Soldagem Stick (SMAW): Equipamentos, Processo e Guia Passo a Passo

A soldagem stick é realizada iniciando um arco elétrico entre um eletrodo metálico e a peça de trabalho. Uma corrente elétrica passa pelo eletrodo e o derrete na peça de trabalho formando um banho de solda. O eletrodo é coberto por uma camada de fundente que derrete e protege o banho de solda de contaminação pela atmosfera.

O fundente forma uma camada de escória sobre o cordão de solda que precisará ser removida com cinzel e escovada depois que a solda estiver completa. É um procedimento simples popular entre soldadores externos por não ser afetado pelo vento — diferente de soldagem MIG e TIG que usam cilindros de gás.

O que é Soldagem Stick (SMAW)?

Soldagem a arco metálico protegido (SMAW), também conhecida como soldagem a arco metálico manual (MMA ou MMAW), soldagem a arco com fundente, ou informalmente como soldagem stick, é um processo manual de soldagem a arco que usa um eletrodo consumível coberto com fundente para depositar a solda.

Uma corrente elétrica, na forma de corrente alternada ou contínua de uma fonte de energia de soldagem, é usada para formar um arco elétrico entre o eletrodo e os metais a serem unidos. A peça de trabalho e o eletrodo derretem formando um banho de metal fundido (o banho de solda) que esfria para formar uma junta.

À medida que a solda é depositada, o revestimento de fundente do eletrodo se desintegra, emitindo vapores que servem como gás de proteção e fornecendo uma camada de escória, ambos protegem a área da solda de contaminação atmosférica.

Devido à versatilidade do processo e simplicidade de seu equipamento e operação, a soldagem a arco metálico protegido é um dos primeiros e mais populares processos de soldagem do mundo.

Domina outros processos de soldagem na indústria de manutenção e reparo, e embora a soldagem a arco com arame tubular esteja crescendo em popularidade, a SMAW continua a ser amplamente usada na construção de estruturas de aço pesado e na fabricação industrial. O processo é usado principalmente para soldar ferro e aços (incluindo aço inoxidável), mas ligas de alumínio, níquel e cobre também podem ser soldadas com este método.

O que Você Precisa para Começar a Soldar?

1. Equipamento de Segurança

Ao soldar, a consideração mais importante é sempre sua segurança. Você deve ler e seguir todas as informações de segurança e instruções fornecidas no manual de qualquer equipamento que usar ao fazer soldagem stick.

Ao soldar, você precisará de proteção corporal para proteger do calor, raios ultravioleta e faíscas produzidos pelo arco. Roupas de manga longa resistentes a fogo protegerão seu corpo, e óculos de segurança e capacete de solda protegerão sua cabeça e olhos.

A soldagem só deve ser realizada quando houver ventilação adequada devido aos fumos emitidos. Se você estiver ao ar livre com brisa, ficará bem, mas se estiver em ambiente interno, precisa de ventilação. Exaustão é a melhor maneira de remover fumos da área.

2. Soldadora Stick

Você não conseguirá fazer soldagem stick sem uma soldadora stick. Você pode usar um soldador multiuso que permite realizar mais de um tipo de soldagem, por exemplo, MIG, TIG & Stick. Ou pode usar um soldador apenas stick, que é muito mais barato.

Existem muitos soldadores no mercado. Você pode ver nosso guia completo sobre como escolher um soldador stick para mais ajuda nisso.

3. Grampo de Aterramento

Seu grampo de aterramento geralmente vem com o soldador. Deve ser conectado ao soldador stick e preso à peça de trabalho.

4. Ferramentas de Remoção de Escória

A soldagem stick produz escória sobre sua solda. Por isso, você precisará limpar a solda depois de feita. O melhor é usar cinzel e martelo para remover a escória, seguido de escovação com escova de aço.

