Apostila Consulsoldas Terminologia de Soldagem

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Apostila Consulsoldas Terminologia de Soldagem

  1. 1. TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM Apostila Técnica Joinville-SC 2015
  2. 2. 1 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. SUMÁRIO TERMINOLOGIA 2 CHANFRO 4 DESCONTINUIDADES 8 ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS 12 BIBLIOGRAFIA 16 Apostila elaborada por: Prof. Wéllington Nunes de Trindade Tecnólogo Mecânico, modalidade Soldagem pela Faculdade de Tecnologia de São Paulo. Pós Graduado em Engenharia de Produção pela UniSociesc. consultoria@wellingtondetrindade.net para citação ou referência a este texto utilize: TRINDADE, W. N. – Terminologia de Soldagem. Joinville, Consulsoldas, 2015. Disponível em: http://www.wellingtondetrindade.net/apostilas
  3. 3. 2 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. Terminologia da Soldagem A terminologia é o conjunto de termos (palavras) comuns a uma ciência, neste sentido, define-se terminologia da soldagem como o conjunto de palavras comuns e de uso corrente dentro da tecnologia da soldagem. Seguem-se abaixo alguns dos termos mais comuns: 1. Metalurgia da Soldagem tem por objetivo explicar os fenômenos e o comportamento dos metais durante a soldagem, bom como estudar seus efeitos sobre a estrutura e propriedades dos mesmos. De posse desses conhecimentos, estaremos em condições de elaborar o procedimento de soldagem mais adequado, assim como colaborar no desenvolvimento de materiais com melhor soldabilidade. A própria definição já nos induz a algumas exigências: 2. Soldagem é a técnica de unir duas ou mais partes metálicas constituintes de um todo, de tal modo que haja uma continuidade metálica e que sejam asseguradas suas características físicas, químicas, mecânicas e metalúrgicas”. 3. Solda será, pois o resultado de uma soldagem. 4. Metalurgia é a ciência e arte de se extrair industrialmente um metal de seus minérios, de seus compostos ou de subprodutos industriais e de purificá-lo, dar-lhe forma, composição e propriedades adequadas a sua utilização industrial, por meio de tratamentos mecânicos, térmicos e termoquímicos; reveste-se, pois, de um caráter industrial devido a grandes quantidades de metal, pureza relativa e aspectos econômicos. 5. A Metalurgia Química estuda a obtenção, produção e purificação dos metais e suas ligas. 6. A Metalurgia Físico-Química estuda as propriedades dos metais, ligas e compostos, associados à sua microestrutura, bem como o efeito dos diversos tratamentos. 7. Ligas Ferrosas são aquelas que apresentam o elemento ferro (Fe) em maior proporção, assemelhando-se ao solvente de uma solução, enquanto que os demais
  4. 4. 3 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. elementos apresentam-se como impurezas, produtos ou resíduos do processamento, elementos desoxidantes ou elementos de liga. 8. AWS American Welding Society (Sociedade Americana de Soldagem) 9. ASME American Society of Mechanical Engineers (Sociedade Americana dos Engenheiros Mecânicos) 10. EPS Especificação de Procedimento de Soldagem 11. RQPS Registro de Qualificação de Procedimento de Soldagem 12. RQS Registro de Qualificação de Soldador 13. Junta Região do metal-base a ser unida por soldagem. 14. Junta Dissimilar Junta constituída por componentes, cujas composições químicas dos metais-base diferem significativamente entre si. 15. Tipos de Junta Junta de Topo Junta de Ângulo Junta Sobreposta Junta de Canto (Quina)
  5. 5. 4 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 16. Chanfro Abertura devidamente preparada, na superfície de uma peça ou entre 2 componentes, para conter a solda. Os principais tipos de chanfros são os seguintes: a) chanfro em J (“single-J-groove”); b) chanfro em duplo J (“double-J-groove”); c) chanfro em U (“single-U-groove”); d) chanfro em duplo U (“double-U-groove”); e) chanfro em V (“single-V-groove”); f) chanfro em X (“double-V-groove”); g) chanfro em meio V (“single-bevel-groove”); h) chanfro em k (“double-bevel-groove”); i) chanfro reto (“square-groove”) Junta de Aresta
