apostila de processos de soldagem rev a - 18-02-06

COLEGIO UNIVERSITARIO PADRE DE MAN ENSINO FUNDAMENTAL, MEDIO E TCNICO

Curso Mecatrnica

Disciplina: Processos de soldagem

Professor Anderson LerisReviso A 01/2006

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Colgio Universitrio Padre de Man

Processos de soldagem

ndiceCAPTULO 1 CLASSIFICAO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM.................................................................3 CAPTULO 2 TERMINOLOGIA E SIMB OLOGIA DE SOLDAGEM....................................................................8 CAPTULO 3 PROCESSO DE OXI-CORTE................................................................................................................. 15 CAPTULO 4 SOLDAGEM POR OXI-GS ................................................................................................................159 CAPTULO 5 SOLDAGEM TERMTICA....................................................................................................................232 CAPTULO 6 - FSICA DO ARCO ELTRICO .............................................................................................................. 25 CAPTULO 7 - SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO ................................................................................ 28 CAPTULO 8 - SOLDAGEM A ARCO SUB MERSO..................................................................................................... 33 CAPTULO 9 SOLDAGEM TIG........................................................................................................................................ 39 CAPTULO 10 - SOLDAGEM MIG/MAG......................................................................................................................... 43 CAPTULO 11 - DEFEITOS EM OPERAES DE SOLDAGEM .......................................................................... 48 REFERNCIA BIBLIOGRFICA ....................................................................................................................................... 58

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Professor: Anderson Leris

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CAPTULO 1 - CLASSIFICAO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEMINTRODUO SOLDAGEM DEFINIES SOLDAGEM: a operao que visa obter a unio de duas ou mais peas, assegurando na junta a continuidade das propriedades fsicas e qumicas necessrias ao seu desempenho. SOLDA: a junta resultante da operao de soldagem. HISTRICO A histria da soldagem mostra que desde as mais remotas pocas, muitos artefatos j eram confeccionados utilizando recursos de brasagem, tendo sido descobertos alguns com mais de 4000 anos; a soldagem por forjamento tambm tem sido utilizada h mais de 3000 anos. A tcnica da moderna soldagem comeou a ser moldada a partir da descoberta do arco eltrico, bem como tambm a sintetizao do gs Acetileno no sculo passado, o que permitiu que se iniciassem alguns processos de fabricao de peas, utilizando estes novos recursos. Com o advento da Primeira Guerra Mundial, a tcnica da soldagem comeou a ser mais utilizada nos processos de fabricao; a Segunda Guerra Mundial imprimiu grande impulso na tecnologia de soldagem, desenvolvendo novos processos e aperfeioando os j existentes. Abaixo, um resumo cronolgico da histria da soldagem:1801 1836 1885 1889 1901 1903 1907 1919 1926 1930 1935 1948 1950 1953 1957 1958 1960 1970 Sir Humphey Davis descobre o fenmeno do arco eltrico Edmund Davy descobre o Acetileno N. Bernardos e S. Olsewski depositam patente do processo de soldagem por arco eltrico N.G. Slavianoff e C. Coffin substituem o eletrodo de grafite por arame metlico Fouch e Picard desenvolvem o primeiro maarico industrial para soldagem oxiacetilnica Goldschmidt descobre a solda aluminotrmica O. Kjellberg deposita a patente do primeiro eletrodo revestido C. J. Halsag introduz a corrente alternada nos processos de soldagem H.M. Hobart e P.K. Denver utilizam gs inerte como proteo do arco eltrico Primeiras normas para eletrodo revestido nos EUA Desenvolvimento dos processos de soldagem TIG e Arco Submerso H.F. Kennedy desenvolve o processo de soldagem MIG Frana e Alemanha desenvolvem o processo de soldagem por feixe de eltrons Surgimento do processo MAG Desenvolvimento do processo de soldagem com arame tubular e proteo gasosa Desenvolvimento do processo de soldagem por eletro-escria , na Rssia Desenvolvimento de processo de soldagem a laser, nos EUA Aplicados os primeiros robs nos processos de soldagem

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Estima-se que hoje em dia esto sendo utilizados mais de 70 processos de soldagem a nvel mundial, sendo este um nmero dinmico, pois vrios outros processos esto em desenvolvimento a nvel de pesquisa e projetando para breve novas alteraes no mercado de soldagem. Isto implica em grandes controvrsias na classificao dos processos, no havendo uma classificao universalmente aceita para os mesmos. A classificao mostrada na pgina anterior utiliza o critrio de diviso em famlias, envolvendo o fenmeno fsico e utilizando para as subdivises a forma de energia empregada no processo.

A diviso dos processos portanto ser realizada em trs grandes famlias: a) Soldagem por fuso (fases lquida-lquida) b) Soldagem por presso (fases slida-slida) c) Brasagem (fases slida-lquida) A ttulo de curiosidade apresentamos abaixo a classificao abordada pela AWS American Welding Society, a qual apresenta contradies em relao a que ser por ns adotada.

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ARCO ELTRICO . com eletrodo nu . com eletrodo de carvo . com eletrodo revestido . com arame slido e gs de proteo ( MIG/MAG) . com arame tubular com ou sem gs de proteo .com arame slido e fluxo (arco submerso) .com eletrodo de tungstnio no consumvel . a plasma . de pinos . com hidrognio atmico

RESISTNCIA . por centelhamento . por alta freqncia . por projeo . por costura . por pontos . topo a topo

BRASAGEM FORTE . a ar . por difuso . em forno . por induo . por infravermelho . por resistncia . por tocha . a arco com eletrodo de carvo FRACA . em forno . por induo . por resistncia . por tocha . com ferro de solda . por infravermelho OUTROS . por feixe de eltrons . por eletroescria . por induo . a laser . aluminotrmica

ESTADO SLIDO . por difuso . por forjamento . por frico . por presso a quente . por laminao . por ultrassom . por exploso

GS COMBUSTVEL . oxiacetilnica . oxihdrica . ar-acetilnica . a gs sob presso

REPRESENTAO ESQUEMTICA DOS PRINCIPAIS PROCESSOS DE SOLDA

REPRESENTAO DA SOLDAGEM POR COSTURA

REPRESENTAO DA SOLDAGEM POR PONTOS

REPRESENTAO DA SOLDAGEM TIG __________________________________________________________________________________________


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REPRESENTAO DA SOLDAGEM MIG/MAG

REPRESENTAO DA SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO

REPRESENTAO DA SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO

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REPRESENTAO DA SOLDAGEM A PLASMA

REPRESENTAO DA SOLDAGEM COM ARAME TUBULAR

REPRESENTAO DA SOLDAGEM POR ELETROESCRIA

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CAPTULO 3 TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA DE SOLDAGEMTERMINOLOGIA DE SOLDAGEM A terminologia de soldagem bastante extensa e muitas vezes os termos tcnicos que utilizamos em uma regio geogrfica no so aplicveis em outras. O prprio nome soldagem adotado no Brasil, enquanto em Portugal o nome mais utilizado soldadura; vamos indicar alguns termos mais importantes utilizados. O primeiro termo a ser definido junta junta a regio onde duas ou mais partes da pea so unidas pela operao de soldagem. Abaixo vemos alguns tipos de juntas mais comuns.

Para conseguirmos executar as soldas, na maioria das vezes precisamos preparar aberturas ou sulcos na superfcie das peas que sero unidas estas aberturas recebem o nome de chanfro. O chanfro projetado em funo da espessura da pea, do material, do processo de soldagem a ser adotado, das dimenses da pea e da facilidade de acesso regio de solda; abaixo vemos alguns dos tipos de chanfros mais comuns em matria de soldagem.

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Abaixo vemos algumas das caractersticas dimensionais dos chanfros e das soldas de topo e filete.

A solda em si tambm possui diferentes sees e cada uma recebe um determinado nome. A zona fundida de uma solda constituda pelo metal de solda, que normalmente uma mistura do metal base (material da pea) e do metal de adio (metal adicionado na regio de solda). Ao lado do cordo temos uma regio que tem sua estrutura e propriedades afetadas pelo calor e que denominamos zona termicamente afetada. Eventualmente podemos utilizar um suporte na parte inferior da solda, que ajuda a conter o material fundido na operao de soldagem e que pode ou no ser removido aps o trmino da solda, chamado de mata-junta ou de cobre-junta.

A posio da pea e do eixo da solda determinam a posio de soldagem; a seguir vemos as diversas posies normalmente utilizadas. Observar que existem limites de ngulos para cada posio e que muitas vezes no se consegue saber com exatido a posio de soldagem exata que foi utilizada.

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Colgio Universitrio Padre de ManSIMBOLOGIA DE SOLDAGEM


Em soldagem utilizamos uma srie de nmeros, sinais e smbolos que representam a forma do cordo de solda, processo utilizado, dimenses, acabamento, tipos de chanfro, etc.., os quais permitem maior rapidez na confeco de projetos e evitam erros de interpretao. Conforme AWS A 2.486 temos:

LOCALIZAO DOS ELEMENTOS DE SOLDAGEM a) Smbolo bsico de soldagem b) Smbolos suplementares c) Procedimento, processo ou referncia d) Smbolo de acabamento A, E, L, N, P, R, S Nmeros que representam dimenses e outros dados A ngulo do chanfro E garganta efetiva L comprimento da solda N nmero de soldas por projeo ou por pontos P distncia centro a centro de soldas intermitentes R abertura de raiz S tamanho da solda Abaixo temos os tipos bsicos de solda e seus smbolos:

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Cada smbolo bsico uma representao esquemtica da seo transversal da solda em referncia. Quando o smbolo bsico colocado sob a linha de referncia, a solda tem que ser feita do mesmo lado em que se encontra a seta; caso contrrio, a solda deve ser executada do lado oposto da seta. Mais de um smbolo bsico pode ser utilizado de um ou dos dois lados da linha de referncia. Vrios nmeros que correspondem s dimenses ou outros dados da solda so colocados em posies especficas em relao ao smbolo bsico. O tamanho da solda e/ou garganta efetiva so colocados esquerda do smbolo. Em soldas em chanfro, se esses nmeros no forem colocados, devese subtender que a penetrao da solda deve ser total. A abertura da raiz ou a profundidade de solda do tipo plug ou slot colocada diretamente dentro do smbolo bsico da solda. direita do smbolo podem ser colocados o comprimento da solda e a distncia entre os centros dos cordes, no caso de soldas intermitentes.

