Varetas de soldadura: Tipos, seleção e gestão

1. Classificação das varetas de soldadura

(1) Classificação de acordo com o objetivo da vareta de soldadura

1) As varetas de soldadura de aço-carbono são principalmente utilizadas para soldar aço de baixo carbono e aço de baixa liga com graus de resistência inferiores.

2) As varetas de soldadura de aço de baixa liga são principalmente utilizadas para soldar aço de alta resistência de baixa liga, aço resistente ao calor contendo molibdénio e cobalto-molibdénio com elementos de liga inferiores e aço de baixa temperatura.

3) As varas de soldadura de aço inoxidável são principalmente utilizadas para soldar aço resistente ao calor de molibdénio e aço resistente ao calor de cobalto-molibdénio com elementos de liga mais elevados, e vários tipos de aço inoxidável.

4) As varetas de soldadura para revestimento duro são utilizadas para revestimento duro de superfícies metálicas, cujo metal depositado tem boa resistência ao desgaste e à corrosão a temperaturas ambiente ou elevadas.

5) Soldadura de ferro fundido As varetas são especificamente utilizadas para a soldadura e reparação de ferro fundido.

6) As varetas de soldadura de níquel e ligas de níquel são utilizadas para soldadura, soldadura de reparação ou revestimento duro de níquel e ligas de níquel.

7) As varetas de soldadura de cobre e ligas de cobre são utilizadas para soldadura, soldadura de reparação ou revestimento duro de cobre e ligas de cobre, e podem também ser utilizadas para soldadura de reparação de certos ferros fundidos ou soldadura de ligas dissimilares. metais.

8) As varetas de soldadura de alumínio e ligas de alumínio são utilizadas para soldadura, soldadura de reparação ou revestimento duro de alumínio e ligas de alumínio.

9) As varetas de soldadura para fins especiais são utilizadas para soldadura subaquática, corte e soldadura de tubos, etc.

(2) Classificação com base nas características da escória formada após a fusão do revestimento do elétrodo

Durante o processo de soldadura, após a fusão do revestimento do elétrodo, os eléctrodos são divididos em eléctrodos básicos (basicidade da escória ≥1,5) e eléctrodos ácidos (basicidade da escória ≤1,5) com base no facto de a escória resultante ser ácida ou básica. Uma comparação do desempenho do processo e das propriedades do metal de solda dos eléctrodos ácidos e básicos é apresentada na Tabela 5-7. Os eléctrodos ácidos não são adequados para a soldadura de materiais com um elevado teor de elementos de liga. Os eléctrodos básicos, com melhor plasticidade, tenacidade e resistência à fissuração do que os eléctrodos ácidos, são geralmente utilizados na soldadura de componentes importantes.

Tabela 5-7 Comparação do desempenho do processo e das propriedades do metal de solda entre eléctrodos ácidos e básicos

2. Requisitos e princípios de seleção dos eléctrodos

(1) Requisitos básicos para os eléctrodos

Durante o processo de soldadura, os eléctrodos devem ter um bom desempenho no processo e garantir que o metal soldado tenha as propriedades mecânicas, a composição química ou as propriedades especiais exigidas. Por conseguinte, são propostos os seguintes requisitos para os eléctrodos:

1) O arco deve ser fácil de acender, queimar de forma constante durante o processo de soldadura e ser fácil de reacender.

2) O revestimento de fluxo deve fundir-se uniformemente sem se aglomerar ou cair. A velocidade de fusão do revestimento fluxante deve ser ligeiramente inferior à do fio central, permitindo que a extremidade de fusão do elétrodo forme uma manga em forma de sino, o que favorece a transição das gotículas de metal e a criação de uma atmosfera protetora.

3) Durante o processo de soldadura, não deve haver fumo excessivo, nem salpicos demasiado grandes ou demasiado numerosos.

4) Assegurar que o metal depositado tem uma certa resistência à fissuração, as propriedades mecânicas necessárias e a composição química.

5) Assegurar a formação normal da soldadura e a fácil remoção da escória.

6) A inspeção radiográfica do cordão de soldadura não deve ser inferior à norma de nível II especificada na norma GB/T 3323-2005 "Radiographic Photography of Metal Fusion Welded Joints".

(2) Princípios de seleção dos eléctrodos

1) Requisitos de desempenho do metal de solda.

