Soldagem 1

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Soldagem 1

  1. 1. SOLDAGEM – FUNDAMENTOS E TECNOLOGIA Terminologia e Simbologia de Soldagem; Princípios de Segurança em Soldagem. Normas e Qualificação em Soldagem. Elementos da Metalurgia da Soldagem. Processos de Soldagem Convencionais. Processos de Soldagem de Alta Intensidade. Soldagem e Corte a Plasma. Outros Processos de Soldagem. 1
  2. 2. BIBLIOGRAFIA ADOTADA MARQUES, P. et al, 2005, Soldagem: Fundamentos e Tecnologia, 3ª Edição, Editora UFMG, Belo Horizonte /MG, 363pp. CHIAVERINI, V., 1986, Processos de Fabricação e Tratamento, vol. II, 2a Ed.. OKUMURA, T.; Taniguchi, C., 1982, Engenharia de Soldagem e Aplicações, LTC, Rio de Janeiro, Brasil. 2
  3. 3. BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR QUITES, A.M.; Dutra, J.C., 1979, Tecnologia da Soldagem e Arco Voltáico, EDEME, Florianópolis, Brasil. WAINER, E.; Brandi, S.D.; Melo, F.D.H., 1992, Soldagem – Processos e Metalurgia, Ed. Edgard Blucher Ltda, São Paulo, Brasil. 3
  4. 4. 4
  5. 5. 1 – Introdução à Soldagem Professor: Luiz Cláudio Furlan 5
  6. 6. Introdução A soldagem está intimamente ligada às mais importantes atividades industriais que existem no mundo moderno: Construção naval, ferroviária, aeronáutica e automobilística, caldeiraria, construção civil metálica, indústria metalúrgica, mecânica e elétrica. 6
  7. 7. Avanços Apesar de importantíssimo, teve seu maior avanço nos últimos 100 anos. Os avanços na metalurgia obrigam a soldagem a procurar novas técnicas e materiais que sejam compatíveis com as novas ligas criadas. 7
  8. 8. Definição “Soldagem é o processo de união de materiais usado para obter a coalescência (união) localizada de metais e não metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão e/ou material de adição” (American Welding Society- AWS). 8
  9. 9. Vantagem Podemos unir dois materiais parafusando, rebitando e colando. Porém, a grande vantagem da soldagem é a possibilidade de obter uma união em que os materiais têm uma continuidade não só na aparência externa, mas também nas suas características e propriedades mecânicas e químicas, relacionadas à sua estrutura interna. 9
  10. 10. Fatores imprescindíveis Calor e/ou pressão.  O calor é necessário porque grande parte dos processos de soldagem envolve a fusão dos materiais, ou do material de adição, no local da solda.  Mesmo quando se usa pressão e, às vezes, o ponto de fusão não é atingido, o aquecimento facilita a plasticidade do metal e favorece a ação da pressão para a união dos metais. 10
  11. 11. Evolução dos processos O primeiro processo de soldagem por fusão com aplicação prática foi patenteado nos Estados Unidos em 1885. Ele utilizava o calor gerado por um arco estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça. 11
  12. 12. Evolução dos processos O calor do arco fundia o metal no local da junta e quando o arco era retirado, o calor fluía para as Zonas adjacentes e provocava a solidificação do banho de fusão. 12
  13. 13. Evolução dos processos Alguns anos mais tarde, o eletrodo de carvão foi substituído por um eletrodo metálico. O processo de aquecimento passou, então, a ser acompanhado da deposição do metal fundido do eletrodo metálico na peça. 13
  14. 14. Evolução dos processos A utilização do oxigênio e de um gás combustível permitiu a obtenção de chama de elevada temperatura facilitando a fusão localizada de determinados metais e a formação de um banho de fusão que, ao solidificar, forma a “ponte” entre as peças a serem unidas. 14
  15. 15. Evolução dos processos A soldagem por fusão inclui a maioria dos processos mais versáteis usados atualmente. 15
  16. 16. Evolução dos processos Outros processos se baseiam na aplicação de pressões elevadas na região a ser soldada. O aquecimento das peças a serem unidas facilita a ligação entre as partes. (a) Soldagem por pontos (b) Soldagem por costura. Para unir duas chapas de 0,8mm de espessura, trabalha-se com uma corrente de aproximadamente 1500A e uma força de 300kg. 16