Os smbolos suplementares so usados em posies especficas do smbolo de soldagem quando necessrios; existem ainda os smbolos de acabamento, que indicam o mtodo de acabamento da superfcie da solda. Estes smbolos so: C rebarbamento G esmerilhamento M usinagem R laminao H martelamento Smbolos suplementares de soldagem

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Exemplos de soldas de filete e simbologia

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Vrios tipos de solda e seus smbolos

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Exemplos de smbolos de soldas em chanfros

Exemplos de solda de filete intermitente

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CAPTULO 1 PROCESSO DE OXI-CORTEDEFINIO O oxicorte o processo de seccionamento de metais pela combusto localizada e contnua devido a ao de um jato de Oxignio, de elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxicombustvel. EQUIPAMENTOS Uma estao de trabalho deve ter no mnimo os seguintes equipamentos para execuo do processo:

? Um cilindro ou instalao centralizada para o Oxignio (O2). ? Um cilindro ou instalao centralizada para gs combustvel (Acetileno, Propano, GLP).? Duas mangueiras de alta presso para conduo dos gases.

? Um maarico de corte. ? Um regulador de presso para Oxignio. ? Um regulador de presso para acetileno. ? Dispositivos de segurana (vlvulas anti-retrocesso).MAARICO DE CORTE O maarico de Oxicorte mistura o gs combustvel com o Oxignio de aquecimento, na proporo correta para a chama, alm de produzir um jato de Oxignio de alta velocidade para o corte. Este equipamento se consiste de uma srie de tubos de gs e vlvulas de controle de fluxo dos gases Oxignio e combustvel. A figura abaixo mostra um maarico de corte.

? Cabea - Proporciona rigidez ao conjunto, e serve de acoplamento aos bicos de corte. ? Tubos - tem a funo de conduzir os gases ? Punho - local onde se far o manuseio do maarico ? Alavanca de corte - O seu acionamento atua sobre a vlvula do O2 de corteproporcionando a abertura do mesmo. __________________________________________________________________________________________


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? Conjunto de regulagem - um conjunto de vlvulas que servem para regulagem dosfluxos de gases. TIPOS DE MAARICOS Os maaricos de corte podem ser manuais, combinado e especficos, ou tipo caneta para acoplamento em mquinas de corte automticas. COMBINADO utilizado em locais ou setores onde existe uma alternncia entre operaes de corte e soldagem tais como oficinas de manuteno. Neste caso acopla-se a um maarico de soldagem um dispositivo de corte, ilustrado na figura acima, composto por uma cmara de mistura, sistema de separao e vlvula para controle do O2 de corte. MAARICOS MANUAIS PARA CORTE Possuem um circuito especial de O2 separado dos gases para chama de aquecimento. Este conduto especfico para o Oxignio que efetuar o corte, passando a se denominar O2 de corte. A mistura dos gases para chama de aquecimento pode se dar por trs princpios distintos que so apresentados seguir:

INJETOR O gs combustvel succionado atravs da alta velocidade do Oxignio por meio de um venturi . MISTURADOR Os gases comburente e combustvel chegam cmara de mistura com presses iguais atravs da regulagem das vlvulas. BICOS DE CORTE Os bicos de corte tambm conhecidos como "ponteira de corte" so montados na cabea do maarico de modo a conservar separadas as misturas dos gases de pr aquecimento do Oxignio de corte, servindo tambm para direcionar os mesmos para a superfcie a ser cortada por meio de orifcios em seu interior. As dimenses destes orifcios variam de acordo com o bico utilizado, determinando assim a capacidade de corte do maarico. Atualmente so muito utilizados tipos de bicos que desempenham alm das funes acima descritas, a funo de misturador. A escolha do bico deve levar em considerao. ? Material a ser cortado ? Gs combustvel utilizado ? Tipo de sede Cada fabricante possui caractersticas e especificaes tcnicas prprias para seus bicos, que influenciar o resultado do corte nos aspectos de qualidade e velocidade de corte bem como consumo dos gases. MQUINAS DE CORTE As mquinas de corte so equipamentos eletromecnicos cuja principal funo a de movimentar o maarico de corte a uma velocidade constante atravs de uma trajetria definida.

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Existem diversos tipos e modelos destes equipamentos, desde os mais simples conhecidos como "tartarugas" at os mais complexos controlados por micro processadores. As principais caractersticas tcnicas a serem observadas em uma mquina de corte so: ? Capacidade de corte ? ngulo de inclinao do maarico ? Velocidade de corte ? Nmero de estaes de corte (maaricos) ? rea til de corte (para mquinas estacionrias) MQUINA DE CORTE PORTTIL Conhecido tambm como tartaruga, este equipamento composto por carro motriz, dispositivo para colocao de um ou mais maaricos, contrapeso, haste, e um trilho de alumnio. O maarico de corte acoplado no carro motriz atravs de hastes, o operador acerta os trilhos de alumnio ou o cintel definindo a trajetria, inicia o corte abrindo o O2 de corte manualmente, sendo que durante a execuo do corte, faz correes na distncia bico/pea para tornar o corte constante. So utilizados para cortes retilneos e circulares, onde seu principal campo de aplicao so os canteiros de obras e montagens industriais. MQUINA DE CORTE PANTOGRFICA Neste equipamento, os maaricos so acoplados a um dispositivo copiador, normalmente preso a uma mesa. O dispositivo copiador pode ser fotoeltrico ou mecnico, e a trajetria dos mesmos definida pelo dispositivo copiador. So equipamentos estacionrios, sua velocidade de corte controlada eletronicamente. Possuem recursos de abertura do gs de corte e sistema de compensao de altura do bico automticos, localizados em um painel de comando central. So equipamentos muito utilizados em indstrias de mdio porte, na produo de peas pequenas e mdias seriadas e no seriadas. MQUINA DE CORTE CNC So os equipamentos de corte com maiores recursos. Tal como nas mquinas pantogrficas, podem ser acoplados diversos maaricos, porm, neste tipo os controles de velocidade e trajetria de deslocamento so feitos atravs de microprocessadores, possibilitando a utilizao deste integrado a sistemas computadorizados controlados por CAD. So equipamentos utilizados em indstrias de mdio e grande porte, na produo de peas mdias e grandes. Seu principal campo de aplicao so as caldeirarias pesadas.

GASES Para a obteno da chama oxicombustvel, so necessrios pelo menos 2 gases, sendo um deles sempre o Oxignio e o outro um gs combustvel. OXIGNIO (O2) GASES COMBUSTVEIS

? ACETILENO ? GLP

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VARIVEIS Vrios so os aspectos que influem no corte oxicombustvel, segue-se uma descrio dos principais fatores e sua influncia: PR-AQUECIMENTO DO METAL BASE A espessura a ser cortada determinar o tipo de bico, dimetro do orifcio, presso dos gases e velocidade de corte. Em linhas gerais, quanto maior a espessura, maior o dimetro do bico, presso do Oxignio e menor a velocidade de corte. GRAU DE PUREZA DO MATERIAL A SER CORTADO Sendo um processo qumico, a existncia de elementos de liga no ao apresentam caractersticas que podem interferir no corte, nos quais citamos os principais: ? Carbono: Teores acima de 0,35% podem provocar a tmpera superficial e consequente aparecimento de trincas. ? Cromo: Este elemento dificulta o corte por formar CrO2 na superfcie e impedir a reao de oxidao. Acima de 5% de Cr s possvel executar o corte por meio da adio de ps metlicos. ? Nquel: Com baixos teores deste elemento (at 6%) possvel a execuo do corte desde que o ao no contenha elevados teores de carbono. ? Outras impurezas industriais tais como pinturas, xidos e defeitos superficiais provocam irregularidades na face de corte durante a operao. DIMETRO E TIPO DO BICO DE CORTE Umas das variveis mais importantes do processo o bico de corte, pois o condutor dos gases, e consequentemente responsvel pela sada dos mesmos de maneira constante sem turbulncias. Os fabricantes de maaricos dedicam especial ateno a este elemento e suas partes internas. PRESSO E VAZO DO GASES Estas variveis esto relacionadas diretamente com a espessura a ser cortada, tipo de bico, tipo de gs combustvel e velocidade de corte. Em linhas gerais, quanto maior a espessura maior a presso e vazo dos gases. VELOCIDADE DE AVANO DO MAARICO uma das variveis mais importantes para a qualidade de corte, pela velocidade de deslocamento do maarico o operador controla o tamanho e ngulo das estrias de corte, encontrando empiricamente a relao ideal entre a taxa de oxidao e velocidade de corte.

