O ESTUDO DA GEOMETRIA DO CORDÃO DE SOLDA

A avaliação da geometria do cordão de solda foi realizada a partir dos ensaios "E ST ABI", com a fonte AD 360 WR e de acordo com a metodologia descrita no item 5.4. A tabela 50 apresenta os dados obtidos, enquanto as tabelas 51 e 52 indicam os resultados da Análise de Variância. As figuras 76 a 83 representam o aspecto do cordão de solda para os teores extremos de magnésio em ambos os fatores de revestimento em CC+ e em CA. O efeito do teor de magnésio sobre a largura, a penetração e o reforço da solda estão ilustradas nas figuras 84, 85 e 86. A figura 87 indica a relação entre a área adicionada da solda e a produção específica dos eletrodos.

A análise da tabela 51 (FR = 1.60) indica que o tipo de eletrodo afeta apenas a penetração. Percebe-se uma tendência de menor penetração para o eletrodo C (figura 84). Já o tipo de corrente afeta a largura da solda e, em menor escala, a sua penetração (a = 5.0 %). Observa-se também o efeito da interação entre o tipo de eletrodo e o tipo de corrente na largura. Esta interação pode ser entendida pela análise da figura 85, onde o comportamento da variação da largura com o teor de magnésio em CC+ é diferente do verificado em CA. Este efeito não foi significativo para os eletrodos de maior fator de revestimento. Neste caso, apenas o tipo de corrente afetou a geometria da solda (tabela 52). A largura e a penetração foram menores em CA. Em ambos os casos, a área adicionada foi menor em CA (tabela 50).

Para o mesmo tipo de corrente, na soldagem com eletrodos revestidos, a geometria do cordão de solda depende da composição química do revestimento, especialmente dos compostos geradores de gases, os quais podem afetar a força e a geometria do arco voltaico. Aqueles que influem nas propriedades da escória, principalmente na sua viscosidade, assim como na produção de metal de adição, também afetam a geometria da solda. Os revestimentos dos eletrodos empregados neste trabalho não sofreram variações nos teores de seus constituintes minerais, de modo que as alterações verificadas na geometria da solda, para o mesmo tipo de corrente e fator de revestimento, devem-se tão somente ao efeito do magnésio. A análise das figuras 76 a 83 indica que o aumento no teor deste elemento toma a superfície do cordão de solda mais irregular. Associa-se esta irregularidade à redução do grau de recobrimento de escória sobre o cordão de solda (figuras 66 a 69). No entanto, este efeito não causou variações consideráveis na largura e no reforço da solda (figuras 84 e 86). É sabido que a escória deve ter elevada viscosidade a altas temperaturas para absorver a energia das oscilações na poça líquida e garantir uma boa aparência do cordão de solda [101]. Neste caso, acredita-se que o aumento do teor de magnésio reduziu a viscosidade da escória, o que proporcionou uma redução no recobrimento do cordão. A penetração também mostrou-se tolerante às variações do magnésio do revestimento. A menos de uma pequena tendência de menor penetração para o eletrodo C (tabela 50), os demais não apresentaram variações significativas.

TABELA 50 - Dados da geometria do cordão de solda

Eletrodo Corrente b (mm) p (mm) r (mm) Sad (mm2)

A CC+ 14.54 2.17 2.72 26.36 CA 12.64 1.64 2.72 22.92 B CC+ 15.57 2.12 2.41 25.02 CA 11.16 2.13 2.87 21.35 C CC+ 14.76 1.82 2.57 25.29 CA 11.28 1.58 2.72 20.45 D CC+ 13.85 2.19 2.74 25.30 CA 11.57 2.25 2.72 20.98 E CC+ 14.98 2.10 2.43 24.27 CA 12.93 1.73 2.48 21.38 F CC+ 15.56 2.14 2.37 24.58 CA 13.00 2.01 2.53 21.93 G CC+ 15.74 2.18 2.58 27.07 CA 12.17 1.98 2.81 22.80 H CC+ 15.42 2.12 2.50 25.70 CA 13.84 1.63 2.49 22.97

O fator de'revestimento afetou pouco a geometria da solda. Percebe-se uma tendência de aumento da largura com o aumento do fator de revestimento (figura 85). Uma vez que a produção não foi afetada pelo fator de revestimento (figura 74), este aumento da largura resultou numa leve redução do reforço. Com excessão do eletrodo G, os demais apresentaram um reforço levemente menor do que os eletrodos com menor fator de revestimento (figura 86). E possível que o aumento no fator de revestimento provoque um alargamento do arco, o que favoreceria também o alargamento do cordão de solda. Além disso, deve-se considerar um possível efeito da maior quantidade de escória. O aspecto superficial do cordão de solda melhorou para os eletrodos de revestimento mais espesso (figuras 76 a 83) como resultado

do seu melhor recobrimento pela escória (figura 66 a 69).

O tipo dc corrente é outro fator importante. Sabe-se que a quantidade de calor gerada no cátodo é maior do que no ânodo e isto é apenas um dos fatores que afetam a penetração da solda. Foi demonstrado experimentalmente, que na soldagem a arco submerso, a penetração é maior e o reforço é menor em CC+ do que em CA [85]. As figuras 85 e 86 mostram uma tendência neste mesmo sentido para os eletrodos revestidos estudados neste trabalho. No entanto, as variações mais significativas foram sobre a largura da solda (figura 84). Esta é bem maior em CC+. A maior produção de material de adição, neste tipo de corrente (figura 74), explica o aumento expressivo da largura. Verificou-se um aumento da área adicionada com o aumento da produção específica, como indica a figura 87.

Embora não seja objetivo deste trabalho, destaca-se a existência de efeito do fator de revestimento e do tipo de corrente sobre a zona afetada pelo calor (ZAC) como indicam as figuras de 76 a 83. A ZAC é maior em CC+ e para os eletrodos de maior fator de revestimento .

TABELA 51 - Resultados da ANOVA (oc, em

%

Variável Dependente

Fatores

Eletrodo Corrente Interação

b 7.35 0.10 0.56

P 0.15 4.90 7.15

r 88.25 16.77 35.05

Sad 55.33 0.10 94.15

TABELA 52 - Resultados da ANOVA (a, em % para FR = 1.72)

Variável Dependente

Fatores

Eletrodo Corrente Interação

b 26.69 0.10 9.45

P 14.92 0.12 35.66

r 9.93 16.54 65.04

Teor de Magnésio (%)

Figura 84 - Efeito do teor de magnésio do revestimento sobre a penetração da solda.

Largura

Teor de Magnésio (%)

Teor de Magnésio (%)

figura 86 - Efeito do teor de magnésio do revestimento sobre o reforço do cordão de solda.

Produção Específica x 10E03 (kg/hA)