O que é a soldadura SER

A soldadura SER (Soldadura por Elétrodo Revestido), também chamada manual metal arc, é o processo identificado pelo número 111 na ISO 4063. Um arco elétrico abre entre a ponta de um elétrodo revestido e a peça, fundindo simultaneamente o núcleo metálico e o revestimento.

• O núcleo metálico funde e forma o metal de adição do cordão.
• O revestimento funde e gera gás de proteção e escória, que protegem o banho de fusão do ar.
• Não há gás de proteção externo nem tocha, ao contrário do MAG ou do TIG: a proteção vem inteiramente do revestimento do elétrodo.
• É um processo manual, dependente da destreza e da regularidade do soldador.

Onde se aplica este processo

O referencial situa esta UC em quatro contextos de trabalho reais:

• Indústria de construção de estruturas metálicas.
• Indústria de reparação e de manutenção.
• Estaleiro de obras.
• Oficinas.

A SER continua a ser o processo mais versátil em obra: equipamento pequeno e portátil, funciona ao ar livre (resiste melhor ao vento do que o MAG) e serve para reparações pontuais onde não compensa levar um equipamento MAG completo. É por isso a base da qualificação de Soldador/a neste curso.

O consumível do processo 111

O único consumível de soldadura da SER é o elétrodo revestido: um varão metálico nu (a alma) coberto por uma camada de revestimento compactado.

• Alma metálica: dá origem ao metal depositado; a sua composição química acompanha a do metal de base.
• Revestimento: mistura de minerais, ferro-ligas e ligantes que, ao arder, cria o gás de proteção, forma a escória, estabiliza o arco e pode adicionar elementos de liga ou pó de ferro.
• Diâmetros comuns em chapa: 2,5 · 3,25 · 4,0 mm; comprimentos normalizados de 300 a 450 mm.
• Sem revestimento não há proteção do banho: um elétrodo descascado é um consumível a rejeitar.

A designação normalizada ISO 2560

A ISO 2560 especifica os elétrodos revestidos para soldadura por arco de aços carbono e aços de grão fino, com a sua designação codificada. Uma designação típica lê-se assim:

E   42   4   B   4   2   H5
↑    ↑   ↑   ↑   ↑   ↑    ↑
elé resis resi reves rendi posi hidrogénio
tro tência liên timen mento ção  difusível
do  tração cia  to    e cor  de
                      rente  soldadura

• E: elétrodo revestido.
• Resistência à tração e resiliência do metal depositado.
• Letra do revestimento: R (rutilo), B (básico), C (celulósico), entre outras.
• Atenção: os dois dígitos depois da letra são campos separados. O primeiro é rendimento e tipo de corrente; o segundo é a posição de soldadura admitida, e é o que interessa diretamente a esta UC. O código 2 significa "todas as posições excepto vertical descendente", ou seja cobre a PA, a PB e a PF que aqui se trabalham.
• Rendimento e tipo de corrente admitido.
• H5/H10/H15: teor máximo de hidrogénio difusível em mL por 100 g de metal depositado, quanto menor melhor.

Rutilo (R)

O revestimento rutilo tem por base o dióxido de titânio (rútilo). É o mais usado em formação e em trabalho corrente.

• Arco suave e estável, fácil de acender e de manter, ideal para quem está a aprender.
• Escória fácil de destacar, cordão de bom aspeto.
• Solda em todas as posições, incluindo PF.
• Menor tenacidade e maior sensibilidade à fissuração a frio do que o básico: não é a escolha para aço de responsabilidade estrutural elevada.
• Rendimento típico próximo dos 100 a 110%.

Básico (B) e celulósico (C)

O revestimento básico (carbonato de cálcio e fluorite) é o de referência para estruturas metálicas de responsabilidade:

• Baixo hidrogénio difusível (código H da ISO 2560), reduz fortemente o risco de fissuração a frio.
• Melhor tenacidade e ductilidade do metal depositado, sobretudo a baixa temperatura.
• Arco mais exigente, escória mais aderente, exige mais destreza do soldador.
• Requer estufagem rigorosa antes de usar.

O revestimento celulósico (fibras de celulose) gera um arco de alta penetração com muita projeção e fumo; é típico de tubagem em posição descendente e pouco usado em chapa nesta UC.