  17. 17. 17
  18. 18. 18
  19. 19. Evolução dos processos 19
  20. 20. Evolução dos processos - resumo 20
  21. 21. Propriedade imprescindível soldagem - Soldabilidade na Pouco adianta desenvolver um novo material sem que ele possibilite alcançar boa soldabilidade. Por isso, os processos de soldagem estão em contínua evolução. 21
  22. 22. Soldabilidade - definição Soldabilidade é a facilidade que os materiais têm de se unirem por meio de soldagem e de formar em uma série contínua de soluções sólidas coesas, mantendo as propriedades mecânicas dos materiais originais. 22
  23. 23. Soldabilidade – fatores que a afetam O principal fator que afeta a soldabilidade dos materiais é a sua composição química. Outro fator importante é a capacidade de formar a série contínua de soluções sólidas entre um metal e outro. Assim, devemos saber como as diferentes ligas metálicas se comportam diante dos diversos processos de soldagem. 23
  24. 24. Soldabilidade – alta ou baixa? Se o material a ser soldado exigir muitos cuidados, tais como:  Controle de temperatura de aquecimento e de interpasse, ou tratamento térmico após a soldagem, por exemplo, dizemos que o material tem baixa soldabilidade. Por outro lado, se o material exigir poucos cuidados, dizemos que o material tem boa soldabilidade. 24
  25. 25. Soldabilidade 25
  26. 26. 2 – Terminologia e Simbologia da Soldagem Professor: Luiz Cláudio Furlan 26
  27. 27. Terminologia da Soldagem Soldagem é uma operação que visa obter a união de peças, e solda é o resultado desta operação; O material da peça, ou peças, que está sendo soldada é o metal de base; Frequentemente, na soldagem por fusão, um material adicional é fornecido para a formação da solda, este é o metal de adição; Durante a soldagem, o metal de adição é fundido pela fonte de calor e misturado com uma quantidade de metal de base também fundido para formar a poça de fusão; 27
  28. 28. Metal de base, de adição e poça de fusão 28
  29. 29. Denomina-se junta a região onde as peças serão unidas por soldagem; Aberturas ou sulcos na superfície da peça ou peças a serem unidas e que determinam o espaço para conter a solda recebem o nome de chanfro; 29
  30. 30. Tipos de chanfros mais comuns usados em soldagem 30
  31. 31. Chanfros em diferentes tipos de junta 31
  32. 32. Principais elementos de um chanfro  Face da raiz ou nariz (s): Parte não chanfrada de um componente da junta;  Abertura da raiz, folga ou fresta (f): Menor distância entre as peças a soldar;  Ângulo de abertura da junta ou ângulo de bisel (β): Ângulo da parte chanfrada de um dos elementos da junta;  Ângulo de chanfro (α): Soma dos ângulos de bisel dos componentes da junta. 32
  33. 33. Principais elementos de um chanfro Existe um grande numero de termos para definir o formato e características técnicas dos cordões de solda. Apenas alguns destes termos serão apresentados. Nas figuras a seguir são mostrados alguns destes termos para uma solda de topo e uma solda em ângulo (filete) 33
  34. 34. 34
  35. 35. 35
  36. 36. Zonas de uma junta soldada  Cobre-junta ou mata-junta: Peça colocada na parte inferior da solda (raiz) que tem por finalidade conter o metal fundido durante a execução da soldagem;  Zona fundida (ZF): Constituída pelo metal de solda, que é a soma da parte fundida do metal de base e do metal de adição;  Zona termicamente afetada (ZTA): Região do metal de base que tem sua estrutura e/ou suas propriedades alteradas pelo calor de soldagem 36
  37. 37. Passe de solda: Formado por um deslocamento da poça de fusão na região da junta; 37
  38. 38. Posições de soldagem 38
  39. 39. Posições de soldagem 39
  40. 40. Classificação da soldagem pela forma em que é executada Manual: toda a operação é realizada e controlada manualmente pelo soldador; Semiautomática: Soldagem com controle automático da alimentação do metal de adição, mas com controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu deslocamento; Mecanizada: soldagem com controle automatico da alimentação do metal de adição, controle de deslocamento do cabeçote de soldagem pelo equipamento, mas com posicionamento e acionamento pelo soldador; Automática: soldagem com controle automático de praticamente todas as operações. 40
