Quais os ensaios necessários para a qualificação de um soldador por E.R. para soldar chapas de aço baixa liga, numa faixa de espessura de até 20 mm e qual a faixa qualificada para o metal de base e metal de solda?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas claras e simples:
  1. Quais são os ensaios necessários para qualificar um soldador por E.R. (eletrodo revestido / SMAW) para soldar chapas de aço baixa liga com espessura até 20 mm.
  2. Qual é a faixa qualificada — tanto para o metal de base quanto para o metal de solda — após essa qualificação.
Informações dadas no enunciado (vou trabalhar com elas sem perguntar nada):
  • Processo de soldagem: E.R. (eletrodo revestido / SMAW).
  • Metal: aço baixa liga.
  • Faixa de espessura considerada: até 20 mm.

Passo 2

Ponto importante antes de começar a resolver: a qualificação de soldador é regulada por normas (no Brasil costuma-se aplicar a ABNT NBR ISO 9606‑1 — equivalente da ISO 9606‑1 para soldadores de materiais metálicos). Vou explicar a prática normalmente exigida por essa família de normas, porque é isso que os exames e os inspetores costumam cobrar.
Resumo do conceito: a qualificação de um soldador é um “ensaio de desempenho” — o soldador faz uma peça‑ensaio (uma solda de teste) e essa solda passa por inspeção visual e ensaios destrutivos (macrografia, dobra, etc.). Se a peça passa, o soldador está qualificado para certas posições, para um grupo de espessuras e para os metais/fios/eletrodos especificados na prova.

Passo 3

Quais ensaios são exigidos (lista e explicação didática, passo a passo):
  • Ensaio prático (peça‑ensaio)
    • O soldador executa uma solda de topo (butt weld) normalmente com biselamento adequado (por exemplo V simples) e sem auxílio de soldador diferente. A peça deve ser representativa do trabalho real (mesmo processo, posição e parâmetros).
    • Por que? Porque é a prova direta da habilidade: técnica de execução, controle de penetração, regularidade do cordão.
  • Inspeção visual
    • O inspetor observa por cima e nas faces da solda procurando descontinuidades visíveis: trincas, falta de fusão aparente, porosidade excessiva, falta de penetração evidente, undercut (rebarba), saliência excessiva.
    • Aceitação: sem defeitos que violem os critérios da norma/codigo aplicável.
  • Exame macrográfico (macro)
    • Corta‑se a peça de prova através da solda, lixa e ataca com reagente (nitrato de prata ou outro) para evidenciar o perfil da raiz, penetração e falta de fusão.
    • O objetivo é verificar fusão completa na raiz, geometria do cordão e ausência de defeitos internos evidentes.
    • Ensina: o examinador observa se há falta de penetração, inclusões, zonas de falta de fusão.
  • Ensaios de dobra (bend tests)
    • Normalmente são extraídos corpos de prova para ensaios de dobra “face” e “root” (dobra do topo e dobra da raiz). A norma especifica quantos corpos e o tamanho.
    • No ensaio de dobra, a amostra é dobrada (p.ex. 180°) sobre um mandril e a superfície dobrada não pode apresentar trincas maiores que o permitido (em geral nenhuma trinca aceitável).
    • Por que? É um ensaio eficaz para mostrar ductilidade local do cordão e ausência de descontinuidades que comprometam a solda.
  • Observações extras que podem aparecer conforme aplicação:
    • Ensaio de tração (raramente exigido para qualific. de soldador; mais comum em qualificação de procedimento/PQR).
    • Ensaio de impacto (Charpy V‑notch) — pode ser exigido se o serviço exigir tenacidade (temperatura baixa, aço de alta resistência). Se o projeto/código exigir, o teste prático do soldador poderá incluir corpos para impacto.
    • Ensaio de dureza — ocasionalmente solicitado quando o material ou aplicação demandam controle de dureza.
    • Ensaios não‑destrutivos (radiografia, ultrassom) — normalmente não são o exame padrão de qualificação de soldador (o foco são dobra e macro), mas podem ser requeridos por normas ou especificações do cliente.

Passo 4

Como se organiza a peça‑ensaio e posições (explicando pra você saber na prova):
  • Configuração típica: junta de topo (butt joint) com bisel V simples e enchimento completo. A norma define dimensões mínimas do bisel e do soldador.
  • Posição de soldagem: a qualificação é feita por posição ou por conjunto de posições. Por exemplo:
    • Se a prova for realizada em posição fixa (ex.: 1G — plana), o soldador fica qualificado para aquela posição; para que seja qualificado para outras (vertical, sobre cabeça) normalmente precisa executar ensaio nessas posições ou cumprir regras de extensão previstas pela norma.
  • Importante: na hora da prova, use os mesmos parâmetros (corrente, eletrodo, pré‑aquecimento se exigido) que se pretende utilizar em obra — a norma exige consistência.

