7.1 ARCO-SUBMERSO- SAW.

(1)

Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho Mota

(2)

No soldagem a arco submerso, a união entre os metais acontece por aquecimento e fusão obtidos por meio de um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico sem revestimento e a peça que se quer

soldar. A diferença deste método é que o arco se forma sob uma

camada protetora de material granular (em forma de grãos) chamada de fluxo, que é colocado sobre a região da solda e impede a

contaminação da solda pela atmosfera. SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO (SUBMERGER ARC WELDING – SAW)

SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO (SUBMERGER ARC WELDING – SAW)

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(4)

(5)

A maior dificuldade do Processo Arco Submerso é não poder ser vista a Poça de Fusão nos obrigando a prever seu comportamento com base nas principais variáveis operacionais.

(6)

Soldagem a arco submerso (SAW)

A parte do fluxo que não se funde pode ser reutilizada em

novas operações.

A parte fundida do fluxo forma uma camada de escória

que protege o cordão da solda. Esta camada é facilmente

removida.

(7)

Equipamentos:

Fonte de Energia Painel de Controle Bobina do Arame Eletrodo Reservatório de Fluxo Pistola Manual Alimentador de Fluxo Metal Base

(8)

Soldagem a Arco Submerso

(Submerger Arc Welding – SAW)

Soldagem a Arco Submerso

(Submerger Arc Welding – SAW)

(9)

No processo a arco submerso, como

são adicionados os elementos de liga?

No processo a arco submerso, como

são adicionados os elementos de liga?

AVALIAÇÃO

Resp. No fluxo

(10)

AVALIAÇÃO: Quais as posições de soldagem do Arco Submerso?

Plana Horizontal Vertical

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Limitações do Arco Submerso:

Soldagem somente nas posição plana e horizontal em ângulo (Equipamento convencional)

X X X

2G 3G 1G 4G Somente equipamento especial Horizontal em ângulo Plana em ângulo Plana de topo Solda longitudinal

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(13)

SOLDA CIRCUNFERENCIAL:

Soldagem Automática Circunferencial

Somente equipamento especial

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(15)

Equipamento especial para a soldagem horizontal

com arco submerso para tanques verticais no campo

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(17)

Soldagem a Arco Submerso (Sumerged Arc Welding – SAW) Indicado para chapas grossas, como é o caso de navios,

(18)

(19)

Solda circunferencial

(20)

SOLDAGEM DE CHAPAS EM DOIS PASSES – ARCO SUBMERSO (SAW - Submerged Arc Welding )

(21)

(22)

MÁQUINA HIDRÁULICA QUE VIRA A CHAPA PARA O ARCO SUBMERSO SOLDAR NO OUTRO LADO

(23)

Auto-peças: rodas, transmissões, diferenciais, longarinas.

Usos da Soldagem a Arco Submerso

Solda Externa Solda Interna

(24)

(25)

(26)

(27)

Funções do Fluxos para a Soldagem a Arco Submerso:

 Estabilizar o arco elétrico.

 Formar escória para proteger o metal de solda líquido contra a ação da

atmosfera.

 Atuar como desoxidante, limpando o metal de solda líquido.

 Isolante térmico, concentrando o calor (parte não fundida do fluxo)  Adicionar elementos de liga.

 Controlar o acabamento e a geometria do cordão de solda.

Arame Poça de Fusão

Escória

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Fluxo:

 Forma de Grânulos.

 Protege o metal de solda de contaminações.  Age como isolante térmico, concentrando o calor.

Eletrodo (arame):

 Fio contínuo. Bobinas de 30 a 500kg.  Alimentado automaticamente.

Torna o processo rápido e econômico

.

(29)

Tipos de Fluxos

Quanto ao Método de Fabricação:

(30)

Armazenamento dos Fluxos

 Manter o fluxo com 60% máximo de umidade.

 Sacos sobre pallets de madeira, isolados do chão.

 Manter afastado de paredes.

(31)

Secagem dos Fluxos

 Secagem: 250 a 350ºC por 1 a 2 horas.

 Conservação da Secagem: Em estufa entre 100 e 150ºC.

 Necessário para uso com fluxos neutros.