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CAPTULO 4 SOLDAGEM POR OXI-GSSOLDAGEM POR OXI-GS (SOLDA A GS) A soldagem por oxi-gs um processo de soldagem por fuso, no qual a unio entre os metais conseguida atravs da aplicao do calor gerado por uma ou mais chamas, resultantes da combusto de um gs, com ou sem o auxlio de presso, podendo ou no haver metal de adio. As superfcies dos chanfros dos metais de base e o material de adio quando presente, fundiro em conjunto formando uma poa de fuso nica, que aps o resfriamento se comportar como um nico material. O sistema simples, consistindo dos cilindros dos gases comprimidos, reguladores de presso, manmetros, mangueiras, vlvulas de reteno e uma tocha de soldagem, com bico adequado; podem ser conseguidas diferentes atmosferas pela variao da quantidade relativa de comburentes e combustvel. H uma grande variedade de gases disponveis para a soldagem a gs, sendo que normalmente o Acetileno o preferido, tanto pelo custo, como pela temperatura de chama; entretanto outros gases combustveis so tambm utilizados, tais como o Butano, Propano, Metano, Etileno, gs de rua, Hidrognio e ainda as misturas produzidas pelas industrias de gases. O metal de adio uma vareta, normalmente especificada para cada caso de soldagem e de um modo geral, para a soldagem de ferros fundidos e metais no ferrosos utiliza-se um fluxo de soldagem, tambm chamados de fundente, que tem a finalidade de manter a limpeza do metal base na rea da solda, bem com ajudar na remoo de filmes de xidos que se formam na superfcie. A soldagem pelo processo oxi-gs oferece vrias vantagens: o equipamento barato e verstil, tima para chapas finas, realizada com pequenos ciclos trmicos, no usa energia eltrica e solda em todas as posies. Em compensao o processo apresenta inmeras desvantagens tais como: chamas pouco concentradas, o que acarreta grandes zonas termicamente afetadas pelo calor, necessria grande habilidade do soldador, no econmica para chapas espessas, tem baixa taxa de deposio, manuseia gases perigosos e o uso de fluxo acaba gerando produtos corrosivos no metal. No processo por oxi-gs, a chama oxiacetilnica a mais utilizada, portanto vamos conhecer os seus gases: OXIGNIO o gs comburente, apresentando-se inodoro, inspido e incolor e encontrando-se em abundncia na natureza. Industrialmente pode ser obtido por liquefao e destilao do ar, reao qumica ou eletrlise da gua. O processo mais usado o primeiro, sendo o ar inicialmente purificado e em seguida, aps vrias compresses, expanses e resfriamentos sucessivos, o mesmo liqefeito. Em uma coluna de destilao e retificao realiza-se a separao dos vrios componentes do ar, obtendo-se assim no final oxignio de alta pureza. A distribuio do Oxignio para soldagem normalmente 2 realizada atravs de cilindros de ao sem costura, sob presso de 150 kgf/cm (147,1 bar) ou seja 7000 litros de gs comprimido, em cilindros de 46 litros aproximadamente. Em instalaes de consumo elevado de Oxignio pode-se optar por trabalhar com tanques criognicos, os quais recebem o Oxignio lquido; conforme o mesmo for sendo consumido, ser vaporizado em evaporadores instalados na sada dos tanques. Uma outra maneira de fornecimento de Oxignio que vem sendo adotada por alguns fabricantes, baseia-se no fornecimento de uma pequena usina geradora de Oxignio ao consumidor do gs, o qual passa a ter a responsabilidade da operao e fornecimento de energia mesma; este processo utiliza a tecnologia de gerao de Oxignio pela passagem do ar atravs de leito de zircnia e no produz o gs com pureza suficiente para uso medicinal. ACETILENO O Acetileno obtido da reao da gua sobre o Carbureto de Clcio, que por sua vez produzido em fornos apropriados pela reao entre o Carbono (C) e o Cal (CaO). 3 C + CaO -> CaC2 + CO 108 Kcal.g/mol CaC2 + 2 H2O -> C2H2 + Ca( OH )2 (+ 400 cal/kg CaC2 ) A formao do Acetileno propriamente dito resultante de uma reao endotrmica reversvel, que melhora o rendimento calorfico da chama, mas ao mesmo tempo contribui para aumentar o perigo no manuseio do gs em caso de uma dissociao. __________________________________________________________________________________________


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2 C + H2 C2H2 53.200 cal A produo do Acetileno pode ser realizada no prprio local por meio de geradores ( geralmente em pequenas oficinas) ou ser armazenada em cilindros onde o mesmo se encontra dissolvido sob presso em Acetona lquida, a qual retida no interior do cilindro em uma massa porosa ( carvo vegetal, cimento, amianto e terra infusria). Nestas condies consegue-se armazenar at 11 kg de gs 2 em presses da ordem de at 18 kgf/cm (17,6 bar) com bastante segurana, pois a Acetona consegue dissolver 575 vezes seu prprio volume para cada uma atmosfera. O Acetileno um gs que apresenta certa instabilidade sob presses elevadas e corre o risco de se dissociar, gerando uma grande liberao de calor e podendo explodir; desta forma deve-se tomar todo o cuidado para que a presso do mesmo 2 na rede de distribuio no ultrapasse 1,5 kgf/cm .

ESTAO TPICA DE SOLDAGEM OXIACETILNICA

CUIDADOS NO MANUSEIO DOS CILINDROS DE GASES OXIGNIO 1. O oxignio no pode entrar em contato com graxa, leo ou matria gordurosa. 2. O cilindro no deve sofrer impactos violentos. 3. O transporte do cilindro deve ser realizado com seu capacete de proteo. 4. No eleve ou transporte cilindros utilizando cabos de ao ou eletroim. 5. No use o cilindro deitado. 6. No utilizar o oxignio para aerao, limpeza de mquinas, roupa, pele, etc. 7. Utilizar mangueiras verde ou preta para distribuio e conexes com rosca direita.

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ACETILENO 1. No transportar o cilindro deitado ( aguardar de 36 a 48 hs para estabilizao). 2 2. A presso mxima da rede no pode ultrapassar 1,5 kgf/cm . 3. O transporte do cilindro deve ser realizado com seu capacete de proteo. 4. No eleve ou transporte cilindros utilizando cabos de ao ou eletroim. 5 .No use o cilindro deitado. 6. No utilizar canalizao de Cobre (formao de Acetileto de Cobre, explosivo). 7. Consumo mximo de Acetileno: 1000 litros/hora. 8. No usar at a presso zero. 9. Utilizar mangueiras vermelha para distribuio e conexes com rosca esquerda. ESQUEMA DA CHAMA OXIACETILNICA NORMAL

REGULAGEM DA CHAMA

CHAMA NEUTRA OU NORMAL (r=1): Corresponde a uma alimentao do maarico em volumes iguais de Oxignio e Acetileno. O cone branco, brilhante e somente visvel atravs do culos de soldador. a chama utilizada na maior parte dos casos de soldagem, soldabrasagem e aquecimento. CHAMA REDUTORA (r1): A chama oxidante resultante da mistura de Acetileno com Oxignio em excesso, e isto faz com que o cone e a zona de combusto primria se encurtem, com o cone menos brilhante e mais azul; simultaneamente a zona de combusto secundria fica mais luminosa. Esta chama, rica em Oxignio, oxida o ao com o risco de formao de porosidades pela reao com o Carbono; normalmente esta chama utilizada para a soldagem de lato, pois o Oxignio em excesso forma xido de zinco na superfcie da poa que impede a continuidade de reaes posteriores, impedindo a contnua volatilizao do Zinco, o qual iria se oxidar em seguida na atmosfera.

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TCNICAS UTILIZADAS PARA A SOLDAGEM A GS Solda a Esquerda: tambm chamada de Solda para a Frente, apresenta boa penetrao e acabamento, sendo utilizada em espessuras de at 7 mm, onde se trabalha aquecendo a pea ou regio a ser soldada. Apresenta grande consumo de gases e tempo. Solda a Direita: Tambm chamada de Solda para Trs, utilizada quando a pea a ser soldada requer chanfros ou seja, para espessuras maiores. uma tcnica desenvolvida durante a 2 Grande Guerra, e que apresenta boa velocidade, boa penetrao e economia de tempo e gases. Trabalha-se mantendo a unio soldada aquecida. VANTAGENS NO USO DO ACETILENO EM RELAO AOS OUTROS GASES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Possui alta temperatura de chama ( aproximadamente 3100C). Composio da chama com notveis propriedades redutoras . Chama facilmente regulvel, permitindo fcil identificao de atmosfera. Baixo custo do Acetileno em relao a vrios gases. Elevado teor de Carbono na molcula (92,24% em peso). Boa velocidade de propagao (velocidade com que a chama percorre a massa gasosa). Formao endotrmica do Acetileno, permitindo liberao de calor na dissociao, durante a combusto. CONCLUSES A chama oxiacetilnica, tal como as outras chamas, utilizada na atualidade em soldagem de chapas finas, sendo substituda gradativamente por outros processos mais produtivos e menos perigosos. ainda porm muito utilizada em operaes de pr-aquecimento, ps-aquecimento, brasagem, soldabrasagem, corte e chanfro de aos carbono e aos ligas, revestimento superficial e metalizao. Faz-se restries ao uso do gs Acetileno nas operaes de corte submarino a grandes profundidades, quando o mesmo substitudo por gases sintetizados ou mistura de gases, como por exemplo entre outros o metil acetileno propadieno (MPS), bastante similar ao Acetileno, porm estabilizado.

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CAPTULO 5 SOLDAGEM TERMTICASOLDAGEM ALUMINOTRMICA Este processo de soldagem, tambm conhecido como soldagem termtica, engloba um grupo de processos que utiliza o calor liberado por uma reao exotrmica para viabilizar a soldagem. A exotermia da reduo de um xido metlico utilizada como fonte de energia para a soldagem, sendo que os xidos usados so os que possuem um baixo calor de formao, enquanto os agentes redutores so aqueles que possuem alto calor de formao. As extremidades dos componentes a serem soldados so colocados dentro de um molde, especialmente construdo para as peas a serem soldadas. No caso de soldagem de cabos ou conexes eltricas, utiliza-se um cadinho de grafite endurecido com CO2; no cadinho que se interliga com o molde colocado o xido metlico ( que ser reduzido a elemento puro) e p de Alumnio que o agente redutor, conforme figura abaixo: REPRESENTAO ESQUEMTICA DE UMA SOLDAGEM ALUMINOTRMICA

Esta mistura incendiada por meio de um fusvel de magnsio ou outra fasca e a reduo do xido provoca calor suficiente para a fuso do metal. O metal fundido flui para a cavidade do molde onde se une com os metais de base. As aplicaes tpicas desse processo so a unio de cabos eltricos, hastes de aterramento, conectores terminais, ao de construo e ainda a soldagem de trilhos (tpico exemplo dos trilhos do Metr, com necessidade de pr-aquecimento e os respectivos ensaios de Certificao de Qualidade). REAO TPICA 3Fe3O4 + 8 Al -> 9 Fe + 4Al2O3 + Calor (temperatura atingida: 2500C) VANTAGENS NA UTILIZAO DA SOLDA ALUMINOTRMICA EM RELAO SOLDA OXIACETILNICA 1- A capacidade de conduo de corrente, da seo soldada por este processo igual quela dos condutores que esto sendo unidos. 2- No existe corroso no ponto de conexo soldado, ao contrrio do processo de soldagem oxiacetilnico, que exige a presena de material decapante (fluxo) durante a soldagem, o qual ir gerar futura formao de produtos corrosivos, em funo da presena de cloretos e fluoretos.

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3- O processo de soldagem oxiacetilnico utiliza gases perigosos para sua combusto, tais como o Oxignio (vido por graxas e leos) e o Acetileno (gs muito instvel, que c orre o risco de se 2 dissociar e explodir em presses acima de 1,5 kgf/cm ). 4- O processo aluminotrmico no necessita de fontes externas de energia, tais como eletricidade e calor; basta a fasca do acendedor para dar incio ao processo. 5- Surtos ou sobrecargas de corrente elevada no afetam este tipo de conexo, pois ensaios com correntes de curto circuito de grande intensidade demonstraram que os cabos condutores se fundem antes do material soldado. (Explicado devido a maior massa e maior superfcie externa da conexo, com que as condies de radiao de calor so favorecidas).

