O que são eletrodos de soldagem? - Um guia completo

O que são eletrodos de soldagem?

Eletrodos de solda são pedaços de fio que são conectados à sua máquina de solda para criar um arco elétrico. A corrente passa por este fio para produzir um arco, que gera muito calor para derreter e fundir o metal para soldagem.

Um eletrodo é um fio de metal revestido. É feito de materiais semelhantes ao metal que está sendo soldado. Para começar, existem eletrodos consumíveis e não consumíveis. Na soldagem a arco de metal de blindagem (SMAW) também conhecida como bastão, os eletrodos são consumíveis, o que significa que o eletrodo é consumido durante o seu uso e derrete com a solda.

Na soldagem com gás inerte de tungstênio (TIG), os eletrodos não são consumíveis, portanto, não derretem e se tornam parte da solda. Com soldagem a arco de metal a gás (GMAW) ou soldagem MIG, os eletrodos são alimentados continuamente com arame. A soldagem a arco com núcleo de fluxo requer um eletrodo tubular consumível alimentado continuamente contendo um fluxo.

MAIS: O que é Soldagem?

Como escolher eletrodos de soldagem?

Os eletrodos em bastão estão disponíveis em uma ampla variedade de tipos, cada um dos quais fornece diferentes propriedades mecânicas e opera com um tipo específico de fonte de energia de soldagem. Existem vários fatores a serem considerados na seleção da haste de solda:

1. Propriedades do metal base
2. Resistência à tração
3. Corrente de soldagem
4. Espessura do metal base, forma e ajuste da junta
5. Posição de soldagem
6. Especificação e condições de serviço
7. Condições ambientais de trabalho

Antes de ligar sua máquina e pegar seu porta eletrodo, aprenda mais sobre cada um desses fatores.

Propriedades do metal base

O primeiro passo na escolha de um eletrodo é determinar a composição do metal base. Seu objetivo é combinar (ou combinar) a composição do eletrodo com o tipo de metal base, o que ajudará a garantir uma solda forte. Se você estiver em dúvida sobre a composição do seu metal base, faça a si mesmo estas perguntas:

• Como é o metal? Se você estiver trabalhando com uma peça ou componente quebrado, verifique se há uma superfície interna áspera e granulada, o que geralmente significa que o material de base é metal fundido.
• O metal é magnético? Se o metal base for magnético, as chances são boas de que o metal base seja aço carbono ou liga de aço. Se o metal base não for magnético, o material pode ser aço manganês, aço inoxidável austenítico série 300 ou uma liga não ferrosa, como alumínio, latão, cobre ou titânio.
• Que tipo de faíscas o metal emite quando tocado por um moedor? Como regra geral, mais chamas nas faíscas indicam um teor de carbono mais alto, como no aço de grau A-36.

Um cinzel “morde” no metal base ou ricocheteia? Um cinzel vai morder um metal mais macio, como aço macio ou alumínio, e ricochetear em metais mais duros, como aço de alto carbono, cromo-molibdênio ou ferro fundido.

Resistência à tração

Para evitar rachaduras ou outras descontinuidades na solda, combine a resistência à tração mínima do eletrodo com a resistência à tração do metal base. Você pode identificar a resistência à tração de um eletrodo de bastão consultando os dois primeiros dígitos da classificação AWS impressa na lateral do eletrodo.

Por exemplo, o número “60” em um eletrodo E6011 indica que o metal de adição produz um cordão de solda com resistência à tração mínima de 60.000 psi e, como resultado, funcionaria bem com aço de resistência à tração semelhante.

Corrente de soldagem

Alguns eletrodos podem ser usados ​​apenas com fontes de alimentação CA ou CC, enquanto outros eletrodos são compatíveis com ambos. Para determinar o tipo de corrente correto para um eletrodo específico, consulte o quarto dígito da classificação AWS, que representa o tipo de revestimento e o tipo de corrente de soldagem compatível (consulte

O tipo de corrente que você usa também influencia o perfil de penetração da solda resultante. Por exemplo, um eletrodo compatível com DCEP, como um E6010, fornece penetração profunda e produz um arco extremamente apertado.

Ele também tem a capacidade de “cavar” através de ferrugem, óleo, tinta e sujeira. Um eletrodo compatível com DCEN, como um E6012, fornece penetração suave e funciona bem ao fazer a ponte de duas juntas ou soldar soldas de filete de alta velocidade e alta corrente na posição horizontal.

Um eletrodo compatível com CA, como o E6013, produz um arco suave com penetração média e deve ser usado para soldar chapas metálicas novas e limpas.

