2. Histórico
Breve histórico da soldagem
Pré historia – idade media Soldagem por forjamento Importância
estratégica
1809 Arco elétrico
1885 1º Patente Inglesa
1890 Eletrodo Nu
1907 Eletrodo Revestido
1926 Processo de soldagem TIG
1948 MIG
1953 MAG
1954 ARAME TUBULAR
1957 PLASMA
1960 LASER
Atualmente são mais de 50 processos usados industrialmente
4. Conceitos básicos
Um grande número de diferentes processos utilizados na fabricação e
recuperação de peças, equipamentos e estruturas é abrangido pelo termo
SOLDAGEM.
Classicamente, a soldagem é considerada como um método de união, porém, muitos
processos de soldagem ou variações destes são usados para a deposição de um material
sobre uma superfície, visando a recuperação de peças desgastadas ou para a formação
de um revestimento com características especiais.
Algumas definições de soldagem são:
Processo de junção de metais por fusão.
(Deve-se ressaltar que não só metais são soldáveis e que é possível soldar metais sem
fusão).
Operação que visa obter a união de duas ou mais peças , assegurando, na junta soldada,
a continuidade de propriedades físicas, químicas e metalúrgicasquot;.
5. Terminologia usuais em soldagem
Soldagem (Welding):
E o processo de união de materiais onde são
preservadas as características físicas e
químicas da junta soldada.
Solda (Weld):
É o resultado deste processo.
Arco Elétrico:
É a passagem de corrente elétrica através de
uma atmosfera ionizada.
Fusão:
Processo de mudança de estado físico.
Poça de Fusão:
Região em fusão, a cada instante, durante
uma soldagem.
Metal de Base:
Material da peça que sofre processo de
soldagem.
Metal de Adição:
Material adicionado no estado liquido
durante uma soldagem.
6. Junta
É a região entre duas ou peças que serão unidas.
Principais tipos de juntas
7. Chanfro
Corte efetuado na junta para possibilitar facilitar a
penetração do cordão de solda e ou soldagem em toda a
sua espessura.
Elementos de um chanfro
Encosto ou nariz (s)
Parte não chanfrada de um componente
da junta
Garganta folga ou fresta (f)
Menor distancia entre as peças a soldar
Ângulo de abertura da chanfro (α)
Ângulo do Bizel (β)
8. Terminologias básicas
Raiz Passe:
Região mais profunda de uma junta soldada
que corresponde ao 1º passe região mais
propensas a descontinuidades na soldagem.
Face:
Superfície oposta a raiz da solda.
Camada:
Conjuntos de passes realizados em uma
mesma altura em um chanfro.
Reforço:
Altura máxima alcançada pelo excesso de
metal de adição medido a partir da superfície
do metal a ser soldado.
Margem:
Linha de encontro entre a face da solda
e a superfície do metal de base.
9. Posições de soldagem
A determinação da posição de soldagem é uma questão
importante para definição dos parâmetros de soldagem,
procedimento de soldagem e na qualificação de
soldadores.
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11. Importância e campos de aplicação dos processos de soldagem
Soldagem de produção
E utilizada na fabricação de maquinas equipamentos e ou conjuntos mecânicos
onde poderá haver o emprego de um processo ou vários processos de soldagem a
depender da qualidade requerida na fabricação e demais variáveis do processo.
Soldagem de manutenção e reparo
Tem o intuito de reparar peças e ou componentes mecânicos, procurando aumentar
o tempo de vida útil dos mesmos.
13. Métodos de união
Os métodos de união de metais podem ser divididos em duas
categorias principais, isto é, aqueles baseados no aparecimento
de forças mecânicas macroscópicas entre as partes a serem
unidas e aqueles baseados em forças microscópicas
(interatômicas ou intermoleculares).
No primeiro caso, os exemplos mais comuns são a parafusagem e
a rebitagem, a resistência da junta é dada pela resistência ao
cisalhamento do parafuso ou rebite, mais as forças de atrito entre
as superfícies em contato.
No segundo caso, a união é conseguida pela aproximação dos
átomos e moléculas das partes a serem unidas, ou destas e um
material intermediário, até distâncias suficientemente pequenas
para a formação de ligações metálicas e de Van der Waals. Como
exemplo desta categoria citam-se a soldagem, a brasagem e a
colagem.
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15. Arco elétrico
É a passagem de corrente elétrica através de uma atmosfera ionizada, e varias
questões relativas ao arco elétrico influenciam de forma significativa os processos
de soldagem. São elas: tensão do circuito, variação no comprimento do arco, tipo
de corrente utilizada e metodologia para abertura do mesmo.
As metodologias para abertura do arco e as demais variáveis alteram as
característica do cordão de solda e estão diretamente relacionadas com os perfis
dos cordões de solda.
16. Metodologias para abertura do arco elétrico
Para que possa existir um arco elétrico, o espaço entre o
eletrodo e a peça deve ser capaz de conduzir a corrente
elétrica. Isto é conseguido pelo aumento da temperatura no
início da formação do arco elétrico, tornando o gás de proteção
um condutor elétrico.
