soldador de solda elétrica e oxiacetileno

Soldador de solda eltrica e oxiacetileno

So Paulo

2010

2010 - SENAI So Paulo - Departamento Regional Qualquer parte desta obra poder ser reproduzida, desde que citada a fonte.

Equipe responsvel

Diretor da Escola Nivaldo Silva Braz

Coordenao Pedaggica Osris Medeiros Neri

Coordenao Tcnica Antonio Varlese

Organizao do contedo Augusto Toshio Mashiba

Escola SENAI Humberto Reis Costa

Rua Aracati Mirim n 115

So Paulo - SP CEP 03227-160 Fone/fax: (011) 2154-1300 www.sp.senai.br/vilaalpina

SENAI.SP.

Soldador de solda eltrica e oxiacetileno SENAI So Paulo:

Escola SENAI Humberto Reis Costa, 2010.

Sumrio

.

INTRODUO .............................................................................................................. 5

TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM ................................................................................ 7

ORIGEM DAS SOLDAS ............................................................................................. 31

METAIS FERROSOS .................................................................................................. 35

METAIS NO-FERROSOS E LIGAS .......................................................................... 37

ESTRUTURA CRISTALINA DOS METAIS .................................................................. 51

SOLDABILIDADE DOS MATERIAIS METLICOS E SUAS LIGAS ............................ 59

CORROSO DOS METAIS ........................................................................................ 85

EQUIPAMENTO DE PROTEO INDIVIDUAL E COLETIVA ................................... 101

NORMAS DE SEGURANA ..................................................................................... 107

DESCONTINUIDADE E DEFEITOS NA SOLDAGEM ............................................... 117

ENSAIOS DESTRUTIVOS E NO DESTRUTIVOS.................................................. 125

CONTROLE DE TEMPERATURA ............................................................................ 139

LIXAS E REBOLOS .................................................................................................. 141

TCNICAS DE LIXAMENTO, ESMERILHAMENTO E ESCOVAO ....................... 163

PREPARAO DOS MATERIAIS ............................................................................. 173

A SOLDAR ................................................................................................................ 173

SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM ................................................................................ 181

EQUIPAMENTO DE SOLDAGEM OXIACETILNICO .............................................. 187

VARETAS DE SOLDA............................................................................................... 207

PROCESSO DE CORTE .......................................................................................... 211

ELETRICIDADE BSICA .......................................................................................... 247

MQUINAS, EQUIPAMENTOS E ACESSRIOS DE SOLDAGEM .......................... 255

ELETRODO .............................................................................................................. 285

CLASSIFICAO DE ELETRODOS REVESTIDOS ................................................. 287

SOLDAGEM MIG MAG ............................................................................................. 295

SOLDAGEM TIG ...................................................................................................... 307

EWP ......................................................................................................................... 312

CONCLUSO ........................................................................................................... 319

ANEXOS ................................................................................................................... 321

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .......................................................................... 329


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Introduo

No mundo mecnico, umas das atividades desenvolvidas pelos profissionais

especializados que nele atuam reside em cortar, aquecer e/ou unir peas, barras e

chapas metlicas com o uso do equipamento de soldagem.

Contudo, os demais profissionais do setor, tambm precisam dominar os princpios

bsicos do corte e da soldagem com o uso do equipamento de soldagem, pois nem

sempre haver a presena do especialista para resolver os problemas das unies

soldadas e de corte.

O objetivo desta unidade de instruo habilit-lo a utilizar corretamente o equipamento

de soldagem e aplicar, na sua futura vida profissional, os princpios bsicos da

soldagem. Tais princpios envolvem as operaes ilustradas a seguir:

Solda executada na posio plana

Solda executada na posio horizontal

Solda executada na posio vertical

Conjunto soldado sem

adio de material

Conjunto com solda forte


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Terminologia de soldagem

Objetivos:

Definir os principais termos e expresses usadas nos processos de soldagem. Aps o

estudo deste mdulo, o aluno dever estar apto a:

saber os termos de soldagem mais usuais

identificar os vrios tipos de juntas

identificar os vrios tipos de soldas

identificar os vrios tipos de chanfros

identificar as vrias zonas de junta soldada

saber os termos de descontinuidades

identificar os vrios tipos de descontinuidades

Nota: Os termos relacionados a seguir so apenas alguns dos mais usuais:

Abertura da raiz: separao entre os membros a serem unidos na raiz da junta (fig.