  6. 6. 5 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. Fig. 1 – Tipos de Chanfros CHANFRO EM “J” CHANFRO EM “U” CHANFRO EM “V” CHANFRO EM MEIO “K” CHANFRO RETO / SEM CHAMFRO CHANFRO EM “K” CHANFRO EM DUPLO “V” CHANFRO EM DUPLO “U” CHANFRO EM DUPLO “J”
  7. 7. 6 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 17. Mata-Junta (“Cobre-Junta”, “Backing”) Material colocado na parte posterior da junta a ser soldada, para suportar o metal fundido, durante a soldagem. 18. Soldabilidade É a capacidade de um metal ser soldado sob determinadas condições de fabricação, impostas a uma estrutura adequadamente projetada e para um desempenho satisfatório na finalidade que se destina. 19. Diluição É a participação do metal-base na elaboração da zona fundida. D = massa do metal-base fundido x 100% massa total da solda 20. Regiões da Junta Soldada  Zona Fundida (ZF) Região onde o material fundiu-se e solidificou-se durante a operação de soldagem. As temperaturas de pico nesta região foram superiores a temperatura de fusão do metal soldado. Fig. 2 – Partes do Chanfro Fig. 3 – Diagrama esquemático da Diluição D = B X 100% A + B
  8. 8. 7 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N.  Zona de Ligação (ZL) Região onde ocorreu a combinação de características, químicas, físicas e mecânicas dos materiais envolvidos na junta soldada.  Metal Base (Substrato) Região mais afastada da área soldada e que não foi afetada pelo processo de soldagem, mantendo desta forma as características originais da liga. As temperaturas de pico atingidas durante o processo de soldagem são inferiores a temperaturas críticas para o material.  Mata-Junta Também conhecido com cobre-junta ou backing, são dispositivos fabricados em cobre ou cerâmicos, utilizados para alinhamento da junta de solda e para minimização da dissipação do calor. 21. Consumível Material a ser adicionado num processo de soldagem. Por exemplo: eletrodo revestido, arame sólido, arame tubular, fluxo, pasta, fita metálica, etc., 22. Metal de Adição Material adicionado, em estado de fusão, durante uma soldagem; ou ainda: metal transferido à poça de fusão, proveniente do consumível fundido e influenciado pelo meio envolvente. 23. Metal Depositado Metal da zona fundida, não influenciado pela diluição com o metal-base; ou então: é a parcela do metal de adição que, num processo de soldagem, não sofreu influência do metal-base. Fig. 4 – Regiões da Junta Soldada
  9. 9. 8 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 24. Metal-Base Metal onde será depositado o metal de adição. É formado pelas partes que serão unidas pelo processo de soldagem. 25. Brasagem Método de união de materiais em que não ocorre fusão de metal-base e onde o metal de adição, possuindo temperatura de fusão inferior a do metal-base, irá preencher a junta por ação capilar, de tal forma que a união (ligação) se dará por interação atômica ou molecular. 26. Solda-Brasagem Método de soldagem ou de união em que não ocorre fusão do metal-base e onde o metal de adição, possuindo temperatura de fusão inferior a do metal-base, fará a ligação por interação atômica ou molecular; neste caso, não existe ação capilar, sendo necessária a confecção de chanfro para permitir acesso a raiz da junta. Descontinuidades Descontinuidade é a interrupção das estruturas típicas de uma peça, no que se refere à homogeneidade de características físicas, mecânicas ou metalúrgicas. Não é necessariamente um defeito. A descontinuidade só deve ser considerada defeito, quando, por sua natureza, dimensões ou efeito acumulado, tornar a peça inaceitável, por não satisfazer os requisitos mínimos da norma técnica aplicável. As descontinuidades podem ser externas, quando podem ser identificadas por métodos visuais; ou internas, quando só podem ser identificadas por meios de ensaios não-destrutivos como raio X ou ultra-som. Podem ser também geométricas quando são geradas na etapa de montagem e soldagem ou metalúrgicas quando são originadas por algum fenômeno metalúrgico presente na poça de fusão e/ou na ZTA. Principais descontinuidades encontradas na soldagem: 27. Mordedura Caracterizada pela fusão da superfície da chapa do metal-base próxima à margem do cordão.
