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SOLDAGEM Aula 05

Faculdade Pitágoras – Núcleo de Engenharias

Engenharia Mecânica 9º Período

Contagem, Setembro 2016

Índice

• Definição

• Fundamentos do processo

• Aplicação

• Características

• Equipamentos e Acessórios

• Parâmetros de Soldagem

• Técnicas Operatórias

• Vantagens e Desvantagens

• Vídeos

Definição

Vídeo 1

Fundamentos do Processo

A soldagem a arco com eletrodos revestidos (Shielded Metal Arc Welding – SMAW) é um processo que produz a unição entre metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico e a peça que está sendo soldada.

Fundamentos do Processo

Se apresenta normalmente como um processo manual as operações de abertura e fechamento do arco elétrico, troca de eletrodo e execução de movimentos de avanço e mergulho são feitos pelo soldador.

Soldagem – Fonte: Senai

Fundamentos do Processo

1.Revestimento 2.Vareta (Alma) 3. gás de proteção 4.Poça de fusão 5.Metal base 6.Metal de solda 7.Escória solidificada

Fundamentos do Processo

Representado até nos anos 60 como o principal processo de soldagem, vem perdendo mercado no Brasil devido outros processos com maiores índices de produção.

Fundamentos do Processo

Características

Descrição do processo:

O metal fundido vindo do

eletrodo é transferido através

do arco, sendo incorporado

à poça fundida no metal de

base, originando o metal de

solda.

Características O acendimento do arco é por contato provocado entre a extremidade da alma metálica e a superfície da peça/junta, sendo necessário pequeno comprimento de arco durante a operação, para mantê-lo estável.

Abertura do Arco Elétrico – Fonte – WikiHow

Gases e escória fundida provenientes da queima e decomposição do revestimento do eletrodo, protegem a gota sendo transferida e a poça de solda é protegida contra gases proveniente à externa.

Características

Processo de Soldagem Eletrodo Revestido – Fonte SENAC

A escória forma uma reação química com o material depositado, além de criar ambiente propício à estabilidade do arco, flutuando o cordão de solda após sua solidificação.

Características

Equipamentos e acessórios

A) Fontes de energia elétrica:

Máquinas de soldagem com corrente contínua (retificadores) ou corrente alternadas (transformadores), com característica estática tombante ou corrente constante.

Equipamentos e acessórios

B) Consumíveis de solda – O eletrodo revestido é constituído de alma + revestimento.

Alma metálica – Simples (compacto ou tubular) podendo ser também bimetálica (concêntrica ou trançada).

Pode ou não ser da mesma natureza do metal de base e normalmente o revestimento é que complementa a composição química na soldagem.

Equipamentos e acessórios

Diâmetros de 1,6 a 6,0 mm e comprimentos de 300 a 700 mm, e é coberta por uma camada de fluxo denominada revestimento.

Equipamentos e acessórios

Especificações: Normas ABNT/FBTS, ANSI/AWS, EN/DIN, ISO e classificações para soldagem de aço carbono, aço carbono e baixa e média liga, aço inoxidável, não ferrosos e para revestimento protetor (revestimento duro resistente ao desgaste e recobrimento resistente a corrosão) e para ferro fundido – “Desenvolvimento Especial”.

Tipo de Metal depositado ANSI/AWS DIN

aço carbono A5.1 1913-8529/75

alumínio e ligas de alumínio A5.3 1732

aço inoxidável A5.4 8556

aço carbono baixa liga A5.5 1913/8575

cobre e ligas de cobre A5.6 1733/8555

Tipo de Metal depositado ANSI/AWS DIN

níquel e ligas de níquel A5.11 1736

para revestimento A5.13 8555

para ferro fundido A5.15 8573-1913-1733

para revestimento (tubular) A5.21 -

Equipamentos e acessórios

C) Revestimentos:

Possuem diversas funções entre elas

Função elétrica:

Auxiliam na estabilidade do arco elétrico. Podem ter como componente o silicato sendo de grande valia principalmente para soldas com corrente alternada.

Equipamentos e acessórios Função metalúrgica:

A cratera formada na ponta do juntamente com o gás (atmosfera gasosa) protegem a fusão da solda contra contaminantes como oxigênio e hidrogênio, tendo ainda a escória que permite uma redução no resfriamento – isolamento térmico.

Equipamentos e acessórios Função metalúrgica:

Equipamentos e acessórios Função mecânica e operatória

Efeito de depressão do eletrodo durante a fusão (cratera)

Um eletrodo de boa qualidade dever apresentar cratera mais profundas e gostas mais finas.