Porque se estufam os elétrodos

O revestimento é higroscópico: absorve humidade do ar. Essa água decompõe-se no arco em hidrogénio atómico, que se difunde no metal ainda quente e fica retido quando arrefece, é a causa principal da fissuração a frio por hidrogénio.

• É crítico nos elétrodos básicos, muito mais sensíveis à humidade do que os rutilos.
• Um elétrodo básico húmido pode passar de H5 a valores de hidrogénio muito superiores.
• A estufa mantém os elétrodos secos até ao momento de uso; a carcaça isotérmica de obra guarda o que já saiu da estufa durante o turno.

Procedimento prático de estufagem

Cada fabricante indica os valores exatos na ficha do produto, mas o procedimento segue sempre a mesma lógica:

1. Estufa de secagem: elétrodos básicos, tipicamente entre 300 e 350°C, durante 1 a 2 horas, conforme a ficha técnica.
2. Estufa portátil (carcaça isotérmica): mantém a temperatura de manutenção (por volta dos 100 a 150°C) durante o turno de trabalho, evitando a reabsorção de humidade.
3. Elétrodos que caíram no chão ou ficaram fora da carcaça durante horas devem ser re-secados ou rejeitados, nunca usados "como estão".
4. Rutilos são muito menos exigentes, mas também beneficiam de secagem ligeira se guardados em ambiente húmido.

O equipamento de soldadura SER

O posto de trabalho SER assenta em três peças:

• Fonte de energia: transformador (CA), retificador (CC) ou inversor (CC, mais leve e preciso); regula a intensidade de soldadura.
• Cabos e porta-elétrodos: cabo de soldadura ao porta-elétrodos e cabo de massa à peça ou à bancada, com boa secção e isolamento intacto.
• Pinça de massa: liga o circuito à peça; um mau contacto aquece o cabo e instabiliza o arco.

O circuito fecha-se: fonte → cabo → porta-elétrodos → elétrodo → arco → peça → cabo de massa → fonte.

Corrente contínua, alternada e polaridade

A SER pode trabalhar em corrente contínua (CC) ou corrente alternada (CA), consoante o elétrodo e a fonte:

A maioria dos elétrodos básicos exige CC em polaridade inversa; a ficha técnica do fabricante indica sempre o regime correto, é a primeira coisa a confirmar antes de acender o arco.

A variável central: a intensidade de corrente

A intensidade (amperagem) é a variável de processo mais importante em SER: dela depende a penetração, a largura do cordão e a estabilidade do arco.

Regra prática de referência (a confirmar sempre na embalagem do fabricante):

• Intensidade baixa: arco instável, cordão estreito e mal fundido, tendência a colar o elétrodo.
• Intensidade alta: excesso de projeções, mordeduras e sobreaquecimento do revestimento.

Ler o arco e afinar o parâmetro

Um soldador experiente ajusta a intensidade pelo som e pela poça, não só pelo mostrador da fonte:

• Arco "a estalar" regular: intensidade correta.
• Arco que cola o elétrodo à peça: intensidade demasiado baixa.
• Arco ruidoso, com muita projeção: intensidade demasiado alta.
• A velocidade de avanço também conta: avançar depressa de mais estreita e enfraquece o cordão; devagar de mais acumula calor e aumenta o risco de perfuração em chapas finas.

Ajustar corretamente estas três variáveis, intensidade, comprimento de arco e velocidade, é o que separa um cordão regular de um irregular.

O comprimento de arco

O comprimento de arco é a distância entre a ponta do elétrodo e a poça de fusão. É a variável mais sensível ao gesto do soldador.

• Referência prática: aproximadamente igual ao diâmetro da alma do elétrodo.
• Arco curto: mais estável, menos projeções, penetração mais concentrada; é o exigido pelos elétrodos básicos.
• Arco longo: instável, mais projeções, cordão largo e chato, maior exposição do banho ao ar (risco de porosidade).
• À medida que o elétrodo se consome, o soldador tem de compensar o comprimento aproximando a mão continuamente.