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CAPTULO 6 - FSICA DO ARCO ELTRICOFSICA DO ARCO ELTRICO DEFINIO Um arco eltrico pode ser definido como um feixe de descargas eltricas formadas entre dois eletrodos e mantidas pela formao de um meio condutor gasoso chamado plasma. H neste fenmeno a gerao de energia trmica suficiente para ser usado em soldagem, atravs da fuso localizada das peas a serem unidas. A expresso soldagem a arco eltrico se aplica a um grande nmero de processos de soldagem que utilizam o arco eltrico como fonte de calor; nestes processos a juno dos materiais sendo soldados pode requerer ou no o uso de presso ou de material de adio. ABERTURA E FUNCIONAMENTO DO ARCO ELTRICO: Um arco eltrico formado quando 2 condutores de corrente eltrica (dois eletrodos) so aproximados para fazer o contato eltrico e depois separados. Isto aumenta a resistncia ao fluxo de corrente e faz com que as extremidades dos eletrodos sejam levados a altas temperaturas, bem como o pequeno espao de ar entre eles. Os eltrons vindo do eletrodo negativo (catdo) colidem com as molculas e tomos do ar, desmembrando-os em ons e eltrons livres e tornando a fresta de ar um condutor de corrente devido ionizao. Isto mantm a corrente atravs do espao de ar e sustenta o arco; na prtica para acender o arco, o soldador esfrega a extremidade do eletrodo na pea a soldar e depois o afasta ligeiramente. No instante de contato, a corrente passa no circuito e continua a circular quando o eletrodo afastado, formando um arco, devido ter acontecido a ionizao do ar, isto , o ar ter se tornado condutor de corrente. ESQUEMATIZAO DA ABERTURA E FUNCIONAMENTO DO ARCO ELTRICO

CARACTERISTICAS TRMICAS DO ARCO ELTRICO O arco eltrico de soldagem tem uma eficincia alta (? 100%) na transformao de energia eltrica em energia trmica. Baseado nessa eficincia podemos afirmar que o calor gerado num arco eltrico pode ser estimado a partir de seus parmetros eltricos pela equao: Q= V.I.t onde: Q = energia trmica gerada, em joule (J); V = queda de potencial no arco, em Volt (V); I = corrente eltrica no arco, em ampre (A); t = tempo de operao, em segundos (s).

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So conseguidas altas temperaturas no arco, conforme mostra o perfil trmico (isotermas) de um arco de soldagem, aberto com um eletrodo no consumvel de Tungstnio e uma pea de Cobre refrigerada a gua e separados entre si por 5 mm, em atmosfera de gs inerte.

O arco eltrico gera calor e tambm radiao eletromagntica de alta intensidade, nas faixas do infravermelho, luz visvel e ultravioleta, necessitando portanto de proteo visual com filtros apropriados para seu manuseio. CARACTERSTICAS MAGNTICAS DO ARCO ELTRICO O arco de soldagem um condutor de corrente eltrica e sendo assim, sofre interao da corrente eltrica por ele transportada com os campos eltricos por ela gerados; isto gera alguns efeitos que podem favorecer ou prejudicar a soldagem. Quando um condutor de comprimento l, percorrido por uma corrente i colocado numa regio de influncia de um campo magntico B, ento ele experimenta uma fora F, conhecida como Fora de Lorentz, que enunciada pela equao: F=B.i.l onde:

F, B e i so grandezas vetoriais perpendiculares entre si, sendo que o sentido de F pode ser obtido aplicando-se a Regra do Parafuso, onde imagina-se um parafuso convencional que gira no sentido de i para B. O sentido de F ser aquele de avano do parafuso. Um efeito magntico de suma importncia no arco eltrico o chamado Jato Plasma, que um dos responsveis pela penetrao do cordo de solda e que pode ser considerado um condutor eltrico gasoso de forma cnica e que ao passar a corrente por ele, induz um campo magntico de forma circular concntrico em seu eixo e ele se comporta como um condutor colocado em um campo magntico; dessa maneira surgem foras de Lorentz na regio do arco, que tm sentido de fora para dentro, conforme vemos na figura abaixo:

A intensidade do campo magntico diminui com o quadrado da distncia linha de centro do condutor. Como o dimetro do arco sempre menor na regio prxima ao eletrodo, as foras de Lorentz tendem a ser maiores nesta regio do que na proximidade da pea, formando assim na regio uma presso interna maior do que junto pea; esta diferena de presso causa um fluxo de gs no sentido eletrodo-pea que o jato de plasma. O campo magntico e as foras de Lorentz so proporcionais intensidade de corrente, portanto quanto maior for a corrente, tanto maior ser o jato de plasma, promovendo assim uma maior penetrao do cordo de solda. __________________________________________________________________________________________


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As foras de Lorentz so relativamente fracas para produzirem conseqncias num condutor slido, porm na extremidade dos eletrodos consumveis estas foras so capazes de deformar a ponta fundida e cizalhar a parte lquida, separando-a do fio slido. Ao mesmo tempo que isso acontece, a tenso superficial tende a manter a gotcula presa ao eletrodo, promovendo o crescimento da mesma. Em baixas correntes as foras de Lorentz so pequenas e a gota tende a aumentar bastante o seu volume antes de se destacar do eletrodo e se transferir para a pea, promovendo com isso o aparecimento da chamada transferncia globular ou ainda a transferncia por curto circuito. Em altas correntes as foras de Lorentz estrangulam rapidamente a parte fundida da ponta do eletrodo, criando finssimas gotas de metal lquido que se transferem para a pea, conhecida como transferncia por Jato ou Spray. O dimetro do eletrodo influencia o campo magntico e por conseqncia a intensidade das foras de Lorentz, bem como a tenso superficial; esta ainda influenciada pelo material do eletrodo, da atmosfera do arco e da temperatura atingida. Portanto, o modo de transferncia do metal do eletrodo para a pea depende de todos esses fatores e tambm da tenso do arco, que est proporcionalmente ligada ao comprimento do arco e em conseqncia ao dimetro mximo da gotcula. As foras de Lorentz promovem ainda o efeito indesejvel que chamado de sopro magntico, que o fenmeno de desvio do arco de soldagem de sua posio normal, influenciado pela no simetria na distribuio das foras eletromagnticas devido s variaes bruscas na direo da corrente eltrica; este efeito pode ser causado tambm pelo arranjo assimtrico de material ferromagntico em torno do arco. Fisicamente o que se observa o desvio do arco da regio de soldagem, criando assim regies frias junto poa de fuso e provocando o aparecimento de defeitos tais como falta de fuso, falta de penetrao e instabilidade do arco. CORRENTE CONTNUA E CORRENTE ALTERNADA Se entre dois pontos A e B ligados por um condutor eltrico for mantida uma corrente constante, escoa entre eles uma corrente de intensidade constante e sempre no mesmo sentido; esta corrente chamada de corrente contnua, CC e quando representada em funo do tempo gera uma reta horizontal. O tipo de corrente fornecida pelos retificadores dita contnua, mas na verdade ligeiramente ondulada, sendo facilmente identificada em um osciloscpio, porm em termos prticos de soldagem comporta-se como uma corrente contnua. Agora, imaginemos dois pontos A e B ligados por um condutor e que cada um deles possui uma tenso alternadamente positiva e negativa em relao ao outro; entre eles escoa uma corrente que muda de sentido na mesma freqncia que a tenso (60 Hz). Esta corrente denominada de corrente alternada, CA. Falta definir a questo da polaridade; como sabemos os plos do arco eltrico no se comportam de maneira igual. O bombardeio a que os eltrons sujeitam o anodo (eletrodo positivo) mais eficiente que o bombardeio dos ons no catdo em funo da energia cintica de cada eltron ser muito maior que a de cada on, bem como pelo fato da sada dos eltrons do catdo consumir energia, enquanto a chegada no anodo se faz com entrega de energia. Isto significa sempre que a temperatura do anodo maior que a do catdo. Em funo do comportamento dos plos do arco serem diferentes, convencionou-se chamar de polaridade direta aquela em que o eletrodo o catdo (polo negativo) e a pea o anodo, representada + por CC ; quando o eletrodo o anodo (polo positivo) e a pea o catdo, a polaridade dita inversa, CC .

(-)

(+)

(+)POLARIDADE DIRETA CC

(-)POLARIDADE INVERSA CC +

-

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CAPTULO 7 - SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDOSOLDAGEM A ARCO ELTRICO COM ELETRODO REVESTIDO um processo de soldagem por fuso a arco eltrico que utiliza um eletrodo consumvel, no qual o calor necessrio para a soldagem provem da energia liberada pelo arco formado entre a pea a ser soldada e o referido eletrodo. A proteo da poa de fuso obtida por meio dos gases gerados pela decomposio do revestimento do eletrodo, sendo que o material de adio que manuseado sem presso provem do metal que compe o eletrodo.

O metal de base no percurso do arco fundido, formando uma poa de metal fundido. O eletrodo tambm fundido e assim transferido poa de fuso na forma de glbulos de metal fundido a cada 0,001 a 0,01 segundos a elevada temperatura. Nessas condies a expanso dos gases contidos no arame eletrodo, tanto em soluo como armazenados em microporosidades, bem como os gases produzidos pela elevada temperatura dos componentes do revestimento, provocam a exploso desses glbulos, projetando-os contra o banho de fuso. O sopro das foras do arco, bem como o impacto dos glbulos de metal fundido, formam uma pequena depresso no metal de base que chamada de cratera. A distncia medida no centro do arco, da extremidade do eletrodo at o fundo da cratera chamada comprimento do arco. O comprimento do arco deve ser o menor possvel (variando na faixa entre 3 e 4 mm ou ainda de 0,5 a 1,1 o dimetro da alma do eletrodo) a fim de reduzir a chance dos glbulos do metal em fuso entrarem em contato com o ar ambiente, absorvendo Oxignio e Nitrognio, os quais tem efeito bastante adverso nas propriedades mecnicas do metal depositado. A coluna do arco estende-se desde o fundo da cratera at o glbulo em fuso da ponta do eletrodo. De acordo com alguns pesquisadores, a temperatura do gs no centro do arco ao longo de seu eixo de 6000C, a temperatura do catdo de 3200C e a temperatura no anodo de 3400C. A possibilidade de inmeras formulaes para o revestimento explica a principal caracterstica deste processo que sua grande versatilidade em termos de ligas soldveis, operacionalidade e caractersticas mecnicas e metalrgicas do metal depositado. O custo relativamente baixo e a simplicidade do equipamento necessrio, comparados com outros processos, bem como a possibilidade de uso em locais de difcil acesso ou abertos, sujeitos ao de ventos, so outras caractersticas importantes. Quando comparada com outros processos, particularmente com a soldagem com eletrodo consumvel e proteo gasosa ou com a soldagem a arco submerso, a soldagem com eletrodos revestidos apresenta como principal limitao uma baixa produtividade, tanto em termos de taxa de deposio (entre 1,5 e 5 kg/h para eletrodos de ao carbono), como em termos de ocupao do soldador, geralmente inferior a 40%. Outras limitaes so a necessidade de um treinamento especfico, que demorado e oneroso, particularmente para certas aplicaes de maior responsabilidade, necessidade de cuidados especiais para os eletrodos, principalmente com os do tipo bsico (baixo Hidrognio), e o grande volume de gases e fumos gerados no processo, que so prejudiciais sade, particularmente em ambientes fechados. __________________________________________________________________________________________