Para soldaduras de aço estrutural, ao soldar o mesmo tipo de aço, selecionar os eléctrodos de acordo com o princípio da correspondência da resistência à tração do aço;

Ao soldar diferentes tipos de aço, selecionar com base no lado de menor resistência;

Para a soldadura de aço resistente ao calor, não se deve considerar apenas o desempenho do metal de solda à temperatura ambiente, mas também selecionar com base no desempenho a altas temperaturas;

Para a soldadura de aço inoxidável, garantir que a composição da soldadura é compatível com a composição do material de base, assegurando assim o desempenho especial da junta soldada.

2) Considerar as condições de trabalho das peças soldadas.

Para as peças soldadas que trabalham em condições de alta ou baixa temperatura, devem ser utilizados eléctrodos de aço resistente ao calor ou eléctrodos de aço de baixa temperatura;

Para as peças soldadas que requerem resistência ao desgaste e aos riscos, selecionar eléctrodos com dureza à temperatura ambiente ou a alta temperatura e boa resistência aos riscos, anti-oxidação e outras propriedades de acordo com a sua temperatura de trabalho;

Para as peças soldadas em contacto com meios corrosivos, utilizar eléctrodos de aço inoxidável ou outros eléctrodos resistentes à corrosão; para as peças soldadas sujeitas a cargas de vibração ou de impacto, para além de garantir a resistência à tração, selecionar também eléctrodos com baixo teor de hidrogénio e maior plasticidade e tenacidade;

Para peças soldadas sujeitas apenas a cargas estáticas, basta selecionar eléctrodos com resistência à tração comparável à do material de base.

3) Considerar a forma, a rigidez e a posição de soldadura das peças soldadas.

Para as peças soldadas complexas e rígidas, devido à grande tensão gerada pela contração do metal de solda, devem ser utilizados eléctrodos com melhor plasticidade; ao selecionar o mesmo tipo de elétrodo, não se deve considerar apenas as propriedades mecânicas, mas também a influência da forma da junta soldada.

Porque, quando se soldam juntas de topo, se a resistência e a plasticidade forem moderadas, então, quando se soldam cordões de soldadura, a resistência será elevada e a plasticidade será baixa; para peças soldadas difíceis de limpar, utilizar eléctrodos ácidos oxidantes, ferrugem e insensíveis ao óleo para garantir a qualidade da soldadura.

4) Considerar a resistência à fissuração do metal de solda.

Quando a rigidez da peça soldada é elevada, o teor de carbono, enxofre e fósforo no material de base é elevado, ou a temperatura exterior é baixa, a peça soldada é propensa a fissuras. É melhor escolher um elétrodo alcalino com maior resistência à fissuração para a soldadura.

5) Considerar a operacionalidade do elétrodo.

Durante o processo de soldadura, o arco deve ser estável, com o mínimo de salpicos, formação de soldadura limpa e simétrica, fácil remoção de escórias e adequado para soldadura em todas as posições.

Quando tanto os eléctrodos ácidos como os alcalinos satisfazem os requisitos, os eléctrodos ácidos com boa operacionalidade devem ser utilizados tanto quanto possível, mas o desempenho e a resistência à fissuração da soldadura devem ser assegurados em primeiro lugar.

6) Considerar o equipamento e as condições de construção.

Na ausência de uma máquina de soldadura de corrente contínua, não devem ser utilizados eléctrodos limitados à potência de corrente contínua; em vez disso, devem ser escolhidos eléctrodos com baixo teor de hidrogénio adequados tanto para corrente alternada como para corrente contínua; quando a peça de trabalho não pode ser rodada e deve ser soldada em todas as posições, devem ser seleccionados eléctrodos que se possam adaptar a várias posições espaciais.

Para a soldadura vertical e suspensa, recomenda-se a escolha de eléctrodos na ordem dos revestimentos do tipo titânio e do tipo ilmenite.

Ao soldar num recipiente confinado ou num ambiente estreito, para além de melhorar a ventilação, é também necessário evitar, tanto quanto possível, a utilização de eléctrodos alcalinos com baixo teor de hidrogénio, uma vez que estes eléctrodos libertam uma grande quantidade de gases e poeiras nocivos durante a soldadura.

Para algumas peças (como o aço perlítico resistente ao calor) que requerem tratamento térmico pós-soldagem, mas que não podem ser tratadas termicamente devido às condições de construção, podem ser escolhidos eléctrodos especiais para evitar o tratamento térmico pós-soldagem.

7) Considerar a racionalidade económica.

Nas mesmas condições que garantem os requisitos de desempenho da soldadura, devem ser escolhidos eléctrodos com custos mais baixos.

