O ABC da soldadura por arco

Como a polaridade afecta o desempenho do eléctrodo na soldadura por arco

O termo “polaridade” é usado para descrever a conexão elétrica do eléctrodo com relação ao terminal de uma fonte de energia. Com a corrente contínua (DC), quand o eléctrodo é conectado ao terminal positivo, a polaridade é designada como positiva de eléctrodo de corrente contínua (DCEP = Direct-Current Electrode Positive). Quando o eléctrodo for conectado ao terminal negativo, a polaridade é designada como negativa de eléctrodo de corrente contínua (DCEN = (Direct-Current Electrode Negative)). Quando a corrente alternada é usada (AC), a polaridade muda cada meio ciclo de 50 ou 60 Hz.

Porque a GMAW (Gas Metal Arc Welding) usa na maior parte o DCEP

A grande maioria de aplicações (GMAW) de soldadura por arco de metal de gás usam o DCEP. Esta circunstância rende um arco estável, uma transferência lisa de metal, um salpico relativamente baixo, boas características de passe de solda e uma penetração profunda para uma vasta gama de correntes de soldadura. Ao contrário, com o DCEN (Direct-Current Electrode Negative), o tamanho de gotas derretidas tende a aumentar e a transferência das gotas transforma-se irregular, aumentando desse modo o grande salpico de grão. Contudo, alguns fios específicos com composição quimica original foram desenvolvidos especificamente para o DCEN, que oferece um desempenho excelente em chapas galvanizadas. Tentativas para usar a C.A. convencional foram geralmente mal sucedidas devido ao arco instable na GMAW. Contudo, o inversor avançado e a tecnologia de controle digital desenvolveram as fontes de energia GMAW pulsada por C.A. para as chapas metálicas.

A SMAW (Soldagem a arco elétrico com eletrodo = Shielded Metal Arc Welding) é o processo o mais versátil de soldadura em termos de polaridade

A grande variedade de fluxos de revestimento para os eléctrodos cobertos permitem o processo SMAW de ser o mais versátil em termos de polaridade. A maioria dos eléctrodos cobertos usam a C.A. ou o DCEP. Alguns eléctrodos, especificamente os E6013 (RB-26), E6019 (B-17) e E7024(ZERODE-43F) oferecem um bom desempenho com C.A., DCEP ou DCEN. Ao contrário, os eléctrodos de tipo celulósico alto, tais como os E6010 (KOBE-6010), E7010-P1 (KOBE-7010S) e E8010-P1 (KOBE-8010S) para a soldagem de tubulação são projectados para o uso com o DCEP somente para transferência mais lisa das gotas. Os eléctrodos Cr-Mo de tipo de teor baixo de carbono, tais como E7015-B2L (CMB-95) e E8015-B3L (CMB-105) são projectados também para o uso com o DCEP somente, para o melhor desempenho. É recomendado usar a C.A. com alguns eléctrodos específicos, tais como LB-80UL para aços de grande resistência e NB-1SJ para aços de baixa temperatura, a fim de garantir somente as exigências estritas para força e resist¬ência ao impacto do metal de solda em fabricação.

Como a polaridade afecta a SAW

A combinação particular de fio e fluxo determina a escolha de C.A., DCEP ou DCEN na SAW. Com o DCEP, a relação de consumo de fluxo (a relação da quantidade de escória à quantidade de metal depositado) é mais alta do que C.A. por aproximadamente 10-30%, segundo o tipo de fluxo. Conseqüentemente, a composição quimica – por tanto as propriedades mecânicas - do metal de solda pode ser afectada pela polaridade, embora o grau de efeito dependa do tipo de fluxo. É por isso que uma escolha cuidadosa do fio e da combinação do fluxo é necessária tomando em consideração a polaridade da fonte de energia a ser usada, quando a exigência de qualidade para o metal de solda é estrita. A Tabela 1 mostra um exemplo do efeito da polaridade na composição quimica e das propriedades mecânicas do metal de solda. Nestes resultados de análise, as diferenças marcadas são reconhecidas em carbono, oxigênio, 0,2%PS, TS e em IV entre a C.A. e o DCEP.

Tabela 1. Um exemplo do efeito de polaridade no SAW usando um fio solido e fluxo tipo fundido para o aço suave e o aço de grande resistência de 490N/mm2 (condição como soldada)

Polaridade	C	Si	Mn	P	S	O
AC	0.07	0.30	1.61	0.017	0.005	0.067
DCEP	0.05	0.35	1.67	0.018	0.006	0.098
Polaridade	0.2% PS (N/mm2)	TS (N/mm2)	El (%)	RA (%)	Av. IV at –40°C (J)
AC	462	565	30	70	93
DCEP	411	512	33	69	74

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