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Colgio Universitrio Padre de ManPRINCPIOS DO PROCESSO


ABERTURA, MANUTENO E EXTINO DO ARCO ELTRICO O arco eltrico aberto tocando-se o eletrodo na pea a ser soldada. Apesar de no se exigir uma tcnica especial, necessrio um treinamento prvio para no se causar danos na pea a ser soldada, principalmente se o eletrodo for do tipo de baixo Hidrognio (eletrodo de revestimento bsico). A manuteno do arco, por sua vez uma mera questo de controlar a velocidade de deposio e o comprimento do arco eltrico, uma vez todas as outras variveis estabelecidas. Na extino do arco finalmente, um cuidado especial deve ser tomado para evitar a formao da cratera no final do cordo. A cratera deve ser preenchida convenientemente, mantendo-se o eletrodo estacionrio sobre o fim do cordo, at que ela seja eliminada. FONTES DE ENERGIA PARA SOLDAGEM A ARCO A corrente que alimenta o arco eltrico provem de uma fonte geradora, podendo ser corrente contnua ou corrente alternada. Os aparelhos que servem de fonte dividem-se em trs categorias: ? Mquinas de corrente contnua: grupos rotativos, grupos eletrgenos, retificadores. ? Mquinas de corrente alternada: transformadores e conversores de freqncia. ? Mquinas mistas: transformadores/retificadores. VANTAGENS DA CORRENTE ALTERNADA a. b. c. d. e. A corrente alternada no sensvel ao fenmeno do sopro magntico (fenmeno do desvio do arco devido a campos magnticos que atravessam a pea). Maior velocidade de solda (devido possivelmente inverso do sentido da corrente a todo instante). As mquinas de soldagem em corrente alternada so de menor tamanho, custo e peso que as de corrente contnua, alm de exigirem menor manuteno. Menor consumo de energia (? = 0.8 no transformador; 0.5 no gerador e 0.6 no retificador). Maior refinamento no metal depositado, devido agitao do banho de fuso. VANTAGENS DA CORRENTE CONTNUA a. b. c. d. Permite utilizao d eletrodo com elementos pouco ionizantes no revestimento. Melhor uso de e eletrodos para ferro fundidos e aos inoxidveis. Mais recomendada para a soldagem de chapas finas e soldagem fora da posio. A mudana de polaridade permite modificar certas caractersticas do depsito, como por exemplo a penetrao. A corrente contnua independente de circuitos eltricos, pois pode ser gerada pelos grupos eletrgenos. FUNES DO REVESTIMENTO DO ELETRODO Os eletrodos revestidos so constitudos por uma alma metlica cercada por um revestimento composto de matrias orgnicas e ou minerais de dosagem bem definida. Os vrios materiais que compe o revestimento entram na forma de p, com exceo do aglomerante que geralmente silicato de sdio ou potssio. O revestimento composto por elementos de liga e desoxidantes tais como ferro cromo, ferro mangans, etc.., estabilizadores de arco formadores de escria e materiais fundentes (asbesto, feldspato, ilmenita, xido de ferro, mica, talco, rutilo, etc..) e materiais que formam uma atmosfera protetora (dolomita, carbonato de ferro, celulose, etc..). A princpio, as funes bsicas do revestimento so: a. Proteger o arco contra o Oxignio e Nitrognio do ar, atravs dos gases gerados pela decomposio do revestimento em alta temperatura. b. Reduzir a velocidade de solidificao, proteger contra a ao da atmosfera e permitir a desgazeificao do metal de solda atravs da escria. c. Facilitar a abertura e estabilizar o arco. d. Introduzir elementos de liga no material depositado e desoxidar o metal de solda. e. Facilitar a soldagem nas diversas posies de trabalho. f. Servir de guia s gotas em fuso em direo ao banho. g. Constituir-se em isolante eltrico na soldagem em chanfros estreitos ou de difcil acesso. __________________________________________________________________________________________


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TIPOS DE REVESTIMENTO Em funo de sua formulao e do carter da escria, os revestimentos dos eletrodos podem ser classificados em diferentes tipos. Essa classificao varia bastante, de acordo com os diferentes autores e da norma utilizada; utilizaremos a classificao dos tipos de revestimento abaixo: ? revestimento oxidante: so os eletrodos que contm no revestimento uma grande quantidade de xido de ferro, com ou sem xido de mangans, dando uma escria oxidante, abundante e que se remove com facilidade, e um metal depositado com baixa penetrao e baixas propriedades mecnicas; hoje em dia este tipo de eletrodo j est superados pelos eletrodos rutlicos. ? revestimento bsico: estes eletrodos tem um revestimento com altas quantidades de carbonato de clcio, que lhe confere uma escria de carter bsico, pouco abundante e de rpida solidificao. A penetrao mdia, porm o metal depositado de elevada pureza, com baixo teor de Enxofre e com valores baixos de Hidrognio ( causadores de trincas de solidificao e de trincas a frio respectivamente), apresentando ainda elevada resistncia mecnica e resistncia fadiga. O grande perigo para este tipo de eletrodo sua alta higroscopicidade, que poder ocasionar porosidade e trincamento no cordo no caso de umidade, exigindo portanto grande cuidado na armazenagem. ? revestimento cido: o revestimento a base de xido de ferro e xido de mangans ou de titnio ou de silcio. A escria de carter cido, abundante, leve e que se destaca com facilidade; a penetrao razoavelmente boa, a taxa de fuso elevada, o que limita portanto a posio de soldagem condio de plana e horizontal. necessrio que o metal de base tenha baixo teor de Carbono e impurezas a fim de evitar trincamento de solidificao. ? revestimento rutlico: so eletrodos com grande quantidade de rutilo (TiO2 ) no revestimento, gerando uma escria abundante, leve e de fcil remoo. A taxa de deposio elevada, o eletrodo soldvel em todas as posies e a penetrao media; as propriedades mecnicas do metal depositado so boas, porm so exigidos os mesmos cuidados que os eletrodos de revestimento cido no que diz respeito ao metal base. ? revestimento celulsico: estes eletrodos possuem revestimento com alto teor de materiais orgnicos combustveis, os quais g eram um invlucro de gases protetores quando se decompem no arco. A escria pouco abundante, de mdia dificuldade de remoo, porm o arco de alta penetrao, que sua caracterstica mais importante. O cordo de solda possui um aspecto bastante medocre e a perda por respingo elevada, porm as propriedades mecnicas so bastante boas, com o eletrodo apresentando soldabilidade em todas as posies. Obs.: muito comum a utilizao de p de ferro incorporados aos diversos tipos de revestimento, objetivando um aumento no rendimento de metal depositado em relao ao tempo de soldagem. Isto permite um aumento na taxa de deposio do eletrodo, ao mesmo tempo que permite um aumento na corrente de soldagem, pois a adio de p de ferro torna o revestimento mais resistente ao do calor; ao mesmo tempo isto dificulta a soldagem fora da posio plana, devido ao maior volume de lquido desenvolvido na poa de fuso. CLASSIFICAO DOS ELETRODOS REVESTIDOS CONFORME AWS Os eletrodos so classificados com base nas propriedades mecnicas e na composio qumica do metal depositado, no tipo de revestimento, posio de soldagem e tipo de corrente. A classificao da AWS (American Welding Society) utiliza uma srie de nmeros e letras que fornecem vrias informaes a respeito do eletrodo, conforme procedimento abaixo. Para os eletrodos de ao carbono e aos de baixa liga, a classificao utiliza 4 ou 5 algarismos precedidos da letra E, onde E significa eletrodo. Os primeiros dois (ou trs) algarismos se referem trao mnima exigida e dado em mil libras por polegada quadrada (ksi). O terceiro (ou quarto) algarismo se refere posio de soldagem, e o prximo algarismo, que o ltimo para os eletrodos de ao carbono indica o tipo de revestimento, corrente e polaridade.

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Para os aos de baixa liga, a classificao AWS coloca aps o ltimo algarismo um hfen, seguido de um conjunto de letras e nmeros, indicando classes de composio qumica, relativas aos diversos tipos de ligas.

Eletrodo EXXX10 EXXX20 EXXXX1 EXXXX2 EXXXX3 EXXXX4 EXXXX5 EXXXX6 EXXXX7 EXXXX8

LTIMO ALGARISMO Tipo de Revestimento Corrente Celulsico (Sdio) CC+ cido CCCelulsico (Potssio) CC+,CA Rutlico (Sdio) CC-,CA Rutlico (Potssio) CC+,CC-,CA Rutlico (P de Ferro) CC+,CC-,CA Bsico (Sdio) CC+ Bsico (Potssio) CC+,CA cido (P de Ferro) CC-,CA Bsico (P de Ferro) CC+,CA

POSIES DE SOLDAGEM (penltimo algarismo): 1- Todas 2- Plana e horizontal 3- Plana CDIGOS DE COMPOSIO QUMICA (vlido para aos ligas): Cdigos Significado A1 Eletrodo de ao carbono-molibidnio (0.40-0.65% Mo) B1 Eletrodo de ao cromo-molibidnio (0.40-0.65% Cr e Mo) B2 Eletrodo de ao cromo-molibidnio (1.00-1.50% Cr e 0.4-0.65 Mo) B2L Idem ao acima, com baixo teor de Carbono (0.005%) B3 Eletrodo de ao cromo-molibidnio (2.5% Cr e 1% Mo) B4L Eletrodo de ao cromo-molibidnio (2.25% Cr e 0.65 Mo, baixo Carbono) B5 Eletrodo de ao cromo-molibidnio (0.6% Cr e 1.25% Mo, traos V) C1 Eletrodo de ao Nquel (2.00-2.75% Ni) C2 Eletrodo de ao Nquel (3.00-3.75% Ni) C3 Eletrodo de ao Nquel (1.10% Ni, Cr C.C. Podem ser utilizadas fontes de tenso constante ou fontes de corrente constante, conforme a unidade de controle do cabeote. As tenses usuais requeridas situam-se na faixa dos 20 a 55 Volts. As intensidades de corrente mais usuais chegam at 2000 Ampres; em casos excepcionais usam-se intensidades de at 4000 Ampres.