2.1).

Amanteigamento ou Revestimento do chanfro: revestimento com uma ou mais

camadas de solda depositado na face do chanfro, destinado principalmente a facilitar

as operaes subsequentes de soldagem, de forma a permitir uma transio

metalrgica favorvel entre o metal base e o metal de solda.

ngulo do bisel: ngulo formado entre a borda preparada do componente e um plano

perpendicular superfcie do componente. Ver figura 2.1.

ngulo do chanfro: ngulo integral do chanfro entre as partes a serem unidas por

uma solda. Ver figura 2.1.

ngulo de deslocamento ou de inclinao do eletrodo: ngulo que o eletrodo

forma com uma reta de referncia, perpendicular ao eixo da solda, no plano comum ao

eixo da solda e ao eletrodo. Ver figura 2.2.

ngulo de trabalho: ngulo que o eletrodo forma com relao superfcie do metal

base numa plano perpendicular ao eixo da solda. Ver figura 2.2.


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Atmosfera protetora: envoltrio de gs que circunda a parte a ser soldada, sendo o

gs protetor controlado na sua composio qumica, ponto de orvalho, presso vazo,

etc. Como exemplo temos os gases inertes (Argnio e Hlio) e os ativos (CO2).

Brazagem: processo de unio de materiais onde apenas o metal de adio sofre

fuso, ou seja, o metal de base no participa da zona fundida. O metal de adio se

distribui por capilaridade na fresta formada pelas superfcies da junta aps fundir-se.

Camada: conjunto de passes depositados e situados aproximadamente num mesmo

plano. Ver figura 2.3.

Certificado e Qualificao de Soldador: documento escrito certificando que o

soldador est habilitado a executa soldas de acordo com padres ou cdigos

preestabelecidos.

Chanfro: abertura ou sulco na superfcie de uma pea ou entre dois componentes,

que determina o espao para conter a solda. Ver figura 2.4. Os principais tipos de

chanfros so os seguintes:

chanfro em J

chanfro em duplo J

chanfro em U

chanfro em duplo U

chanfro em V

chanfro em X

chanfro em meio V

chanfro em K

chanfro reto, ou sem chanfro

Chapa de teste de produo: chapa soldada como extenso de uma das juntas

soldadas do equipamento, com a finalidade de executar ensaios mecnicos, qumicos

ou metalogrficos.

Chapa ou tubo de teste: pea soldada para qualificao de procedimento de

soldagem ou de soldadores ou de operadores de soldagem.

Cobre junta: material (metal base, solda, material granulado, cobre, material cermico

ou carvo) colocado na raiz da junta soldada, com a finalidade de suportar o metal

fundido durante a da soldagem.

Consumvel: material empregado na deposio da solda, tais como eletrodos, vareta,

arame, anel consumvel, gs e fluxo.

Cordo de solda: depsito de solda resultante de um passe. Ver figura 2.3.

Corpo de prova: amostra da chapa ou tubo de teste para executar ensaios

mecnicos, qumicos ou metalogrficos.


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Corrente de soldagem: corrente eltrica num circuito de soldagem, durante a

execuo de uma solda.

Corte com eletrodo de carvo: processo de corte a arco eltrico no qual metais so

separados por fuso devido ao calor gerado pelo arco voltaico formado entre um

eletrodo de grafite e o metal base.

Dimenso da solda:

para solda em chanfro: a penetrao da junta (profundidade do bisel mais a

penetrao da raiz, quando esta especificada). A dimenso de uma solda em

chanfro e a garganta efetiva deste tipo de solda so a mesma coisa.

para solda em ngulo de pernas iguais: o comprimento dos catetos do maior

tringulo retngulo issceles que pode ser inscrito dentro da seo transversal da

solda. Ver figura 2.10.

para solda em ngulo de pernas desiguais: o comprimento dos catetos do maior

tringulo retngulo que pode ser inscrito dentro da seo transversal da solda.