Por exemplo, o custo dos eléctrodos de tipo ilmenite é muito inferior ao dos eléctrodos de tipo titânio-cálcio, pelo que os eléctrodos de tipo ilmenite devem ser escolhidos com o objetivo de garantir o seu desempenho. Além disso, para garantir o desempenho e a operacionalidade, devem ser escolhidos eléctrodos com especificações mais amplas e maior eficiência.

3. Utilização de eléctrodos

Os eléctrodos devem ter um certificado de qualidade do fabricante e, na ausência de certificado de qualidade ou em caso de dúvida sobre a sua qualidade, devem ser realizados testes de amostragem de lotes.

Especialmente quando se soldam produtos importantes, os eléctrodos seleccionados devem ser identificados antes da soldadura, e os que foram armazenados durante muito tempo devem também ser identificados antes de se determinar se podem ser utilizados.

Se for encontrada ferrugem no interior do elétrodo, este deve ser testado e identificado como qualificado antes de ser utilizado. Se o revestimento do elétrodo estiver muito húmido e se for observado um descolamento do revestimento, deve ser desmantelado.

Em geral, os eléctrodos devem ser secos à temperatura indicada no manual antes de serem utilizados. Os seguintes pontos devem ser observados ao secar os eléctrodos:

1) Os eléctrodos de celulose devem ser secos a 100~200°C durante 1 hora antes de serem utilizados, tendo o cuidado de não sobreaquecer, uma vez que a celulose tem tendência para se queimar.

2) Os eléctrodos ácidos devem ser secos a 70~150°C durante 1~2 horas, dependendo do grau de humidade. Se o tempo de armazenamento for curto e a embalagem estiver intacta, podem ser utilizados para soldadura de aço estrutural geral sem secagem adicional antes da utilização.

3) Os eléctrodos alcalinos são geralmente secos a 350~400°C durante 1~2 horas. Se o aço de baixa liga a ser soldado for propenso a fissuras a frio, a temperatura de secagem pode ser aumentada para 400~450°C e mantida num cilindro de aquecimento de 100~150°C para utilização imediata.

4) Ao secar os eléctrodos, colocar os eléctrodos no forno a uma temperatura mais baixa e aumentar gradualmente a temperatura.

Não os retirar diretamente de um forno de alta temperatura; aguardar que a temperatura do forno diminua antes de os retirar, para evitar que o revestimento se rache devido à colocação de eléctrodos frios num forno de alta temperatura ou a um arrefecimento súbito.

5) Ao secar as varetas de soldadura, estas não devem ser empilhadas ou agrupadas, mas devem ser dispostas em camadas, não sendo cada camada demasiado espessa, geralmente 1~3 camadas.

6) As varetas de soldadura com baixo teor de hidrogénio precisam geralmente de ser secas de novo se tiverem estado à temperatura ambiente durante mais de 4 horas, exceto as mantidas a uma temperatura constante num forno de baixa temperatura. O número de tempos de secagem não deve exceder 3.

7) Quando se trabalha ao ar livre, as varetas de soldadura devem ser devidamente armazenadas durante a noite e não devem ser deixadas ao ar livre.

4. Gestão das varas de soldadura

(1) Armazenamento e conservação de varetas de soldadura

1) As varas de soldadura devem ser armazenadas por tipo, marca, lote, especificações e tempo de armazenamento, e cada pilha deve ser claramente marcada para evitar confusões.

2) As varas de soldadura devem ser armazenadas num ambiente interior seco e bem ventilado. Na sala de armazenamento das varetas de soldadura, deve ser instalado um termómetro e um higrómetro. A temperatura ambiente das varetas de soldadura com baixo teor de hidrogénio não deve ser inferior a 50°C, e a humidade relativa deve ser inferior a 60%.

3) As varas de soldadura devem ser armazenadas em suportes, com a altura do suporte a pelo menos 300 mm do chão e a pelo menos 300 mm das paredes. Devem ser colocados dessecantes debaixo das prateleiras para evitar a humidade.

4) Depois de serem fornecidas à unidade utilizadora, as varas de soldadura devem ter garantia de utilização contínua durante pelo menos 6 meses, e a emissão de varas de soldadura deve dar prioridade às que foram armazenadas em primeiro lugar.

5) Não é permitido armazenar no armazém varetas de soldadura que estejam húmidas ou com a embalagem danificada, nem as que não passem na reinspecção.

6) As varetas de soldadura que estejam húmidas, descoloradas ou enferrujadas devem ser secas antes da avaliação da qualidade. Só podem ser armazenadas se cumprirem todas as normas de desempenho; caso contrário, não podem ser armazenadas.

