal normal
b) Cordão de soldadura horizontal em forma de lágrima

(2) Ângulo do elétrodo na posição de soldadura horizontal

Durante a soldadura horizontal, é melhor que o soldador trabalhe de pé. Se possível, a mão ou o braço que segura a proteção facial é o melhor apoio para manter o corpo do soldador estável enquanto está de pé e a soldar. O ponto de início do arco deve estar diretamente à frente do soldador.

Durante a soldadura, depois de completar cada elétrodo, o soldador tem de mudar a posição de pé para estar sempre virado diretamente para o cordão de soldadura. A parte superior do corpo do soldador deve avançar com o arco, mas os olhos devem manter uma certa distância do arco de soldadura. Além disso, prestar atenção à manutenção do ângulo entre o elétrodo e a peça de trabalho para evitar o gotejamento excessivo de metal fundido. O ângulo do elétrodo na posição de soldadura horizontal é mostrado na Figura 5-30.

Figura 5-30 Ângulo do elétrodo na posição de soldadura horizontal
Figura 5-30 Ângulo do elétrodo na posição de soldadura horizontal

(3) Pontos-chave da posição de soldadura horizontal

1) Para a soldadura horizontal de topo, utilizar geralmente uma ranhura em forma de V ou em forma de K, e para as juntas de topo com uma espessura de chapa de 3~4mm, utilizar uma ranhura em forma de I para a soldadura de dupla face.

2) Utilizar um elétrodo de pequeno diâmetro, a corrente de soldadura deve ser inferior à da soldadura plana; a operação de arco curto pode controlar melhor o fluxo de metal fundido.

3) Ao soldar horizontalmente chapas grossas, é aconselhável utilizar métodos de soldadura de várias camadas e de vários passes para soldaduras que não sejam o passe de raiz.

4) Durante a soldadura de várias camadas e de vários passes, deve ser dada especial atenção à distância de sobreposição entre passes. Cada passe deve começar a 1/3 da soldadura anterior para evitar irregularidades na soldadura.

5) Em função da situação específica, manter um ângulo adequado do elétrodo e a velocidade de soldadura deve ser ligeiramente rápida e uniforme.

(4) Seleção correcta do método de manipulação do elétrodo

1) Ao realizar a soldadura topo a topo horizontal com uma ranhura em I, é melhor utilizar um método de manipulação do elétrodo em linha reta recíproca para a soldadura de face, uma linha reta ou uma forma ligeiramente helicoidal é adequada para peças ligeiramente mais espessas, e um método em linha reta para a soldadura de fundo, com uma corrente de soldadura adequadamente aumentada.

2) Para a soldadura topo a topo com outros tipos de ranhuras e para a soldadura horizontal de várias camadas, pode ser utilizada uma manipulação de elétrodo em linha reta quando a abertura é pequena; para a soldadura de raiz quando a abertura é grande, deve ser utilizado um método de linha reta recíproca, e para as camadas subsequentes na soldadura de várias camadas, pode ser utilizada uma forma helicoidal, sendo aconselhável um método de linha reta para a soldadura de várias camadas e de várias passagens.

4. Soldadura em posição suspensa

(1) Características da soldadura em posição suspensa

Devido à gravidade, o metal fundido tende a cair, tornando difícil controlar a forma e o tamanho do banho de soldadura. A manipulação do elétrodo é um desafio, e é difícil conseguir uma superfície lisa na soldadura, levando a defeitos como a inclusão de escória, penetração incompleta, cordões de soldadura côncavos e má formação da soldadura. O metal fundido em fluxo é propenso a salpicos e a espalhar-se e, se não for devidamente protegido, pode facilmente causar acidentes com queimaduras. A soldadura por cima é menos eficiente do que a soldadura noutras posições espaciais.