Espessura do metal base, forma e encaixe da junta

Materiais espessos requerem um eletrodo com ductilidade máxima e baixo hidrogênio para evitar rachaduras na solda. Os eletrodos com números de classificação AWS que terminam em 15, 16 ou 18 fornecem excelentes propriedades de baixo teor de hidrogênio e boa tenacidade (altos valores de impacto) para acomodar tensões residuais.

Para materiais finos, você precisará de um eletrodo que produza arcos suaves, como um 6013. Além disso, eletrodos de diâmetro menor fornecerão penetração rasa para ajudar a evitar queimaduras em materiais mais finos.

Você também desejará avaliar o design e o ajuste da junta. Se você estiver trabalhando em uma junta com ajuste apertado ou que não seja chanfrada, use um eletrodo que forneça um arco de escavação para garantir penetração suficiente, como um E6010 ou E6011. Para materiais com aberturas de raiz largas, selecione um eletrodo, como um E6012, que cria uma face de solda côncava adequada para preencher lacunas e fazer soldas em ranhuras.

Posição de soldagem

Para determinar para qual(is) posição(ões) um eletrodo específico é qualificado, consulte o terceiro dígito na classificação da AWS. Veja como você decifra a eletrodeposição qualificada:

• 1 =plano, horizontal, vertical e aéreo
• 2 =somente plano e horizontal

Por exemplo, um eletrodo 7018 pode ser usado em posições planas, horizontais, verticais e suspensas.

Especificação e condições de serviço

Certifique-se de avaliar as condições que a peça soldada encontrará ao longo de seu serviço. Se for usado em ambientes de alta temperatura ou baixa temperatura sujeitos a cargas de choque repetitivas, um eletrodo de baixo hidrogênio com maior ductilidade reduzirá a chance de rachaduras na solda.

Além disso, certifique-se de verificar as especificações de soldagem se estiver trabalhando em aplicações críticas, como vasos de pressão ou fabricação de caldeiras. Na maioria dos casos, essas especificações de soldagem exigirão que você use tipos específicos de eletrodos.

Condições ambientais do trabalho

Para obter os melhores resultados, você deve sempre remover o excesso de carepa de laminação, ferrugem, umidade, tinta e graxa. Metais de base limpos ajudam a prevenir a porosidade e aumentam as velocidades de deslocamento.

Se a limpeza do metal base não for possível, os eletrodos E6010 ou E6011 fornecem um arco profundamente penetrante que tem a capacidade de cortar contaminantes.

Como ler o código em eletrodos de bastão?

A American Welding Society (AWS) possui um sistema de numeração que oferece informações sobre um eletrodo específico, como para qual aplicação ele é melhor utilizado e como deve ser operado para máxima eficácia.

Dígito	Tipo de Revestimento	Corrente de soldagem
0	Alta celulose de sódio	DC+
1	Alto celulose potássio	AC, DC+ ou DC-
2	Alto teor de titânio	CA, CC-
3	Alto potássio de titânia	CA, CC+
4	Pó de ferro, titânia	AC, DC+ ou DC-
5	Baixo hidrogênio sódico	DC+
6	Baixo hidrogênio e potássio	CA, CC+
7	Óxido de ferro alto, pó de potássio	AC, DC+ ou DC-
8	Baixo hidrogênio potássio, pó de ferro	AC, DC+ ou DC-

O “E” indica um eletrodo de soldagem a arco. Os dois primeiros dígitos de um número de 4 dígitos e os três primeiros dígitos de um número de 5 dígitos representam a resistência à tração. Por exemplo, E6010 significa resistência à tração de 60.000 libras por polegada quadrada (PSI), e E10018 significa resistência à tração de 100.000 psi.

O próximo ao último dígito indica a posição. Assim, “1” representa um eletrodo de todas as posições, “2” um eletrodo plano e horizontal e “4” um eletrodo plano, horizontal, vertical descendente e suspenso. Os dois últimos dígitos especificam o tipo de revestimento e a corrente de soldagem.

E	60	1	10
Eletrodo	Resistência à tração	Posição	Tipo de Revestimento e Corrente

Qual ​​é o revestimento do eletrodo de soldagem?

Os revestimentos de eletrodos devem fornecer proteção de gás para o arco, fácil abertura e estabilidade do arco, uma escória protetora, boa forma de solda e, o mais importante de tudo, uma proteção de gás consumindo o oxigênio circundante e protegendo o metal de solda fundido.

Vários tipos de eletrodos estão disponíveis, sendo o tipo frequentemente definido pela natureza do revestimento.