Eletrodo de carvo: eletrodo usado em corte ou soldagem a arco eltrico, consistindo

de uma vareta de carbono ou grafite, que pode ser revestida com cobre ou outro

revestimento.

Eletrodo nu: metal de adio consistindo de um metal ligado ou no, em forma de

arame, tira ou barra, e sem nenhum revestimento ou pintura nele aplicado alm

daquele concomitante sua fabricao ou preservao.

Eletrodo revestido: metal de adio formado por uma alma de eletrodo nu sobre o

qual um revestimento aplicado, de modo a produzir uma camada de escria sobre o

metal de solda. O revestimento pode conter materiais que formam uma atmosfera

protetora, desoxidam o banho, estabilizam o arco, podendo contribuir com adies

metlicas ao metal de solda.

Eletrodo para solda a arco: um componente do circuito de solda atravs do qual a

corrente conduzida entre o eletrodo e o arco.

Eletrodo tubular: metal de adio composto de um tubo de metal ou outra

configurao com uma cavidade interna, contendo produtos que formam uma

atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabilizam o arco, formam escria ou que

contribuam com elementos de liga para o metal de solda. Proteo adicional externa

pode ser usada.

Eletrodo de tungstnio: eletrodo metlico usado em soldagem ou corte a arco

eltrico, feito principalmente do elemento Tungstnio.

Equipamento de soldagem: mquinas, ferramentas, instrumentos, estufas e

dispositivos empregados na operao de soldagem.


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Escama de solda: aspecto da face da solda semelhante escamas de peixe. Em

deposio sem oscilao transversal, assemelha-se a uma fileira de letras V. Em

deposio com oscilao transversal, assemelha-se a escamas entrelaadas. Fig. 2.5.

Face do chanfro: superfcie de um membro que faz parte do chanfro. Ver figura 2.6.

Face de fuso: superfcie do metal de base que ser fundida na soldagem. Ver fig.

2.7.

Face de raiz: poro da face do chanfro adjacente raiz da junta. Ver figura 2.6.

Face da solda: superfcie exposta da solda, pelo lado por onde a solda foi executada.

Ver figura 2.8.

Fluxo: material usado para prevenir, dissolver ou facilitar a execuo de xidos e outra

substncias superficiais indesejveis, ou proteger a poa de fuso no processo arco

submerso.

Gabarito de solda: dispositivo para verificar a forma e a dimenso da solda.

Garganta efetiva: distncia mnima da raiz da solda sua face menos qualquer

reforo. Ver figuras 2.9 e 2.10.

Garganta de solda: dimenso de uma solda em ngulo que determina a distncia

entre:

a raiz da junta e a hipotenusa do maior tringulo inscrito na seo transversal da

solda: garganta terica. Ver figura 2.10.

a raiz e a face da solda, inclusive reforo : garganta real. Ver figura 2.10.

a raiz e a face da solda, menos qualquer reforo: garganta efetiva. Ver figuras 2.9

e 2.10.

Gs de proteo: gs utilizado para prevenir contaminao indesejada pela

atmosfera.

Gs inerte: gs que normalmente no combina quimicamente com o metal de base ou

metal de adio.

Geometria da junta: forma e dimenses da seo transversal de uma junta antes da

soldagem.

Goivagem: operao de fabricao de um bisel ou chanfro pela remoo de material.

Goivagem a arco: processo a arco usado para fabricar um bisel ou chanfro.

Goivagem por trs: remoo do metal de solda e do metal de base pelo lado oposto

de uma junta parcialmente soldada, para assegurar penetrao completa pela

subsequente soldagem pelo lado onde foi efetuada a goivagem.

Inspetor de soldagem: profissional qualificado, empregado pela executante dos

servios, para exercer as atividades de controle de qualidade relativos soldagem.

Junta: regio onde duas ou mais peas sero unidas por soldagem.