5. Escolhendo seu Eletrodo

Existem centenas de tipos diferentes de eletrodos stick, e você precisará escolher o certo que combine com seu projeto de soldagem. Os mais populares são 6010, 6011, 6012, 6013, 7014, 7024 e 7018.

Quando estiver trabalhando em aço doce, qualquer eletrodo E60 ou E70 fará o trabalho. 7018 são provavelmente os eletrodos mais populares de todos estes e produzem soldas muito fortes, mas 6013 são uma boa escolha para iniciantes.

Para entender qual eletrodo escolher, você precisa entender o que cada um dos 4 números significa.

• Os dois primeiros dígitos mostram a resistência à tração mínima. Por exemplo, um eletrodo de resistência à tração de 60.000 psi começará com 60. Isso precisará combinar com as propriedades de resistência do metal de base.
• O terceiro dígito indica em quais posições o eletrodo pode ser usado ao soldar. Número 1 representa capacidade de ser usado em qualquer posição, enquanto número 2 só pode ser usado em posição chapa.
• O quarto dígito informa a corrente que você pode usar para o eletrodo e o revestimento no eletrodo. Temos uma tabela de referência para isso abaixo.

6. Configuração da Soldagem Stick

A soldagem stick é uma configuração bastante direta. Lembre-se que suas configurações de polaridade dependerão do eletrodo que você está usando, então certifique-se de verificar se é CA/CC-/CC+. Para começar, tente alguns eletrodos 6013 em CCEN em chapa de aço de 3/16 pol (4,8 mm).

Como Fazer sua Primeira Solda Stick

Então, você configurou tudo, agora está pronto para fazer uma solda. Certifique-se de que seus ajustes estão todos corretos e pegue um par de peças de sucata e coloque-as como junta de topo (butt joint). Soldagem stick requer habilidade, então é sempre melhor praticar em sucata primeiro antes de pular e tentar soldar em um projeto real.

Iniciando o Arco

Uma vez que o eletrodo completo está no porta-eletrodo, ligue o soldador. Para iniciar o arco, coloque a ponta do eletrodo no metal e arraste-o rapidamente como se estivesse acendendo um fósforo. Se o arco for formado, levante o eletrodo muito levemente e então você pode puxá-lo junto ao metal.

Se o eletrodo gruda no metal, solte-o dando uma leve torcida. Se o arco apagar, você levantou o eletrodo muito alto da superfície e deve mantê-lo mais baixo. Uma vez que o arco está aceso, deve fazer um som como bacon fritando; soa alto e agressivo, então você precisa baixar a amperagem.

Movendo o Eletrodo

Uma vez que você acendeu o arco, deve mover o eletrodo através da junta para realizar a solda. Antes de mover o eletrodo, você precisa tê-lo no ângulo correto, que é entre 15 e 30 graus em relação à vertical.

Ângulo da Soldagem Stick

Uma vez que você o tem no ângulo correto, precisa puxar lentamente o eletrodo de volta em sua direção. Você não pode empurrar o eletrodo porque a escória ficará presa no banho de solda e causará porosidade.

Você precisará manter a mão firme, então tente apoiar o outro cotovelo na mesa e segurar a mão que segura o eletrodo para estabilizá-la. Teste algumas vezes e solucione problemas usando a seção de solução de problemas no final deste post.

Outras Posições de Soldagem

Se você fizer solda de filete em uma junta T invertida, deve ajustar o ângulo para cerca de 35 graus acima do horizontal. Isso é porque a solda começará a cair ligeiramente devido à força da gravidade se o ângulo não for ajustado para ajudar a empurrar o cordão de volta contra a força da gravidade.

Quanto mais escória for criada, maior ângulo você precisará. Se seu ângulo for muito pequeno, a escória cairá no seu banho de solda e causará defeitos na solda.

Erros Comuns e Como Reduzi-los

Quando você começa a soldagem stick, é provável que cometa alguns erros, mesmo se for experiente em MIG ou TIG. Os erros mais comuns que vejo são ter arco muito longo, ter ângulo de arrasto errado, soldar na velocidade errada e na temperatura errada.