Taxa de deposição e rendimento do elétrodo

• Taxa de deposição: massa de metal efetivamente depositada por unidade de tempo (kg/h). Depende da intensidade, do diâmetro e do fator de marcha (tempo de arco aberto sobre o tempo total).
• Rendimento do elétrodo: relação entre a massa de metal depositada e a massa do núcleo metálico consumido, em percentagem.
  • Elétrodos rutilo correntes: rendimento próximo de 100 a 110%.
  • Elétrodos básicos com pó de ferro no revestimento: rendimento pode chegar a 130 a 160%, o pó de ferro do revestimento também se funde e contribui para o cordão.
• Estas duas variáveis são a base para estimar consumo de elétrodos e tempos de produção num plano de trabalho.

Documentação técnica do posto de trabalho

Antes de acender o arco, o soldador tem de analisar as especificações dos procedimentos de soldadura e a documentação técnica (a primeira realização do referencial):

• Desenho técnico: geometria da junta, tipo de cordão, dimensões, tolerâncias.
• Especificação do Procedimento de Soldadura (EPS/WPS): documento normativo (ISO 15609-1) que define processo, elétrodo, diâmetro, corrente, polaridade, posição e sequência de passes.
• Certificado de fabrico do material de base: garante a composição e as propriedades da chapa.
• Certificado de fabrico do material de adição: garante a rastreabilidade do lote de elétrodos usado.

Interpretar a EPS na prática

Ler uma EPS de forma sistemática:

1. Confirmar o processo (111, SER) e a norma de referência.
2. Confirmar o metal de base e a espessura da junta.
3. Confirmar o elétrodo (classificação ISO 2560, diâmetro) e o regime de corrente/polaridade.
4. Confirmar a posição de soldadura (PA, PB ou PF) e o número de passes previsto.
5. Confirmar os critérios de aceitação aplicáveis (normalmente por remissão para a EN ISO 5817).

Uma EPS interpretada corretamente elimina praticamente toda a improvisação no posto de trabalho.

Elaborar o plano de trabalho

A segunda realização do referencial é elaborar plano de trabalho: a sequência de operações no posto de trabalho e no fabrico.

• Selecionar métodos, técnicas, ferramentas, equipamentos e consumíveis adequados à EPS.
• Estimar materiais, recursos e tempos de produção (elétrodos, tempo de arco aberto, tempo de preparação e acabamento).
• Estabelecer a sequência: preparação da junta, ponteamento, soldadura dos passes, escorificação, inspeção visual, acabamento.
• Um bom plano de trabalho reduz paragens e garante que os elétrodos certos, já estufados, estão disponíveis no posto antes de começar.

Preparar a junta em T para soldadura de ângulo

Esta UC trabalha sempre a junta em T (ângulo em chapa): uma chapa vertical (alma) encostada perpendicularmente a uma chapa horizontal (banzo), soldada num ou nos dois lados.

1. Limpar as superfícies: remover óxidos, tinta, gordura e humidade numa faixa larga em torno da junta.
2. Alinhar e esquadrejar as duas chapas a 90°, sem folga entre elas.
3. Pontear: cordões curtos de fixação (ponteamento) nos extremos e a meio, para manter a geometria durante a soldadura definitiva.
4. Verificar o ângulo de 90° e a ausência de empeno antes de soldar o cordão completo.

A norma das posições: ISO 6947

A ISO 6947 define e designa as posições de soldadura por um código de duas letras. Esta UC trabalha três:

Todas se aplicam aqui a juntas em T (soldadura de ângulo), monopasse ou multipasse, em chapa com t > 3 mm.

Porque a posição muda tudo

A posição de soldadura altera o comportamento da poça de fusão porque muda a ação da gravidade sobre o metal líquido:

• Em PA, a gravidade ajuda a manter a poça no lugar: é a posição mais fácil e permite as maiores intensidades.
• Em PB, a gravidade puxa o metal para baixo da junta: exige compensar com o ângulo do elétrodo, sob pena de mordedura no lado superior e excesso de metal no inferior.
• Em PF, a gravidade opõe-se diretamente ao avanço: exige intensidade mais baixa, poça mais pequena e uma técnica que sustenha o metal contra a queda.

Dominar as três é a base da qualificação EN ISO 9606-1 para soldador certificado neste processo.

