apostila de soldagem aldo

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Elaborado por: Prof. Aldo Santos Pereira, M. Eng - UTFPR

INTRODUO

Esta apostila tem por objetivo proporcionar ao leitor uma viso

abrangente dos processos de soldagem, especialmente aqueles mais utilizados

numa refinaria de petrleo. Os diversos contedos foram divididos em

captulos, com fundamentos tericos, ilustraes, visando facilitar a

compreenso dos temas tratados.

A tecnologia da soldagem a ser apresentada ter como foco a

fabricao e a manuteno. Assim inicia-se com o registro dos conceitos

bsicos de soldagem, sua classificao e os principais aspectos relacionados

segurana, para que o aluno possa perceber a abrangncia e as diversas

possibilidades do processo de fabricao e manuteno por soldagem.

No tocante ao processo de soldagem a gs, tem sua histria iniciada

com o desenvolvimento da chama oxihdrica em torno de 1850, seguida pelos

estudos da oxi-acetilnica em 1895. Entretanto, o uso econmico da

combusto como fonte de calor para solda de metais, somente foi a partir 1893,

quando se iniciou na Alemanha a fabricao em larga escala do oxignio obtido

a partir do ar lquido. Apesar de esse processo ter tido enorme importncia

industrial no passado, hoje pouco representativo entre as opes disponveis

para a soldagem com alta produtividade. Na tecnologia desse processo tem-se:

fundamentos do processo, tipos e aplicaes; equipamentos de soldagem,

funcionamento e regulagem; execuo e controle da qualidade na soldagem.

A soldagem com eletrodos revestidos projetou a soldagem como um dos

mais importantes processos de fabricao e na manuteno, como

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conseqncia direta da sua alta flexibilidade. Este processo de soldagem foi

patenteado em 1910 pelo sueco Oscar Kjellberg.

Outros processos de soldagem abordado nessa apostila so soldagem

TIG, MIG/MAG e arame tubular, os primeiros trabalhos com este processo foi

feito com gs ativo, em pea de ao, no inicio dos anos 30. O processo

MIG/MAG foi inviabilizado e, somente aps a II. Guerra Mundial foi possvel

viabiliza-lo, primeiro para soldagem de magnsio e suas ligas e em seguida

para os outros metais, sempre com gs inerte. Algum tempo depois foi

introduzido no lugar do argnio o gs CO2, parcial ou totalmente, na soldagem

de ao carbono. Nas informaes desse processo so vistos: fundamentos do

processo; equipamentos de soldagem; execuo da soldagem e aplicaes

industriais.

Nos processos de corte trmicos foram colocados visando

principalmente aplicaes de preparao das peas para posterior soldagem.

Nos ltimos captulos foi dada uma viso geral a respeito da metalurgia

e documentao tcnica da soldagem. A metalurgia da soldagem est

intimamente ligada qualidade da junta soldada, bem como o conceito de

soldabilidade. Por soldabilidade entende-se a facilidade com que uma junta

fabricada de tal maneira que preencha os requisitos de um projeto bem

executado. J na documentao tcnica so apresentados todos os modelos

de documentos requeridos pelo controle de qualidade da soldagem.

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NDICE

1 - CONCEITO E SIMBOLOGIA DE SOLDA 05

1.1 Conceito de soldagem 05

1.2 Simbologia de soldagem 10

2 SOLDAGEM A GS 17

2.1 Fundamentos do processo, tipos e aplicaes da soldagem a gs 17

2.2 Equipamentos de soldagem, funcionamento e regulagem 19

2.3 Execuo da soldagem e controle da qualidade na soldagem a gs 20

3 SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO 27

3.1 Fundamentos do processo 27

3.2 Equipamentos de soldagem 28

3.3 Tipos e funes de consumveis Eletrodos 30

3.4 Caractersticas e aplicaes de soldagem 31

3.5 Preparao e limpeza da junta 33

4 SOLDAGEM TIG 34



4.3 Tipos e funes de consumveis Metais de adio e Gazes 36

4.4 Caractersticas e aplicaes de soldagem 37

4.5 Preparao e limpeza da junta 39

5 SOLDAGEM MIG/MAG 41

5.1 Fundamentos do processo de soldagem MIG/MAG 41

5.2 Equipamentos de soldagem MIG/MAG 45

5.3 Execuo da soldagem 48

5.4 Aplicaes industriais 50

6 SOLDAGEM COM ARAMES TUBULARES 53



6.3 Tcnica operatria 56

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6.4 Aplicaes industriais 56

7 PROCESSOS DE CORTE 58

7.1 Oxicorte 58

7.2 Corte com eletrodo de carvo 64

7.3 Corte plasma 65

8 METALURGIA DA SOLDAGEM 66

8.1 Introduo 66

8.2 Metalurgia fsica dos aos 66

8.3 Fluxo de calor na soldagem 74

8.4 Macroestrutura de soldas por fuso 78

8.5 Caractersticas da zona fundida 79

8.6 Caractersticas da zona termicamente afetada 84

8.7 Pr-aquecimento 86

8.8 Ps-aquecimento 88

8.9 Fissurao pelo Hidrognio ou Fissurao a frio 88

8.10 Fissurao a quente 94

8.11 Soldabilidade dos aos carbono e de baixa e mdia liga e inoxidveis 98

9 DOCUMENTOS TCNICOS 110

9.1 Especificao de procedimento de soldagem 110

9.2 Registro da qualificao de procedimento de soldagem 112

9.3 Instrumento de execuo e inspeo de soldagem 115

9.4 Registro da qualificao de soldadores e operadores de soldagem 117

9.5 Relao de soldadores / operadores de soldagem qualificados 119

9.6 Controle de desempenho de soldadores e operadores de soldagem 121

10 GLOSSARIO 123

11 BIBLIOGRAFIA 125

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1- CONCEITO E SIMBOLOGIA DE SOLDA

1.1 - Conceito de soldagem

Os mtodos de unio de metais podem der divididos em duas categorias:

Primeira - a unio obtida atravs de parafuso ou rebite, aumentando o peso e

a unio no estanque (), porm mais simples de serem fabricadas.

Figura 1.1 Tipo de unio por parafuso

Segunda - a unio obtida atravs da soldagem, reduz o peso final e

estanque, porm mais difcil de serem fabricadas.

Figura 1.2 Tipo de unio por soldagem

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Denomina-se soldagem ao processo de unio entre duas partes

metlicas, usando uma fonte de calor, com ou sem aplicao de presso. A

solda o resultado desse processo.

A definio de soldagem adotada pela Associao Americana de

Soldagem (American Welding Society - AWS), cujos padres e referncias so

muito utilizadas no Brasil, meramente operacional. "Processo de unio de

materiais usado para obter a coalescncia (unio) localizada de metais e no-

metais, produzida por aquecimento at uma temperatura adequada, com ou sem

a utilizao de presso e/ou material de adio".

Os processos de soldagem so utilizados na fabricao de: estruturas

metlicas, avies, navios, locomotivas, veculos ferrovirios e rodovirios, pontes

prdios, oleodutos, gasodutos, caldeiras e vasos de presso, plataformas

martimas, reatores nucleares, utilidades domsticas, etc.

Os processos de soldagem devem preencher os seguintes requisitos:

- Gerar uma quantidade de calor capaz de unir dois materiais.

- Evitar que o ar atmosfrico contamine a regio de soldagem durante a

execuo da soldagem.

- Proporcionar o controle metalrgico na soldagem, alcanando as

propriedades fsicas, qumicas ou mecnicas desejadas.

A figura 1.3 apresenta a classificao dos processos de soldagem de

acordo com a natureza da unio, distinguindo entre soldagem no estado slido e

por fuso.

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Figura 1.3 - Classificao dos processos de soldagem a partir da natureza da unio

Principais aspectos a serem observados com relao segurana na

soldagem:

GASES - utilizados para proteo e chama na soldagem so geralmente

estocados numa alta presso (200 bar), a qual reduzida para trabalho (em

torno de 2 bar). A liberao sbita dos mesmos extremamente perigosa.

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Algumas das caractersticas dos gases geralmente utilizados so os

seguintes:

Acetileno - mais leve que o ar, no toxico, mas apresenta efeito

anestsico em alta concentrao pode matar por asfixia. Forma uma mistura

explosiva com ar cerca de 2 a 82%.

Oxignio - sobre alta presso e em contato com leo ou graxa torna-se

explosivo. Portanto, os equipamentos que contm oxignio sob presso no

podem estar em contato com leo e graxa.

Gases Inertes e Oxidantes - Os gases inertes geralmente utilizados so

argnio e hlio, os quais no so txicos, ou infamveis. O fato de causarem

asfixia, a principal precauo que deve ser tomada com os mesmos. Os gases

oxidantes, dixido de carbono (CO2), no quimicamente inerte e pode causar

intoxicao.

FUMOS E SUBSTNCIAS TXICAS - h uma sria preocupao em todo

mundo, com relao aos efeitos sobre a sade e o meio ambiente provocados

pelos fumos e gases produzidos pela soldagem. Os fumos resultantes das

operaes de soldagem consistem de partculas ou gases. As partculas de

fumos com dimetro mdio entre 0,2 10 m podem se depositar nos pulmes.

Algumas partculas como de zinco e cobre, podem causar nuseas e irritao

respiratria. Outros gases podem ser produzidos atravs da dissociao e/ou

ionizao do ar pelo arco eltrico ou chama.

CHOQUE ELTRICO - a circulao pelo corpo humano de correntes to baixas

quanto 40 mA, pode causar contrao dos msculos do corao e pulmes,

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seguido por falha do primeiro rgo e inabilidade para respirar. Todas as

mquinas de solda precisam ser muito bem isolada e somente pessoal treinado

deve realizar manuteno.

