Soldagem a arco elétrico com elétrodo revestido (em inglês Shielded Metal Arc Welding – SMAW), também conhecida como soldagem manual a arco elétrico (MMA), é um processo manual de soldagem que é realizado com o calor de um arco elétrico mantido entre a extremidade de um elétrodo metálico revestido e a peça de trabalho. O calor produzido pelo arco elétrico funde o metal, a alma do elétrodo e seu revestimento de fluxo.[1][2] Os gases produzidos durante a decomposição do revestimento e a escória líquida protegem o metal de solda da contaminação atmosférica durante a solidificação.[3][4]
Devido à sua versatilidade de processo e da simplicidade de seu equipamento e operação, a soldagem com elétrodo revestido é um dos mais populares processos de soldagem. O SMAW é amplamente utilizado na construção de estruturas de aço e na fabricação industrial. O processo é principalmente utilizado para soldar ferro e aço (incluindo o aço inoxidável), mas também podem ser soldadas com esse método ligas de níquel, alumínio e cobre.[4][5]
História
Após a descoberta do arco elétrico em 1800 por Humphry Davy, houve pouco desenvolvimento em solda elétrica até 1880 quando os russos Nikolay Benardos e Stanislav Olszewsky, trabalhando em um laboratório francês, terem desenvolvido um processo de soldagem baseado em um arco elétrico estabelecido entre um elétrodo de carvão e a peça a ser soldada. Com seus esforços obtiveram a patentebritânica em 1885 e norte-americana em 1887. Este foi o início de soldagem de arco de carbono se tornando popular durante a década de 1890 e 1900.[4][6]
Em 1888, o russo Nikolay Slavyanov e o americano Charles L. Coffin desenvolveram, independentemente, a soldagem com elétrodo metálico nu. Mais tarde, em 1890 Coffin recebeu a patente americana 428459 por seu método de soldagem utilizando o elétrodo metálico nu.[4] Durante os anos seguintes, a soldagem por arco foi realizada com elétrodos nus, que eram consumidos na poça de fusão e tornavam-se parte do metal de solda. As soldas eram de baixa qualidade devido ao nitrogênio e ao oxigênio na atmosfera formando óxidos e nitretos prejudiciais no metal de solda.[6]
Em 1904, A.P. Strohmenger e Oscar Kjellberg inventaram o primeiro elétrodo revestido. Utilizando uma camada de material argiloso (cal), cuja função era facilitar a abertura do arco e aumentar sua estabilidade.[6] Logo após, Oscar Kjellberg fundou a ESAB e em 1907, patenteou o processo de soldagem a arco com elétrodo revestido 948764.[4][6]
Em 1912 Strohmenger lançou um elétrodo revestido pesado, mas de custo elevado e complexos métodos de produção que impediram que estes elétrodos ganhassem popularidade.[6] Em 1927, o desenvolvimento de um processo de extrusão reduziu o custo do revestimento de elétrodos, permitindo aos fabricantes produzirem misturas de revestimento mais complexas concebidas para aplicações específicas, melhorando assim muito a qualidade do metal de solda e proporcionando aquilo que muitos consideram o mais significativo avanço na soldagem por arco elétrico.[6] Na década de 1950 os fabricantes introduziram pó de ferro no revestimento, tornando-se possível aumentar a velocidade de soldagem.[4]
Equipamento
O equipamento da soldagem com elétrodo revestido consiste em uma fonte de alimentação constante de energia elétrica e o elétrodo revestido. Também faz parte o porta elétrodo, a garra para o terra os cabos elétricos de soldagem que faz a ligação dos dois a fonte de energia.
Elétrodo revestido
Diagrama Soldagem a arco elétrico com elétrodo revestido 1.Revestimento de Fluxo 2.Vareta (Alma) 3.Gás de proteção 4.Poça de fusão 5.Metal base 6.Metal de solda 7.Escória solidificada
O elétrodo revestido é a peça consumível do processo de solda e a mais importante. A escolha do elétrodo correto depende de uma série de fatores, incluindo o material a ser soldado, a posição que a solda irá ser realizada e as propriedades da solda desejada.
Elétrodos revestidos para aços carbono consistem em dois elementos: a alma metálica, que tem as funções principais de conduzir a corrente elétrica e fornecer metal de adição para a junta, e o revestimento, uma mistura de metal chamado de fluxo, que emite gases, uma vez que se decompõe para evitar a contaminação da solda.
Funções do revestimento
Proteção do metal de solda
Estabilização do arco
Adição de elementos de liga ao metal de solda
Direcionamento do arco elétrico
Função da escória como agente de proteção do metal de solda ate a sua solidificação
Características da posição de soldagem
Controle da integridade do metal de solda
Propriedades mecânicas específicas do metal de solda
Isolamento da alma do eletrodo revestido
Tipos de revestimento
Básico
Ácido
Celulósico
Rutílico
Alto rendimento
Fonte de energia
A fonte de energia tem um papel fundamental de gerar uma corrente de energia constante, mesmo tendo variações na distância do arco e na tensão elétrica. Isto é importante porque a maioria das aplicações são manuais, exigindo destreza do operador ao segurar o porta elétrodo. Transformador tipo retificador, um elétrodo com sistema de alimentação, os gases e a tocha de soldagem. Esses são as fontes de energia para abrir o arco elétrico. As fontes de energia atuais possuem um tamanho bastante reduzido em comparação aos modelos iniciais, que possuíam centenas de quilos. É possível encontrar máquinas portáteis, que podem ser facilmente carregadas pelos soldadores.
Referências
↑Lincoln Electric (1994). The Procedure Handbook of Arc Welding. Cleveland: Lincoln Electric. ISBN 99949-25-82-2.
↑Jeffus, Larry (1999). Welding: Principles and Applications. Albany: Thomson Delmar. ISBN 0-8273-8240-5.
↑Weman, Klas (2003). Welding processes handbook. New York: CRC Press LLC. ISBN 0-8493-1773-8.