Junta de aresta: junta em que, numa seo transversal, as bordas dos componentes

a soldar formam, aproximadamente, um ngulo de 180o. Ver figura 2.11.


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Junta de ngulo: junta em que, numa seo transversal, os componentes a soldar

apresentam-se sob forma de um ngulo. Ver figura 2.13. As juntas podem ser:

junta de ngulo em quina,

junta de ngulo em L,

junta de ngulo em T e

junta em ngulo.

Junta dissimilar: junta soldada, cuja composio qumica dos metais de base da

peas envolvidas diferem entre si significativamente.

Junta sobreposta: junta formada por dois componentes a soldar, de tal maneira que

suas superfcies sobrepem-se. Ver figura 2.14.

Junta soldada: unio, obtida por soldagem, de dois ou mais componentes, incluindo

zona fundida, zona de ligao, zona afetada termicamente e metal de base nas

proximidade da solda.

Junta de topo: junta entre dois membros alinhados aproximadamente no mesmo

plano. Ver figura 2.12.

Margem da solda: juno entre a face de solda e o metal de base. Ver figura 2.8.

Martelamento: trabalho mecnico aplicado zona fundida da solda por meio de

impactos, destinado a controlar deformaes da junta soldada.

Metal de adio: metal a ser adicionado na soldagem de uma junta.

Metal de base: metal a ser soldado, brazado ou cortado.

Metal depositado: metal de adio que foi depositado durante a operao de

soldagem.

Metal de solda: poro da solda que foi fundida durante a soldagem.

Operador de soldagem: indivduo capacitado a operar mquina ou equipamento de

soldagem automtica.

Passe: progresso unitria da soldagem ao longo de uma junta, depsito de solda ou

substrato. O resultado de um passe um cordo de solda que pode tambm se

constituir numa camada de solda. Ver figura 2.3.

Passe estreito: depsito efetuado seguindo a linha de solda, sem movimento lateral

aprecivel. Ver figura 2.5A.

Passe oscilante: depsito efetuado com movimento lateral em relao linha de

solda. Ver figura 2.5B.

Passe de revenimento: passe ou camada depositada em condies que permitam a

modificao estrutural do passe ou camada anterior e de suas zonas afetadas

termicamente.

Passe de solda: ver definio de cordo de solda.

Penetrao: distncia que a fuso atinge no metal de base ou no passe anterior a

partir da superfcie fundida durante a soldagem.


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Penetrao da junta: profundidade mnima da solda em juntas com chanfro ou da

solda de fechamento medida entre a face da solda e sua extenso na junta, excluindo

o reforos. A penetrao da junta pode incluir a penetrao da raiz. Ver figuras 2.9 e

2.15.

Penetrao da raiz: profundidade com que a solda se prolonga na raiz da junta

medida na linha de centro da seo transversal da raiz. Ver figuras 2.9 e 2.15.

Penetrao total da junta: penetrao da junta na qual o metal de solda preenche

totalmente o chanfro, fundindo-se completamente ao metal de base em toda a

extenso das faces do chanfro.

Perna da solda: distncia da raiz da junta margem da solda em ngulo. Ver fig.

2.10.

Poa de fuso: zona em fuso, a cada instante, durante uma soldagem, ou poro

lquida de uma solda antes de solidificar-se.

Polaridade direta: tipo de ligao para soldagem com corrente contnua, onde os

eltrons deslocam-se do eletrodo para a pea (a pea considerado como polo

positivo e o eletrodo como polo negativo).

Polaridade inversa: tipo de ligao para soldagem com corrente contnua, onde os

eltrons deslocam-se da pea para o eletrodo ( a pea considerada como polo

negativo e o eletrodo como polo positivo).

Ps aquecimento: aplicao de calor na junta soldada, imediatamente aps a

deposio da solda, com a finalidade principal de remover hidrognio difusvel.