RADIAO - o arco eltrico gera radiaes desde o ultravioleta, atravs da luz

visvel, at o infravermelho. A radiao ultravioleta queima a pele e causa danos

aos olhos. Alm da proteo do corpo o soldador somente deve olhar o arco

atravs de uma mascara de solda com filtro. A seguir, so relacionados todos os

equipamentos de proteo individual (EPI) utilizados na operao de soldagem:

- usar roupa de algodo puro;

- mscara de solda;

- culos de proteo (brancos ou

escuros);

- avental de couro;

- mangas de couro;

- perneiras de couro;

- luvas de couro;

- mangotes de couro;

- botas de segurana

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Figura 1.4 - Mscara de solda Figura 1.5 - Tipos de luvas

Figura 1.6 - Tipos de aventais

Figura 1.7 - Proteo para os braos e/ou trax

Figura 1.8 - Polaina e bota

Para um pessoa seja um bom profissional na soldagem como soldador,

devem possui as seguintes caractersticas:

- Apresentar boas condies fsicas (viso perfeita, no possuir defeitos

graves nos braos).

- Apresentar boa habilidade manual.

- Dispor de boa sade.

- Ser caprichoso.

- Saber trabalhar em grupo.

- Ter conhecimento bsico de segurana e higiene no trabalho.

- Saber ler e escrever e com conhecimentos bsicos de matemtica e fsica.

- Deve possuir um treinamento bsico mnimo, o tempo deste treinamento

depende dos processos de soldagem e da qualidade na solda a ser exigido.

1.2 - Simbologias de soldagem

Muitos so os termos com um significado particular quando aplicado

soldagem. O posicionamento das peas para unio determina os vrios tipos de

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juntas. A figura 1.9 abaixo mostra todos os tipos de juntas, como de Aresta, em

ngulo, de Topo e Sobreposta.

Figura 1.9 - Tipos de junta

As aberturas ou sucos na superfcie da pea a serem unidas e que

apresentam um espao para conter a solda recebem o nome de chanfro.

Figura 1.10 - Tipos de chanfro

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A posio da pea a ser soldada e do eixo da solda determinam a posio

de soldagem, e esta pode ser: plana, horizontal, vertical ou sobre cabea.

Figura 1.11 - Posies de Soldagem

A simbologia de soldagem consiste de uma srie de smbolos, sinais e

nmeros, fornecendo informaes sobre uma determinada solda. Esta

simbologia baseia-se na norma () NBR () 5874 (Norma Brasileira Registrada).

O elemento bsico de soldagem a linha de referncia, colocada sempre

na posio horizontal e prximo da junta a que se refere. Nesta linha so

colocados os smbolos bsicos da solda, suplementares e outros dados. A seta

indica a junta na qual a solda ser feita. A figura 1.12 mostra a localizao dos

elementos de um smbolo de soldagem.

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(a) Smbolo bsico da solda (b) Smbolos suplementares

(c) Procedimento, processo ou

referncia

(d) Smbolo de acabamento

A - ngulo do chanfro E - Garganta efetiva

L - Comprimento da solda N - Nmero da soldas por pontos

P - Distncia centro a centro de soldas R - Abertura de raiz

S - Tamanho da solda

Figura 1.12 - Localizao dos elementos de um smbolo de soldagem.

O smbolo bsico indica o tipo de solda desejado, uma representao

da seo transversal da solda a que se refere. Este colocado abaixo da linha

de referncia, a solda deve ser feita do mesmo lado em que se encontra a seta.

pea

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Figura 1.13 - Smbolos bsicos de solda

Os smbolos suplementares so aqueles que detalham ou explicam

alguma caracterstica do cordo de solda, e so representados na linha de

referncia.

Figura 1.14 - Smbolos suplementares

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A seguir so mostrados alguns exemplos de solda em ngulos (filete), e

de topo com chanfro, e seus respectivos smbolos.

Figura 1.15 - Exemplos de solda de ngulo (filete) e seus smbolos.

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Figura 1.16 - Exemplos de soldas de topo e seus smbolos.

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2 - SOLDAGEM A GS

2.1 - Fundamentos do processo, tipos e aplicaes da soldagem a gs.

A soldagem a gs um processo no qual a unio dos metais obtida

pelo aquecimento destes com uma chama de um gs combustvel e o oxignio.

O processo envolve a fuso do metal de base e do metal de adio.

Durante a operao, a chama proveniente da mistura gs-oxignio na

ponta do bico de solda usado para fundir o metal de base e formar a solda. O

metal de adio adicionado separadamente. O soldador movimente o

maarico de solda para obter uma fuso uniforme e progressiva. A figura 2.1

mostra esquematicamente o processo de soldagem a gs.

Figura 2.1 - Diagrama esquemtico de uma soldagem a gs

O processo de soldagem a gs apresenta as seguintes vantagens: baixo

custo; emprega equipamento porttil; no necessita de energia eltrica e permite

fcil controle da operao. Por outro lado, apresenta as seguintes desvantagens:

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exige maior habilidade do soldador; tem baixa taxa de deposio e apresenta

risco de acidente com os cilindros de gases.

O gs combustvel mais utilizado o acetileno por apresentar alta

potncia de sua chama e pela alta velocidade de inflamao. Pode-se afirmar

que a chama da mistura oxignio-acetileno supera as temperaturas atingidas na

mistura de oxignio com outros gases.

Nas chamas para soldagem a gs possuem duas partes conhecidas

como dardo e penacho (figura 2.2).

As caractersticas da chama dependem da relao entre o combustvel

(acetileno) e o comburente (oxignio). Define-se a regulagem da chama, ou

relao de consumo, a razo entre os volumes de comburente e do combustvel.

acetileno Volume

oxignio Volume chama da regulagem a

Com o conceito de regulagem da chama pode-se definir 3 tipos de

chama: neutra, redutora (ou carburante) e oxidante, a figura 2.2 mostra os tipos

de chama.

Figura 2.2 - Partes e formatos da chama: (a) neutra, (b) redutora, (c) oxidante.

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A tabela 2.1 apresenta os tipos de chamas: regulagens, formatos,

caractersticas e aplicaes.

Tabela 2.1 - Tipos e caractersticas das chamas

Regulagem

da chama

Tipo de

chama

Formato

da chama

Caracterstica Aplicao

1,0 a 1,1 Neutra Fig. 3.2 a Penacho longo. Dardo branco,

brilhante e arredondado

Soldagem dos aos. Cobre e suas ligas

(exceto lato). Nquel e sua ligas.

a 1,0 Redutora Fig. 3.2 b Penacho esverdeado Dardo branco,

brilhante e arredondado

Revestimento duro, ferro fundido, alumnio

e chumbo.

a 1,1 Oxidante Fig. 3.2 c Penacho azulado, mais curto.

Dardo branco, brilhante pequeno e

pontiagudo. Rudo forte.

Aos galvanizados.

Lato

Bronze

Este processo adequado soldagem de chapas finas, tubos de

pequeno dimetro e tambm para a soldagem de reparo.

2.2 - Equipamentos de soldagem, funcionamento e regulagem

O equipamento bsico para a soldagem a gs, mostrado na figura 2.3,

consiste basicamente de cilindros de gases, reguladores de presso,

mangueiras e maarico de soldagem.

Os gases utilizados na soldagem a gs podem ser distribudos pelas

vrias sees de uma instalao industrial atravs de cilindros portteis, ou

atravs de uma tubulao proveniente de uma instalao centralizada.

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O regulador de presso um dispositivo que permite diminuir a presso

dos cilindros para a presso de trabalho, mantendo-a aproximadamente

constante.

As mangueiras servem para conduzir os gases dos cilindros at o

maarico de soldagem. A mangueira de cor vermelha para o gs combustvel

(acetileno), na cor verde ou preta para o oxignio.

Os maaricos so dispositivos que recebem o oxignio e o acetileno

puros e fazem a sua mistura na proporo, volume e velocidade adequados

produo da chama desejada.

Figura 2.3 - Equipamento bsico para a soldagem a gs.

2.3 - Execuo da soldagem e controle da qualidade na soldagem a gs

A soldagem a gs feita nas seguintes etapas: abertura dos cilindros de

gases e regulagem das presses de trabalho, acendimento e regulagem da

chama, formao da poa de fuso, deslocamento da chama e realizao do

cordo de solda, com ou sem uso de metal de adio, interrupo da solda e

extino da chama.

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O acendimento da chama feito com um gerador de fagulha, no utilizar

isqueiro ou fsforo, aps a abertura do registro de acetileno do maarico. A

chama assim obtida tem uma cor amarelo - brilhante e bastante fuliginosa.

Para se evitar esta fuligem pode-se abrir ligeiramente o registro de oxignio do

maarico antes do acendimento. Uma vez acesa, a chama deve ser regulada

para se obter um tamanho e tipo adequado soldagem que vai ser executada,

conforme figura 2.2 e tabela 2.1.

Para a formao da poa de fuso, a ponta do dardo da chama

colocado de 1,5 a 3 mm da superfcie da pea e mantida nesta posio at a

fuso do metal de base. A chama posicionada formando um ngulo de 45 a

60 com a pea.

Existem basicamente duas tcnicas para execuo da soldagem a gs,

direita ou esquerda, a figura 2.4 mostra estes mtodos de soldagem.

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Figura 2.4 - Mtodos de soldagem a gs, (A) esquerda, (B) direita, (C) direita

com grande penetrao, (D) na vertical, (E) sobre cabea (esquerda e direita).