Passo 5

Aceitação dos ensaios — o que o examinador vai exigir (explicação prática, sem fórmulas complicadas):
  • Inspeção visual: cordões sem trincas, sem falta de fusão visível, porosidade dentro do tolerado.
  • Macro: fusão da raiz aceitável; ausência de falta de fusão que comprometa resistência.
  • Dobras: as superfícies dobradas não devem apresentar trincas longitudinais que excedam limites; normalmente qualquer trinca relevante é motivo de reprovação.
  • Se houver ensaios de impacto/dureza: valores mínimos ou máximos devem estar dentro do especificado no código/projeto.
Dica prática: os examinadores são rigorosos com raiz e falta de fusão — pratique penetração homogênea e limpeza da raiz.

Passo 6

Faixas de espessura (como a norma organiza e como interpretar isso para o seu caso até 20 mm)
  • A ABNT NBR ISO 9606‑1 (e a ISO equivalente) adota faixas de espessura agrupadas; a divisão típica de faixas é (exemplo padrão usado pela norma): \text{faixa A: } \le 3\\ \text{mm}
\text{faixa B: } >3\\ \text{mm até }10\\ \text{mm}é
\text{faixa C: } >10\\ \text{mm até }25\\ \text{mm}é
(e faixas superiores >25–50 mm, 50–80 mm, etc.)
  • Interpretação prática para o seu enunciado “até 20 mm”: um ensaio realizado com peça‑ensaio cuja espessura esteja na faixa >10 25 mm (logo, se você fizer o ensaio em, por exemplo, 12, 16 ou 20 mm) qualifica o soldador para toda a faixa >10 25 mm. Ou seja: se seu teste cair na faixa que contém 20 mm, a faixa qualificada para o metal de base será a faixa padrão onde aquele valor se enquadra — tipicamente >10 até 25 mm.
  • Nota prática: se você precisa estar qualificado para espessuras menores do que a faixa do ensaio, em muitos casos a qualificação na faixa superior abrange também espessuras menores (há regras de extensão na norma), mas isso depende da posição e do tipo de junta — sempre confirme a extensão específica na norma ou no código do cliente.

Passo 7

Faixa qualificada para o metal de solda (eletrodo) — explicação clara
  • O soldador fica qualificado para utilizar o tipo e a classificação do eletrodo que foram usados no ensaio.
  • Substituições permitidas: normalmente é permitido usar eletrodos de classificação equivalente ou superior em performance (por exemplo eletrodos com mesma designação ou com propriedades mecânicas iguais/superiores), desde que a compatibilidade metalúrgica seja observada. Em outras palavras:
    • Se no ensaio você usou um eletrodo classificado como, por exemplo, \text{E7018} (exemplo), você está qualificado para soldar com \text{E7018} e com eletrodos de características equivalentes.
    • Trocar para um eletrodo com propriedades muito diferentes (por exemplo, muito maiores endurecimento/hardness ou composição diferente que exija tratamento térmico) pode não ser permitido sem nova qualificação ou análise.
  • Resumo prático: a qualificação cobre o metal de solda usado no teste e materiais de preenchimento/consumíveis equivalentes conforme a norma/cliente.

Passo 8

Exemplo aplicado (para fixar a ideia — tipo “cola” para a prova)
  • Se você fizer o ensaio prático em uma placa de 16 mm (que está na faixa >10 25 mm), com eletrodo X (classificação Y) e passar macro e dobramento, então:
    • Metal de base: você fica qualificado para soldar chapas na faixa >10 25 mm (ou seja, inclui até 20 mm que é o caso do enunciado).
    • Metal de solda: você fica qualificado para usar o eletrodo da prova (e equivalentes conforme critério da norma).

Passo 9

Observações finais e dicas de prova
  • Sempre confirme qual norma/código a sua empresa/prova exige (ABNT NBR ISO 9606‑1 é a mais comum; alguns clientes seguem ASME IX com regras diferentes).
  • Se for necessário trabalhar em serviço que peça ensaios de impacto ou limite de dureza, combine isso na qualificação (incluir corpos para Charpy, etc.).
  • Pratique boa execução de raiz e limpeza — reprovações mais comuns são falta de fusão na raiz e trincas nas dobragens.

Resposta

Ensaios necessários: ensaio prático (peça‑ensaio de junta de topo), inspeção visual, exame macrográfico (macro) e ensaios de dobra (face e root). Ensaios adicionais (tensão, Charpy, dureza ou END) só são exigidos se a norma/projeto especificar.
Faixa qualificada para o metal de base: segundo ABNT NBR ISO 9606‑1 as faixas típicas são \le 3\\ \text{mm}, >3\\ \text{mm} até 10\\ \text{mm}, >10\\ \text{mm} até 25\\ \text{mm} etc.; um ensaio realizado numa espessura na faixa >10 25\\ \text{mm} (por exemplo 12, 16 ou 20\\ \text{mm}) qualifica o soldador para toda essa faixa >10 25\\ \text{mm} (logo, cobre o caso “até 20\\ \text{mm}”).
Faixa qualificada para o metal de solda (eletrodo): o soldador fica qualificado para o tipo/classificação de eletrodo usado no ensaio e para eletrodos equivalentes ou de desempenho igual/superior, desde que a compatibilidade metallúrgica e os requisitos do código/projeto sejam atendidos.

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