Executar o cordão de ângulo em PA

Atenção à diferença que se confunde mais: num filete em T, PA não é o T assente na bancada, isso é a PB. Em PA o conjunto é rodado 45°, na chamada posição de barco (ou goteira): a bissetriz do ângulo reto fica vertical e a face do cordão fica horizontal, com a poça assente simetricamente nas duas chapas. É a posição de referência para aprender o processo, porque a gravidade sustenta a poça exatamente onde ela deve ficar.

• Ângulo de trabalho do elétrodo: aproximadamente 45° em relação às duas chapas, ou seja alinhado com a bissetriz, que em posição de barco está na vertical.
• Ângulo de deslocamento: ligeira inclinação, cerca de 10 a 15° na direção do avanço (técnica "puxando", habitual em SER).
• Movimento reto para cordões finos monopasse, ou ligeiro ziguezague para cordões de enchimento mais largos em multipasse.
• Permite as intensidades mais altas das três posições, para o mesmo diâmetro de elétrodo.

Verificar o cordão em PA

Um cordão de ângulo em PA de boa qualidade apresenta:

• Pernas simétricas de comprimento semelhante nas duas chapas.
• Perfil ligeiramente convexo, sem excesso de reforço.
• Ausência de mordedura nas margens do cordão.
• Fusão completa na raiz do T, sem falta de penetração entre as duas chapas.

Se o cordão sair côncavo ou muito estreito, a intensidade está baixa ou a velocidade de avanço demasiado alta; se sair muito largo e chato, o arco está longo de mais.

Executar o cordão de ângulo em PB

Na posição PB, o conjunto não é rodado: o banzo fica assente no plano de trabalho e a alma perpendicular a ele, de pé. O cordão progride na horizontal, mas agora a bissetriz da junta está a 45° do horizontal, e é isso que torna a poça assimétrica: uma das chapas está por baixo dela e a outra ao lado.

• Ângulo de trabalho assimétrico: cerca de 40 a 50° em relação à chapa horizontal, ligeiramente mais inclinado para a chapa horizontal do que para a vertical, para compensar a gravidade.
• A gravidade puxa a poça para o banzo (chapa de baixo): sem compensação, acumula-se metal em excesso na parte inferior e falta na parte superior (mordedura na chapa vertical).
• Intensidade ligeiramente inferior à usada em PA para o mesmo diâmetro, para controlar melhor a poça.

Defeitos frequentes específicos de PB

A posição PB é a mais propensa a dois defeitos por causa da assimetria da junta:

• Mordedura na chapa vertical: entalhe na margem superior por excesso de intensidade ou ângulo mal compensado.
• Excesso de metal na chapa horizontal: acumulação por gravidade quando o arco se demora de mais no lado de baixo.
• Correção: manter a mira ligeiramente deslocada para a chapa horizontal, avanço regular e sem paragens prolongadas num só ponto.

Um cordão PB bem executado tem as duas pernas equilibradas apesar da assimetria da junta, e é normalmente o mais difícil de igualar ao de PA para quem está a aprender.

Executar o cordão de ângulo em PF

A PF (vertical ascendente) é a posição mais exigente das três: a chapa vertical está de pé e o soldador sobe o cordão de baixo para cima, contra a gravidade.

• Intensidade mais baixa do que em PA e PB para o mesmo diâmetro de elétrodo, para manter a poça pequena e controlável.
• Arco curto, quase sempre indispensável, para que a tensão superficial do metal fundido consiga sustentar a poça contra a queda.
• Ângulo de trabalho próximo dos 45° na bissetriz do T; ângulo de deslocamento quase perpendicular à chapa, "empurrando" ligeiramente para cima.
• Movimento de tecelagem (weaving): pequenos triângulos ou "meias-luas" com pausa breve nas margens, para fundir bem os cantos sem deixar acumular metal ao centro.