Soldagem esquerda - a vareta desloca-se frente da chama, no sentido

da soldagem, utilizado na espessura de chapas de at 3 mm. um processo

lento que consome muito gs, porm produz solda de bom aspecto e de fcil

execuo.

Soldagem direita - a vareta desloca-se atrs da chama, muito mais

conveniente para espessura superiores a 3 mm. um processo rpido e

econmico.

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Ao final da soldagem, recomenda-se fechar primeiro o acetileno e depois

o oxignio, a fim de extinguir a chama, evitando o retrocesso da chama.

Terminado o servio, todos os registros e vlvulas de gases devem ser

fechadas.

Os parmetros de soldagem a gs, em funo da espessura da chapa,

para o ao carbono, podem ser consultados na tabela 3.2.

Tabela 2.2 - Parmetros de soldagem a gs para o ao carbono.

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Para uma execuo satisfatria de qualquer trabalho de grande

utilidade saber quais so as possveis falhas, como elas se manifestam e quais

so as causas.

Os defeitos mais comuns na soldagem a gs so:

Falta de fuso - geralmente ocorre na margem da solda, freqentemente ocorre

quando utilizamos indevidamente a chama oxidante. Pode ocorrer tambm com

a utilizao da chama apropriada, se manipulada de forma errada.

Incluso de escria - ocorre normalmente com a chama oxidante, s vezes com

a chama neutra. A manipulao inadequada do metal de adio tambm pode

provocar incluses.

Porosidade - se uniformemente espalhada, revela um tcnica de soldagem

imperfeita.

Trincas - o aquecimento e resfriamento lentos, permitindo a difuso do

hidrognio.

Furos no cordo - chama com excesso de oxignio ou velocidade de soldagem

baixa.

Cordo muito largo - movimento perpendicular ao cordo de solda com maarico

muito grande.

Perfurao - maarico muito grande ou velocidade de soldagem muito pequena.

Medidas de segurana na soldagem a gs

O processo de soldagem a gs perigoso, o que exige que todas as

pessoas envolvidas prestem ateno durante a soldagem a gs e sigam as

normas estabelecidas para trabalhos e manuseio com oxignio e acetileno.

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O acetileno um gs altamente explosivo, e as seguintes recomendaes

devem ser observadas:

- Evitar choque violentos com os cilindros, principalmente nos reguladores de

presso.

- No armazenar os cilindros em local prximo a uma fonte de calor.

- Armazenar os cilindros na posio vertical e seguros por correntes.

- O acetileno mais leve que o ar e no se acumula em locais baixos.

- No esvaziar o cilindro completamente, evitando a entrada de ar ou a sada

de vapor de acetona misturado com acetileno.

- Ter cuidado com vazamentos, uma vez que a mistura do acetileno com o ar

pode ser explosivo.

- Verificar sempre o estado das vlvulas e reguladores de presso, para evitar

vazamentos.

- Evitar o contato do acetileno com tubulaes ou conexes de cobre e

algumas de suas ligas, porque pode-se formar um composto explosivo do

acetileno com o cobre.

Nunca lubrifique qualquer pea que tenha contato com oxignio puro

com alta presso, pode ocorrer uma exploso, e as seguintes recomendaes

devem ser observadas:

- No usar o oxignio no lugar do ar comprimido para retirar resduos de locais

que estejam tambm sujos de leo ou graxa, pois pode haver combusto

espontnea dos leos.

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- No usar o oxignio para limpar roupa que esteja suja de leo ou graxa, pois

h risco de combusto espontnea da roupa.

- No lubrificar nenhuma conexo ou parte do equipamento em contato com o

cilindro de oxignio.

- Evitar choques violentos nos reguladores de presso, uma vez que, devido

elevada presso interna, o cilindro de oxignio pode ser lanado como um

projtil.

- Conservar o cilindro sempre com o capacete de proteo, quando no estiver

em uso.

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3 - SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO (SMAW)

3.1 - Fundamentos do processo

Soldagem com eletrodo revestido (SMAW) a unio de metais pelo

aquecimento oriundo de um arco eltrico entre um eletrodo revestido e o metal

de base, na junta a ser soldada.

O metal fundido do eletrodo transferido atravs do arco at a poa de

fuso do metal de base, formando assim o metal de solda depositado.

Uma escria, que formada do revestimento do eletrodo e das impurezas

do metal de base, flutua para a superfcie e cobre o depsito, protegendo esse

depsito da contaminao atmosfrica e tambm controlando a taxa de

resfriamento. O metal de adio vem da alma de arame do eletrodo e do

revestimento que feito de p de ferro e elementos de liga, ver figura abaixo:

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A soldagem com eletrodo revestido o processo de soldagem mais

usado de todos, devido a simplicidade do equipamento, resistncia e

qualidade das soldas, e de baixo custo. Ele tem grande flexibilidade e solda a

maioria dos metais numa faixa grande de espessuras. A soldagem com este

processo pode ser feita em quase todos os lugares e em condies extremas.

O eletrodo que se funde transformado em gotas, devido a ao do arco

eltrico, que so transferidas sob esta forma para a poa de fuso. Estas gotas

sero finas e numerosas, no caso de soldar com correntes de alta intensidade.

Por outro lado, formato de glbulos maiores, no caso de se soldar com corrente

de baixa intensidade.

O modo atravs do qual se processa a transferncia do metal em fuso

influi decisivamente na qualidade da junta de solda. De maneira genrica, gotas

menores promovem melhor transferncia e, portanto, melhor unio soldada. O

modo de transferncia funo da corrente de soldagem, da composio do

revestimento, do ponto de fuso do eletrodo, etc.

3.2 - Equipamentos de soldagem

O processo de soldagem com eletrodo revestido usualmente operado

manualmente. Conforme figura abaixo, o equipamento consiste de uma fonte de

energia, cabos de ligao, um porta eletrodo (alicate de eletrodo), uma

braadeira (conector de terra), e o eletrodo.

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a) Fonte de energia O suprimento de energia pode ser tanto corrente alternada como corrente

contnua com eletrodo negativo (polaridade direta), ou corrente contnuo com

eletrodo positivo (polaridade inversa), dependendo das exigncias de servio.

- Corrente contnua polaridade direta: a pea ligada ao polo positivo e o

eletrodo ao negativo. O bombardeio de eltrons d-se na pea, a qual

ser a parte mais quente.

- Corrente contnua polaridade inversa: eletrodo positivo e a pea

negativa. O bombardeio de eltrons d-se na alma do eletrodo, o qual

ser a parte mais quente.

b) Cabos de soldagem

So usados para conectar o alicate do eletrodo e o grampo fonte de

energia. Eles devem ser flexveis para permitir fcil manipulao, especialmente

do alicate de eletrodo.

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Eles fazem parte do circuito de soldagem e consistem de vrios fios de

cobre enrolados juntos e protegidos por um revestimento isolante e flexvel

(normalmente borracha sinttica).

c) Porta eletrodo, alicate de eletrodo.

simplesmente um alicate que permite ao soldador controlar e segurar o

eletrodo.

d) Grampo (conector de terra)

um dispositivo para conectar o cabo terra pea a ser soldada.

3.3 - Tipos e funes de consumveis Eletrodos

O eletrodo, no processo de soldagem com eletrodo revestido, tem vrias

funes importantes. Ele estabelece o arco fornece o metal de adio para a

solda. O revestimento do eletrodo tambm tem funes importantes na

soldagem. Didaticamente podemos classific-las em funes eltricas, fsicas e

metalrgicas.

a) Funes eltricas de isolamento e ionizao

- Isolamento: o revestimento um mal condutor de eletricidade, assim isola

a alma do eletrodo evitando aberturas de arco laterais. Orienta a abertura

de arco para locais de interesse.

- Ionizao: o revestimento contm silicatos de Na e K que ionizam a

atmosfera do arco. A atmosfera ionizada facilita a passagem da corrente

eltrica, dando origem a um arco estvel.

b) Funes fsicas e mecnicas

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- Fornece gases para formao da atmosfera protetora das gotculas do

metal contra a ao do hidrognio e oxignio da atmosfera.

- O revestimento funde e depois solidifica sobre o cordo de solda,

formando uma escria de material no metlico que protege o cordo de

solda da oxidao pela atmosfera normal, enquanto a solda est

resfriando.

- Proporciona o controle da taxa de resfriamento: contribui no acabamento

do cordo.

c) Funes metalrgicas

- Pode-se contribuir com elementos de liga, de maneira a alterar as

propriedades da solda.

Os eletrodos revestidos so classificados de acordo com especificaes

da AWS (American Welding Society). Especificaes comerciais para

eletrodos revestidos podem ser encontradas nas especificaes AWS da

srie AWS A5 (Ex.: AWS A5.1).

3.4 - Caractersticas e aplicaes de soldagem

importante para um inspetor de soldagem lembrar que o processo de

soldagem com eletrodo revestido tem muitas variveis a considerar. Por

exemplo, ele pode ser usado numa ampla variedade de configuraes de

juntas encontradas na soldagem industrial, e numa ampla variedade de

combinaes de metal de base e metal de adio. Ocasionalmente, vrios

tipos de eletrodos so usados para uma solda especfica. Um inspetor de

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soldagem deve ter conhecimento profundo sobre a especificao usada para

o servio, para saber como e quais variveis afetam a qualidade da solda.

O processo de soldagem com eletrodo revestido pode ser usado para

soldar em todas as posies. Ele pode ser usado para soldagem da maioria dos

aos e alguns dos metais no ferrosos, bem como para a deposio superficial

de metal de adio para se obter determinadas propriedades ou dimenses.