(2) Ângulo do elétrodo na posição de cabeça

Dependendo da distância entre o soldador e a peça de trabalho, o soldador pode adotar as posições de pé, de cócoras ou sentado e, em alguns casos, uma posição deitada, em que o soldador se deita no chão com a face para cima, segurando as pinças de soldadura por cima. Ao soldar à cabeça, a intensidade do trabalho é elevada e a qualidade da soldadura é instável, sendo normalmente utilizada para reparações de emergência, não sendo adequada para a produção em massa.

Durante a soldadura, os braços do soldador devem estar afastados do corpo, o antebraço erguido, o braço e o antebraço formando naturalmente um ângulo de apoio, o centro de gravidade na articulação na base do braço ou no cotovelo, o movimento da vareta de soldadura deve ser realizado pelo pulso, o braço deve subir gradualmente e avançar à medida que a vareta de soldadura derrete, os olhos devem seguir o movimento do arco para observar a soldadura, e a cabeça e o tronco devem também inclinar-se ligeiramente para a frente à medida que a vareta de soldadura se move.

Antes da soldadura suspensa, o soldador deve usar o vestuário de proteção necessário para a soldadura suspensa, apertar os botões, enrolar uma toalha firmemente à volta do pescoço, usar um gorro e sapatos resistentes ao calor para evitar que o ferro fundido caia e que os salpicos de metal escaldem a pele. O soldador segura a pinça de soldadura e altera o ângulo da vareta de soldadura de acordo com a situação específica, podendo também virar a peça a soldar para uma posição de soldadura plana ou horizontal. O ângulo da vareta de soldadura na posição aérea é mostrado na Figura 5-31.

Figura 5-31 Ângulo da vareta de soldadura na posição suspensa
Figura 5-31 Ângulo da vareta de soldadura na posição suspensa

a) Soldadura topo a topo de ranhura em I
b) Outras soldaduras topo a topo de ranhuras
c) Soldadura de ângulo suspenso com junta em T

(3) Pontos-chave da soldadura em posição suspensa

1) Quando a espessura da peça de trabalho é ≤4mm, a soldagem de topo I-groove é usada para soldagem aérea com uma haste de soldagem de 3,2 mm de diâmetro, e a corrente de soldagem deve ser apropriada. Quando a espessura da peça de trabalho é ≥5mm, é utilizada a soldadura multi-passagem multi-camada V-groove.

2) Quando o dedo do pé da solda 8mm, use a soldagem multi-passagem de várias camadas.

3) Para facilitar a transição das gotas e reduzir o gotejamento e os salpicos de metal durante a soldadura, deve ser utilizado o comprimento de arco mais curto possível.

4) Para a soldadura do passe de raiz, utilizar um elétrodo de pequeno diâmetro e uma corrente de soldadura baixa para evitar o corte inferior e a inclusão de escória em ambos os lados da soldadura.

(4) Escolher corretamente o método de manipulação do elétrodo

1) Para pequenas aberturas, utilizar uma manipulação de elétrodo reto para a soldadura de topo de ranhura em I; para aberturas maiores, utilizar uma manipulação de elétrodo reto para trás e para a frente.

2) Para outros tipos de soldadura por sobreposição de camadas com topo de ranhura, o método de manipulação do elétrodo para o passe de raiz deve ser escolhido com base no tamanho da abertura da ranhura, utilizando um método reto ou um método reto de ida e volta. As camadas subsequentes podem utilizar um método de manipulação em ziguezague ou em crescente. A soldadura multicamada com vários passes deve utilizar um método de manipulação reto e, independentemente do método utilizado, cada transição do metal fundido para a poça não deve ser excessiva.

3) Para a soldadura por sobreposição de juntas em T, se o tamanho do filete for pequeno, pode ser utilizado um método de manipulação de elétrodo reto ou reto para trás e para a frente, completado por uma soldadura de camada única; se o tamanho do filete for grande, pode ser utilizada a soldadura de várias camadas ou de várias passagens, com a primeira camada a utilizar uma manipulação reta e as camadas subsequentes podem utilizar um triângulo oblíquo ou um método de manipulação de anel oblíquo.

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