O processo de soldagem por arco submerso é um
processo no qual o calor para a soldagem é fornecido
por um (ou alguns) arco(s) desenvolvido(s) entre
um(s) eletrodo(s) de arame sólido ou tubular e a
peça obra. Como já está explícito no nome, o arco
ficará protegido por uma camada de fluxo granular
fundido que o protegerá, assim como o metal fundido
e a poça de fusão, da contaminação atmosférica. Como
o arco elétrico fica completamente coberto pelo
fluxo, este não é visível, e a solda se desenvolve
sem faíscas, luminosidades ou respingos, que
caracterizam os demais processos de soldagem em que
o arco é aberto.
O fluxo, na forma granular, para
além das funções de proteção e limpeza do arco e
metal depositado, funciona como um isolante térmico,
garantindo uma excelente concentração de calor que
irá caracterizar a alta penetração que pode ser
obtida com o processo.
Princípio de Funcionamento
do Processo
Em soldagem por arco submerso, a corrente elétrica
flui através do arco e da poça de fusão, que
consiste em metal de solda e fluxo fundidos. O fluxo
fundido é, normalmente, condutivo (embora no estado
sólido, a frio não o seja). Em adição a sua função
protetora, a cobertura de fluxo pode fornecer
elementos desoxidantes, e em solda de aços-liga,
pode conter elementos de adição que modificariam a
composição química do metal depositado.
Durante a
soldagem, o calor produzido pelo arco elétrico funde
uma parte do fluxo, o material de adição (arame) e o
metal de base, formando a poça de fusão. A zona de
soldagem fica sempre protegida pelo fluxo escorificante, parte fundida e uma cobertura de
fluxo não fundido.
O eletrodo permanece a uma pequena
distância acima da poça de fusão e o arco elétrico
se desenvolve nesta posição. Com o deslocamento do
eletrodo ao longo da junta, o fluxo fundido
sobrenada e se separa do metal de solda líquido, na
forma de escória. O metal de solda que tem ponto de
fusão mais elevado do que a escória, se solidifica
enquanto a escória permanece fundida por mais algum
tempo.
A escória também protege o metal de solda
recém-solidificado, pois este é ainda, devido a sua
alta temperatura, muito reativo com o Nitrogênio e o
Oxigênio da atmosfera tendo a facilidade de formar
óxidos e nitretos que alterariam as propriedades das
juntas soldadas. Com o resfriamento posterior,
remove-se o fluxo não fundido (que pode ser
reaproveitado) através de aspiração mecânica ou
métodos manuais, e a escória, relativamente espessa
de aspecto vítreo e compacto e que em geral se
destaca com facilidade.
O fluxo é distribuído por
gravidade. Fica separado do arco elétrico,
ligeiramente à frente deste ou concentricamente ao
eletrodo. Esta independência do par fluxo-eletrodo é
outra característica do processo que o difere dos
processos eletrodo revestido, MIG-MAG e arame
tubular.
No arco submerso, esta separação permitirá
que se utilize diferentes composições fluxo-arame,
podendo com isto selecionar combinações que atendam
especificamente um dado tipo de junta em especial. O
esquema básico do funcionamento do processo pode ser
visto na Figura - Componentes essenciais de um
equipamento de arco submerso.
Componentes Essenciais de
um Equipamento de Arco Submerso
O processo pode ser semi-automático com a pistola
sendo manipulada pelo operador. Esta porém não é a
maneira que o processo oferece a maior
produtividade. Esta é conseguida com o cabeçote de
soldagem sendo arrastado por um dispositivo de modo
a automatizar o processo. Outra característica do
processo de soldagem por arco submerso está em seu
rendimento pois, praticamente, pode-se dizer que não
há perdas de material por projeções (respingos).
Possibilita também o uso de elevadas correntes de
soldagem (até 4000 A) o que, aliado às altas
densidades de corrente (60 a 100 A/mm2), oferecerá
ao processo alta taxa de deposição, muitas vezes não
encontradas em outros processos de soldagem. Estas
características tornam o processo de soldagem por
arco submerso um processo econômico e rápido em
soldagem de produção.
Em média, gasta-se com este
processo cerca de 1/3 do tempo necessário para fazer
o mesmo trabalho com eletrodos revestidos. As soldas
realizadas apresentam boa tenacidade e boa
resistência ao impacto, além de excelente
uniformidade e acabamento dos cordões de solda.
Através de um perfeito ajustamento de fluxo, arame e
parâmetros de soldagem, consegue-se propriedades
mecânicas iguais ou melhores que o metal de base. A
maior limitação deste processo de soldagem é o fato
que não permite a soldagem em posições que não sejam
a plana ou horizontal. Ainda assim, a soldagem na
posição horizontal só é possível com a utilização de
retentores de fluxo de soldagem.