Apresenta possibilidade de soldar metal de base numa faixa de 2 mm at

200mm, dependendo do aquecimento ou requisitos de controle de distoro e da

tcnica utilizada.

O controle da energia de soldagem (heat input) durante a operao um

fator relevante em alguns materiais, tais como aos temperados e revenidos,

aos inoxidveis e aos de baixa liga contendo molibdnio. Controle inadequado

da energia de soldagem durante a operao de soldagem, quando requerido,

pode facilmente causar trincas ou, perda de propriedades primrias do metal de

base, como a perda de resistncia e corroso em aos inoxidveis. A taxa de

deposio deste processo pequena comparada com os outros processos de

alimentao contnua. A taxa de deposio varia de 1 a 5 kg/h e depende do

eletrodo escolhido.

O sucesso do processo de soldagem com eletrodo revestido depende

muito da habilidade e da tcnica do soldador, pois toda a manipulao de

soldagem executada pelo soldador.

H quatro itens que o soldador deve estar habilitado a controlar.

(1) Comprimento do arco

33


(2) ngulo do eletrodo

(3) Velocidade de deslocamento do eletrodo

(4) Amperagem

3.5 - Preparao e limpeza das juntas

As peas a serem soldadas, devem estar isentas de leo, graxa, ferrugem, tinta,

resduos de exame por lquido penetrante, areia e fuligem do pr-aquecimento a gs,

numa faixa de no mnimo 20 mm de cada lado das bordas.

34


4 - SOLDAGEM TIG (GTAW)

4.1 - Fundamentos do processo.

Soldagem TIG a unio de metais pelo aquecimento destes com um arco

entre um eletrodo de tungstnio no consumvel e a pea.

A proteo durante a soldagem conseguida com um gs inerte ou

mistura de gases inertes, que tambm tem a funo de transmitir a corrente

eltrica quando ionizados durante o processo. A soldagem pode ser feita com ou

sem metal de adio. Quando feita com metal de adio, ele no transferido

atravs do arco, mas fundido pelo arco. O eletrodo que conduz corrente um

arame de tungstnio puro ou liga deste material.

A figura abaixo mostra esquematicamente este processo.

A rea do arco protegida da contaminao atmosfrica pelo gs

protetor, que flui do bico da pistola. O gs remove o ar, eliminando nitrognio,

oxignio e hidrognio de contato com o metal fundido e com eletrodo de

tungstnio aquecido. H um pouco ou nenhum salpico e fumaa. A camada da

solda suave e uniforme, requerendo pouco ou nenhum acabamento posterior.

A soldagem TIG pode ser usada para executar soldas de alta qualidade

na maioria dos metais e ligas. No h nenhuma escria e o processo pode ser

usado em todas as posies. Este processo o mais lento dos processos

manuais.

35


4.2 - Equipamentos de Soldagem

A soldagem TIG usualmente um processo manual mas pode ser

mecanizado e at mesmo automatizado. O equipamento necessita ter:

(1) Um porta eletrodo com passagem de gs e um bico para direcionar o gs

protetor ao redor do arco e um mecanismo de garra para energizar e conter

um eletrodo de tungstnio, denominado pistola;

(2) Um suprimento de gs protetor;

(3) Um fluxmetro e regulador-redutor de presso de gs;

(4) Uma fonte de energia;

(5) Um suprimento de gua de refrigerao, se a pistola refrigerada a gua.

As variveis que mais afetam neste processo so as variveis eltricas

(corrente tenso e caractersticas da fonte de energia). Elas afetam na

quantidade, distribuio e no controle produzido pelo arco e tambm

desempenham papel importante na estabilidade do arco e na remoo do xido

refratrio da superfcie de alguns metais.

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Os eletrodos de tungstnio usados na soldagem TIG so de vrias

classificaes e os requisitos destes so dados na norma AWS A5.12. Temos:

(1) Tungstnio puro (EWP)

(2) Tungstnio com 1,0 ou 2,0% de trio (EWTh-2)

(3) Tungstnio com 0,15 a 0,4% de Zircnio (EWZr)

(4) Eletrodo de tungstnio com tira integral longitudinal, de tungstnio com 2%

de trio, em todo o seu comprimento (EWTh-3)

A adio de trio e zircnio ao tungstnio, permite a este, emitir eltrons mais

facilmente quando aquecido. A figura abaixo ilustra o equipamento necessrio

para o processo TIG.

4.3 - Tipos e Funes de Consumveis: Metais de Adio e Gases

Uma ampla variedade de metais e ligas est disponvel para utilizao como

metais de adio no processo de soldagem TIG.

Os metais de adio, se utilizados, normalmente so similares ao metal

que est sendo soldado.

37


Os gases de proteo mais comumente usados para soldagem TIG so

argnios, hlio ou uma mistura destes dois gases. O argnio mais vezes

preferidas em relao ao hlio porque apresenta vrias vantagens:

(1) Ao do arco mais suave e sem turbulncias.

(2) Menor tenso no arco para dada corrente e comprimento do arco.

(3) Maior ao de limpeza na soldagem de materiais como alumnio e magnsio,

em corrente alternada.

(4) Menor custo e maior disponibilidade.

(5) Menor vazo de gs para uma boa proteo.

(6) Melhor resistncia a corrente de ar transversal.

(7) Mais fcil a iniciao do arco.

Por outro lado, o hlio usado com gs protetor, resulta em tenso de arco

mais alto para um dado comprimento de arco e corrente em relao a argnio,

produzindo mais calor, e assim mais efetivo para soldagem de materiais

espessos (especialmente metais de alta condutividade, tal como alumnio).

Entretanto, visto que a densidade do hlio menor que a do argnio,

usualmente necessrias maiores vazes de gs para se obter um bom arco e

uma proteo adequada da poa de fuso.

4.4 - Caractersticas e Aplicaes de Soldagem

A soldagem TIG um processo bastante adequado para espessuras finas

dado ao excelente controle da fonte de calor. A fonte de calor e o metal de

38


adio so controlados separadamente. O processo pode ser aplicado em locais

que no necessitam de metal de adio.

Este processo pode tambm unir paredes espessas de chapas e tubos de

aos e de ligas metlicas. usado tanto para soldar tubos de metais ferrosos

como de no ferrosos. Os passes de raiz de tubulaes de ao carbono e ao

inoxidvel, especialmente aquelas de aplicaes crticas, so freqentemente

soldadas pelo processo TIG.

Embora a soldagem TIG tenha um alto custo inicial e baixa produtividade,

estes so compensados pela possibilidade de se isolar muitos tipos de metais,

de espessuras e em posies no possveis por outros processos, bem como

pela obteno de soldas de alta qualidade e resistncia.

A soldagem TIG prontamente possibilita soldar alumnio, magnsio, titnio,

cobre e aos inoxidveis, como tambm metais de soldagem difcil e outros de

soldagem relativamente fcil como os aos carbono.

Alguns metais podem ser soldados em todas as posies, dependendo da

corrente e da habilidade do soldador.

A corrente usada com a soldagem TIG pode ser alternada ou contnua. Com

a corrente contnua pode-se usar polaridade direta ou inversa. Entretanto, visto

que a polaridade direta produz o mnimo de aquecimento no eletrodo e o

mximo de aquecimento no metal de base, eletrodos menores podem ser

usados, obtendo-se profundidade de penetrao ainda maior do que a obtida

com polaridade inversa ou com corrente alternada.

39


Quando se deseja baixa penetrao como na soldagem de chapas finas de

alumnio, deve-se optar pela situao que leve ao aquecimento mnimo do metal

de base.

A respeito das vantagens citadas, conveniente lembrar que a soldagem

TIG, para ser bem sucedida, requer uma excepcional limpeza das juntas a

serem soldadas e um treinamento extenso do soldador.

Uma considerao que se deve ter em mente o ngulo do cone da ponta

do eletrodo de tungstnio, pois a conicidade afeta a penetrao da solda.

Se o ngulo do cone for diminudo (ponta mais aguda) a largura do cordo

tende a reduzir-se e a penetrao aumenta. Contudo, se a ponta tornar-se

aguda demais a densidade de corrente aumenta na ponta, e a extremidade

desta pode atingir temperaturas superiores ao ponto de fuso do eletrodo

quando ento ir se desprender do eletrodo e fizer parte da poa de fuso,

constituindo aps sua solidificao numa incluso de tungstnio da solda.

A faixa de espessura para soldagem TIG (dependendo do tipo de corrente,

tamanho do eletrodo, dimetro do arame, metal de base, e gs escolhido) vai de

0,1mm a 50 mm. Quando a espessura excede 5 mm, precaues devem ser

tomadas para controlar o aumento de temperatura, na soldagem multipasse. A

taxa de deposio, dependendo dos mesmos fatores listados para espessura,

pode variar de 0,2 a 1,3kg/h.

40


4.5 - Preparao e Limpeza das Juntas

A preparao e limpeza das juntas para a soldagem TIG requerem todos os

cuidados exigidos para a soldagem com eletrodo revestido e mais:

- A limpeza do chanfro e bordas deve ser ao metal brilhante, numa faixa de

10 mm, pelos lados interno e externo.

- Quando da deposio da raiz da solda deve ser empregada a proteo,

por meio de gs inerte, pelo outro lado da pea.

41


5 - SOLDAGEM MIG/MAG (GMAW)

5.1 - Fundamentos do processo MIG/MAG

A soldagem MIG/MAG usa o calor de um arco eltrico estabelecido entre

um eletrodo nu alimentado de maneira continua e a pea a ser soldada. A

proteo do arco e da regio da solda contra a contaminao atmosfera feita

por um gs ou misturas de gases, que podem ser inerte ou ativo.