  10. 10. 9 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 28. Sobreposição Excesso de metal da zona fundida sobreposto ao metal-base na margem da solda, sem estar fundido ao metal-base. 29. Inclusão de Escória Material não metálico retido na zona fundida. Fig. 5 – Exemplos de Mordeduras no cordão de solda Fig. 6 – Exemplos de Sobreposição Fig. 7 – Exemplos de Inclusão de Escória
  11. 11. 10 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 30. Poros São vazios no interior do cordão de solda, porém, eventualmente podem emergir à superfície da solda. Esses vazios podem ser arredondados ou em formato vermicular. Podem estar isolados ou agrupados. O conjunto de poros distribuídos de maneira uniforme recebe o nome de porosidade 31. Falta de Fusão Fusão incompleta entre a zona fundida e o metal-base, ou entre passes da zona fundida, podendo estar localizada na zona de ligação, entre os passes ou na raíz da solda. Fig. 8 – Exemplos de Porosidades no cordão de solda Fig. 9 – Exemplos de Falta de Fusão
  12. 12. 11 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 32. Falta de Penetração Insuficiência de metal na raíz da solda. 33. Trinca Considerada a descontinuidade mais grave na soldagem, as trincas são defeitos bidimensionais associados a incapacidade do material em atender as solicitações impostas localmente pelas tensões decorrentes do processo de soldagem. 34. Inspeção Técnica de avaliar as condições de um componente, equipamento ou processo, utilizando as ferramentas e métodos aplicáveis, visando a atender as exigências técnicas de um projeto. 35. Macrografia O ensaio de macrografia consiste na verificação a olho nú ou com uma ampliação de no máximo 10 vezes, de uma superfície plana, preparada adequadamente através de Fig. 10 – Exemplos de Penetração Fig. 11 – Exemplos de Trincas
  13. 13. 12 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. lixamento; a superfície é normalmente atacada por uma substância que reage com a superfície lixada e revela detalhes macroscópicos da estrutura do material ou da junta soldada ensaiada. O termo macrografia, além de definir o tipo e ensaio realizado, engloba também os documentos gerados a partir dele, tais como fotografia e impressões. Ensaios Não-Destrutivos São técnicas de ensaios para se verificar a qualidade de materiais, peças e avaliar a integridade dos equipamentos industriais, onde são aplicadas tecnologias que não promovem alterações físicas, estruturais ou dimensionais no objeto alvo da inspeção, garantindo a sua posterior utilização. Em muitos casos a verificação é feita sem haver a necessidade de parar a atividade das máquinas ou equipamentos. 36. Ensaio Visual A inspeção por meio do Ensaio Visual é uma das mais antigas atividades nos setores industriais, e é o primeiro ensaio não destrutivo aplicado em qualquer tipo de peça ou componente, e está frequentemente associado a outros ensaios de materiais. Utilizando uma avançada tecnologia, hoje a inspeção visual é um importante recurso na verificação de alterações dimensionais, padrão de acabamento superficial e na observação de descontinuidades superficiais visuais em materiais e produtos em geral, tais como trincas, corrosão, deformação, alinhamento, cavidades, porosidade, montagem de sistemas mecânicos e muitos outros. A inspeção de peças ou componentes que não permitem o acesso direto interno para sua verificação (dentro de blocos de motores, turbinas, bombas, tubulações, etc), utilizam-se de fibras óticas conectadas a espelhos ou micro câmeras de TV com alta resolução, além de sistemas de iluminação, fazendo a imagem aparecer em oculares ou em um monitore de TV São soluções simples e eficientes, conhecidas como técnica de inspeção visual remota. Na aviação, o ensaio visual é a principal ferramenta para inspeção de componentes para verificação da sua condição de operação e manutenção. Não existe nenhum processo industrial em que a inspeção visual não esteja presente. Simplicidade de realização e baixo custo operacional são as características deste método, mas que mesmo assim requer uma técnica apurada, obedece a sólidos requisitos básicos que devem ser conhecidos e corretamente aplicados.