Faixa de corrente recomendvel para arames eletrodos utilizados em Arco Submerso Dimetro do arame eletrodo Faixa de corrente (mm) (A) 1,59 115-500 1,98 125-600 2,38 150-700 3,18 220-1000 3,97 340-1100 4,76 400-1300 5,56 500-1400 6,35 600-1600 VANTAGENS E LIMITAES DA SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO VANTAGENS a) Este processo permite obter um grande rendimento trmico. b) Alcana-se uma elevada produo especfica de material de adio, que em conseqncia propicia uma grande velocidade de soldagem. c) Consegue-se alcanar uma grande penetrao com este tipo de processo, o que diminui a necessidade de abertura de chanfro. d) Possibilita ao operador dispensar o uso de protetores visuais. e) Permite obter maior rendimento de deposio que a maioria dos outros processos. f) DESVANTAGENS OU LIMITAES a) A soldagem pode se realizar somente nos limites da posio plana ( ou em filete horizont al desde que haja um suporte adequado para o p). b) praticamente impossvel soldar juntas de difcil acesso. c) H necessidade de remoo de escria a cada passe de soldagem. d) A superfcie do chanfro deve ser regular e a ajustagem da junta bastante uniforme. ABERTURA DO ARCO Neste tipo de soldagem existem diversos mtodos de abertura de arco: ? pela aplicao de alta freqncia ? por retrao instantnea do arame ? por intercalao de uma pequena esfera ou palha de ao ? por arraste ? pelo uso de arame eletrodo de ponta afiada ? pelo uso de eletrodo de carbono ? por abertura em bolha de fuso

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ESPECIFICAO DE CONSUMVEIS As entidades normativas utilizam a designao de um fluxo, em conjunto com a especificao do arame eletrodo. No caso de utilizarmos a especificao AWS, teremos por exemplo a especificao AWS A 5.17-80, que delibera sobre a utilizao de arames para aos carbono e seus respectivos fluxos. Um mesmo fluxo pode ser designado F6A2-EXXX ou F7A4-EXXX, de acordo com o eletrodo (E) utilizado. Abaixo temos um esquema de designao do par arame-fluxo adotado pela especificao A 5.17-80. TABELA 1 Propriedades mecnicas do metal depositado

Classe AWS

Limite de Resistncia psi (Mpa)

Limite de Escoamento 0,2%

Alongamento em 51 mm (%)

Requisitos de Impacto (*) Temperatura Dgito F (C) Z s/ requisitos 0 0 (-18) 2 -20 (-29) Requisitos de Impacto (*)

F6xZ F6x0 F6x2 Classe AWS

60000 a 80000 (415 a 550) Limite de Resistncia psi (Mpa)

48000 (330) Limite de Escoamento 0,2%

22 Alongamento em 51 mm (%)

Temperatura Dgito F (C) F6x4 4 -40 (-40) 60000 a 48000 F6x5 5 -50 (-46) 80000 22 F6x8 6 -60 (-51) (415 a 550) (330) F6x8 8 -80 (-62) F7xZ Z s/ requisitos F7x0 0 0 (-18) F7x2 2 -20 (-29) 70000 a 58000 22 F7x4 4 -40 (-40) 95000 F7x5 5 -50 (-46) (480 a 650) (400) F7x6 6 -60 (-51) F7x8 8 -80 (-62) (*) temperatura em que a energia absorvida deve ser igual ou superior a 20 ft.lb (27J) __________________________________________________________________________________________


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ARAME ELETRODO Os eletrodos so especificados com base em sua composio qumica, sendo divididos em trs tipos: baixo (L), mdio (M) e alto (H) teor de Mangans. Dentro de cada grupo, os arames podem ter diferentes teores de Carbono, alm de teor de Silcio baixo ou alto (K). Resumidamente, arames com maiores teores de Carbono, Mangans e Silcio favorecem a deposio de cordes com maior resistncia e dureza; o Silcio aumenta a fluidez da poa de fuso, melhorando o formato de cordes depositados com elevadas velocidades de soldagem. As bitolas de arames eletrodos mais utilizados situam-se na faixa entre 1,6 e 6,4 mm; podemos tambm trabalhar com fitas contnuas no lugar do arame, principalmente para deposies superficiais. Para aumentar a velocidade de soldagem e a deposio do metal, pode-se usar dois ou mais arames eletrodos ou fitas; eles podem situar-se em paralelo ou em linha em relao `a junta e alimentados por uma ou mais fontes de energia. Abaixo, a tabela 2 mostra os requisitos de composio qumica de eletrodos para a soldagem de ao carbono, conforme AWS A 5.17-80. Tabela 2 Composio qumica de eletrodos Classe Composio Qumica (% Peso) AWS Carbono Mangans Silcio Enxofre Fsforo Cobre EL8 0,10 0,25-0,60 0,07 EL8K 0,10 0,25-0,60 0,10-0,25 0,035 0,035 0,035 EL12 0,05-0,15 0,25-0,60 0,07 EM12 0,06-0,15 0,80-1,25 0,10 EM12K 0,05-0,15 0,80-1,25 0,10-0,35 Classe Composio Qumica (% Peso) EM13K 0,07-0,19 0,90-1,40 0,35-0,75 0,035 0,035 0,035 EM15K 0,10-0,20 0,80-1,25 0,10-0,35 EH14 0,10-0,20 1,70-2,20 0,10 OBS: NMEROS ISOLADOS INDICAM VALOR MXIMO As propriedades reais do metal depositado por uma determinada combinao eletrodo-fluxo dependem do procedimento de soldagem especfico usado numa determinada aplicao. Assim a seleo final de uma combinao geralmente feita com base na soldagem de corpos de prova de qualificao, segundo uma dada norma, e na avaliao final ou medida das propriedades de interesse dessa solda. FLUXOS Os fluxos tem diversas funes na soldagem a Arco Submerso, entre elas: estabilizar o arco, fornecer elementos de liga para o metal de solda, proteger o arco e o metal aquecido da contaminao pela atmosfera, minimizar as impurezas no metal de solda, formar escria com determinadas propriedades fsicas e qumicas que podem influenciar o aspecto e o formato do cordo de solda, sua destacabilidade, a ocorrncia de mordeduras, etc.. Os fluxos usados no processo a arco submerso so granulares e constitudos de substncias fusveis base de minerais contendo xidos de mangans, silcio, titnio, alumnio, clcio, zircnio, magnsio e outros componentes. Podem ser quimicamente neutros, cidos ou bsicos, dependendo da mistura de xidos, no devem produzir grandes quantidades de gases durante a soldagem e devem ter caractersticas eltricas estveis. Em termos de fabricao, os fluxos podem ser dos grupos fundidos ou no fundidos; os primeiros so produzidos pela fuso da mistura de seus componentes em fornos, sendo posteriormente resfriados, britados, modos, peneirados e embalados. Os fluxos no fundidos podem ser subdivididos em misturados, aglomerados e sinterizados. O tipo de fluxo mais utilizado no Brasil o aglomerado, no qual uma mistura de ps aglomerada por um ligante, endurecido posteriormente ao forno, modo, peneirado e embalado; devido sua higroscopicidade h necessidade de controle de umidade no armazenamento. DEPOSIO/ PENETRAO CCPI Produz alta taxa de deposio, timo controle de formato de cordo e baixa penetrao. CCPD Produz boa taxa de deposio, bom controle do formato de cordo e alta penetrao. CA Penetrao intermediria entre CCPD/CCPI; no aparece o fenmeno do sopro magntico.

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DIFERENTES ARRANJOS PARA EXECUO DE CORDES DE SOLDA A ARCO SUBMERSO

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CAPTULO 9 SOLDAGEM TIGPROCESSO DE SOLDAGEM TIG (Tungsten Inert Gas) GTAW um processo de soldagem por fuso, a arco eltrico que utiliza o calor gerado pelo arco formado entre o eletrodo de Tungstnio no consumvel e a pea que se deseja soldar. A proteo da poa de fuso conseguida com a adio de um gs inerte ou mistura de gases inertes sobre ela, sendo que o gs tambm tem a funo de transmitir a corrente eltrica quando ionizado durante o processo e ainda auxiliar a resfriar o eletrodo; a soldagem pode ser realizada com ou sem metal de adio. A abertura do arco pode ser facilitada pela sobreposio de uma corrente de alta freqncia, para evitar que se tenha de riscar a pea com o eletrodo de Tungstnio. O arco inicial, obtido pela corrente de alta freqncia, ioniza o gs possibilitando a abertura do arco principal. Esquematizao do processo TIG com sobreposio de alta freqncia

O eletrodo no consumvel utilizado para soldagem constitudo de Tungstnio puro ou ligado a diversos elementos qumicos, pois a presena desses elementos de liga aumenta a capacidade de emisso de eltrons, alm de permitir uma maior vida til ao eletrodo. A classificao AWS A 5.12-92 apresenta os valores mximos de cada elemento qumico:Classe AWS EWP EWCe-2 EWLa-1 EWTh-1 EWTh-2 EWZr-1 EWG W % 99,5 97,5 98,3 98,5 97,5 99,1 94,5 Ce02 % 1,8-2,2 La2O3 % 0,9-1,2 ThO2 % 0,8-1,2 1,7-2,2 ZrO2 % 0,15-0,4 Outros % max. 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Cor da ponta Verde Laranja Preta Amarela Vermelha Marrom Cinza

O eletrodo serve apenas como ponto focal para o direcionamento do arco, sendo que para no haver fuso do mesmo na temperatura do arco, utiliza-se o Tungstnio, que possui ponto de fuso 3370C; sua ponta deve ser convenientemente preparada para minimizar o dimetro do arco conforme esquema abaixo. Preparao da ponta do eletrodo de Tungstnio