O processo MIG (Metal Inert Gas) utiliza um gs inerte, este gs inerte

pode ser: argnio, hlio, argnio + (1 5%) de O2.

O processo MAG (Metal Active Gas) utiliza um gs ativo ou mistura de

gases que perdem a caracterstica de inerte, quando parte do metal sendo

soldado oxidado, os gases ativos utilizados so: 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.

A figura 5.1 ilustra esquematicamente o processo de soldagem MIG/MAG.

A soldagem MIG/MAG um processo automtico ou semi-automtico

podendo ser robotizada, em que a alimentao do arame feita

mecanicamente, atravs de um alimentador motorizado, e o soldador o

responsvel pelo inicio e trmino da soldagem, como tambm ao movimento da

tocha ao longo da junta. A manuteno do arco garantida pela alimentao

contnua do arame e o comprimento do arco mantido aproximadamente

constante pelo prprio sistema.

42


Figura 5.1 - Processo de soldagem MIG/MAG.

A alimentao do arame, como descrito anteriormente, devida ao de

rolos, como mostrado na figura 5.2, em que o rolo inferior tracionado e o

superior somente sofre compresso fazendo o arame avanar.

Alimentao convencional (1 par de rolo)

Alimentao com dois pares de rolo

Figura 5.2 - Sistemas de alimentao de arame

As principais vantagens da soldagem MIG/MAG so: apresenta alta taxa

de deposio e alto fator de trabalho do soldador (no h parada para troca de

eletrodo); pode soldar ampla faixa de espessura e quase todos os materiais

metlicos; possvel soldar em todas as posies; no h necessidade de

43


remoo de escria e exige menor habilidade do soldador, quando comparada

soldagem com eletrodos revestidos.

As principais limitaes (desvantagens) na soldagem MIG/MAG so:

maior velocidade de resfriamento da solda por no haver escria, o que

aumenta a ocorrncia de trincas; a soldagem deve ser protegida da corrente de

ar; como o bocal da tocha precisa ficar muito prximo a solda, a soldagem

dificultada em locais de difcil acesso; grande emisso de raios ultravioleta;

equipamento de soldagem mais caro e complexo quando comparo com eletrodo

revestido.

Na soldagem com eletrodos consumveis, tipo MIG/MAG, o metal fundido

na ponta do arame tem que se transferir para a poa de fuso. O modo da

transferncia de metal no processo de soldagem MIG/MAG, o fator mais

importante no processo, pois afeta sua caracterstica. Podem existir quatro

modos de transferncia: curto-circuito, globular, spray (pulverizao) e pulsado.

O tipo de transferncia depende: do gs de proteo, dos parmetros de

soldagem (corrente e tenso), da composio qumica e dimetro do arame.

Transferncia por curto-circuito ocorre para baixos valores de corrente e

tenso, utilizado para soldar em todas as posies e tambm na soldagem de

chapas finas. Uma gota de metal se forma na ponta do arame e vai aumentando

de dimetro, at tocar a poa de fuso. Apresentando uma grande instabilidade

do arco, apresentando muito respingo, a figura 5.3 apresenta as formas de

transferncias.

44


Transferncia globular ocorre para valores intermedirios de corrente e

tenso de soldagem, resultando em um arco mais estvel em relao ao

anterior. O dimetro da gota igual ou maior que o do arame, apresentando

muito respingo utilizado somente na posio plana, no recomendada esta

forma de transferncia para soldagem, ver figura 5.3.

Transferncia por spray (pulverizao) ocorre para valores alto de

corrente, as gotas de metais so extremamente pequenas e seus nmeros

bastante elevados. Ocorre somente para determinados gases ou misturas,

resultando em um arco muito estvel, recomendado para a soldagem na posio

plana e para grandes espessuras, ver figura 5.3..

Transferncia com arco pulsado do tipo spray, a mquina de solda gera

dois nveis de corrente. No primeiro, a corrente de base (Ib) to baixa que no

h transferncia, mas somente o incio da fuso do arame. No segundo, a

corrente de pico (Ip) igual a corrente no modo spray, ocorrendo a transferncia

de um nica gota. A corrente mdia obtida menor que spray, conseguindo

soldar baixa espessura e em todas as posies com tima estabilidade de arco,

ver figura 5.3.

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Curto circuito

Globular

Spray (pluverizao)

Arco pulsado

Figura 5.3 - Formas de transferncia metlica na soldagem MIG/MAG

5.2 - Equipamentos de soldagem MIG/MAG

Os equipamentos de soldagem MIG/MAG consistem de: uma fonte de

energia (maquina de solda); uma tocha de soldagem; um suprimento de gs de

proteo e um sistema de alimentao do arame. A figura 5.4 mostra o

equipamento bsico para o processo de soldagem MIG/MAG.

46


Figura 5.4 - Equipamento para o processo de soldagem MIG/MAG.

A tocha (pistola) contm um tubo de contato para transmitir a corrente de

soldagem para o eletrodo, de um bocal que orienta o fluxo de gs protetor e de

um gatilho de acionamento do sistema. O bico de contato um tubo base de

cobre, cujo dimetro interno ligeiramente superior ao dimetro do arame, e

serve de contato eltrico deslizante, a figura 5.5 mostra o detalhe de uma tocha

para soldagem.

Figura 5.5 - Tocha de soldagem MIG/MAG

47


O escoamento do gs de proteo regulado pelo fluxmetro e pelo

regulador-redutor de presso. Estes possibilitam fornecimento constante de gs

para o bico da tocha.

A maioria das aplicaes da soldagem MIG/MAG requer energia obtida

atravs da corrente contnua e polaridade inversa (tocha ligada ao polo positivo).

Nesta situao tem-se um arco mais estvel, transferncia estvel, baixo

respingo e cordo de solda com boas caractersticas.

Os principais consumveis utilizados na soldagem MIG/MAG so o arame

eletrodo e o gs de proteo.

Tabela 5.1 - Especificaes AWS de materiais de adio para soldagem

MIG/MAG.

Especificao Materiais

AWS A 5.3 Arames de alumnio e suas ligas

AWS A 5.6 Arames de cobre e suas ligas

AWS A 5.9 Arames de ao inoxidvel

AWS A 5.14 Arames de nquel e suas ligas

AWS A 5.16 Arames de tit6anio e suas ligas

AWS A 5.18 Arames de ao carbono

AWS A 5.19 Arames de magnsio e suas ligas

Os arames para soldagem so constitudos de metais e ligas metlicas

que possuem composio qumica, dureza, condies superficiais e dimenses

bem controladas. Arames de ao carbono recebem uma camada superficial de

cobre com o objetivo de melhorar o acabamento superficial e seu contato

eltrico com o bico da tocha. A seleo do arame a ser usado em uma dada

soldagem escolhido em funo do metal da pea ser soldada. A tabela abaixo

48


relaciona as especificaes AWS de arames para a soldagem MIG/MAG de

diferentes materiais.

O tipo de gs influencia as caractersticas do arco e transferncia de

metal, penetrao, largura e formato do cordo de solda. Os principais gases e

misturas utilizados na soldagem MIG/MAG e sua aplicao so mostrados na

tabela 5.2.

Tabela 5.2 - Gases e misturas usados na soldagem MIG/MAG.

Gs ou mistura Comp.Qumico Aplicaes

Argnio (Ar) Inerte Quase todos os metais, exceto o ao

Hlio (He) Inerte Al, Mg, Cu e suas ligas

Ar + He (20-50%) Inerte Al, Mg, Cu e suas ligas (melhor)

Ar + N2 (20-30%) Inerte Cobre

Ar + O2 (1-2%) Lig. Oxidante Aos inoxidveis

Ar + O2 (3-5%) Oxidante Aos carbono e alguns aos ligas

CO2 Oxidante Aos carbono e alguns aos ligas

Ar + CO2 (20-50%) Oxidante Vrios aos transferncia curto-circuito

Ar + CO2 + O2 Oxidante Vrios aos

A figura 5.6 mostra o perfil do cordo de solda obtido em funo do tipo

de gs ou mistura. Porm, o perfil pode ser modificado pela alterao dos

parmetros operacionais de soldagem.

Figura 5.6 - Perfil de cordo de solda obtido em funo do tipo de gs ou mistura.

49


5.3 - Execuo da soldagem

A abertura do arco se d por toque do arame eletrodo na pea. O incio

da soldagem feito aproximando-se a tocha da pea e acionado o gatilho, neste

momento iniciado o fluxo de gs protetor, como tambm a alimentao do

arame. Com a formao da solda, a tocha deslocada ao longo da junta, com

uma velocidade uniforme, movimentos de tecimento (oscilao) do cordo

podem ser executados.

Ao final da soldagem, se solta o gatilho da tocha e so interrompidos a

corrente, alimentao do arame e o fluxo de gs, extinguindo-se o arco.

O ngulo de deslocamento da tocha altera o perfil do cordo,

independente do gs de proteo, como j comentado (figura 5.6). Tendo-se

como referncia o ngulo de 90, a alterao no ngulo no sentido negativo

(empurrando a tocha) causando a reduo na penetrao, o cordo torna-se

mais largo e plano, como mostra a figura 5.7. Passando para ngulo positivo

(puxando a tocha), ocorre um aumento na penetrao.

50


Figura 5.7 - Influncia do ngulo de deslocamento da tocha sobre a penetrao.

As principais variveis do processo MIG/MAG so: tenso, corrente,

velocidade de soldagem, vazo do gs e dimetro do arame.

A tenso afeta o modo de transferncia e a geometria do cordo. Esta

deve ser determinada de acordo com a corrente e o gs de proteo.