  14. 14. 13 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. 37. Ensaio por Líquidos Penetrantes O ensaio por Líquidos Penetrantes é considerado um dos melhores métodos de teste para a detecção de descontinuidades superficiais de materiais isentos de porosidade tais como: metais ferrosos e não ferrosos, alumínio, ligas metálicas, cerâmicas, vidros, certos tipos de plásticos ou materiais organo-sintéticos. Líquidos penetrantes também são utilizados para a detecção de vazamentos em tubos, tanques, soldas e componentes. O líquido penetrante é aplicado com pincel, pistola, ou com lata de aerossol ou mesmo imersão sobre a superfície a ser ensaiado, que então age por um tempo de penetração. Efetua-se a remoção deste penetrante da superfície por meio de lavagem com água remoção com solventes. A aplicação de um revelador (talco) irá mostrar a localização das superficiais com precisão e grande simplicidade embora suas dimensões sejam ligeiramente ampliadas. Este método é baseado no fenómeno da capilaridade que é o poder de penetração de um líquido em áreas extremamente pequenas devido a sua baixa tensão superficial. O poder de penetração é uma característica bastante importante, uma vez que a sensibilidade do ensaio é enormemente dependente do mesmo. Descontinuidade em materiais fundidos tais como gota fria, trinca de tensão provocados por processos de têmpera ou revenimento, descontinuidades de fabricação ou de processo tais como trincas, costuras, dupla laminação, sobreposição de material ou ainda trincas provocadas pela usinagem, ou fadiga do material ou mesmo corrosão sob tensão, podem ser facilmente detectados pelo método de Líquidos Penetrantes. 38. Ensaio por Partículas Magnéticas O ensaio por partículas Magnéticas é usado para detectar descontinuidades superficiais e sub superficiais em materiais ferromagnéticos. São detectados defeitos tais como: trincas, inclusões, gota fria, dupla laminação, falta de penetração, dobramentos, segregações, etc. O método de ensaio está baseado na geração de um campo magnético que percorre toda a superfície do material ferromagnético. As linhas magnéticas do fluxo induzido no material desviam-se de sua trajetória ao encontrar uma descontinuidade superficial ou sub superficial, criando assim uma região com polaridade magnética, altamente atrativa à partículas magnéticas. No momento em que se provoca esta magnetização na peça, aplica-se as partículas magnéticas por sobre a peça que serão atraídas à localidade da superfície que conter uma descontinuidade formando assim uma clara indicação de defeito.
  15. 15. 14 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. Alguns exemplos típicos de aplicações são fundidos de aço ferrítico, forjados, laminados, extrudados, soldas, peças que sofreram usinagem ou tratamento térmico (porcas e parafusos), trincas por retífica e muitas outras aplicações em materiais ferrosos. Para que as descontinuidades sejam detectadas é importante que elas estejam de tal forma que sejam "interceptadas" ou "cruzadas" pelas linhas do fluxo magnético induzido; consequentemente, a peça deverá ser magnetizada em pelo menos duas direções defasadas de 90°. Para isto utilizamos os conhecidos yokes, máquinas portáteis com contatos manuais ou equipamentos de magnetização estacionários para ensaios seriados ou padronizados. O uso de leitores óticos representa um importante desenvolvimento na interpretação automática dos resultados. 39. Ensaio por Ultra-Som Detecta descontinuidades internas em materiais, baseando-se no fenômeno de reflexão de ondas acústicas quando encontram obstáculos à sua propagação, dentro do material. Um pulso ultrassônico é gerado e transmitido através de um transdutor especial, encostado ou acoplado ao material. Os pulsos ultrassônicos refletidos por uma descontinuidade, ou pela superfície oposta da peça, são captados pelo transdutor, convertidos em sinais eletrônicos e mostrados na tela LCD ou em um tubo de raios catódicos (TRC) do aparelho. Os ultrassons são ondas acústicas com frequências acima do limite audível. Normalmente, as frequências ultrassônicas situam se na faixa de 0,5 a 25 Mhz. Geralmente, as dimensões reais de um defeito interno podem ser estimadas com uma razoável precisão, fornecendo meios para que a peça ou componente em questão possa ser aceito, ou rejeitado, baseando-se em critérios de aceitação da certa norma aplicável. Utiliza-se ultra-som também para medir espessura e determinar corrosão com extrema facilidade e precisão. As aplicações deste ensaio são inúmeras: soldas, laminados, forjados, fundidos, ferrosos e não ferrosos, ligas metálicas, vidro, borracha, materiais compostos, tudo permite ser analisado por ultra-som, indústria de base (usinas siderúrgicas) e de transformação (mecânicas pesadas), indústria automobilística, transporte marítimo, ferroviário, rodoviário, aéreo e aeroespacial: todos utilizam ultra-som. Mesmo em hospitais: a primeira imagem de um feto humano é obtida por ultra-som. Modernamente o ultra-som é utilizado na manutenção industrial, na detecção preventiva de vazamentos de líquidos ou gases, falhas operacionais em sistemas elétricos (efeito corona), vibrações em mancais e rolamentos, etc.