O Electrode Coating é coberto com uma cobertura de qualidade relativamente alta aplicada em uma camada de 1 a 3 mm de espessura. O peso de tal revestimento é de 15 a 30% do peso do eletrodo. A maior soldagem é feita com eletrodos revestidos. Isso restringe o processo a uma operação manual lenta. Se o revestimento de fluxo for colocado dentro de um tubo longo, o eletrodo pode estar na forma de um fio desencapado na forma de uma bobina.

Então o processo de arco blindado pode ser feito de forma contínua e automática. O objetivo principal de um revestimento leve é ​​aumentar a estabilidade do arco; o revestimento também é chamado de revestimento ionizante. Como o revestimento do eletrodo é frágil, apenas eletrodos retos podem ser usados.

A função dos revestimentos de eletrodo

• Melhorar a estabilidade do arco fornecendo certos produtos químicos que têm essa capacidade de ionizar o caminho do arco
• Forneça uma atmosfera gasosa protetora para evitar que oxigênio, hidrogênio e nitrogênio sejam captados pelo metal fundido.
• Escória protetora sobre metal quente
• Fornecer fluxo, que ajuda a remover óxidos e outras impurezas dos metais fundidos
• Reduza os respingos do metal de solda – quando o revestimento queima mais lentamente que o núcleo.
• Age como desoxidante
• Diminua a taxa de resfriamento da solda (devido à camada protetora de escória) para evitar o endurecimento.
• Os revestimentos são normalmente isolantes de eletricidade e, portanto, impedem o uso de eletrodos em ranhuras estreitas, etc.,

Tipos de Revestimentos:

Embora existam características universais em cada tipo de revestimento de eletrodo, a composição química exclusiva de cada revestimento individual fornecerá propriedades diferentes. Certifique-se de pesquisar as melhores aplicações de cada revestimento para garantir que você escolha um que se adapte bem ao seu projeto.

Celulose:

Esses revestimentos são compostos por cerca de um terço de celulose e dois terços de outros materiais orgânicos. Quando expostos ao arco de soldagem, os materiais se decompõem para formar três gases separados – hidrogênio, monóxido de carbono e dióxido de carbono que fortalecem o arco. Essa força adicional permite que a corrente penetre mais profundamente no metal, resultando em soldas mais fortes.

Os revestimentos de celulose também emitem uma camada de gás para proteger a poça de fusão de impurezas. A camada de gás cria uma barreira entre o metal e outros elementos, como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio, que podem criar porosidade em uma solda. A porosidade é venenosa para uma solda, portanto, o uso de eletrodos com revestimento de celulose pode ajudar a garantir juntas de solda de maior qualidade.

Os revestimentos de celulose vêm em uma variedade de misturas químicas, cada uma com suas propriedades únicas e melhores aplicações. Embora o componente de celulose da receita seja uma regra geral, os materiais orgânicos adicionais variam muito.

Mineral:

Os revestimentos minerais deixam uma camada de escória sobre a solda. Embora a escória possa parecer um efeito colateral irritante, na verdade serve a um propósito muito útil. A escória de um eletrodo revestido de mineral esfria muito mais lentamente do que um eletrodo revestido de celulose e o material soldado por baixo.

Isso dá tempo para que as impurezas filtrem para a superfície do metal, evitando que comprometam a estrutura da solda.

Mistura:

Revestimentos de eletrodos com uma combinação de celulose e minerais são uma escolha popular entre os fabricantes porque oferecem o melhor dos dois mundos. Como esses revestimentos podem ter desde apenas alguns componentes até mais de 10 ingredientes diferentes, a diversidade química desses revestimentos oferece uma série de benefícios significativos.

Ter proteção de gás de proteção e proteção contra escória em uma solda pode ser incrivelmente útil ao trabalhar com metais básicos particularmente temperamentais.

Revestimentos de eletrodos mais comuns:

Embora existam certas aplicações que exigem revestimentos e características de eletrodos específicos, estes são cinco dos revestimentos de eletrodos de soldagem mais comuns que você provavelmente verá.

Eletrodos de celulose:

Adequados para posicionamento vertical, os eletrodos de celulose deixam para trás uma camada de escória muito fina e muito fácil de remover. Os revestimentos de celulose se decompõem em hidrogênio e dióxido de carbono à medida que são aquecidos. Isso fornece uma camada de gás protetora eficaz sobre a poça de fusão.

No entanto, isso também pode colocar a solda em risco de fragilização por hidrogênio. Em sua forma mais pura, os revestimentos de celulose funcionam melhor com DC. No entanto, a adição de diferentes elementos ao revestimento pode permitir o uso com AC também. Os eletrodos de celulose oferecem toda a facilidade de um revestimento de rutilo, mas com penetração mais profunda e escória menos problemática.