Classificação de Revestimentos Rutílico

Composto por rutilo, Sílica e Ferros e Escorificantes a base de sílica.

Possui como característica baixa penetração

Correntes contínuas e alternadas são utilizadas

Produz escória de fácil remoção e baixa quantidade de respingos, gerando um bom acabamento superficial.

Classificação de Revestimentos Rutílico

Composto por rutilo, Sílica e Ferros e Escorificantes a base de sílica.

Possui como característica baixa penetração

Correntes contínuas e alternadas são utilizadas

Produz escória de fácil remoção e baixa quantidade de respingos, gerando um bom acabamento superficial.

Classificação de Revestimentos Básico

Composto sais de cálcio, tais como carbonatos, fluoretas e ferro e ligas.

Possui como característica excelente propriedades mecânicas, soldagem em todas as posições

Correntes contínuas e polaridade positiva são utilizadas

Soldagem de alta responsabilidade (ex. vasos de pressão).

Baixo H2.

Classificação de Revestimentos Celulósico

Composto sais de celulose, oxido de titânio, sílica de ferro e ligas.

Possui como característica grande penetração com maior utilização para passe raiz.

Correntes contínuas e polaridade positiva são utilizadas

Produz escórias finas e fácil remoção mais indicado para tubulações.

Não são higroscópicos.

Classificação de Revestimentos

Oxidantes: Óxido de Ferro (hematita), quartzo, feldspato e caulim como escorificantes; não contém ferros-ligas/ desoxidantes.

Caracteriza-se por ótimo acabamento e propriedades mecânicas sofríveis; aplicável a elementos de ferro puro (ex. tanque para galvanização), somente na posição plana.

Pouco usado atualmente.

Classificação de Revestimentos

Ácidos ou Neutros: Óxido de Ferro, ferro ligas, escorificantes à base de silíca e carbonato de cálcio; bom acabamento, propriedades mecânicas pobres, alta penetração

Aplicação na soldagem de aços de baixo carbono (<25%) e enxofre (0,05%), preferencialmente na posição plana e horizontal. Boa aparência do cordão de solda.

Classificação de Revestimentos

Impermeáveis: Eletrodo desenvolvido pela Empresa Elbrás.

Uma pesquisa desenvolvida por esta empresa mostrou que

a troca do silicato por polímeros e outros estudos chegou a eletrodos com revestimentos resistentes a umidade.

Processo de Soldagem Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS

Classificação de Revestimentos

Processo de Fabricação de Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS

Classificação de Revestimentos

Processo de Fabricação de Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS

Classificação de Revestimentos

Processo de Fabricação de Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS

Classificação de Revestimentos

Fonte Elbras

Sendo um novo eletrodo onde seria queimado um

polímero, vários cuidados e testes foram realizados

para garantir um produto que pudesse ser usado com

segurança.

A análise microscópica do

metal depositado mostrou

uma grande quantidade de

ferrita acicular, o que prevê

altas resistências mecânicas

Características

• Podemos ainda ter como características dos revestimentos em aços

• Melhorar o aproveitamento da energia do arco

• Manter a estabilidade do arco de soldagem

• Revestimento resistente ao calor permitindo correntes mais elevadas

• Aumento da taxa de deposição

• Aumento da poça de fusão

• Dificuldade de controlar grandes volumes de solda na fusão.

Características

A AWS American Welding Society (Sociedade Americana de Soldagem) normalizou um padrão para identificação de eletrodos revestidos que é aceito e reconhecido em grande parte do mundo.

Características dos Consumíveis Nomeclatura dos revestimentos:.

Características dos Consumíveis Nomeclatura dos revestimentos:.

Características dos Consumíveis Nomeclatura dos revestimentos:.

Características dos Consumíveis

Teor de hidrogênio no revestimento:

Baixo H2 : altamente higroscópicos. Eletrodos básicos.

Médio H2: medianamente higroscópicos. Rutílicos

Alto H2: pouco higroscópicos. Exemplo revestimentos celulósicos.

Características dos consumíveis

Composição química do metal depositado pode ser definido através dos elementos de liga vindos do revestimento ou da alma dos eletrodos:

Ligados na alma: todos elementos de liga são distribuídos parcialmente na alma e no revestimento;

Semi-ligado ou semi-sintético: os elementos de liga estão distribuídos parcialmente na alma e no revestimento

Sintético: todos os elementos de liga estão no revestimento.

Equipamentos e acessórios

Alicate ou porta eletrodo:

Fixar as posições dos eletrodos e contato elétrico/transmissão de corrente ao eletrodo.