  41. 41. Simbologia da Soldagem 41
  42. 42. 42
  43. 43. 43
  44. 44. 44
  45. 45. 45
  46. 46. 46
  47. 47. 47
  48. 48. Soldas MIG/MAG e TIG – conheça as diferenças entre os processos Os processos de soldagem Mig/Mag (MIG – Metal Inert Gas e MAG – Metal Active Gas) e TIG (Tungsten Inert Gas) são soldagens por arco elétrico, porém o primeiro é com gás de proteção, entre a peça e o consumível em forma de arame, fornecido por um alimentador contínuo realizando uma união de materiais metálicos pelo aquecimento e fusão. 48
  49. 49. Já o segundo acontece entre um eletrodo não consumível de tungstênio e a poça de fusão com proteção gasosa, em que é possível fazer ou não o acréscimo de um metal de adição. Atualmente, a soldagem Mig/Mag é aplicada na união da maioria dos metais utilizados na indústria (aços, alumínio, aços inoxidáveis, cobre), 49
  50. 50. e MIG é o processo de soldagem em que se utiliza o gás de proteção quando ela for constituída de um gás inerte e que não tem nenhuma atividade física ou poça de fusão, ao contrário de Mag, que ocorre quando a proteção gasosa é feita com um gás ativo, ou seja, que interage com a poça de fusão (por exemplo, o CO2). Uma característica destes processos é o fato de que eles geralmente são utilizados com corrente elétrica contínua. 50
  51. 51. Quanto ao processo TIG, ele é muito utilizado na indústria aeroespacial e de aviação, pois a qualidade da solda é muito alta. Este processo é indicado para peças pequenas e chapas finas por serem objetos que necessitam de uma soldagem muito mais precisa do que os outros. 51
  52. 52. Ao contrário dos processos MIG/MAG, no TIG não existe soldagem com eletrodo de tungstênio em atmosfera não protetora, sendo assim, não existe o que seja um processo “TAG”, pois a utilização de gás ativo no processo oxidaria o próprio eletrodo de tungstênio. Compare abaixo as vantagens e desvantagens dos processos MIG/MAG e TIG: 52
  53. 53. MIG/MAG VANTAGENS: - não há necessidade de remoção de escória; - não há perdas de pontas como no eletrodo revestido; - o tempo total de execução de soldas de cerca dá metade do tempo se comparado ao eletrodo revestido; - alta taxa de disposição do metal de solda; -alta velocidade de soldagem, menos distorção das peças. DESVANTAGENS: - regulagem do processo bastante complexa; - não deve ser utilizado em presença de corrente de ar; - probabilidade elevada de gerar porosidade no cordão de solda; - produção de respingos; - manutenção mais trabalhosa; - alto custo do equipamento em relação à soldagem com eletrodo revestido; - alto custo do arame consumível. 53
  54. 54. TIG VANTAGENS: - produz soldas de qualidade superior, geralmente livres de defeitos, ótimas propriedades mecânicas e acabamento; - está livre dos respingos que ocorrem em outros processos a arco; - permite excelente controle na penetração de passes de raiz;- pode produzir excelentes soldagens autógenas (sem adição) à altas velocidades; - permite um controle preciso das variáveis da soldagem; - solda praticamente todos os metais industrialmente utilizados, inclusive metais dissimilares; - permite um controle independente da fonte de calor e do material de adição; -alta velocidade de soldagem, menos distorção das peças. DESVANTAGENS: - taxas de deposição inferiores com processos de elétrodos consumíveis; - requer soldadores altamente qualificados; - é menos econômico que os processos de elétrodos consumíveis para espessuras a 10 mm; - pode haver inclusões de tungstênio, no caso de haver contato do mesmo com a poça de soldagem; - pode haver contaminação da solda se o metal de adição não for adequadamente protegido; 54 - há baixa tolerância e contaminantes no material de base ou adição;

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