• Muitos Respingos: Há muitas causas para obter muitos respingos ao soldar, uma das mais comuns é ter o arco muito longo. Você deve segurar o eletrodo apenas levemente acima da peça, senão o arco não conseguirá focar e pulará erraticamente em vez de ser suave. Se houver respingos e o arco solta um som de chiado alto, você provavelmente tem a amperagem muito alta e deve baixá-la.
• Porosidade: Uma das principais causas de porosidade em solda stick é ter o eletrodo em ângulo muito íngreme. Se você não mantiver a escória na parte de trás do banho de solda puxando o eletrodo para trás em um ângulo, a escória se misturará no banho e causará porosidade.
• Undercut (Rebaixo): Undercut é ter uma pequena cratera na ponta da solda entre a solda e a chapa metálica, o que torna a solda mais fraca. Se você tem undercut e a solda parece queimada, tente baixar a amperagem porque está muito quente.
• Cordão de Solda Fino: O cordão de solda stick ideal será aproximadamente 2,5 vezes o diâmetro do eletrodo. Se a solda for realmente estreita, não terá penetração suficiente. Tente reduzir a velocidade pela metade da velocidade que você estava puxando o eletrodo inicialmente e deve ver melhores resultados.
• Cordão de Solda Irregular (Lumpy): Se você puxar o eletrodo muito devagar, o metal de adição se acumulará e ficará irregular. Outra causa é ter a amperagem muito baixa, o que limitará a penetração e fará o metal de adição apenas ficar em cima da junta.
• Dificuldade para Iniciar Arco: Se você tem dificuldade para iniciar o arco, será porque está muito frio, causando um arco fraco. Tente aumentar em 15 amps e veja se fica mais fácil.

Cinco Passos para Melhorar sua Técnica de Soldagem Stick

Para muitas pessoas, especialmente aquelas novas nisso ou que talvez não soldem todo dia, a soldagem stick, também conhecida como soldagem a arco metálico protegido (SMAW), é um dos processos mais difíceis de aprender. Soldadores experientes que podem pegar um porta-eletrodo, colocar um eletrodo e depositar ótimas soldas vez após vez inspiram grande admiração no resto de nós. Eles fazem parecer fácil.

O resto de nós pode lutar com isso, porém. E não precisamos, se prestarmos atenção a cinco elementos básicos de nossa técnica: ajuste de corrente, comprimento do arco, ângulo do eletrodo, manipulação do eletrodo e velocidade de avanço, ou CLAMS (Current, Length, Angle, Manipulation, Speed), para abreviar. Abordar adequadamente estas cinco áreas básicas pode melhorar seus resultados.

1. Preparação Prévia

Embora a soldagem stick seja o processo mais tolerante em metal sujo ou enferrujado, não use isso como desculpa para não limpar o material adequadamente. Use escova de aço ou esmerilhadeira para remover sujeira, graxa ou ferrugem da área a ser soldada.

Ignorar estes passos prejudica suas chances de fazer uma boa solda na primeira vez. Condições sujas podem levar a trincas, porosidade, falta de fusão ou inclusões. Enquanto estiver nisso, certifique-se de ter um local limpo para o grampo de trabalho. Uma boa conexão elétrica sólida é importante para manter a qualidade do arco.

Posicione-se para ter uma boa visão do banho de solda. Para a melhor visão, mantenha a cabeça fora do caminho e fora dos fumos de solda para garantir que você está soldando na junta e mantendo o arco na borda frontal do banho. Certifique-se de que sua postura permite apoiar e manipular o eletrodo confortavelmente.

Não se desanime! Existe uma curva de aprendizado com soldagem stick, que muitos acreditam ter ganho seu nome porque ao aprender a soldar, todos grudam (stick) o eletrodo na peça de trabalho.

