Área de conhecimento do Trabalho: B.1.9. Engenharia Mecânica.
A INFLUÊNCIA DA CORRENTE ELÉTRICA NA ANÁLISE GEOMÉTRICA DA SOLDAGEM DO ELETRODO REVESTIDO BTS
7100.
1
Departamento de Engenharia Mecânica - UFPA
2
Departamento de Engenharia Naval - UFPA
3
Prof. Dr. do Departamento de Engenharia Mecânica – UFPA
Angelo Augusto Negrão da
Silva
Eduardo de Magalhães Braga
Louise da Costa Sanches
Rodrigo Augusto Sampaio
Pantoja
Luciana Gaspar Feio
Alderi Pantoja Fernandes
2
[email protected]
Autor
3
1
1
[email protected]
Autor / Orientador
Autor
Colaborador
[email protected]
Colaborador
Autor
1,3
1,3
Introdução
Uma das principais linhas de pesquisa na área da soldagem é a análise geométrica da solda para controle do
processo, através desta análise podemos indicar os procedimentos e os consumíveis a serem aplicados para satisfazer as
necessidades exigidas por cada tipo de soldagem, exemplo: preenchimento, revestimento, união, etc.
O processo de soldagem com eletrodo revestido é um dos mais utilizado na indústria devido a sua versatilidade e seu
baixo custo, neste trabalho utilizamos este processo tendo como metal de adição o eletrodo da classe BTS 7100 que é
empregado em revestimento de estruturas onde são requeridas elevadas resistência a abrasão e ao impacto moderado. Pela
análise da composição química do metal de adição (4,5% C, 32% Cr, 3% Si e 60,5% Fe) verifica-se que se trata de uma liga
Ferro - Cromo que possui como característica uma considerável dureza, resistência mecânica e resistência à corrosão. O
trabalho propôs tem como objetivo principal analisar as características geométricas do metal de solda (penetração, reforço e
largura) indicando a melhor aplicação do consumível para a indústria.
Metodologia
O experimento foi realizado a partir da simples deposição do cordão de solda, pelo processo eletrodo
revestido com consumível da classe BTS7100, sobre uma chapa de aço carbono SAE1020 (141mm X 38mm X 11mm). Essa
soldagem foi realizada manualmente com uma fonte eletrônica modelo Digitec600 e variação de três valores de corrente, a
saber: 120A, 145A e 170A nas velocidades de consumo do eletrodo 2mm/s, 4mm/s e 4,3mm/s respectivamente, medidas a
partir do comprimento consumido de eletrodo pelo tempo total da soldagem.
Foi realizada a analise visual do cordão para a verificação de deformações, defeitos superficiais ou salpicos, após
essa etapa as amostras foram cortadas transversalmente na parte média das chapas sendo assim retirados os corpos de
prova para a análise geométrica que consiste em avaliar a largura do cordão, o reforço (dimensão linear que é medida do
metal de base ao ponto mais alto do cordão), a penetração e a taxa de diluição que é a razão entre área fundida do metal de
base pela área total do cordão de solda. É importante informar que essa analise só foi possível após a devida preparação dos
corpos de prova que foram lixadas (granulação de 230 a 600mesh), e posteriormente feita à aplicação do reagente químico
Nital 3% para a melhor visualização das dimensões da solda.
Resultados
Os cordões de solda visualizados longitudinalmente para a observação de defeitos superficiais em geral apresentaram
uma sanidade satisfatória, apenas com alguns salpicos. Tendo comparado a análise geométrica dos três corpos de prova
observamos uma considerável diferença nas dimensões do cordão de solda, sendo que, de acordo com o aumento da
corrente a largura, penetração e reforço da solda aumentaram gradativamente. A largura foi a dimensão mais influenciada pela
variação na corrente de soldagem, já a penetração foi a menos afetada por essa variação.
Surpreendentemente na diluição, apesar das dimensões lineares seguirem uma linha crescente acompanhando a
corrente, esta demonstrou um aspecto inesperado, haja vista que a maior diluição foi observada na corrente elétrica mediana
(145 A) e não na mais elevada (170 A) que possui as maiores dimensões.
Conclusões
Podemos concluir que as características geométricas do cordão são diretamente influenciadas pela corrente, ou seja, são
maiores quanto maior for a corrente. Esse fato pode ser explicado devido ao efeito Joule (a passagem de uma corrente elétrica
por uma resistência gera energia térmica), que proporciona um aporte térmico mais elevado ao passo que aumentarmos a
corrente, esse acréscimo na energia térmica fornecida irá fundir uma quantidade de material do eletrodo mais considerável,
sendo assim refletida nas dimensões do cordão.
Em relação à diluição, a irregularidade apresentada se explica pelo crescimento de 25% da área do reforço e apenas
15% de crescimento na área da penetração entre a corrente de 145A e 170A modificando assim irregularmente a razão que dá
origem a diluição, essa diferença esta relacionada com o desempenho do soldador que na corrente de 145A e velocidade de
consumo do eletrodo em 4mm/s obteve uma melhor estabilidade no processo, conseqüentemente conseguiu uma diluição
mais eficaz. Por fim descrevemos os aspectos geométricos da soldagem do eletrodo revestido BTS 7100 como um ótimo
processo para revestimento, pois ele possui consideráveis dimensões de largura, reforço e cumprindo com suas
especificações, sugerindo sua utilização na corrente de 145A
Trabalho de Iniciação Científica
Palavra-chave 1: SOLDAGEM DE REVESTIMENTO.
Palavra-chave 2: ELETRODO REVESTIDO.
Palavra-chave 3:. DIMENSÕES DA SOLDA,