Eletrodos de rutilo:

Quase idêntica à celulose, a principal diferença é que o rutilo tem uma porcentagem maior de dióxido de titânio. Isso cria um escudo de gás de oxigênio, nitrogênio, carbono e hidrogênio, tornando os eletrodos de rutilo adequados para soldagem de aço de baixo carbono.

No entanto, a escória de eletrodos de rutilo tende a deixar vestígios de titânio no metal depositado. A adição de celulose aos revestimentos de eletrodos de rutilo fornece proteção adicional sobre a poça de fusão. Esses eletrodos emitem níveis mais baixos de emissões de respingos e fumaça e são ótimos para uso em todas as posições.

Eletrodos de óxido de ferro:

Bom para uso com corrente AC e DC, os eletrodos de óxido de ferro produzem escória que é muito fácil de remover da solda. A composição química deste revestimento é rica em oxigênio e pode tender a causar depósitos de solda que são mais fracos em resistência geral.

O risco de fragilização por hidrogênio, no entanto, é significativamente menor do que com eletrodos de celulose. Os eletrodos de óxido de ferro proporcionam um ótimo controle do arco e permitem um posicionamento preciso e limpo do cordão.

Eletrodos básicos:

Também chamados de eletrodos controlados por hidrogênio, esses eletrodos exigem um pouco mais de cuidado antes da soldagem. Os eletrodos devem ser armazenados em local seco e cozidos antes do uso. Não fazer isso pode criar uma composição química instável no revestimento, resultando em uma estrutura de solda comprometida.

Os eletrodos básicos depositam um nível baixo e controlado de hidrogênio que minimiza o risco de porosidade e rachaduras em uma solda. Se armazenados e mantidos adequadamente, esses eletrodos são uma ótima opção para trabalhar com aço.

Eletrodos de pó de ferro:

Esses eletrodos são variações de outros revestimentos de eletrodos resultantes da adição de pó de ferro a uma mistura. Os pós metálicos estão se tornando uma adição cada vez mais popular às misturas de revestimento de eletrodos, pois podem ajudar a aumentar a eficiência e a qualidade geral da solda. Os eletrodos de energia de ferro são uma variação comum dos eletrodos de celulose que permitem que o eletrodo seja usado com CA.

Ao trabalhar com um tipo de soldagem que requer eletrodos revestidos separados, dedicar um tempo para entender as diferentes opções disponíveis pode fazer ou quebrar um projeto. Lembre-se de considerar fatores adicionais – como posição, resistência à tração e metais do núcleo – ao decidir sobre um eletrodo.

tipos de eletrodos de soldagem

As hastes utilizadas para soldagem MIG e vara são exemplos de eletrodos consumíveis. Eles têm material de enchimento, que derrete para criar juntas de solda.

A soldagem TIG, por outro lado, emprega eletrodos não consumíveis. Esses eletrodos consistem principalmente de tungstênio, que não derrete (ao contrário dos eletrodos consumíveis) devido ao seu alto ponto de fusão. Ele apenas fornece um arco elétrico para soldagem. O material de enchimento é fornecido usando um fio que é alimentado manualmente.

Portanto, a principal diferença entre os dois é que os eletrodos consumíveis derretem, enquanto os eletrodos não consumíveis não.

As duas categorias também possuem vários tipos de eletrodos.

Eletrodos consumíveis

Os eletrodos consumíveis são a chave para a soldagem por eletrodo, MIG e a arco fluxado. Os eletrodos consumíveis usados ​​para soldagem por bastão são chamados de eletrodos de bastão. Estes incluem eletrodos com revestimento pesado, arco blindado e eletrodos com revestimento leve.

1. Eletrodos revestidos de luz

Como o nome indica, os eletrodos revestidos com luz têm um revestimento fino em sua superfície, que é aplicado por métodos como pulverização e escovação.

Esses eletrodos e seus revestimentos são feitos de vários materiais diferentes. O material de enchimento tem muitas semelhanças com o metal base que está sendo soldado.

O revestimento leve também serve a outro propósito vital. Este revestimento reduz impurezas, como enxofre e óxido, para proporcionar uma solda de melhor qualidade. Ele também permite uma fusão mais consistente do material de enchimento para que você possa criar um cordão de solda de aparência suave e confiável.

Como o revestimento é fino, a escória produzida não é muito espessa. Os eletrodos de arco blindado têm algumas semelhanças com os eletrodos revestidos de luz. A principal diferença é que eles têm um revestimento mais espesso. Esses eletrodos de alta resistência são adequados para aplicações de soldagem mais exigentes, por exemplo, soldagem de ferro fundido.