Abertura do arco elétrico mediante o contato do eletrodo com a peça
Com esse método é a abertura do arco e feita através do contato do eletrodo com
a peça de trabalho.
17. Abertura por meio de pulsos de alta tensão ou alta freqüência
Com este método a
abertura do arco se dá
sem o contato do
eletrodo com a peça.
18. Comprimento e tensão do arco elétrico
A voltagem do arco é determinada pelo seu comprimento, que varia
normalmente em torno de uma vez e meia o diâmetro do eletrodo de
tungstênio.
Este comprimento do arco pode variar para aplicações específicas e,
particularmente, de acordo com a preferência do soldador. Quanto maior o
comprimento do arco, maior a dissipação de calor para a atmosfera, diminuindo
a penetração. Alargando o cordão de solda e aumentando a tensão de trabalho
Arco curto
Arco longo
Arco médio
19. Arco elétrico com corrente contínua
Na soldagem com corrente contínua, o eletrodo poderá ser ligado no pólo
positivo e ou negativo, quando for ligado ao pólo negativo recebera a maior
parte do calor e quando ligado ao negativo a menor parte.
Todos os metais, com exceção do alumínio e suas ligas, podem ser soldados
com corrente contínua.
Arco elétrico com corrente alternada
Na corrente alternada, o arco elétrico é extinto a cada troca de
polaridade, onde a tensão é nula. Por isso, a cada início de uma meia
onda, em processos e que o eletrodo não é o metal de adição deve-se
haver um reacendimento do arco elétrico sem contato entre o eletrodo e
a peça, por meio de pulsos de alta tensão ou de alta freqüência.
20. Comprimento do arco quanto a largura e penetração do cordão de solda
O comprimento tem influencia direta na largura e penetração do cordão de
solda nota-se na figura esquemática quando o arco elétrico esta mais próximo
a largura e menor e a penetração e maior e quando utiliza-se arco longo a
penetração diminui alargando o cordão de solda
22. Principais processos de soldagem a arco elétrico
empregados no mercado
Eletrodos revestidos
Obtem-se a união das peças através da fusão da alma metálica e o metal de base
estabelecido por um eletrodo consumível durante a soldagem, revestido de
elementos facilitadores e estabilizadores na obtenção do arco elétrico alem de
elementos protetores para o cordão de solda
23. ESQUEMA BASICO DE UM EQUIPAMENTO PARA O PROCESSO
Influencia da polaridade na largura e penetração do cordão de solda
25. TIG
Tungstênio inerte gás
Caracterizado pela formação do arco elétrico através de um eletrodo não
consumível sob uma atmosfera protetora de gases inertes como Argônio e
Helio, onde o metal de adição é adicionado separadamente permitindo soldas
autógenas e soldagem de juntas de alta qualidade em ligas especiais.
28. MIG/MAG
METAL INERTE GÁS
Caracterizado pela utilização somente de
só gases Inertes que fazem a proteção do
metal fundido e não reagem durante a
soldagem.
METAL ATIVO GÁS
Caracterizado pela utilização de gás ativo
como CO2, que reage durante a soldagem
influenciando na largura e penetração do
cordão de solda.
30. INFLUENCIA DO GAS DE PROTEÇÃO UTILIZADO NO PROCESSO DE SOLDAGEM MIG/MAG
31. Tipos de transferência do metal de adição
Transferência por curto circuito
O arame aproxima-se cresce ao ponto de tocar a poça de fusão
Ocorre o destacamento da mesma
Da-se continuidade a deposição
Pode ser usada em todas as posições de soldagem
35. SOLDAGEM POR ARAMES TUBULARES
O processo de soldagem com arames tubulares (Flux Cored Arc welding) é
fundamentalmente um processo de soldagem GMAW ( Gás Metal Welding),
pois é baseado nos mesmos princípios e utiliza basicamente os mesmos
equipamentos. As principais diferenças entre ambos os processos estão
relacionadas a versatilidade , produtividade e integridade do metal depositado.
36. TIPOS DE ARAMES
Flux Cored
São arames empregados na soldagem utilizando gás de proteção e são constituídos de
metal de adição com fluxo interno não metálico proporcionando uma proteção secundaria
adicionalmente ao gás de proteção.
Metal Cored
São arames empregados na soldagem onde o fluxo pode fazer e controlar e ou ajustar o
teor de oxigênio do metal de solda aumentando-o ou diminuindo-o conforme as
necessidades de cada aplicação.
Da mesma forma que nas escórias resultantes da fabricação dos aços, algumas escórias
de solda são capazes de remover certas impurezas como o enxofre do metal fundido.
Funções dos componentes do fluxo
Estabilização do arco elétrico
Formação de escoria
Estabilizar o arco elétrico
Melhorar as propriedades mecânicas do metal depositado
37. SOLDAGEM E CORTE A CHAMA
PROCESSO OXI-COMBUSTIVEL
Caracterizados principalmente pelo uso de um gás combustível e um outro
oxidante gerando a chama necessária a soldagem e corte de metais
38. Processo de oxi-corte
Pode-se definir o oxi-corte como “um processo de seccionamento de metais pela
combustão localizada e contínua devido à ação de um jato de O2 de elevada
pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxi-
combustível”