2. Ajuste de Corrente

O eletrodo que você selecionar determinará se sua máquina deve ser configurada em CC positivo, CC negativo ou CA. Certifique-se de ter configurado corretamente para sua aplicação. (Eletrodo positivo fornece cerca de 10% mais penetração em uma dada amperagem que CA, enquanto CC polaridade direta, eletrodo negativo, solda metais mais finos melhor.)

A configuração de amperagem correta depende principalmente do diâmetro e tipo de eletrodo que você selecionar. O fabricante do eletrodo geralmente indica as faixas de operação do eletrodo na caixa ou materiais anexos.

Selecione sua amperagem baseada no eletrodo (uma regra geral é 1 amp para cada 0,001 pol de diâmetro do eletrodo), posição de soldagem (cerca de 15% menos calor para trabalho overhead comparado a solda chapa), e inspeção visual da solda finalizada. Ajuste seu soldador em 5 a 10 amps por vez, até atingir o ajuste ideal.

3. Comprimento do Arco

O comprimento correto do arco varia com cada eletrodo e aplicação. Como bom ponto de partida, o comprimento do arco não deve exceder o diâmetro da porção metálica (núcleo) do eletrodo. Por exemplo, um eletrodo 6010 de 1/8 pol (3,2 mm) é mantido a cerca de 1/8 pol da peça de base.

4. Manipulação do Eletrodo

Cada soldador manipula o eletrodo um pouco diferente. Desenvolva seu próprio estilo observando outros, praticando e notando quais técnicas produzem os melhores resultados. Note que em material de 1/4 pol (6,4 mm) ou mais fino, zigue-zague (weaving) do eletrodo tipicamente não é necessário porque o cordão será mais largo que o necessário. Em muitas instâncias, um cordão reto é tudo que é necessário.

Para criar um cordão mais largo em material mais grosso, manipule o eletrodo de lado a lado, criando uma série contínua de círculos parcialmente sobrepostos em padrão 'Z', semi-círculo ou passo intermitente. Limite movimento lateral a duas vezes o diâmetro do núcleo do eletrodo. Para cobrir área mais ampla, faça múltiplas passadas ou use cordões stringer.

Ao soldar vertical para cima, se você focar em soldar os lados da junta, o meio cuidará de si mesmo. Mova através do meio da junta devagar o suficiente para que o banho de solda acompanhe, e pause ligeiramente nos lados para garantir uma união sólida à parede lateral. Se sua solda parece escamas de peixe, você avançou rápido demais e não segurou tempo suficiente nos lados.

5. Velocidade de Avanço

Sua velocidade de avanço deve permitir manter o arco no terço frontal do banho de solda. Avançar muito devagar produz cordão largo, convexo, com penetração rasa e possibilidade de cold-lapping (solda fria), onde a solda parece simplesmente estar sobre a superfície do material.

Velocidades de avanço excessivamente rápidas também diminuem a penetração, criam cordão mais estreito e/ou altamente coroado, e possivelmente subpreenchimento ou undercut, que é quando a área fora da solda é côncava ou recuada. Observe em direção ao final do cordão na imagem abaixo como o cordão aparece inconsistente, como se o banho estivesse tentando acompanhar.

Vantagens da Soldagem Stick

• Soldagem stick é portátil. Um pequeno soldador stick pode trabalhar em metal grosso, não é muito pesado, e você não precisa de alimentador de arame ou equipamento adicional como cilindro de gás.
• Soldagem stick é a melhor escolha para condições externas. Soldagem com gás não produz bons resultados em condições de vento.
• É mais fácil de dominar que soldagem TIG, mas requer alguma habilidade.
• Você pode soldar em metal com carepa ou ferrugem.

Desvantagens da Soldagem Stick

• Requer mais habilidade que MIG, pois você precisa manter o eletrodo a certa distância do metal enquanto ele se consome.
• Produz muito mais respingos e escória.
• Tempo de limpeza aumentado resulta em eficiência reduzida.
• A solda não será tão intrincada ou de alta qualidade quanto TIG.