Posio horizontal: em soldas em ngulo, posio na qual a soldagem executada

na pare superior de uma superfcie aproximadamente horizontal e contra uma

superfcie aproximadamente vertical Ver figura 2.16A.. Em solda em chanfro, posio

de soldagem na qual o eixo da solda est num plano aproximadamente horizontal e a

face da solda fica num plano aproximadamente vertical. Ver figuras 2.16B e 2.20.

Posio plana: posio de soldagem usada para soldar a parte superior da junta. A

face da solda aproximadamente horizontal. Ver figuras 2.17 e 2.20.

Posio vertical: posio de soldagem na qual o eixo da solda aproximadamente

vertical, sendo que para tubos a posio da junta na qual a soldagem executada

na posio horizontal, sendo o tubo rotacionado ou no. Ver figuras 2.18 e 2.20.

Posio sobrecabea: posio na qual a soldagem executada pelo lado inferior da

junta. Ver figuras 2.19 e 2.20.

Pr aquecimento: aplicao de calor no metal de base imediatamente antes da

soldagem (para soldar com menor energia), da brazagem (para fundir a vareta de

solda) ou do corte (para iniciar o corte).

Pr aquecimento localizado: pr aquecimento de uma poro especfica de uma

estrutura.


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Procedimento de soldagem: documento emitido pela executante dos servios,

descrevendo todos os parmetros e as condies da operao de soldagem.

Processo de soldagem: processo utilizado para unir materiais pelo aquecimento

destes temperaturas adequadas, com ou sem aplicao de presso, ou pela

aplicao de presso apenas e com ou sem participao de metal de adio.

Qualificao de procedimento de soldagem: demonstrao pela qual soldas

executadas por um procedimento especfico podem atingir requisitos pr

estabelecidos.

Qualificao de soldador: demonstrao da habilidade de um soldador em executar

soldas que atendam padres pr estabelecidos.

Raiz da junta: poro da junta a ser soldada onde os membros esto o mais prximo

possvel entre si. Em seo transversal, a raiz pode ser um ponto, uma linha ou uma

rea. Ver figura 2.21.

Raiz da solda: pontos nos quais a parte posterior da solda intersecta as superfcies do

metal de base. Ver figuras 2.8A e 2.20.

Reforo da solda: metal de solda em excesso alm do necessrio para preencher a

junta. Excesso de metal depositado nos ltimos passes ou ltima camada. Ver figura

2.8B.

Registro da qualificao de procedimento: documento emitido pela executante dos

servios, nos quais esto registrados os parmetros da operao de soldagem da

chapa ou tubo de teste e os resultados ou exames de qualificao.

Seqncia de passes: ordem pela qual os passes de uma solda multi-passes so

depositados com relao seo transversal da junta. Ver figura 2.3.

Seqncia de soldagem: ordem pela qual so executadas as soldas de um

equipamento.

Solda: unio localizada de metais ou no-metais, produzida pelo aquecimento dos

materiais a temperatura adequada, com ou sem aplicao de presso, ou pela

aplicao de presso apenas, e com ou sem a participao de material de adio.

Solda em ngulo: solda da seo transversal aproximadamente triangular que une

duas superfcies aproximadamente em ngulo reto. Ver figuras 2.2B, 2.8A, 2.16A,

2.17A, 2.18A, 2.19A e 2.20.

Solda de aresta: solda executada numa junta de aresta. Ver figura 2.28.

Solda autgena: solda de fuso sem a participao de metal de adio.

Solda automtica: soldagem com equipamento que executa toda a operao sob

observao de um operador de soldagem.

Solda em cadeia: solda em ngulo usada nas juntas de cordes intermitentes (trechos

de cordo igualmente espaados) que coincidem entre si, de tal modo que a um trecho

de cordo sempre se ope outro. Ver figura 2.24A.


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Solda em chanfro: solda executada em um chanfro.

Solda costura: solda contnua executada entre ou em cima de membros sobrepostos. A

solda contnua pode consistir de um nico passe ou de uma srie de soldas por pontos.

Ver figura 2.23.

Solda descontnua: solda na qual a continuidade interrompida por espaamentos sem


Solda descontnua coincidente: ver definio de solda em cadeia.

Solda descontnua intercalada: ver definio de solda em escalo.