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Classe

AWS

Composição Química

C Mn P S Si Cu Outros EL-12 0,04 0,14 0,25 0,60 0,030 0,030 0,10 0,35 EM-12K 0,05 0,15 0,80 1,25 0,030 0,030 0,10 0,35 0,35 EM-13K 0,06 0,16 0,90 1,40 0,030 0,030 0,35 0,75 0,35 EA-3 0,05 0,17 1,65 2,20 0,025 0,025 0,20 0,35 Mo: 0,45 0,65 EB-2 0,07 0,15 0,45 1,00 0,025 0,025 0,05 0,30 0,35 Mo: 0,45 0,65_{Cr: 1,00 1,75} EF-6 0,07 0,15 1,45 1,90 0,015 0,015 0,10 0,30 0,35 Mo:0,40 0,65_{Ni: 1,75 2,25} Cr: 0,20 0,55 Arame – Eletrodo

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Arco Submerso Semi-Automático

Mecanizado:

(34)

Arco Submerso Automático:

Processo mais utilizado.

(35)

VANTAGENS DESVANTAGENS

Alta velocidade de soldagem

e taxa de deposição. Soldagem limitada às posições plana e filete horizontal. Produz solda uniforme e com

acabamento superficial. Aporte térmico elevado que pode prejudicar as propriedades da junta em alguns casos.

Ausência de respingos. Necessário retirar a escória entre passes, pode ocorre defeito por inclusão de escória.

Dispensa proteção contra a radiação devido ao arco ser encoberto.

Facilmente mecanizado. Elevada produtividade.

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Controle MILLER

HDC 1500

Analógico

Opera em CC

ou em CA

HDC 1500

Analógico

Opera em CC

ou em CA

Robusto e Simples de Operar.

Opera em Corrente Continua

ou em Corrente Alternada.

Apenas 1 Circuito de Controle

simplifica uso e serviços.

Todas Funções Básicas para o

Processo Arco Submerso.

Opera com Fontes de Solda de

outras procedências.

Utiliza 115 Vca para operar.

Pode ser utilizado na Fonte

SUB ARC – Deltaweld ou com a

Summit Arc

.

(37)

Geralmente, um eletrodo trabalha como polo positivo (eletrodo guia, CC+), visando maior penetração. Os demais eletrodos são ligados no polo negativo, visando maior taxa de deposição e melhor acabamento.

Também podem trabalhar com CA.

2 ou 3 arames, cada um ligado a uma fonte de energia, formam arcos distintos.

Arranjos com até 6 arames são possíveis.

Arames múltiplos tipo Tandem-Arc.

Soldagem a arco submerso (SAW)

(38)

Arco Submerso com Arcos Múltiplos

( Tandem-Arc):

 2 ou 3 arames soldando

simultaneamente.

 Utiliza cabeçotes e fontes

(39)

Arco Submerso com Arcos Múltiplos

( Tandem-Arc):

1º arame: penetração. 2º arame: enchimento. 3º arame: acabamento

(40)

Solda externa, tubo API, tandem 4 arames. 3500A

(41)

Usos da Soldagem a Arco Submerso

Oleodutos, aquedutos, minerodutos, tubulações, estacas.

Solda interna tubo API com tandem 3 arames.

2500A 2,0 m/min.

(42)

Arames múltiplos tipo Twin-Arc.

Soldagem a arco submerso (SAW)

2 arames conectados à mesma fonte formam um único arco.

Este arranjo resulta em menor penetração, com baixa diluição (pouca fusão do metal base) e alta taxa de deposição.

É interessante para revestimentos e soldas em chanfros largos com mata-junta.

(43)

 2 arames soldando simultaneamente.

 Acoplados ao mesmo cabeçote, e uma única fonte de energia.

(44)

Usos da Soldagem a Arco Submerso

Perfis soldados, pontes rolantes, pontes, elevados, edifícios

.

(45)

•Sempre maior na posição plana. Efeito da gravidade mantém o_{Sempre maior na posição plana. Efeito da gravidade mantém o}

metal fundido na junta.

•Aumenta com a corrente de soldagem._{Aumenta com a corrente de soldagem.}

•Processos com 2 ou mais arames aumentam substancialmente a_{Processos com 2 ou mais arames aumentam substancialmente a}

taxa de deposição.

Taxa de Deposição

TAXA DE DEPOSIÇÃO TÍPICA

Eletrodo Revestido 1,0 a 3,0 kg/h MIG-MAG 2,0 a 6,0 kg/h Arco-Submerso 5,0 a 12,0 kg/h Twin-arc 10,0 a 25,0 kg/h Tanden-arc 12,0 a 30,0 kg/h

(46)

Configuração utilizada para deposição de material para recobrimentos.

