Estudo da viabilidade de fabricar um dispositivo de soldagem para eletrodo revestido por gravidade

Abstract

A soldagem com eletrodo revestido (SMAW) é amplamente empregada na indústria devido à sua versatilidade, simplicidade operacional e baixo custo. Entretanto, a qualidade da solda depende diretamente do controle do comprimento do arco, do ângulo do eletrodo e da velocidade de deslocamento. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar um dispositivo de soldagem por gravidade capaz de promover o avanço automático do eletrodo revestido, visando aumentar a uniformidade do cordão e reduzir a influência da operação manual. O dispositivo foi projetado para operar com eletrodos de até 350 mm de comprimento e chapas de até 400 mm, sendo constituído por uma estrutura metálica com inclinação fixa de 60°. O sistema incorporou mecanismos para deslocamento longitudinal e mergulho do eletrodo, utilizando roldanas montadas em suportes desenvolvidos por modelagem CAD e fabricados por impressão 3D. Após a construção do equipamento, foram realizados ensaios experimentais no Laboratório de Soldagem da Fatec de Pindamonhangaba. Inicialmente, verificou-se a necessidade de controlar a velocidade de descida do conjunto móvel, sendo implementado um sistema de contrapeso para aumentar a estabilidade operacional. Os testes de soldagem foram conduzidos utilizando eletrodos E6013 de 2,5 mm em chapas de aço ASTM A36 com espessura de 6,35 mm, sob corrente de 70 A e tensão entre 20 e 30 V. Os resultados demonstraram que o dispositivo foi capaz de manter a continuidade do arco elétrico e realizar a deposição do metal de solda ao longo da junta. Embora tenham sido observadas irregularidades de alinhamento, respingos e acúmulo de escória, o sistema apresentou potencial para aplicações didáticas e experimentais, sendo recomendadas melhorias no mecanismo de guiamento e fixação do eletrodo.

Shielded metal arc welding (SMAW) is widely used in industry due to its versatility, operational simplicity, and low cost. However, weld quality depends directly on controlling the arc length, electrode angle, and travel speed. In this context, this work aimed to develop and evaluate a gravity welding device capable of promoting the automatic advancement of the coated electrode, aiming to increase bead uniformity and reduce the influence of manual operation. The device was designed to operate with electrodes up to 350 mm in length and plates up to 400 mm thick, consisting of a metal structure with a fixed inclination of 60°. The system incorporated mechanisms for longitudinal displacement and electrode immersion, using pulleys mounted on supports developed by CAD modeling and manufactured by 3D printing. After the construction of the equipment, experimental tests were carried out in the Welding Laboratory of Fatec Pindamonhangaba. Initially, the need to control the descent speed of the mobile assembly was verified, and a counterweight system was implemented to increase operational stability. Welding tests were conducted using 2.5 mm E6013 electrodes on 6.35 mm thick ASTM A36 steel plates, under a current of 70 A and a voltage between 20 and 30 V. The results demonstrated that the device was able to maintain the continuity of the electric arc and perform the deposition of weld metal along the joint. Although alignment irregularities, spatter, and slag accumulation were observed, the system showed potential for didactic and experimental applications, and improvements to the electrode guiding and clamping mechanism are recommended.