  16. 16. 15 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. O ensaio ultrassônico é, sem sombra de dúvidas, o método não destrutivo mais utilizado e o que apresenta o maior crescimento, para a detecção de descontinuidades internas nos materiais. 40. Ensaio Radiográfico O método está baseado na mudança de atenuação da radiação eletromagnética (Raios-X ou Gama), causada pela presença de descontinuidades internas, quando a radiação passar pelo material e deixar sua imagem gravada em um filme, sensor radiográfico ou em um intensificador de imagem. A radiografia foi o primeiro método de ensaio não destrutivo introduzido na indústria para descobrir e quantificar defeitos internos em materiais. Seu enorme campo de aplicação inclui o ensaio em soldas de chapas para tanques, navios, oleodutos, plataformas off-shore; uma vasta aplicação em peças fundidas principalmente para as de segurança na indústria automobilística como porta-eixos, carcaças de direção, rodas de alumínio, airbags, assim como blocos de motores e de cambio; produtos moldados, forjados, materiais compostos, plásticos, componentes para engenharia aeroespacial, etc... são outros exemplos. O Raio-X Industrial abrange hoje várias técnicas: Radiografia: é a técnica convencional via filme radiográfico, com gerador de Raio-X por ampola de metal cerâmica. Um filme mostra a imagem de uma posição de teste e suas respectivas descontinuidades internas. Gamagrafia: mesma técnica tendo como fonte de radiação um componente radioativo, chamado de "isótopo radioativo" que pode ser o Irídio, Cobalto ou modernamente o Selênio. Radioscopia: a peça é manipulada a distância dentro de uma cabine a prova de radiação, proporcionando uma imagem instantânea de toda peça em movimento, portanto tridimensional, através de um intensificador de imagem acoplado a um monitor de vídeo. Imagens da radioscopia agrupadas digitalmente de modo tridimensional em um software, possibilita um efeito de cortes mostrando as descontinuidades em três dimensões o que nada mais é do que uma tomografia industrial. A radiografia também passou a ser realizada em processos dinâmicos (tempo real), como no movimento de projétil ainda dentro do canhão, fluxo metálico durante o vazamento na fundição, queima dos combustíveis dentro dos mísseis, operações de soldagem, etc.
  17. 17. 16 Terminologia de Soldagem CONSULSOLDAS–Consultoria,AssessoriaeServiçosTécnicosdeSoldagemLtda-ME–08.689.981/0001-38–BRASIL © 2015 – Trindade W.N. BIBLIOGRAFIA  PRISCO, Moacir. Apostila: Soldagem de Manutenção. São Paulo: Associação Brasileira de Soldagem.  BARROS, Paulo Mesquita de. Apostila: Metalurgia Física e Química. São Paulo: Faculdade de Tecnologia de São Paulo.  ZIEDAS, Selma; TATINI, Ivanisa (Org.). Soldagem. 1 ed. São Paulo: Senai, 1997.  MARQUES, Paulo Villani. (Coord.). Tecnologia da Soldagem. 1 ed. Belo Horizonte: O Lutador, 1991.  EUTECTIC CASTOLIN. Manual de Aplicações em Soldagem. 2 ed. São Paulo: Eutectic Castolin, 2009.  COMWELD GROUP PTY LTD. Pocket Guide Cigweld. International Edition. Victoria: Comweld Group, 1997.  WAINER, Emílio; BRANDI, Sérgio Duarte; MELLO, Fábio D.H. Soldagem – Processos e Metalurgia. 1. Ed.São Paulo: Editora Edgard Blücher, 1992.  Tudo Pode Parar sem END – Folheto da Abendi (Associação Brasileira de Ensaios Não-Destrutivos e Inspeção)

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