Solda em escalo: solda em ngulo, usada nas juntas em T, composta de cordes

intermitentes que se alternam entre si, de tal modo que a um trecho do cordo se ope

uma parte no soldada. Ver figura 2.24B.

Solda heterognea: solda cuja composio qumica da zona fundida difere

significativamente da do(s) metal(is) base(s), no que se refere aos elementos de liga.

Solda homognea: solda cuja composio qumica da zona fundida prxima a do

metal de base.

Solda por pontos: solda executada entre ou sobre componentes sobrepostos nos quais

a fuso se inicia e ocorre nas superfcies em contato ou se inicia pela superfcie externa

de um dos membros. A seo transversal da solda no plano da junta aproximadamente

circular. Ver figura 2.27.

Solda provisria: solda destinada a manter membros ou componentes adequadamente

ajustados at a concluso da soldagem.

Solda de selagem: qualquer solda estabelecida com a finalidade principal de impedir ou

diminuir vazamentos.

Solda tampo: solda executada atravs de um furo normalmente circular ou oblongo,

num membro de uma junta sobreposta ou em T, unindo um membro ao outro. As

paredes do furo podem ser ou no paralelas e o furo pode ser parcial ou totalmente

preenchido com metal de solda. Ver figura 2.25.

Solda de topo: solda executada em uma junta de topo.

Soldabilidade: capacidade de um material ser soldado, sob condies de fabricao

obrigatrias a uma estrutura especfica adequadamente projetada, e de apresentar

desempenho satisfatrio em servio.

Soldador: indivduo capacitado a executar soldagem manual e/ou semi automtica.

Soldagem: processo utilizado para unir materiais por meio de solda.

Soldagem a arco: grupo de processos de soldagem que produz a unio de metais

pelo aquecimento destes por meio de um arco eltrico, com ou sem a aplicao de

presso e com ou sem o uso de metal de adio.

Soldagem manual: processo no qual toda a operao executada e controlada

manualmente.


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Soldagem com passe a r: soldagem na qual trechos do cordo de solda so

executados em sentido oposto ao da progresso da soldagem, de forma que cada

trecho termina no incio do anterior, formando ao todo um nico cordo. Ver figura

2.26.

Soldagem automtica: soldagem a arco com equipamento que controla somente o

avano do metal de adio. O avano da soldagem controlado manualmente.

Sopro magntico: deflexo de um arco eltrico de seu percurso normal, devido a

foras eletromagnticas.

Taxa de deposio: peso de material de solda depositado por unidade de tempo.

Tcnica de soldagem: detalhamento de um procedimento de soldagem que so

controlados pelo soldador ou operador de soldagem.

Temperatura de interpasse: em soldagem multi passe, temperatura (mxima ou

mnima como especificado) do metal de solda depositado antes do passe seguinte ter

comeado.

Tenso de arco: tenso atravs do arco eltrico utilizado na soldagem.

Tenso residual: tenso remanescente numa estrutura ou membro como resultado de

tratamento trmico ou mecnico, ou de ambos os tratamentos. A origem da tenso na

soldagem deve-se principalmente contrao do material fundido ao resfriar-se at a

temperatura ambiente.

Tenses trmicas: tenses no metal resultantes da distribuio no uniforme de

temperatura.

Tratamento trmico: qualquer tratamento trmico subsequente soldagem destinado

a aliviar tenses residuais ou alterar propriedades mecnicas ou caractersticas

metalrgicas da junta soldada. Consiste de aquecimento uniforme da estrutura ou

parte dela a uma temperatura adequada, seguido de esfriamento uniforme.

Vareta de solda: tipo de metal de adio utilizado para soldagem ou brazagem, o

qual no conduz corrente eltrica durante o processo.

Zona afetada termicamente: poro do metal de base que no foi fundido, mas cujas

propriedades mecnicas ou microestrutura foi alterada pelo calor da soldagem,

brazagem ou corte. Ver figura 2.29.