As fitas tem espessura típica de 0,5mm e largura de 30 a 120mm.

Geralmente utiliza corrente contínua direta (CC-), pois se requer diluição muito baixa.

A largura do cordão obtido é

aproximadamente a largura da fita.

Soldagem a arco submerso (SAW) - ELETRODO EM FITA

SAW Strip Cladding head

Revestimento duro: rolos de

(47)

Posicionadores

 Dispositivos Mecânicos que suportam e/ou movimentam as peças

para a posição desejada.

 Função fundamental no SAW pois o processo exige soldagem na

posição plana ou horizontal.

 O uso de posicionadores garantem para a SAW:  Alta taxa de deposição.

 Elevado Fator de Operação.  Repetibilidade das soldas

(48)

Carrinho Montado numa Coluna

Este exemplo (acoplado com rolos viradores) permite executar soldas longitudinal e circunferencial.

(49)

(50)

Principais Variáveis do Processo



Tipo da Corrente - Polaridade

 Intensidade de Corrente (VAA)

 Velocidade de Soldagem

 Tensão do Arco

 Diâmetro do Arame

 Extensão do Eletrodo

 Ângulo de avanço do Eletrodo

 Espessura da Camada de Fluxo

Granulometria do fluxo

Tipo de Fluxo (Fabricação e Químico)

Composição Binária Fluxo + Arame

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Tipo de Corrente - Polaridade

(DC)CC+ mais recomendado (ou mais utilizado):

• Rápida sequência de deposição.

• Boa penetração.

• Maior resistência a porosidade.

• Melhor controle do formato e aparência do cordão.

(DC)CC- oferece:

• 30% aumento na taxa de deposição.

• Menor penetração.

• Usado em soldas de revestimento.

• Deve-se aumentar 4V para obter cordão similar a CC+.

(52)

CC-Intensidade de Corrente ( VAA)

A Intensidade de Corrente determina:

• Taxa de Deposição.

• Profundidade de penetração.

• Altura e reforço da solda.

 Intensidade de corrente (demais parâmetros

constantes):

 Penetração.

 Taxa de deposição.

 Reforço da solda.

(53)

Diâmetro do Arame – Relação com Penetração

Pequeno

Adequado

Grande

 2,38 a 6,4 mm.

  arame (demais parâmetros constantes):

 Largura do Cordão.

 Densidade de Corrente.

 Penetração.

 Taxa de Deposição.

Maior  arame:

 Capacidade de suportar corrente.

 Taxa de Deposição.

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Diâmetro do Arame – Faixas de Corrente Típicas

Diâmetro do Eletrodo

(pol) – (mm)

Faixa de Intensidade de

Corrente (A)

3/32” 2,4mm

230 - 600

1/8” 3,2mm

300 - 700

5/32” 4,0mm

400 - 800

3/16” 4,8mm

450 - 1000

1/4” 6,4mm

600 - 1300

(55)

Extensão do Eletrodo - STICKOUT

STICKOUT

Bico de Contato

Eletrodo Visível

“Distância entre o ponto de contato elétrico no bico e a ponta

do eletrodo que toca a chapa”.

 Extensão do Eletrodo (demais parâmetros constantes):

 Taxa de Deposição.

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Soldagem a Arco Submerso - SAW

APLICAÇÕES TÍPICAS NA INDUSTRIA DO PETRÓLEO E PETROQUÍMICA:

Soldagem dos aços carbono e de baixa liga na fabricação de vasos de

pressão, tubos c/costura e tanques de armazenamento, refinarias, plataformas, navios, revestimentos resistentes à abrasão, erosão, e corrosão.

SEGURANÇA:

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CONSULTORIA: ARCO SUBMERSO COM ADIÇÃO DE PÓ METÁLICO

Abaixo do fluxo deposita-se pó metálico, geralmente pó de ferro. Para que o pó de ferro fique abaixo do fluxo, deposita-se o pó de ferro antes de se depositar o fluxo, conforme figura abaixo. A função é aumentar a taxa de deposição, em um principio similar ao processo com eletrodo revestido com adição de pó metálico no revestimento. Consegue-se aumento da taxa de deposição em até 70%, com diminuição da penetração, de forma similar ao uso de arame frio.

(58)