A corrente influencia diretamente na penetrao, largura e reforo do

cordo de solda e na forma de transferncia. A escolha da corrente feita em

funo da espessura da pea a unir.

A velocidade de soldagem influencia na energia imposta a soldagem.

Velocidade elevada resulta em menores penetraes, reforo e largura do

cordo.

A vazo do gs de proteo deve ser tal que proporcione boas condies

de proteo. Pouco ou muito gs prejudica a proteo.

O dimetro do arame escolhido em funo da espessura da chapa, e da

posio de soldagem.

Na soldagem MIG/MAG podem ocorrer descontinuidades (defeitos)

proveniente de erros na regulagem do equipamento ou por tcnica de soldagem

no apropriada, a figura 5.8 mostra estas descontinuidades.

5.4 - Aplicaes industriais

O processo de soldagem MIG/MAG hoje empregado desde pequenas

indstrias, at naquelas responsveis por grandes produes e/ou de alta

qualidade. Esse processo solda uma ampla faixa de espessura e em todas as

51


posies. A solda MIG encontra uma ampla faixa de aplicao na soldagem dos

no-ferrosos e aos inoxidveis e a solda MAG e utilizada na soldagem dos

outros tipos de aos como: ao ao carbono, liga de nquel e aos ligados.

A soldagem MIG/MAG tem sido amplamente utilizada: nas indstrias

automobilsticas, manualmente ou com auxlio de robs; na indstria ferroviria;

nas fbricas de caldeira e vaso de presso; na indstria metal mecnica; nas

indstrias qumica e petroqumica de petrleo e alimento; nas indstrias de

papel; etc.

52


Figura 5.8 - Descontinuidades (defeitos) mais comuns na soldagem MIG/MAG .

53


6 - SOLDAGEM COM ARAMES TUBULARES (FCAW)

6.1 - Fundamentos do Processo

A soldagem com arame tubular FCAW um processo que produz a

coalescncia de metais pelo aquecimento destes com um arco eltrico,

estabelecido entre um eletrodo metlico tubular, contnuo, consumvel e a pea

de trabalho. A proteo do arco e do cordo de solda feita por um fluxo de

soldagem contido dentro do eletrodo, que pode ser suplementada por um fluxo

de gs fornecido por uma fonte externa. Alm da proteo, os fluxos podem Ter

outras funes, semelhantes s dos revestimentos dos eletrodos, como

desoxidar e refinar o metal de solda, adicionar elementos de liga solda,

fornecer elementos que estabilizam o arco, etc.

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Existem duas variaes bsicas do processo arame tubular, uma em que

toda a proteo necessria dada pelo prprio fluxo contido no eletrodo,

chamado de arame autoprotegido, e outra em que a proteo complementada

por uma nuvem de gs, geralmente CO2.

O processo FCAW normalmente um processo semi-automtico e muito

semelhante ao processo GMAW, no que diz respeito a equipamentos e

princpios de funcionamento. Por outro lado, o processo, tambm se assemelha

soldagem com eletrodos revestidos, do ponto de vista metalrgico. Assim, a

soldagem FCAW um processo que acumula as principais vantagens da

soldagem GMAW, como alto fator de trabalho do soldador, alta taxa de

deposio, alto rendimento, resultando em alta produtividade e qualidade da

solda produzida e as vantagens da soldagem com eletrodos revestidos, como

alta versatilidade, possibilitando de ajustes da composio qumica de cordo de

solda e facilidade de operao em campo.

O processo aplicvel aos aos-carbono e de baixa liga e aos aos

inoxidveis. Recentemente tm sido desenvolvidos arames tubulares de

pequeno dimetro, da ordem de 0,8mm, que tornaram possvel a soldagem em

qualquer posio, com timos resultados. No que se refere s espessuras

soldveis e tcnicas aplicveis, a situao semelhante soldagem GMAW.

55


6.2 - Equipamentos de soldagem

O equipamento bsico para soldagem FCAW semelhante ao usando na

soldagem GMAW. Arames de menor dimetro, at 2,4 mm, normalmente so

utilizados com uma fonte de tenso constante e um alimentador de velocidade

constante, e arames com dimetro superior so utilizados com uma fonte do tipo

corrente constante e alimentador com velocidade varivel, j que este sistema,

apesar de mais complexo e de manuteno mais difcil, apresenta melhor

resultado nestas condies. O controle do comprimento do arco semelhante

ao da soldagem MIG/MAG.

Uma tocha de soldagem mais simples pode ser usada na soldagem com

arames do tipo auto protegido, j que no necessrio o uso de gs de

proteo neste caso. A figura abaixo mostra a extremidade de tochas usadas

com arames dos dois tipos.

A fonte de gs de proteo, quando usada, tambm semelhante

usada na soldagem GMAW, consistindo de um cilindro do gs ou mistura

gasosa de proteo, reguladores de presso e/ou vazo e mangueiras.

56


6.3 - Tcnica Operatria

A soldagem FCAW utiliza as mesmas tcnicas da soldagem GMAW, com

pequenas variaes. As variveis operacionais e seus efeitos so similares aos

da soldagem MIG/MAG. A faixa corrente para cada dimetro de eletrodo

semelhante faixa utilizvel com arames slidos.

O processo FCAW pode ser otimizado para trs situaes principais: alta

produo, alta velocidade de soldagem e soldagem fora de posio. No primeiro

caso, normalmente se utiliza elevado stickout. A Segunda alternativa usada

para deposio de cordes de pequena seo, particularmente solda de filete.

No terceiro caso, possvel soldar em diferentes posies com o nico ajuste de

parmetros.

A soldagem com arame tubular e proteo gasosa permite superar

algumas limitaes da soldagem MIG/MAG e do processo com arame

autoprotegido, isto , possibilidade de escorificao de impurezas, melhor

estabilizao do arco, adio de elementos de liga, obteno de uma proteo

eficiente com menores vazes de gs, menor quantidade de respingos e cordo

melhor aspecto.

6.4 - Aplicaes Industriais

A utilizao do processo FCAW tem aumentado muito nos ltimos anos

nos EUA, no Japo e na Europa, devido s suas caractersticas e ao

57


desenvolvimento de novos tipos de consumveis. Tambm no Brasil, o interesse

por este processo de soldagem tem aumentado.

Assim, alm de ser uma alternativa mais produtiva aos eletrodos

revestidos e soldagem MIG/MAG em muitas situaes, a soldagem com

arames tubulares tem sido aplicada na indstria nuclear, indstria naval,

construo de plataformas de explorao de petrleo e fabricao de

componentes e estruturas de ao-carbono, aos baixa liga e aos inoxidveis.

58


7 - PROCESSO DE CORTE

O corte uma operao que antecede a soldagem. Um processo de corte

o que separa ou remove metais. Veremos a seguir trs processos de corte por

meio de calor:

- Oxi-corte (Oxygen cutting OC)

- Corte com eletrodo de carvo (Air carbon arc cutting AAC)

- Corte a plasma (Plasma arc cutting PAC)

7.1 - OXI-CORTE

um processo de corte onde a separao ou remoo do metal

acompanhada pela reao qumica do oxignio com o metal a uma temperatura

elevada. Os xidos resultantes dessa reao (Fe2 O3 FeO Fe3O4), tendo

ponto de fuso menor que o do metal, fundem-se e escoam. Com o escoamento

dos xidos, nova quantidade do metal oxidada e o processo continua.

A temperatura de ignio atingida pelo pr-aquecimento com chamas

de gs combustvel oxignio, usualmente posicionadas ao redor do fluxo de

oxignio.

O maarico do corte associa a ao de um jato de oxignio com uma

chama oxi-combustvel de aquecimento. Esse jato de oxignio, de alta

velocidade, provoca a reao de combusto, e a abertura de um rasgo na pea

pela movimentao conveniente do maarico.

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Este processo no aplicado a aos que contm elementos de liga que

produzam xidos refratrios.

Da operao de corte resultam duas conseqncias:

- Deformao o aquecimento localizado da pea sem que a mesma tenha

liberdade total para expandir-se, d origem a tenses e deformaes.

Como regra geral, para aumentar a liberdade de expanso, o corte deve

iniciar-se e prosseguir o mximo possvel sempre pelo lado mais prximo

s bordas das peas, que apresentam menor rigidez.

- Modificaes qumicas e metalrgicas a regio de corte submetida a

altas temperaturas em um meio qumico bastante oxidante. Constatamos

a um enriquecimento de carbono como resultado da oxidao

preferencial do ferro.

A remoo da camada enriquecida de carbono no necessria; porm

aconselhvel no caso de peas que sero submetidas a solicitaes dinmicas.

7.1.1 - Funes da Chama de Pr-aquecimento e Seleo de Gases

Combustveis

As funes da chama de pr-aquecimento so:

(1) Aumentar a temperatura do ao at o seu ponto de ignio

(2) Acrescentar energia sob a forma de calor a pea, para manter a

reao de corte.

(3) Fornecer uma proteo entre o jato de oxignio de corte e a atmosfera

60


(4) Expulsar da parte superior da superfcie ao ao qualquer xido,

carepa, tinta, ou outras substncias estranhas que possam parar ou

retardar a progresso normal da ao de corte.

A seleo de gases combustveis que podem ser considerados para

combustvel de pr-aquecimento baseada em inmeras consideraes. As

maiores consideraes para a seleo do gs combustvel so a disponibilidade

do gs, custo, e tranqilidade de manuseio com respeito a segurana.