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Nos processos de soldagem da maioria dos materiais procura-se ligar o eletrodo em CC polaridade direta pois o calor gerado em sua extremidade menor, comparadamente polaridade inversa. Na soldagem do Alumnio no entanto, muitas vezes utiliza-se a polaridade inversa, mesmo com o risco de fuso do eletrodo, pois para quebrar a camada de xido de alumnio, de alto ponto de fuso, necessrio que o fluxo de eltrons saia do Alumnio para o eletrodo ( fenmeno que recebe o nome de disperso); melhor que utilizar CC em Alumnio optar pelo uso de corrente alternada, que quebra a camada de xido e no aquece em demasia a ponta do eletrodo Para soldagem com corrente acima de 130 A deve-se utilizar tochas refrigeradas a gua; para correntes menores h tochas de diferentes tamanhos, que devem ser escolhidas em funo da aplicao. um processo lento, usualmente manual, podendo ser automatizado (taxas de 0,2 a 2 kg/h) e as soldas produzidas so de excelente qualidade; no produz escria, gera poucos respingos, pouca fumaa, pequena Z.T.A. com poucas deformaes e pode ser utilizado em todas as posies. Os cordes de solda so de timo acabamento, uniformes, geralmente no requerendo nenhum procedimento de acabamento ou limpeza posterior. A soldagem TIG bastante adequada para espessuras finas, pois possibilita o perfeito controle da fonte de calor, sendo que muitas vezes ela utilizada sem metal de adio, somente caldeando-se as bordas do metal a ser soldado. muito comum, tambm utilizar o TIG para o passe de raiz na soldagem de peas espessas e de grande responsabilidade. um processo que requer muita habilidade do soldador, uma limpeza perfeita dos metais a serem soldados, alm de emitir grande quantidade de radiao ultravioleta. Estas radiaes queimam rapidamente as partes da pele expostas, bem como as vistas e ainda tem capacidade de decompor solventes armazenados nas imediaes, liberando gases bastante txicos; as radiaes facilitam a gerao de O3 nas proximidades. Pode-se soldar aos carbono, inoxidveis, alumnio, magnsio, titnio, cobre, zircnio e outros metais de difcil soldagem, nas espessuras de 0,5 a 50 mm. Efeito do tipo de corrente e polaridade na soldagem TIG

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Os gases de proteo mais utilizados so o Argnio e o Hlio, ou uma mistura de ambos; os gases so direcionados por bocais cermicos, metlicos ou por bocais tipo gs-lens, visto na figura abaixo.

O Argnio o gs mais utilizado, principalmente devido ao menor custo e maior disponibilidade, mas possui outras vantagens: Arco mais suave e estvel, sem turbulncias; menor voltagem do arco, para um dado comprimento do arco; menor vazo de gs para uma boa proteo; facilita a abertura do arco (mais ionizvel); resiste mais s correntes de ar. O Hlio utilizado para soldagem de materiais mais espessos, pois produz mais calor; por ter a densidade menor que a do ar, utilizado para soldagens sobre cabea; promove maior penetrao do cordo; possui custo mais elevado que o Argnio. Em alguns casos de soldagem so utilizadas misturas especiais, contendo H2 (aos inoxidveis) ou N2 (soldagem de cobre e suas ligas). Como se pode utilizar todas as formas de corrente para soldagem TIG, normalmente se utiliza um transformador/retificador que pode fornecer tanto CC como CA. Tratam-se de mquinas especialmente desenvolvidas para soldagem TIG e que incorporam as unidades de controle de fluxo de gs protetor e de gerao de corrente de alta freqncia. No mercado esto surgindo equipamentos para soldagem automtica de tubos, recebendo o processo a denominao de TIG ORBITAL (pelo fato de realizar o cordo de solda automaticamente em 360). Recentemente desenvolveram-se equipamentos ainda mais especficos que incorporam uma unidade de programao e que fornece CC pulsada com freqncia na faixa de 1 a 10 Hz; tal equipamento normalmente utilizado em aplicaes automatizadas. Ciclo da corrente de solda TIG pulsada

As varetas ou arames de metal de adio para TIG tem basicamente a mesma composio qumica dos materiais base; nenhuma reao qumica esperada que ocorra na poa de fuso. Nas aplicaes automticas pode se utilizar o processo adicional HOT-WIRE, com praquecimento do arame eletrodo. As varetas so utilizadas para os processos manuais, enquanto para os processos de alimentao automtica se utilizam rolos de arame, similares ao do MIG, porm sem a proteo superficial de cobre.

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Colgio Universitrio Padre de ManAs principais especificaes de arames para soldagem TIG so: Material N da especificao Cobre A 5.7 Aos inoxidveis A 5.9 Alumnio A 5.10 Revestimento A 5.13 Nquel A 5.14 Titnio A 5.16 Ao carbono e baixa liga A 5.18 Magnsio A 5.19 Zircnio A5.24


Processo automatizado HOT-WIRE Equipamentos de Soldagem ? Porta-eletrodo com passagem de gs e bico para direcionar o gs ao redor do arco, com mecanismo de garra para energizar e conter o eletrodo de Tungstnio. ? Suprimento de gs protetor. ? Indicador de vazo e regulador-redutor de presso de gs. ? Fonte de energia. ? Suprimento de gua de refrigerao se a pistola refrigerada a gua. Equipamento bsico para soldagem TIG

Parmetros operacionais Corrente de soldagem: Bitola de eletrodo de W: Espessuras de soldagem: Taxa de deposio: Taxa de diluio: Tipos de juntas: Posies de soldagem: 10 a 600 A 1 a 7 mm a partir de 0,5 mm at 2 kg/h 2 a 20% com metal de adio 100% sem metal de adio todas todas

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CAPTULO 10 - SOLDAGEM MIG/MAGPROCESSO MIG/MAG (METAL INERT GAS/METAL ACTIVE GAS) MIG um processo por fuso a arco eltrico que utiliza um arame eletrodo consumvel continuamente alimentado poa de fuso e um gs inerte para proteo da regio de soldagem. MAG um processo de soldagem semelhante ao MIG porm utilizando um gs ativo (CO2) para proteo da regio de soldagem. Em ambos os processos geralmente o metal de adio possui a mesma composio qumica do metal base. O processo MIG baseou-se no processo TIG, iniciando com a soldagem do Alumnio e posteriormente estendeu-se soldagem dos aos inoxidveis, ao se notar que uma pequena adio de O2 ao gs inerte facilitava a abertura do arco. Posteriormente ao processo MIG, desenvolveu-se o MAG para baratear custos e concorrer com os eletrodos revestidos na maioria das aplicaes, utilizando-se CO2 e mistura de gases como gs de proteo; o primeiro desenvolvimento para o MAG ficou conhecido como subprocesso MACRO-ARAME. Pelo fato das dificuldades deste subprocesso trabalhar com pequenas espessuras e soldar em todas as posies, desenvolveu-se a seguir o subprocesso MICRO-ARAME (para dimetros at 1,2 mm); na seqncia do desenvolvimento e visando a minimizao dos respingos e melhoria do formato do cordo, desenvolveu-se o subprocesso ARAME-TUBULAR (at dimetro de 4 mm). Todas estas melhorias permitiram um aumento na velocidade de soldagem do processo MIG/MAG em relao a outros processos, e isso vem refletindo-se na evoluo da utilizao mesmo, comparativamente aos processos mais antigos, conforme quadro abaixo:

Comparao da utilizao dos vrios mtodos de soldagem na Europa: Arco Submerso (SAW), Eletrodo Revestido (MMA) e MIG/MAG ( incluindo arames slidos e tubulares). PRINCPIO DO PROCESSO MIG/MAG O calor gerado para fundir o metal de enchimento suficiente para fundir tambm as superfcies do metal base. A transferncia do material do arco bastante melhorada comparando-se ao processo TIG devido ao aumento da eficincia do ganho de calor causado pela presena no arco das partculas de material superaquecido. As partculas funcionam como elementos importantes no processo de transferncia de calor, sendo que a transferncia de material se processa a uma taxa de vrias centenas de gotculas por segundo.

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Principio do processo MIG/MAG: 1. Arco eltrico 2. Eletrodo 3. Carretel ou tambor 4. Roletes de trao 5.Condute flexvel 6. Conjunto de mangueiras 7. Pistola de soldagem 8. Fonte de potncia 9. Bico de Contato 10. Gs de proteo 11. Bocal do Gs de proteo 12. Poa de fuso.

Existem basicamente quatro tipos de transferncia de material na soldagem MIG/MAG: a) GLOBULAR (MAG = Macro Arame/ Arame Tubular) - Gotas de grandes dimenses a baixas velocidades - Utiliza altas correntes e arcos longos ( 75 a 900 A)

Transferncia Globular b) JATO OU SPRAY (MIG) - Gotas finas e altas velocidades - Utiliza altas correntes e altas voltagens (50 a 600 A)

Representao esquemtica da transferncia Jato ou Spray c) CURTO CIRCUITO (Micro Arame) - Transferncias sucessivas por curto circuitos - Utiliza baixa corrente e arcos curtos (25 a 200 A)

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Representao do processo de transferncia por Curto-Circuito

Uma gota de metal fundido formada no fim do eletrodo. Quando ela se torna suficientemente grande para entrar em contato com a poa de fuso, o arco sofre um curto circuito. Isto eleva a corrente de soldagem e a corrente liberada, permitindo que o arco seja ignitado novamente. O aumento da corrente causado pelo curto circuito gera respingos. 1.Ciclo do curto circuito. 2.Perodo do arco. 3.Perodo do curto circuito.

d) ARCO PULSANTE (Em Operaes Automatizadas) - Arco mantido por uma corrente baixa principal com sobreposio de pulsos de alta corrente e transferncia por spray durante os pulsos.

Princpio do arco pulsado. 1.Pico da corrente de pulso. 2.Corrente de transio. 3.Corrente mdia de soldagem. 4.Corrente de base.