Controlar a poça a subir

Na posição PF, o soldador gere continuamente o equilíbrio entre calor introduzido e velocidade de solidificação:

• Se a poça começar a escorrer, reduzir a intensidade ou acelerar ligeiramente o avanço, nunca parar o movimento.
• Pausas curtas nas duas margens do triângulo de tecelagem garantem fusão nos cantos sem sobreaquecer o centro.
• Cordões multipasse em PF sobem sempre na mesma direção e escorificam-se totalmente entre passes.
• É a posição em que a qualificação do soldador (EN ISO 9606-1) é mais discriminante: quem solda bem em PF solda bem nas restantes.

Monopasse versus multipasse

O referencial exige domínio da técnica monopasse e multipasse nas três posições:

• Monopasse: um único passe cobre toda a garganta do cordão; usado em chapas mais finas ou quando a EPS especifica um só passe.
• Multipasse: vários passes sucessivos, cada um sobre o anterior, necessário quando a espessura (t) ou a garganta exigida excede o que um só passe consegue depositar com qualidade.
• Em multipasse, a sequência típica é: passe de raiz (funde bem os cantos da junta), passe(s) de enchimento, passe de acabamento (aspeto e dimensão final).
• O número de passes e a sua sequência ficam definidos na EPS, não são deixados ao critério do soldador.

A escorificação entre passes

Entre cada passe de um cordão multipasse, a escória tem de ser completamente removida antes de depositar o passe seguinte. Este passo chama-se escorificação.

1. Deixar o cordão arrefecer o suficiente para a escória solidificar (mas sem esperar em demasia).
2. Picar a escória com o martelo de picar, batendo ao longo de todo o cordão.
3. Escovar com escova de aço para remover resíduos soltos e óxidos superficiais.
4. Inspecionar visualmente a superfície limpa antes de reacender o arco para o passe seguinte.

Saltar a escorificação, mesmo parcialmente, é a causa mais direta de inclusões de escória no passe seguinte, um dos defeitos mais comuns do processo.

Os quatro defeitos característicos da SER

Esta UC exige reconhecer e prevenir quatro defeitos muito ligados às particularidades do processo 111:

Inspeção visual e critérios de aceitação

A inspeção visual é o primeiro nível de controlo de qualidade, feita pelo próprio soldador e depois por um inspetor:

• Verificar geometria do cordão (perna, garganta, convexidade), continuidade ao longo de todo o comprimento e ausência de defeitos superficiais.
• Comparar os defeitos observados com os níveis de qualidade da EN ISO 5817 (B, C, D consoante o nível de exigência), que define limites dimensionais para cada tipo de imperfeição.
• Registar os resultados e, se necessário, reparar a zona defeituosa: esmerilar o defeito e voltar a soldar, nunca soldar por cima de um defeito sem o remover.

Normas EWF/IIW e qualificação do soldador

O trabalho em SER está enquadrado por normas europeias e internacionais que a UC exige seguir e conhecer:

• ISO 4063: nomenclatura e numeração dos processos, é onde se lê que a SER é o processo 111.
• EN ISO 9606-1: prova de qualificação de soldadores para soldadura por fusão em aços, incluindo os símbolos e termos abreviados de cada posição e processo. Um soldador certificado tem um cartão com o processo, o material, a posição e a gama de espessuras em que está qualificado.
• EN ISO 5817: níveis de qualidade das soldaduras por fusão.
• ISO 15609-1: especificação e qualificação de procedimentos de soldadura por arco (a base da EPS).
• Diretivas EWF/IIW complementam estas normas com boas práticas de formação e certificação em toda a Europa.

Manutenção do equipamento e segurança no posto

Manutenção simples de equipamentos e acessórios:

• Verificar o porta-elétrodos (aperto, isolamento), os cabos (fissuras, ligações) e a pinça de massa.
• Limpar e verificar a rebarbadora usada na preparação e no acabamento das juntas.
• Cumprir o plano de manutenção preventiva do equipamento; diagnosticar e reparar avarias simples, ou reportar as que exigem técnico especializado.

Segurança e proteção ambiental:

• EPI: máscara/viseira com filtro de soldador, luvas e avental de cabedal, botas de biqueira.
• EPC: cortinas de proteção do arco, extração/ventilação de fumos, extintor no posto.
• Riscos a prevenir: radiação do arco, choque elétrico, queimaduras, inalação de fumos e incêndio; e cumprir as normas de proteção ambiental na gestão de resíduos (escória, elétrodos usados).