Os seguintes gases so normalmente utilizados para corte:

(1) Acetileno

(2) Metil acetileno-propadieno

(3) Gs natural

(4) Propano

(5) Propileno

(6) Gasolina

Cada um desses gases tem caractersticas inerentes que devem ser

considerados para a aplicao do processo.

7.1.2 - Acetileno

largamente usado como um gs combustvel para oxi-corte e tambm

para soldagem. Suas principais vantagens: so disponveis, chama de

temperatura alta, e familiaridade dos usurios com as caractersticas da chama.

61


A chama de temperatura alta e as caractersticas de transferncia do

calor da chama oxi-acetilnica so particularmente importantes para corte de

chanfros.

Uma outra vantagem de operao que o tempo de pr-aquecimento

uma pequena frao do tempo total do corte, o que importante quando se faz

pequenos cortes. O acetileno no estado livre no pode ser usado a presses

manomtrico maiores que 103kPa (15psi), ou 207kPa (30psi) de presso

absoluta. As altas presses ele pode decompor-se de forma explosiva, quando

exposto ao calor ou choque.

7.1.3 - Metil Acetileno Propadieno Estabilizado (MPS)

Este um combustvel liquefeito, similar ao acetileno, porm estabilizado,

que pode ser estocado e manuseado similarmente ao propano liquido. uma

mistura de vrios hidrocarbonetos, incluindo propadieno, propano, butano,

butadieno e metil acetileno. A mistura gera mais calor que propano ou gs

natural.

Este gs muito similar em suas caractersticas ao acetileno, porm

requer cerca de dois volumes de oxignio para um volume de combustvel para

uma chama neutra de pr-aquecimento, enquanto que o acetileno necessita de

apenas um volume de oxignio. Assim, o custo com oxignio ser maior quando

o gs metilacetileno-propadieno usado em lugar do acetileno. Para ser

competitivo, o custo deste gs dever ser menos que o do acetileno.

62


O gs MPS tem uma vantagem sobre o acetileno para corte debaixo da

gua em grandes profundidades. Como a presso absoluta de sada do

acetileno limitada a 207kPa (30psi), ele no pode ser usado abaixo de

aproximadamente 9m de gua. Por outro lado, o MPS pode ser usado a grandes

profundidades.

Para uma aplicao subaqutica especfica o MPS, o acetileno, e o

hidrognio devem ser apreciados na escolha do combustvel de pr-

aquecimento adequado.

7.1.4 - Gs Natural

A composio do gs natural depende da sua fonte. Seu principal

componente o metano. Quando o metano queima com oxignio, a reao

qumica :

CH4 + 202 CO2 + 2H2O

Um volume de metano requer dois volumes de oxignio para uma

combusto completa. A temperatura da chama com gs natural menor que a

da chama com acetileno. Ela tambm mais difusa e menos intensa.

Devido a temperatura de chama ser baixa, o que resulta em baixa

eficincia de aquecimento, grandes quantidades de gs natural e oxignio

requeridos para produzir a mesma taxa de aquecimento obtida com oxi-

63


acetileno. Geralmente, so necessrios maiores tempos de pr-aquecimento

com gs natural que com acetileno.

Para competir com o acetileno, o custo e disponibilidade de gs natural e

de oxignio, o alto consumo de gs, e o tempo longo de pr-aquecimento devem

ser considerados.

Os projetos do maarico e do bico para o gs natural so diferentes

daqueles para acetileno. A condio de presso do gs natural geralmente

menor e as relaes de combusto so diferentes.

7.1.5 - Propano

O propano usado regularmente para corte por causa de sua

disponibilidade e de seu poder calorfico ser muito maior que o do gs natural.

Para uma combusto apropriada durante o corte, o propano requer 4 a 4

vezes seu volume em oxignio de pr-aquecimento. Este requisito

parcialmente compensado pelo seu alto poder calorfico. Ele estocado em

forma lquida e facilmente transportvel para o servio.

7.1.6 - Propileno

Este gs compete com o MPS para quase todos os servios em que se

usa gs combustvel. similar ao propano em muitos aspectos, mas tem uma

chama de temperatura maior. Um volume de propileno requer cerca de 2,6

volumes de oxignio para se obter uma chama neutra. O bico de corte similar

ao utilizado para o MPS.

64


7.1.7 - Gasolina

A gasolina usada como combustvel utilizando-se maarico de corte e

bico de projeto especfico para este fim. A chama altamente oxidante e,

portanto apropriada apenas para utilizao em cortes. A chama de alta

temperatura permite cortar ao com espessura de at 360 mm. A gasolina

armazenada num recipiente pressurizado no estado lquido, porm vaporiza no

bico do maarico antes de entrar em combusto.

7.2 - CORTE COM ELETRODO DE CARVO

um processo de corte a arco em que os metais a serem cortados so

fundidos pelo calor de um arco entre o eletrodo e a pea. Um jato de ar

comprimido remove o metal fundido. Normalmente um processo manual usado

em todas as posies, mas pode ser operado automaticamente.

O processo pode ser usado em aos e alguns metais no ferrosos.

comumente usado para goivagem de soldas, para reparo de defeitos de soldas e

reparo de fundidos. O processo requer uma habilidade de corte relativamente

alta.

Na goivagem de soldas necessrio proceder a uma limpeza posterior,

para remoo do carbono depositado. Normalmente, a limpeza por esmerilha

mento satisfatria.

65


7.3 - CORTE PLASMA

O corte a plasma usa o calor de um arco de plasma (aprox. 15.000 graus

centgrados) para cortar qualquer metal ferroso ou no ferroso.

um processo de corte que separa metais pela fuso de uma rea

localizada com um arco constrito e a remoo do material fundido com um jato

(de alta velocidade) de gs ionizado quente saindo de um orifcio. Pode ser

usado em corte manual com um maarico porttil ou em corte mecanizado

utilizando-se mquinas extremamente precisas, com dispositivos de traagem

especiais. usado para corte de aos e metais no ferrosos numa faixa de

espessura de fina para mdia. O seu maior uso no corte de peas que contm

elementos de ligas, que produzem xidos refratrios, por exemplo, aos

inoxidveis e alumnios. O processo requer um menor grau de habilidade do

operador, em relao ao requerido para o oxicorte, com exceo do

equipamento para corte manual, que muito mais complexo.

O processo de corte a plasma usa um arco constrito atirado entre um

eletrodo resfriado a gua e a pea. O orifcio que restringe o arco tambm

resfriado a gua. A corrente utilizada contnua, eletrodo negativo.

A qualidade do corte a plasma superior aos outros tipos de corte por

meio de calor devido ao jato de plasma a alta temperatura.

66


8 - METALRGIA DA SOLDAGEM

8.1 - Introduo

A soldagem geralmente realizada com a aplicao localizada de calor

e/ou deformao plstica. Como resultado, alteraes de propriedade do

material, nem sempre desejveis ou aceitveis, podem ocorrer na regio da

junta. A maioria destas alteraes depende das reaes ocorridas durante a

solidificao e resfriamento do cordo de solda e de sua microestrutura final.

Assim, a compreenso destes fenmenos metalrgicos importante em muitas

aplicaes da soldagem.

Neste captulo, sero discutidos muitos aspectos metalrgicos das

operaes de soldagem e corte trmico. Para isso, uma breve reviso de

metalurgia fsica ser feita. De modo geral, a discusso se basear nos aos,

embora os princpios bsicos possam ser aplicados a outras ligas metlicas.

8.2 - Metalurgia Fsica dos Aos

8.2.1 - Relao estrutura-propriedade Uma caracterstica dos slidos, e em particular dos metais, a grande

influncia de sua estrutura na determinao de vrias de suas propriedades. Por

sua vez, a estrutura determinada pelos processamentos sofridos pelo material

durante a sua fabricao, isto , pela sua histria. A figura mostra um exemplo

deste princpio fundamental, para um ao SAE 1080, aps tratamento trmico a

900 graus centgrados.

67


A soldagem, sob certos aspectos, um tratamento trmico e mecnico

muito violento, que pode causar alteraes localizadas na estrutura da junta

soldada e, portanto, capaz de afetar localmente as propriedades do material.

Muitas destas alteraes podem comprometer o desempenho em servio

do material e, assim, devem ser minimizadas pela adequao do processo de

soldagem ao material a ser soldado ou pela escolha de um material pouco

sensvel a alteraes estruturais pelo processo de soldagem.

8.2.2 - Nveis estruturais

O termo estrutura pode compreender desde detalhes grosseiros

(macroestrutura) at detalhes da organizao interna dos tomos (estrutura

eletrnica). A metalurgia fsica interessa-se pelo arranjo dos tomos que

compem as diversas fases de um metal (estrutura cristalina) e pelo arranjo

destas fases (microestrutura). A maioria das propriedades mecnicas e algumas

68


das propriedades fsicas dos metais podem ser estudadas a nvel destas

estruturas.

8.2.3 - Fases presentes nos aos Os aos so ligas de ferro e carbono (at um teor mximo de 2% de

carbono, em peso) contendo ainda outros elementos, resultantes do processo de

fabricao (impurezas) ou adicionados intencionalmente (elementos de liga)

para lhes conferir propriedades especiais. No primeiro caso tm-se os aos

carbono e no segundo, os aos ligados.

De acordo com o teor de elementos de liga, os aos podem ser

subdivididos em baixa-liga (teor de liga inferior a 5%), aos mdia-liga (entre 5 e

10% de elementos de liga) e aos alta-liga (com mais de 10% de liga).

Variaes na composio qumica e tratamentos trmicos e mecnicos

aplicados durante a fabricao possibilitam a obteno de aos com propriedade

numa ampla faixa. Esta extensa gama de propriedades, juntamente com baixo

custo e facilidade de obteno, explicam a enorme utilizao atual de ferro,

particularmente na forma de ao, como material de engenharia.

