Um cordão de solda é o depósito de metal fundido que une duas peças. Forma-se pela fusão de um metal de adição na junta, criando uma união sólida que garante a integridade de todo o conjunto.
É comum que os engenheiros se deparem com defeitos de soldagem causados por um manuseio incorreto da tocha.
Neste artigo revelamos todos os segredos para que isso não volte a acontecer, desde a execução do cordão até o controle de qualidade da soldagem.
Índice
O que é um Cordão de Solda?
Um cordão de solda forma-se pelo depósito de metal fundido, geralmente em uma única passada da tocha.
Este processo, que consiste em fundir o metal de adição na junta, funde as peças e garante a robustez de sua união.
O manuseio da tocha é decisivo: influencia não apenas o aspecto do cordão, mas também suas propriedades mecânicas um fator crucial em engenharia.
O movimento da tocha define a forma, o tamanho e a profundidade do cordão:
- Um movimento retilíneo e regular assegura penetração profunda e uniões robustas.
- Um movimento de oscilação permite depositar o metal sobre uma superfície mais ampla.
Estes são apenas dois dos muitos exemplos que detalharemos mais adiante. Ambos ilustram como a técnica escolhida influencia diretamente as propriedades da soldagem.
É fundamental dominar a velocidade e o ângulo da tocha para evitar defeitos como largura irregular do cordão ou fusão deficiente com o metal base.
Os cordões retos são perfeitos para passadas retilíneas simples e precisas. A oscilação, por sua vez, permite um melhor gerenciamento do calor em juntas mais largas.
Essas diferentes técnicas permitem adaptar o cordão ao tipo de trabalho, seja soldar uma chapa fina ou uma tubulação de grande espessura.
A falta de perícia pode causar defeitos críticos, como fissuras ou porosidade.
Para o controle da geometria do cordão, assegure-se de que os catetos da soldagem atingem pelo menos 80% da espessura do metal mais fino, como recomenda a KEYENCE em seu guia de medição 2024.
Esta precaução garante o desempenho correto do cordão sob tensão.
Importância dos cordões de solda
Os cordões de solda são a pedra fundamental de inúmeras estruturas. Criam uniões robustas entre as peças metálicas, assegurando uma distribuição uniforme das cargas e tensões dentro do conjunto.
Um cordão bem executado atua como uma ponte que transfere as cargas de uma peça a outra. Esta continuidade estrutural é essencial para evitar concentrações de tensões, que frequentemente são a origem de rupturas.
Os cordões de solda também asseguram a estanqueidade das juntas, impedindo assim vazamentos de gases ou líquidos.
Além disso, a escolha de um metal de adição adequado pode melhorar consideravelmente a resistência à corrosão do conjunto.
Uma contaminação do gás de proteção pelo ar, por menor que seja, tem consequências diretas: apenas 1% de ar é suficiente para provocar porosidade na soldagem. Acima de 1,5%, aparecem porosidades superficiais, como destaca este artigo da TWI Global em 2024.
Portanto, uma execução correta do cordão é um fator determinante para limitar esses riscos e garantir o desempenho da soldagem a longo prazo.
Um controle rigoroso da geometria do cordão permite prevenir o surgimento de defeitos, como as socavações.
Por que utilizar diferentes movimentos de tocha?
A soldagem apresenta diversos desafios segundo a posição de trabalho.
O primeiro é a gravidade: atrai a poça de fusão para baixo, o que obriga a adaptar constantemente o movimento da tocha para mantê-la no lugar.
Além disso, em materiais finos ou sensíveis ao calor (como o alumínio ou o titânio), é preciso optar por movimentos que limitem o aporte térmico para evitar deformações.
A soldagem na posição sobrecabeça é outro exemplo particularmente complexo.
O soldador deve mover a tocha mais rapidamente para evitar que o metal fundido pingue. Uma velocidade muito lenta permitiria que a gravidade prevalecesse, resultando em um cordão irregular e de má qualidade.
Estes são apenas alguns exemplos, mas certamente você enfrenta desafios similares em suas próprias aplicações.