Zona de fuso: rea do metal de base fundida, determinada na seo transversal da


Zona fundida: regio da junta soldada que esteve momentaneamente no estado

lquido e cuja solidificao resultou da cessao ou do afastamento da fonte de calor.

Pode ser obtida em um ou em vrios passes. Ver figura 2.29.

Zona de ligao: regio da junta soldada que envolve a zona fundida. a regio que

durante a soldagem foi aquecida at a fase lquida e esfriou at a solidificao. Para

os metais puros se reduz a uma superfcie. Ver figura 2.29.


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Origem das soldas

As mais antigas notcias que se tem sobre a soldagem esto em uma pea do Museu

do Louvre em Paris, um pingente de ouro com indicaes de solda, feito na Prsia

(4.000 AC).

Temos tambm a soldagem por forjamento da Espada de Damasco (1.300 AC), e a

utilizao de uma espcie de maarico soprado pela boca usando lcool ou leo como

combustvel que os egpcios usavam para fundir e soldar bronze, tcnica legada a

gregos e romanos.

A arqueologia tem revelado obras metlicas soldadas de difcil aplicao operacional

tendo em vista as poucas disponibilidades tcnicas daqueles tempos: o caso dos

pilares de ao de vinte metros de altura e 0,40 cm de descoberto na cidade de Delhi

(Dalle) na ndia, com trabalho de forjamento soldado da seguinte maneira: os blocos

eram aquecidos ao rubro (cor avermelhada), colocava-se areia entre eles e martelava-

se at a formao da solda.

A fase propriamente histrica comea no sculo XIX.

Eis algumas datas ligadas a essa histria:

1801 Sir Humphrey Davis cria um arco eltrico entre terminais de um circuito.

1836 Edmund Davi descobre o gs acetileno, e mais tarde Wohler descobre a forma

de obteno desse mesmo gs, com a mistura de carbureto de clcio e gua.

1837 Richemont estuda a chamada aerohdrica (ar + hidrognio).

1847 Hare funde 1 kg. de platina com um maarico oxihdrico (oxignio +

hidrognio).


SENAI - SP 32

1850 Sainte Clair Deville estuda a chama oxi hdrica.

1856 Joule, acidentalmente realiza uma soldagem por resistncia de fios de ao.

1877 Johnson sistematiza e estuda a soldagem por resistncia eltrica com auxlio

de presso mecnica, e considerado o pai da soldagem por resistncia (primeira

patente em maro de 1886, seguida de 150 outras). O campo de utilizao era

especificamente de fios metlicos.

1880 Maissan estuda o arco eltrico para fornos em 92 fbricas, e carbureto de

clcio no forno eltrico.

1885 Bernardos usa o eletrodo de carvo para fuso localizada no ao.

Como curiosidade interessante lembrar que a tenso do arco varia de 100 a 300 V. A

corrente de 600 a 1.000 A. Iniciava - se a passagem da corrente em curto - circuito e

em seguida o operador estabelece um arco de 5 a 10 cm. de dimetro do eletrodo indo

de 5 a 35 cm. com porta eletrodo de quase 50 cm. de comprimento. Bernardos realiza

tambm a primeira soldagem a ponto por resistncia com eletrodo de carvo.

1887 Fletcher realiza os primeiros ensaios de perfurao de ao sob jato de

oxignio.

1891 Slavianott realiza a primeira soldagem de chapas de ao com eletrodo metlico

nu.

1895 Le Chatelier estuda a chama oxiacetilnica.

1898 Linde produz o oxignio industrialmente.

1901 Fouche e Picard apresentam o primeiro maarico oxiacetilnico industrial.

1902 Claude aperfeioa a unidade de produo de oxignio.

1904 Picard apresenta o maarico de corte.

1907 Knellerg aplica um revestimento ao eletrodo de soldagem a arco.

1924 Langmuir prope a soldagem ao hidrognio atmico.


SENAI - SP 33

1935 desenvolvido o processo TIG.

1936 Soldagem sob - fluxo.

1938 Soldagem de materiais plsticos.

O QUE SOLDAGEM?