2. Eletrodos nus

Usar eletrodos nus pode ser complicado porque o arco é um pouco instável e difícil de controlar. O revestimento leve aumenta a estabilidade do arco elétrico, tornando-o mais fácil de manusear. Os eletrodos nus têm aplicações limitadas. Por exemplo, eles são usados ​​para soldar aço manganês.

3. Eletrodos de arco blindado

Os eletrodos de arco blindado possuem três tipos diferentes de revestimentos, que servem a propósitos diferentes. Um tipo de revestimento contém celulose e usa uma camada protetora de gás para proteger a região da solda. O segundo tipo de revestimento possui minerais que produzem escória. O terceiro tipo de revestimento tem uma combinação de minerais e celulose.

Os eletrodos de arco blindado geram uma camada protetora de gás, que forma uma barreira eficaz para proteger a zona de solda quente contra contaminação e corrosão pelo ar circundante. Isso resulta em soldas mais fortes e confiáveis. A zona de solda aquecida deve ser mantida a salvo de gases atmosféricos como nitrogênio e oxigênio, que reagem com o metal de alta temperatura para produzir soldas frágeis, porosas e fracas.

Os eletrodos de arco blindado minimizam enxofre, óxidos e outros tipos de impurezas dentro do metal base para fornecer soldas regulares, suaves e limpas. Esses eletrodos revestidos também produzem um arco elétrico mais estável em comparação com eletrodos nus, o que torna a soldagem mais gerenciável e reduz os respingos.

Os eletrodos de arco blindado também produzem escória devido ao revestimento mineral. Esta escória parece ser um incômodo para remover, mas serve a um propósito benéfico. Ele esfria muito mais lentamente em comparação com eletrodos de arco blindados. Este processo extrai as impurezas e as envia para a superfície. Consequentemente, você obterá soldas de alta qualidade que são limpas, duráveis ​​e fortes.

Eletrodos não consumíveis

Os eletrodos não consumíveis são mais simples de entender não apenas porque não derretem, mas também porque existem apenas dois tipos.

1. Eletrodos de carbono

O primeiro tipo é o eletrodo de carbono que é usado tanto para corte quanto para soldagem. Este eletrodo é feito de grafite de carbono. Pode ser revestido com uma camada de cobre ou deixado nu.

A American Welding Society não emitiu nenhuma especificação para este tipo de eletrodo. No entanto, existem especificações militares para eletrodos de carbono.

2. Eletrodos de tungstênio e seus diferentes tipos

O segundo tipo de eletrodo não consumível é o eletrodo de tungstênio, que é usado para soldagem TIG. Esses eletrodos consistem em tungstênio puro (com marcas verdes), zircônio contendo 0,3 a 0,5% (têm marcas marrons), tungstênio com 2% de tório (com marcas vermelhas) e 1% de tungstênio contendo tungstênio (que possui marcas amarelas).

Os eletrodos não consumíveis feitos de tungstênio puro têm uso limitado e são adequados para trabalhos leves de soldagem. Há duas razões para isso. Primeiro, o tungstênio puro não possui a durabilidade e resistência das ligas de tungstênio. Em segundo lugar, o tungstênio puro pode sofrer problemas com altas correntes.

Eletrodos de tungstênio com 0,3 a 0,5 por cento de zircônio oferecem excelentes resultados com corrente alternada. Eles são uma melhoria em relação ao tungstênio puro, mas não tão bons quanto os eletrodos de tungstênio com conteúdo de tório.

Os eletrodos de tungstênio com 1-2% de teor de tório são alguns dos eletrodos não consumíveis mais utilizados, pois duram mais e têm uma resistência maior do que outros tipos de eletrodos de tungstênio. Eles podem ser usados ​​para correntes mais altas em comparação com eletrodos de tungstênio puro. Esses eletrodos também fornecem maior controle do arco e são mais fáceis de iniciar.

Ao usar um eletrodo de tungstênio, é melhor usar a corrente máxima permitida se eles tiverem um cilíndrico liso, ou então fica difícil controlar o arco e sustentá-lo.

Para melhor controle e estabilidade do arco, deve-se triturar as pontas desses eletrodos até um ponto, ou seja, é necessário tornar as pontas cônicas. Se você fizer isso, terá que selecionar a partida por toque em vez de máquinas de solda DC.

Lembre-se de que eletrodos de tungstênio com tório e zircônio terão durabilidade melhorada do que eletrodos de tungstênio puro se você optar por eletrodos cônicos usando touch-start.

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