Evaluation of the Chemical Composition of Coatings Present on AWS A5.1 E6013 Welding Electrodes

• Published in: Soldagem & Inspeção 2021, Vol.26
• Main Authors: Fernandes, Bruno Luiz Mendes, Ferreira, Taimara Polidoro, Sousa, Rafael Arromba de, Pedreira Filho, Walter dos Reis, Lowinsohn, Denise
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0104-9224; 1980-6973
• DOI: 10.1590/0104-9224/si26.15

Resumo: Os eletrodos AWS A5.1 E6013 possuem elevado interesse devido a sua ampla empregabilidade. Os revestimentos destes eletrodos podem alterar os resultados da soldagem, tornando-se um interessante objeto de estudo. Uma investigação da composição química dos revestimentos dos eletrodos AWS A5.1 E6013 de quatro fabricantes brasileiros foi realizada usando espectrometria de fluorescência de raios-X por energia dispersiva (FRXED), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Foram observados nas amostras compostos tais como o dióxido de titânio (TiO2), óxidos e carbonatos de metais alcalinos e alcalino-terrosos, além de Al e Si na forma de aluminosilicatos. Estes compostos auxiliam na extrusão do revestimento na etapa de fabricação do eletrodo, elevam a basicidade da escória e estabilizam o arco elétrico formado durante a soldagem. Os resultados do ICP-MS mostraram que elementos como Co, Cr, Cu e Ni são adicionados para aumentar a passividade e a resistência mecânica da junta soldada. Resíduos de Pb foram observados com teores até 700 vezes maior que o permitido pela legislação nacional. As presenças destes metais nos revestimentos evidenciam a necessidade de medidas protetivas ao manipular os eletrodos E6013. Abstract: The AWS A5.1 E6013 electrodes have great interest due to their wide employability. The coatings of these electrodes can alter the results of welding, making it an interesting object of study. An investigation of the chemical composition of the coatings of the electrodes AWS A5.1 E6013 from four Brazilian manufacturers was carried out using dispersive energy X-ray fluorescence spectrometry (DEXRF), scanning electron microscopy (SEM), and mass spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-MS). Compounds such as titanium dioxide (TiO2), alkali and alkaline earth metal oxides, and carbonates were observed in the samples, in addition to Al and Si in the form of aluminosilicates. These compounds assist in the extrusion of the coating at the electrode manufacturing stage, increase the basicity of the slag and stabilize the electrical arc formed during welding. The results of the ICP-MS showed that elements such as Co, Cr, Cu, and Ni are added to increase the passivity and the mechanical resistance of the welded joint. Pb residues were observed with levels up to 700 times greater than allowed by national legislation. The presence of these metals in the coatings evidences the nee