A soldagem MIG pode ser usada em ampla faixa de espessuras, em materiais ferrosos e no ferrosos como Alumnio, Cobre, Magnsio, Nquel e suas ligas. O processo MAG utilizado apenas na soldagem de materiais ferrosos, tendo como gs de proteo o CO2 ou misturas ricas nesse gs. De um modo geral pode-se dizer que as principais vantagens da soldagem MIG/MAG so: alta taxa de deposio, alto fator de trabalho do soldador, grande versatilidade de espessuras aplicveis, inexistncia de fluxos de soldagem, ausncia de remoo de escria e exigncia de menor habilidade do soldador, quando comparado com eletrodos revestidos. A principal limitao da soldagem MIG/MAG sua maior sensibilidade variao dos parmetros eltricos de operao de soldagem, que influenciam diretamente na qualidade do cordo de solda depositado. Alm disso deve ser ressaltado o alto custo do equipamento, a grande emisso de radiao ultra violeta, maior necessidade de manuteno em comparao com os equipamentos para soldagem de eletrodos revestidos e menor variedade de consumveis. __________________________________________________________________________________________


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CONSUMVEIS DO PROCESSO GASES MIG Argnio Hlio Argnio + 1% de O2 Argnio + 3% de O2 Argnio + 5 a 10% de O2 MAG CO2 CO2 + 5 a 10% de O2 Argnio + 15 a 30% de CO2 Argnio + 5 a 15% de O2 Argnio + 25 a 30% de N2

METAIS DE ADIO Para MIG/MAG, os eletrodos consumveis consistem de um arame contnuo em dimetros que variam de 0,6 a 2,4 mm ( arame tubular at 4 mm), usualmente em rolos de 12 a 15 kg, existindo no mercado rolos de at 200 kg. Os arames so normalmente revestidos com uma fina camada de Cobre para melhor contato eltrico com o tubo de contato da pistola e para prevenir a ocorrncia de corroso na estocagem. H arames de adio slidos ou tubulares sendo que estes ltimos so recheados de fluxos que possuem as mesmas caractersticas e funes dos revestimentos dos eletrodos revestidos. Esses arames tubulares podem ser utilizados com proteo gasosa ou conforme um procedimento desenvolvido ultimamente, sem o uso de gases (processo chamado NON-GAS). Neste caso o fluxo contido dentro do arame gera o gs de proteo da poa de fuso, a formao de escria, a desoxidao da poa e a estabilizao do arco.

Rolo de arame tubular ( observar detalhe)

GENERALIDADES: Ao contrrio da soldagem TIG, a maior parte dos casos de soldagem MIG/MAG utiliza a CCPI, ficando a utilizao da CCPD apenas para os casos de deposio superficial do material de adio e aplicaes onde a penetrao no importante.RESULTADOS Corrente CCPI CCPDTamanho de Gota Penetrao Velocidade de Transferncia Quantidade de Respingos Disperso dos xidos

Pequena Grande

Alta Baixa

Alta Baixa

Pouca Grande

Ocorre No ocorre

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EQUIPAMENTOS ? ? ? ? ? Os principais componentes do sistema so: A mquina de soldar (Fonte de energia) A unidade de alimentao de arame com seus controles (Cabeote) A pistola de soldagem com seus cabos O gs protetor e seu sistema de alimentao O arame eletrodo

Exemplo de uma fonte de potncia para solda (Mquina de soldar)

Exemplo de uma unidade de alimentao de arame

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CAPTULO 11 - DEFEITOS EM OPERAES DE SOLDAGEMDESCONTINUIDADES MAIS FREQENTES NAS OPERAES DE SOLDAGEM Podemos definir descontinuidade como sendo uma interrupo das estruturas tpicas de uma junta soldada, no que se refere homogeneidade de caractersticas fsicas, mecnicas ou metalrgicas. De acordo com as exigncias de qualidade da junta soldada, uma descontinuidade pode ser considerada um defeito, exigindo aes corretivas. Abaixo temos algumas descontinuidades mais comuns encontradas nas operaes de soldagem, e eventuais cuidados para evitar o surgimento das mesmas. Abertura de arco uma imperfeio local na superfcie do metal de base resultante da abertura do arco eltrico. ngulo excessivo de reforo um angulo excessivo entre o plano da superfcie do metal de base e o plano tangente ao reforo da solda, traado a partir da margem da solda (fig. 1). causado por excesso de material de solda no acabamento. Cavidade alongada Vazio no arredondado com a maior dimenso paralela ao eixo da solda, podendo

estar localizado na solda (Fig. 2a); ou na raiz da solda (Fig. 2b). Pode ser causado por excesso de velocidade de soldagem.

Concavidade reentrncia na raiz da solda, podendo ser: central, situada ao longo do centro de cordo (Fig. 3a); ou lateral, situada nas laterais do cordo (Fig. 3b). Geralmente causada por movimentao rpida do eletrodo.

Concavidade excessiva Solda em ngulo com a face excessivamente cncava (Fig. 4). uma falta de material de reforo.

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Convexidade excessiva Solda em ngulo com a face excessivamente convexa (Fig. 5). um excesso de material de reforo. Deformao angular Distoro angular da junta soldada em relao configurao de projeto (Fig. 6), exceto para junta soldada de topo (Ver embicamento). Deposio insuficiente Insuficincia de metal na face da solda (Fig. 7).

Desalinhamento Junta soldada de topo, cujas superfcies das peas, embora paralelas, apresentam-se desalinhadas, excedendo configurao de projeto (Fig. 8). Embicamento uma deformao angular de uma junta soldada de topo (Fig.9).

Falta de fuso uma fuso incompleta entre a zona fundida e o metal de base, ou entre passes da

zona fundida, podendo estar localizada: na zona de ligao (Fig. 10a); entre os passes (Fig. 10b) ou na raiz da solda (Fig. 10c e 10d).

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Falta de penetrao Insuficincia de metal na raiz de solda (Fig. 11). As causas mais comuns deste tipo de defeito so: manipulao incorreta do eletrodo, junta mal preparada (ngulo de chanfro ou abertura de raiz pequenos), corrente de soldagem insuficiente, velocidade de soldagem muito alta e dimetro de eletrodo muito grande. Fissura Ver termo preferencial: trinca. Incluso de escria Material no metlico retido na zona fundida, podendo ser: alinhada (Fig. 12a e 12b); isolada (Fig. 12c); ou agrupada (Fig. 12d).

Incluso metlica Metal estranho retido na zona fundida. Como exemplo deste tipo de descontinuidade temos a incluso de Tungstnio freqentemente vinculada soldagem TIG. Microtrinca Trinca com dimenses microscpicas. Mordedura Depresso sob a forma de entalhe, no metal de base acompanhando a margem da solda (Fig. 13).

Mordedura na raiz Mordedura localizada na margem da raiz da solda (Fig. 14).

Penetrao excessiva Metal da zona fundida em excesso na raiz da solda (Fig.15).

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Perfurao Furo na solda (Fig. 16a) ou penetrao excessiva localizada (Fig. 16b) resultante da perfurao do banho de fuso durante a soldagem.

Poro Vazio arredondado, isolado e interno solda. O poro resultante da evoluo de gases durante a solidificao da solda. As bolhas de gs podem ser aprisionadas pelo metal solidificado, medida que a poa de fuso deslocada. Podem ocorrer de forma uniformemente distribudos, em grupos, alinhados ou como porosidade vermiforme, como veremos abaixo. As causas mais comuns de seu aparecimento so umidade ou contaminaes de leo, graxa, ferrugem, etc.. na regio da junta; eletrodo, fluxo ou gs de proteo midos; corrente ou tenso de soldagem excessivas; correntes de ar durante a soldagem, etc.. . Poro superficial Poro que emerge superfcie da solda. Porosidade Conjunto de poros distribudos de maneira uniforme, porm no alinhados (Fig. 17). Porosidade agrupada Conjunto de poros agrupados (Fig. 18).

Porosidade alinhada Conjunto de poros dispostos em linha, segundo uma direo paralela ao eixo longitudinal da solda (Fig. 19).

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Porosidade vermiforme Conjunto de poros alongados ou em forma de espinha de peixe situados na zona fundida (Fig. 19).

Rachadura Ver termo preferencial: trinca. Rechupe de cratera Falta de metal resultante da contrao da zona fundida, localizada na cratera do cordo de solda (Fig. 21).

Rechupe interdendrtico Vazio alongado situado entre dendritas da zona fundida. Reforo excessivo Excesso de metal da zona fundida, localizado na face da solda (Fig. 22). causado por excesso de material no acabamento.

Respingos Glbulos de metal de adio transferidos durante a soldagem e aderidos superfcie do metal de base ou zona fundida j solidificada. Sobreposio Excesso de metal da zona fundida sobreposto ao metal de base na margem da solda, sem estar fundido ao mesmo (Fig. 23). geralmente causado por uma alta taxa de deposio.

Solda em ngulo assimtrica Solda em ngulo, cujas pernas so significativamente desiguais em desacordo com a configurao de projeto (Fig. 24).

Trinca Descontinuidade bidimensional produzida pela ruptura local do material. So consideradas as descontinuidades mais graves em soldagem, concentrando tenses e favorecendo o incio de fratura frgil na estrutura soldada. As trincas podem ser externas ou internas, podendo ainda se localizar na Zona Fundida, na ZTA ou mesmo no metal base. Suas causas mais freqentes so altos valores de __________________________________________________________________________________________


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tenso residual, baixa temperatura da pea a ser soldada, formatos de cordo no apropriados, formao de eutticos de baixo ponto de fuso, teor elevado de Carbono no metal base, metal de adio no compatvel com o metal base, alto teor de Hidrognio no metal depositado, resfriamento muito rpido da junta soldada, etc.. . Trinca de cratera Trinca localizada na cratera do cordo de solda, podendo ser: longitudinal (Fig. 25a), transversal (Fig. 25b) ou em estrela (Fig. 25c). Trinca de estrela Trinca irradiante de tamanho inferior largura de um passe da solda considerada (Ver trinca irradiante).

Trinca interlamelar Trinca em forma de degraus, situados em planos paralelos direo de laminao, localizada no metal de base, prxima zona fundida (Fig. 26).

Trinca irradiante Conjunto de trincas que partem de um mesmo ponto, podendo estar localizadas: na zona fundida (Fig. 27a); na zona termicamente alterada (Fig. 27b) ou no metal de base (Fig. 27c).

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Trinca longitudinal Trinca com direo aproximadamente paralela ao eixo longitudinal do cordo de solda, podendo estar localizada: na zona fundida (Fig. 28a); na zona de ligao (Fig. 28b); na zona termicamente afetada (Fig. 28c) ou no metal de base (Fig. 28d).

Trinca na margem Trinca que se inicia na margem da solda, localizada geralmente na zona termicamente afetada (Fig. 29).

Trinca na raiz Trinca que se inicia na raiz da solda, podendo estar localizada: na zona fundida (Fig. 30a); ou na zona termicamente afetada (Fig. 30b).

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Colgio Universitrio Pad

apostila de processos de soldagem rev a - 18-02-06

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