Por isso, antes de iniciar qualquer operação de soldagem, é essencial dominar os fundamentos e se antecipar: «Como vou proceder? Quais são os riscos potenciais?».
Uma boa preparação é a chave do sucesso:
- Escolha um material de adição compatível com seus metais base.
- Ajuste a corrente e a tensão de seu equipamento de soldagem em função da espessura e do tipo de material.
- Antecipe os movimentos que deve realizar segundo a posição de soldagem.
A soldagem é uma técnica mais complexa do que parece, que exige uma preparação rigorosa.
Tipos de cordões
A forma de segurar e mover a tocha define a soldagem final. Os princípios de manipulação são similares, seja soldando com eletrodo revestido (SMAW), com MIG ou com TIG.
Definições:
- A soldagem com eletrodo revestido (SMAW) utiliza um eletrodo consumível revestido de fluxo para criar um arco. É um processo manual, ideal para grandes espessuras como o aço, que produz uma escória protetora.
- A soldagem MIG (GMAW) utiliza um arame-eletrodo contínuo, que se alimenta através de uma tocha sob proteção gasosa, para soldagens rápidas e limpas em metais de baixa a média espessura.
- A soldagem TIG (GTAW) emprega um eletrodo não consumível de tungstênio e um gás inerte para soldagens manuais de alta precisão e excelente qualidade, especialmente em materiais finos ou exigentes.
Embora cada processo requeira ligeiros ajustes, distinguem-se principalmente duas técnicas para realizar os cordões: os cordões retos e os cordões com oscilação (ou de vaivém).
Cordões retos
Um cordão reto realiza-se mediante um movimento retilíneo de arraste ou de empurre da tocha.
O movimento lateral é quase inexistente.
Ao arrastar (para trás), a tocha se inclina em direção à poça de fusão já depositada. Esta técnica aumenta a penetração e produz soldagens sólidas.
A técnica de empurre (para frente) é preferida para metais finos ou sensíveis ao calor, assim como para certas soldagens em posição vertical.
Consiste em inclinar a tocha para frente, na direção de avanço. O aporte térmico é menos concentrado, o que permite que a soldagem se solidifique mais rapidamente.
Por outro lado, a penetração é menor que com a técnica de arraste.
Os cordões retos funcionam em todas as posições. Mantêm-se estreitos.
É crucial assegurar uma boa fusão nas bordas do cordão (nos pés da soldagem). Uma velocidade de avanço lenta permite que a poça de fusão “molhe” bem as bordas da junta. Um movimento lateral muito ligeiro pode ajudar às vezes.
Atenção: um movimento demasiado amplo o transformaria em um cordão com oscilação.
Cordões com oscilação
A técnica do cordão com oscilação, ou de vaivém, consiste em imprimir à tocha um movimento lateral ao longo da junta, formando um padrão que pode se parecer com um zigue-zague.
Existem numerosos padrões de oscilação possíveis:
- Zigue-zagues (convexos, côncavos, em arabesco),
- Oscilação em triângulo,
- Oscilação em escada,
- Oscilação em dentes de serra.
A oscilação serve sobretudo para controlar o aporte térmico e o enchimento:
- Fazer uma pausa nas bordas assegura uma boa fusão e previne as socavações.
- Cruzar rapidamente o centro permite manter um perfil de cordão plano e evitar excesso de sobreespessura.
Certos padrões respondem a necessidades específicas:
- A oscilação em triângulo: Ideal para a soldagem em posição vertical ascendente. Cria uma espécie de “suporte” que retém a poça de fusão contra a gravidade.
- A oscilação em semicírculo: É utilizada para ajustar o aporte térmico. Uma oscilação para frente da poça de fusão a esfria, enquanto uma oscilação para trás aumenta a temperatura.
Na posição sobrecabeça, a oscilação é difícil mas eficaz, e permite economizar tempo em comparação com a realização de vários cordões retos.