Para estudo dos efeitos da soldagem no ao necessrio um

conhecimento prvio de sua microestrutura e de como esta pode ser alterada

pelos tratamentos trmicos e variaes de composio qumica. Para isto, se

ver inicialmente o diagrama de equilbrio Fe-C.

69


8.2.3.1 - Fases presentes no ao resfriado lentamente

A figura mostra um diagrama de equilbrio ferro-carbono. Este pode ser

usado para uma primeira anlise dos constituintes de um ao, no equilbrio, em

funo da temperatura e da composio qumica (teor de carbono).

Em temperaturas nas qual o ao est no campo gama, este apresenta

uma estrutura austentica, isto , uma soluo slida de carbono e outros

elementos de liga no ferro, com estrutura cristalina cbica de face centrada.

Durante o resfriamento, a austenita (para aos com menos de 0,8%C)

comea a se transformar em ferrita (soluo slida de C no Fe, com estrutura

cbica de corpo centrado) e finalmente, quando a temperatura atinge 727 graus

centgrados, a austenita remanescente transforma-se me perlita, um constituinte

tpico dos aos formado por uma mistura de ferrita e cementitia. (carboneto de

ferro).

A ferrita um constituinte macio, dctil e, em geral, tenaz. Contudo, sua

tenacidade depende da temperatura, tornando-se completamente frgil e baixa

temperatura. A faixa de temperaturas onde ocorre esta mudana de

comportamento depende da composio qumica da ferrita e de sua morfologia,

particularmente do seu tamanho de gro.

A perlita um constituinte mais duro e de menor tenacidade. A sua

quantidade aumenta com o teor de carbono no ao. Um ao com 0,8%C,

resfriado lentamente, completamente perltico.

70


DIAGRAMA FeC, MOSTRANDO OS CONSTITUINTES EM EQUILIBRIO NOS AOS.

8.2.3.2 - Fases metaestveis e diagramas de transformao

Quando a velocidade de resfriamento aumenta, a temperatura na qual a

austenita comea a se transformar torna-se menor. Menores temperaturas de

transformao implicam menor mobilidade atmica e, portanto, maior dificuldade

para a separao em ferrita e carboneto de ferro, isto , para a transformao da

perlita. Assim, em funo da velocidade de resfriamento e da composio

qumica do ao, diferentes agregados de ferrita e carboneto (bainita) podem ser

formados a partir da decomposio da austenita, conforme figura.

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MICROCONSTITUINTES DO AO EM FUNO DA VELOCIDADE DE RESFRIAMENTO

APS AUSTENITIZAO

Para altas velocidades de resfriamento, uma nova fase, a martensita,

passa a se formar. Esta fase possui uma estrutura cristalina diferente das

anteriores e caracterizada por uma elevada dureza. De um modo geral, pode-

se afirmar que quanto menor a temperatura de transformao e maior teor de

carbono, mais dura e frgil a microestrutura. Na soldagem por fuso, a

velocidade de resfriamento varia com a energia cedida durante a soldagem por

unidade de comprimento da solda, com a temperatura inicial da pea e com a

sua espessura e geometria. Este fato muito importante, pois pode limitar a

faixa de energia utilizvel na soldagem de uma estrutura de ao em que se

necessita alta tenacidade.

As fases formadas em funo da velocidade de resfriamento (ou da

temperatura de transformao) em um dado ao podem ser obtidas a partir de

diagramas de transformao deste ao. Estes diagramas so obtidos

72


experimentalmente para transformaes a temperaturas constantes (diagramas

TTT) ou para transformaes a velocidades de resfriamento constantes

(digramas TRC). Embora tenham sido desenvolvidos originalmente para

transformaes aps austenitizao a temperaturas relativamente baixas

(tratamento trmico convencional), j existem diagramas de transformao

aplicveis soldagem, conforme figura.

DIAGRAMA TRC PARA SOLDAGEM

8.2.3.3 - Elementos de liga

A adio balanceada de elementos de liga permite a obteno de uma

variedade de tipos de ao com diferentes propriedades mecnicas, qumicas,

magnticas, eltricas e trmicas. Estruturalmente, pode-se considerar que os

elementos de liga atuam em dois aspectos fundamentais: termodinmico e

cintico.

No primeiro aspecto, um elemento de liga pode alterar a estabilidade

relativa das fases do ao ou mesmo tornar estvel uma outra fase. Por exemplo,

73


o nquel um elemento estabilizante de austenita e, quando presente em teores

superiores a certo nvel, torna esta fase estvel at a temperatura ambiente.

Nibio, vandio e titnio reagem fortemente com o carbono e, quando presentes

em pequenas quantidades (menos de 0,1%) em um ao baixos carbono,

promovem a formao de finas partculas de carbonetos de grande estabilidade.

Estes carbonetos, juntamente com a aplicao de tratamentos termomecnicos

adequados, so fundamentais para a obteno dos chamados aos

microligados, de elevada resistncia mecnica.

Como j foi dito, a maioria dos elementos de liga reduz a velocidade de

transformao da austenita ou, em outras palavras, aumenta a sua

temperabilidade. Este efeito pode ser diferente para os diversos constituintes e,

portanto a adio de elementos de liga pode favorecer a formao de um

constituinte, em prejuzo puro.

Ao entrar em soluo slida em uma fase, um elemento de liga pode

alterar as propriedades desta fase. Em particular, a resistncia mecnica , em

geral, aumentada e sua ductilidade diminuda.

8.2.3.4 - Mecanismos de aumento da resistncia mecnica

A resistncia mecnica dos aos pode variar enormemente, de cerca de

200 at 2000Mpa. Como em outros metais, existem para os aos diversos

mecanismos de endurecimento, dos quais se podem citar: deformao a frio,

formao de soluo slida, formao de constituintes mais resistentes,

endurecimento por disperso e refino de gro. Destes, o refino de gro

74


particularmente importante por produzir, simultaneamente, uma melhoria de

ductilidade e tenacidade.

8.3 - Fluxo de calor na soldagem

A maioria dos processos de soldagem por fuso caracterizada pela

utilizao de uma fonte de calor intensa e localizada. por exemplo, na soldagem

a arco, tem-se uma intensidade da ordem de 5 X 108 W/m. Esta energia

concentrada pode gerar em pequenas regies, temperaturas elevadas, altos

gradientes trmicos (10 a 10 C/mm), variaes bruscas de temperatura (de at

10C/s), e conseqentemente, extensas variaes de microestrutura e

propriedades, em pequeno volume de material.

O fluxo de calor na soldagem pode ser dividido, de maneira simplificada,

em duas etapas bsicas: fornecimento de calor junta e dissipao deste calor

da pea.

Na primeira etapa, para a soldagem a arco, pode-se considerar como a

nica fonte de calor, definido por sua energia de soldagem, isto :

E = n.V.I/v, onde

E= energia de soldagem, em J/mm;

n= eficincia trmica do processo;

V= tenso no arco, em V;

I= corrente de soldagem, em A, e

v= velocidade de soldagem, em mm/s.

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A energia de soldagem uma medida de quantidade de calor cedida

pea, por unidade de comprimento da solda, como segue na figura.

Na segunda etapa, a dissipao do calor ocorre principalmente por

conduo na pea, das regies aquecidas para o restante do material. A

evoluo de temperatura em diferentes pontos, devido a soldagem, pode ser

estimada terica ou experimentalmente.

CONCEITO DE ENERGIA DE SOLDAGEM

Um ponto localizado prximo junta experimentar uma variao de

temperatura, devido a passagem da fonte de calor, conforme figura. Esta curva

chamada de ciclo trmico de soldagem.

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CICLO TRMIC0 DE SOLDAGEM

So caractersticas importantes do ciclo trmico de soldagem:

a) Temperatura de pico (Tp), temperatura mxima atingida no ponto.

Tp diminui com a distncia ao centro da solda, e indica a extenso das regies

afetadas pelo calor de soldagem.

b) Tempo de permanncia (tp) acima de uma temperatura crtica,

tempo em que o ponto fica submetido a temperaturas superiores a uma

temperatura mnima para ocorrer uma alterao de interesse, chamada

temperatura crtica (Tc);

c) Velocidade de resfriamento, definida pelo valor da velocidade de

resfriamento a uma determinada temperatura T, ou pelo tempo necessrio t

para o ponto resfriar de uma temperatura (T1) e outra (T2).

A figura mostra a variao da temperatura de pico com a distncia ao

centro do cordo de solda, na direo perpendicular a este. Esta curva

conhecida como repartio trmica.

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REPARTIO TRMICA EM UMA JUNTA SOLDADA

A = ZF, B = ZTA, C = METAL BASE

Os ciclos trmicos de soldagem e a repartio trmica dependem de

diversas variveis, entre elas:

a) Tipo de material de base: quanto maior a condutividade trmica do

material, maior a velocidade de resfriamento;

b) Geometria da junta: considerando todos os outros parmetros

idnticos, uma junta em T possui trs direes para o fluxo de calor, enquanto

uma junta de topo possui apenas duas, como mostra a figura; logo, juntas em T

tendem a esfriar mais rapidamente.

Figura abaixo apresenta as direes para escoamento do calor em juntas (a) de

topo e (b) em T.

DIREES PARA ESCOAMENTO DO CALOR EM JUNTAS (a) DE TOPO (b) EM T

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c) Espessura da junta: at uma espessura limite, a velocidade de

resfriamento de resfriamento aumenta a espessura da pea. Acima deste limite,

a velocidade de resfriamento independe da espessura

apostila de soldagem aldo

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