deformação na soldagem

FALHAS INTRODUZIDASNO SERVIÇO

DEFORMAÇÃO NA SOLDAGEM

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO LESTE DE MINAS GERAIS - UNILESTEMG

Prof. Reginaldo Pinto Barbosa


* Deformação → problema sério na fabricação de

estruturas e equipamentos soldados.

* Pode interferir com as premissas de projeto (dimensões

e tolerâncias) e com a aparência do produto.

* Principalmente associada ao aquecimento não uniforme

da junta soldada

* As propriedades físicas e mecânicas (base do cálculo da

deformação) modificam com a temperatura → energia

de soldagem aplicada (difícil previsão da deformação)

Causas da Deformação


* Com o aumento da temperatura

↑ coeficiente de dilatação térmica

↓ limite de escoamento

↓ módulo de elasticidade

↓ condutividade térmica

* .Estas variáveis interferem com a distribuição do calor

na junta/peça, o que torna difícil o cálculo da

deformação.


ENERGIA DE SOLDAGEM* Aquecimento não uniforme na soldagem

* Contração desigual no resfriamento

* Forças excedem o limite de escoamento do material.

* Tensões internas que surgem no resfriamento aliviam

com a deformação.

* Esta deformação depende da quantidade de energia de

soldagem, sua natureza e forma de aplicação.

GRAU DE RESTRIÇÃO DA JUNTA* Restrições à acomodação das tensões internas pode levar

ao surgimento de trincas.


TENSÕES INTERNAS* Processos de fabricação (laminação, corte, dobramento, etc)

podem induzir tensões internas.

* Calor de soldagem: favorece o alívio de tensões internas já

existentes..

PROPRIEDADES MECÂNICAS* Coeficiente de dilatação térmica ↑ ⇔ ↑ deformação

* Condutividade térmica ↓ ⇔ ↑ gradiente de temperatura MB

e MS (contração diferenciada) ⇔ ↑ deformação

* Tensão de escoamento ↑ ⇔ ↑ tensão residual ⇔ ↑

deformação

Deformação = Tensões internas prévias + tensõestérmicas de soldagem

TIPOS DE DEFORMAÇÃO

CONTRAÇÃO TRANSVERSAL

* Redução da seção perpendicular ao eixo do cordão de solda.

* Quanto maior for a Zona Fundida, maior será a contração

transversal.

* O pré aquecimento aumenta a contração devido ao

alargamento da Zona Fundida.

Ct = 0,2 . (A/t) + 0,05. d

Ct = 0,18 . (A/t) + 0,05. d

Cálculo da Contração Transversal

• Para t > 25 mm

• Para 6 < t < 25 mmA = área da seção transversal da ZF (in2)

t = espessura da chapa (in)

d = abertura de raíz


CONTRAÇÃO LONGITUDINAL

* Redução do comprimento do cordão de solda.

* Relação entre a seção transversal da zona fundida e o restante

da peça..

* Assimetria do chanfro, determina uma contráção maior na

região do reforço do que na raíz da solda.

Cl = 0,025 . ( As / Ap)

Cálculo da Contração Longitudinal

Equação válida somente se Ap < 20 . As

As = área da seção transversal da ZF (in2)

Ap = área da seção transversal da peça (in2)


DEFORMAÇÃO ANGULAR

* Disposição irregular da zona fundida em relação ao eixo neutro da peça.

∆ = (0,005 . As . L2 . d) / I

Cálculo da Deformação Angular

As = área total, em seção transversal, dos cordões de solda (in2)

dp = distância do centro de gravidade do grupo de cordões de solda à linha neutra (in)

L = comprimento da peça (in). Considerando-se a soldagem ao longo de toda a peça.

I = Momento de inércia da peça.

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PREVENÇÃO E CONTROLE DA DEFORMAÇÃO NA SOLDAGEM

As medidas de controle e prevenção da deformação na

soldagem devem ser tomadas desde o projeto até a

montagem final de um equipamento ou de uma estrutura.

1. EVITAR SOLDAGEM EXCESSIVA


2. USAR CHANFROS DUPLOS

3. USAR SOLDAS INTERMITENTES


4. MINIMIZAR O NÚMERO DE PASSES

5. POSICIONAR SOLDA PRÓXIMA À LINHA NEUTRA


6. BALANCEAR AS SOLDAS EM TORNO DA LINHA NEUTRA

7. UTILIZAR SOLDAGEM COM PASSE A RÉ


8. USAR A PRÉ DEFORMAÇÃO

9. PLANEJAR A SEQUÊNCIA DE SOLDAGEM

TÉCNICAS DE CORREÇÃO OU REPARO

RESSOLDAR

* Abrir um chanfro por goivagem ou oxi-corte no lado convexo

do embicamento e reenchê-lo com metal de solda.

* Goivagem: operação de fabricação de um bisel ou chanfro pela

remoção de material usando um eletrodo de carvão.

* O tamanho do chanfro deve ser deteminado de forma que as

forças de contração causadas pelo calor de goivagem ou oxi-corte

e da ressoldagem consigam remover a deformação.

Nem sempre é possível controlar as deformações. Em

certos casos é mais prático ou econômico permitir que a

mesma ocorra e corrigi-la após a soldagem.

TÉCNICAS DE CORREÇÃO OU REPARO

USO DE PRENSAS E MARTELOS

* Endireitamento do componente através do uso de prensas.

* Martelo e marretas podem ser utilizados com critério para não

se provocar deformações adicionais. Deve-se proteger as regiões

que sofreram o impacto.

USO DE AQUECIMENTO LOCALIZADO

* Aquecimento pelo uso de maçarico.

* A região aquecida se expandirá, sendo contida pelo metal frio.

Haverá compressão da região aquecida que se deformará. No

resfriamento, a contração endireitará a peça.

* Exemplo: soldagem de chapa fina de painel a uma armação

robusta e deformações causadas por junta em ângulo.

Prof. Reginaldo Pinto Barbosa

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Fones: (31) 9611-4448

(31) 3849-7437 - Comercial

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