Movimento em soldagem com eletrodo revestido: o chicoteamento
Para uma soldagem em chanfro em V com abertura na raiz, a técnica de referência com eletrodo revestido é o movimento de «chicoteamento».
Geralmente realiza-se com um eletrodo E6010 ou E6011.
O objetivo é obter uma penetração completa na raiz. Ao avançar com o eletrodo na abertura, forma-se um olho de fechadura (keyhole) na parte dianteira da poça de fusão.
Este orifício é o indicador visual de uma boa fusão de ambas as bordas na raiz da junta.
Seu principal desafio é dominar o tamanho deste olho de fechadura. Se aumentar demais, corre o risco de perfurar o metal.
Para controlá-lo, retira-se rapidamente o eletrodo da poça de fusão com um breve movimento para cima.
Esta ação esfria a poça, o que reduz o olho de fechadura e permite que a soldagem se solidifique logo atrás. Em seguida, é preciso voltar a mergulhar imediatamente o eletrodo na poça para continuar com a deposição de metal.
A frequência do movimento de chicoteamento depende do aporte térmico.
Pode-se começar sem chicoteamento e depois acelerar o movimento à medida que o calor se acumula na peça.
Técnica TIG: o balanço do bocal
Para as passadas de raiz de alta precisão, especialmente em tubulações, costuma-se preferir a soldagem TIG.
A técnica empregada é então a do «balanço do bocal».
Em vez de oscilar com o punho, o soldador balança o bocal de cerâmica da tocha de uma borda a outra do chanfro.
Este movimento permite criar um cordão de regularidade e limpeza exemplares.
Defeitos comuns a conhecer
Como vimos, o domínio dessas técnicas é essencial para obter juntas sólidas. Um mau controle, pelo contrário, conduz inevitavelmente a defeitos que enfraquecem a soldadura.
Defeitos como a porosidade, as socavações ou excesso de sobreespessura podem comprometer a segurança e a durabilidade dos conjuntos mecânicos.
Já publicamos um guia completo sobre o controle de qualidade em soldagem que cobre a maioria dos defeitos que pode encontrar na prática.
Embora este tema mereça um artigo próprio, a seguir apresentamos alguns defeitos comuns diretamente relacionados com as técnicas que acabamos de ver:
Socavação: Trata-se de um sulco escavado no metal base, ao longo das bordas da soldagem. A causa mais frequente é uma velocidade de avanço excessiva ou a ausência de pausa nas bordas durante uma oscilação. O arco escava o metal base, mas se avança muito rápido para que a poça de fusão preencha este buraco.
Prevenção: Faça uma breve pausa em cada borda de sua oscilação. Isto permite que a poça de fusão preencha bem a junta e assegura uma transição suave entre o cordão e o metal base.
Sobreespessura excessiva (abaulamento elevado): Este defeito, também chamado convexidade excessiva, corresponde a uma acumulação de metal no centro do cordão. Resulta diretamente de uma velocidade de oscilação muito lenta no centro da junta. Esta acumulação de material cria uma concentração de tensões nos pés da soldadura, o que fragiliza o conjunto.
Prevenção: Acelere sua velocidade de oscilação ao cruzar o centro da junta. O objetivo é obter uma superfície de soldagem plana ou muito ligeiramente convexa.
Penetração incompleta: Este defeito aparece quando o metal depositado não alcança o fundo da junta (a raiz), deixando uma zona não soldada. As causas costumam ser uma corrente muito baixa, uma velocidade de avanço muito rápida ou uma má técnica na passada de raiz (por exemplo, a ausência de olho de fechadura).
Prevenção: Verifique que seus parâmetros de soldagem estão corretos e, para a passada de raiz, concentre-se em manter um olho de fechadura estável e constante.
Porosidade: Trata-se de pequenas cavidades (bolhas de gás) aprisionadas no metal solidificado. A porosidade deve-se a uma contaminação, seja pelo ar ambiente (comprimento de arco muito grande) ou por impurezas presentes no metal base (óleo, umidade, óxido).
Prevenção: Mantenha um comprimento de arco curto e assegure-se de sempre trabalhar sobre um metal base limpo e seco, com consumíveis também livres de umidade.