7) As varas de soldadura armazenadas durante mais de um ano devem ser submetidas a vários testes de desempenho antes da distribuição. Só podem ser distribuídas se cumprirem os requisitos, caso contrário não devem ser libertadas do armazenamento.

8) As varetas de soldadura utilizadas em projectos de soldadura importantes, especialmente as varetas com baixo teor de hidrogénio, devem, idealmente, ser armazenadas num armazém dedicado que mantenha determinados níveis de temperatura e humidade. A temperatura recomendada é de 10~25°C, com humidade relativa <50%.

(2) Gestão das varas de soldadura durante a construção

1) Durante a construção, as varas de soldadura devem ser geridas por uma pessoa designada, que as retira do armazém com um formulário de requisição de varas de soldadura.

O formulário deve incluir o nome da pessoa que retira os varões, o tipo (marca) de varão de soldadura, o diâmetro, a quantidade retirada, a assinatura da pessoa responsável da unidade de base, a data da requisição e notas sobre o fabricante, o lote de produção, a data de fabrico e a data de armazenamento.

2) Depois de receber as varetas de soldadura, a unidade de produção de base deve preencher um livro de registo de armazenamento de varetas de soldadura, que inclui detalhes como o fabricante, o lote de produção, o tipo (marca) de vareta de soldadura, o diâmetro e a quantidade recebida.

As varetas devem ser secas antes de serem utilizadas, e deve ser preenchido um registo de secagem durante este processo. O conteúdo principal do registo inclui o fabricante, tipo (marca) de vareta de soldadura, lote de produção, diâmetro, temperatura de secagem, tempo de secagem, quantidade de varetas secas, assinaturas da pessoa responsável pela secagem e do inspetor.

Este documento deve ser preparado em triplicado para efeitos de registo. Após a secagem, os varões podem ser entregues aos soldadores, que devem preencher um formulário de requisição dos varões secos, incluindo dados como o fabricante, o tipo (marca), o lote, o diâmetro, a quantidade, a hora da requisição e a assinatura da pessoa que recebe os varões.

As notas devem especificar para que soldaduras e em que peças de trabalho as varetas são utilizadas. Ao receber as varetas, os soldadores devem solicitar os documentos de certificação de secagem ao responsável pelo armazenamento de base. As varetas sem documentos de secagem não devem ser entregues aos soldadores.

3) Depois de receber as varas de soldadura secas, os soldadores devem colocá-las num cilindro de isolamento de varas de soldadura.

Só é permitido um tipo (marca) de vareta por cilindro para evitar misturas e potenciais incidentes de qualidade da soldadura. Os soldadores não devem levar mais de 5 kg de varetas de cada vez, e quaisquer varetas restantes devem ser devidamente armazenadas pela sala de materiais da oficina ou pela equipa de materiais do local de construção.

(3) Manuseamento de varetas de soldadura fora de validade

"Expirado" não se refere à ultrapassagem de um limite de tempo de armazenamento específico, mas sim a vários graus de degradação da qualidade (deterioração). As varetas de soldadura bem armazenadas podem permanecer inalteradas durante muitos anos.

1) As varetas de soldadura armazenadas durante muitos anos devem ser submetidas a testes de desempenho do processo. Antes do teste, as varetas alcalinas com baixo teor de hidrogénio devem ser secas a cerca de 300°C durante 1~2 horas, e as varetas ácidas a cerca de 150°C durante 1~2 horas.

Durante o ensaio de desempenho do processo, se o fluxo não se desprender em pedaços e as varetas alcalinas com baixo teor de hidrogénio não apresentarem porosidade, as propriedades mecânicas das juntas soldadas estão geralmente asseguradas.

2) O núcleo da vareta de soldadura tem uma ligeira ferrugem, que geralmente não afecta as suas propriedades mecânicas, no entanto, os eléctrodos com baixo teor de hidrogénio não devem ser utilizados para soldar estruturas críticas.

3) Se os eléctrodos com baixo teor de hidrogénio apresentarem ferrugem grave ou se o revestimento de fluxo estiver a descolar, podem ser desclassificados conforme adequado ou utilizados para soldar componentes gerais. Se possível, as suas propriedades mecânicas podem ser testadas de acordo com as normas nacionais antes de decidir se devem ser desclassificados.

4) Se vários tipos de varetas de soldadura estiverem severamente deteriorados, não devem ser reutilizados; o revestimento de fluxo deve ser removido e o fio central pode ser limpo para reutilização.