Equipamentos e acessórios

Outros acessórios: Martelo picador, escova de aço carbono ou inox, estufa de conservação de eletrodos higroscópicos no almoxarifado, na produção (setorial) e individual (portátil) (“Cochicho”) forno de ressecagem de eletrodos.

Equipamentos e acessórios Armazenamento e Cuidados

-Estufas foram desenvolvidas para manter a temperatura média de 50 a 70 ºC

para eletrodo do tipo Rutilico e Celulósico e de 100 a 150 ºC para os tipos de

revestimentos básicos.

-Para manter a temperatura ideal de armazenagem próximo ao local de

trabalho são utilizáveis estufas portáteis chamada de “cochichos” que podem

ser ligados diretamente nos terminais de saída do equipamento de solda.

Equipamentos e acessórios

Cabos de energia e pinças de fixação dos cabos.

Parâmetros de Soldagem

Tensão

Varia no arco de 17 a 36 V e depende do diâmetro do eletrodo, revestimento, corrente e comprimento de arco.

Não é muito controlada pelo operador neste processo.

Tensão de circuito

Aberto e tensão

de trabalho

Parâmetros de Soldagem

Corrente:

A corrente de soldagem: controla o volume da poça de fusão e a penetração da solda no metal base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordão.

Correntes muito elevadas produzem poças de fusão de grandes dimensões e difícil controle, além de poderem causar a degradação do revestimento, respingos excessivos

e perda de resistência mecânica e tenacidade da solda.

Parâmetros de Soldagem

Corrente:

A corrente de soldagem: controla o volume da poça de fusão e a penetração da solda no metal base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordão.

Parâmetros de Soldagem

Polaridade

POLARIDADE DIRETA CC -

POLARIDADE INVERSA CC +

Parâmetros de Soldagem

Outros parâmetros

Parâmetros de Soldagem

Técnicas Operatórias

A correta manipulação do eletrodo é importante em todas as etapas da soldagem, quais sejam:

abertura do arco, deposição propriamente dita e extinção do arco.

Técnicas Operatórias

Na abertura, o eletrodo é encostado rapidamente na superfície da peça, preferencialmente numa região a ser fundida e próxima ao início do cordão, e afastado a uma distância da ordem do comprimento de arco a ser usado

(C)

Posicionamento para soldagem na

posição horizontal.

Técnicas Operatórias

Durante a execução da solda, o soldador deve fazer três movimentos principais:

movimento de mergulho

movimento de translação

movimento de tecimento

Técnicas Operatórias O objetivo do movimento de soldagem deve atingir os objetivos específicos:

• evitar que a escória flua à frente da poça de fusão, prevenindo seu aprisionamento

e formação de inclusões;

• controlar a repartição do calor nas peças, particularmente na soldagem de

componentes com diferentes espessuras;

• facilitar a observação da poça de fusão; e

• minimizar os efeitos do sopro magnético, quando necessário.

Técnicas Operatórias

Vantagens e Desvantagens

Vantagens e Desvantagens

Utilização em diversos materiais, como aços carbono, aços de baixa, média e alta liga, inoxidáveis, ferro fundido, alumínio, cobre níquel e ligas deste por exemplo.

Aplicação

Aplicação

Aplicação

Aplicação

Vantagens e Desvantagens

Vídeos Processos de Soldagem

SMAW (Shielded Metal Arc Welding)

Dúvidas?

Bibliografia Machado, Ivan Guerra Soldagem e técnicas conexas: processos. 1 ed. UFRGS Rio Grande do Sul 1996. 477 p.: il CDU621.791 Marques, Paulo Villani Soldagem: Fundamentos e tecnologia / PauloVillani Marques, Paulo José Modenesi, Alexandre Queiroz Bracarense 3. ed. UFMG Belo Horizonte 2009. 363 p. IBSN 978-85-7041-748-0 C., Okumura, T.; Taniguchi,. ENGENHARIA DE SOLDAGEM E APLICAÇÕES. Rio de Janeiro: LTC, 1982. http://www.sitedasoldagem.com.br – Fundamentos básicos – acessado em 15/03/2015. https://www.youtube.com/watch?v=DSztGsbZkmY - Video de solda –acessado em 15/03/2015

Bibliografia https://www.youtube.com/watch?v=uM8m001axhQ – Acessado em 15/03/2015 http://pt.wikihow.com/Soldar-Por-Arco-El%C3%A9trico – Acessado em 04/09/2016 https://www.google.com.br/search?q=gases+da+queima+do+revestimento+do+eletrodo&biw=1088&bih=498&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjHmrusiPjOAhVEjpAKHR7bDSIQ_AUIBigB#imgrc=wC9oO3ePtbFrKM%3A – Acessado em 04/09/2016

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