Conclusão
Realizar um cordão de solda de qualidade é uma arte que exige técnica não se trata simplesmente de “colar” duas peças com metal fundido.
Vimos que os cordões retos são ideais para soldagens estreitas e penetrantes, enquanto os cordões com oscilação permitem controlar o calor e preencher juntas mais largas.
O sucesso de uma oscilação baseia-se em um ritmo preciso: fazer uma pausa nas bordas para evitar as socavações e acelerar no centro para prevenir a sobreespessura.
A aplicação correta deste movimento permite eliminar a maioria dos defeitos de soldagem.
Além disso, os processos específicos exigem gestos únicos.
A técnica do chicoteamento na soldagem com eletrodo revestido é fundamental para controlar o olho de fechadura e garantir uma penetração completa na raiz.
Para trabalhos de alta precisão, o “balanço do bocal” em TIG oferece uma regularidade inigualável.
Cada uma dessas técnicas, bem aplicada, é uma ferramenta excelente para prevenir os defeitos de soldagem mais comuns.
Perguntas frequentes
Quando se deve optar por um cordão reto em vez de um com oscilação? Utilize um cordão reto para juntas estreitas que requerem apenas uma passada. É perfeito para passadas de raiz ou quando se busca uma penetração profunda e concentrada sem superaquecimento. Opte por um cordão com oscilação para preencher uma junta larga, preencher um chanfro importante ou distribuir melhor o calor durante as passadas de enchimento.
O que ocorre exatamente se não fizer uma pausa nas laterais de uma oscilação? Não fazer uma pausa nas laterais (os “pés” da soldadura) cria uma socavação. Este defeito forma-se porque o arco escava o metal base, mas o movimento muito rápido não dá tempo para que o metal de adição preencha este sulco. Isto cria uma zona de fragilidade na borda da soldadura. Esta pausa é, portanto, essencial para assegurar uma fusão completa e uma transição perfeita com o metal base.
O que é um «olho de fechadura» na soldagem com eletrodo revestido e por que é tão importante para uma passada de raiz? O olho de fechadura é o pequeno orifício que se forma na parte dianteira da poça de fusão durante uma passada de raiz em uma junta aberta. É sua confirmação visual de que está obtendo uma penetração completa: confirma que está fundindo as duas peças em toda sua espessura na raiz da junta. Dominar seu tamanho com a técnica de “chicoteamento” é primordial: se for muito grande, perfura o metal; se fechar, a penetração é incompleta.
Qual é a principal diferença entre o movimento de «chicoteamento» e a técnica do «balanço do bocal»? São técnicas próprias de dois processos de soldagem distintos. O chicoteamento é um movimento de punho utilizado na soldagem com eletrodo revestido (SMAW), principalmente com eletrodos E6010/E6011, para controlar o calor e a penetração na passada de raiz. O balanço do bocal é uma técnica mecânica própria da soldagem TIG (GTAW). Utiliza-se o bocal de cerâmica da tocha como um pivô para fazê-la balançar de uma borda a outra da junta. Isto cria uma varredura de extrema regularidade, ideal para soldagens críticas em tubulações.
Obtenho um calombo alto e arredondado no meio de meus cordões com oscilação. O que estou fazendo de errado? Você está se movendo devagar demais no centro de sua oscilação. Este defeito, chamado sobreespessura excessiva (ou convexidade excessiva), ocorre quando deposita muito metal de adição no centro da junta. A solução: mantenha seu tempo de pausa nas bordas, mas cruze o centro mais rapidamente. O objetivo é obter um cordão plano ou apenas ligeiramente convexo.
Que normas de qualidade guiam a inspeção dos cordões de solda? A inspeção é guiada por normas que dependem do setor e da aplicação. Entre as mais comuns nos Estados Unidos encontram-se a AWS D1.1 (construção metálica), a ASME Section IX (vasos de pressão) e a API 1104 (oleodutos e gasodutos). A nível internacional, a norma de referência é a ISO 5817.