A definio da American Welding Society nos diz:

Processo de unio de materiais usado para obter coalescncia (aderncia) localizada

de metais e no-metais, produzidos por aquecimento at uma temperatura adequada,

com ou sem a utilizao de presso e / ou material de adio.


SENAI - SP 34


SENAI - SP 35

Metais Ferrosos

Objetivos

Ao final desta unidade o participante dever:

Conhecer

Estar informado sobre:

Classificao dos materiais naturais, artificiais, ferrosos e no-ferrosos;

Propriedades dos materiais.

Saber

Reproduzir conhecimentos sobre:

Estrutura dos metais;

Formao da estrutura na solidificao;

Componentes da estrutura: tomo, cristais, gro, contorno do gro;

Propriedades fsicas dos metais.

Introduo

Quando da confeco de um determinado produto, deve-se, como um dos fatores

prioritrios, selecionar o material adequado que o constituir.

Para tanto, o material deve ser avaliado sob dois aspectos: suas qualidades

mecnicas e seu custo.

Classificao de materiais

Apresentamos a seguir uma classificao dos materiais mais comumente utilizados,

tendo cada um sua importncia e emprego definidos em funo de suas

caractersticas e propriedades.


SENAI - SP 36

materiais

metlicos no metlicos

ferrosos no ferrosos sintticos naturais

ao

FoF

o

pesa

dos

leve

s

pl

stic

os

resi

nid

es

madeira

mouro

etc

.

Conhecidas as classes dos materiais passemos agora a especific-los por grupos e

emprego a que se destinam, pois todos os materiais possuem caractersticas prprias

que devemos conhecer para podermos empreg-los mais adequadamente.

Materiais metlicos

Ao estudarmos a classe dos materiais metlicos podemos dividi-los em dois grupos

distintos: os ferrosos e os no-ferrosos.

Materiais metlicos ferrosos

Desde sua descoberta os materiais ferrosos tornaram-se de grande importncia na

construo mecnica.

Os materiais ferrosos mais importantes so:

Ao liga de Fe e C com C < 2% - material tenaz, de excelentes propriedades, de fcil

trabalho, podendo tambm ser forjvel.

Ferro fundido liga de Fe e C com 2 < C < 5% - material amplamente empregado na

construo mecnica, e que, mesmo no possuindo a resistncia do ao, pode

substitu-lo em diversas aplicaes, muitas vezes com grande vantagem.

Como esses materiais so fceis de serem trabalhados, com eles construda a maior

parte de mquinas, ferramentas, estruturas, bem como instalaes que necessitam

materiais de grande resistncia.


SENAI - SP 37

Metais no-ferrosos e ligas

Introduo

Os metais no-ferrosos tm aumentado cada vez mais a sua importncia no mundo

moderno, quer substituindo o ferro, quer formando ligas com o ferro para melhorar as

suas caractersticas.

Podemos classific-los em dois grandes grupos:

Metais pesados cuja densidade maior ou igual a 5kg/dm3.

Metais leves cuja densidade menor que 5kg/dm3.

A maioria dos metais puros so moles e tm baixa resistncia a trao. Mas essas

propriedades podem ser melhoradas pela adio de elementos de liga.

Pela adio de elementos de liga quase sempre aumentam-se a dureza e a resistncia

a trao, diminui-se o alongamento, e a condutibilidade eltrica piora.


SENAI - SP 38

A obteno dos metais

Os minrios de onde so retirados os metais, alm do prprio metal, contm tambm

impurezas, tais como: oxignio, hidrognio e enxofre. A quantidade (porcentagem) de

metal varia em funo do tipo de minrio.

O quadro abaixo mostra esquematicamente o processo de obteno da maioria dos

metais.

Para obter um metal quase que totalmente puro (99,99%) usam-se normalmente

outros processos alm do processo normal de obteno do metal siderrgico, os quais

dependem do tipo de metal.

Normalizao

Segundo DIN 1700

Para metais puros escreve-se o smbolo do elemento qumico seguido do grau de

pureza.

Designao de metais puros

Zn

smbolo

99,99

grau de pureza

Para ligas adota-se a seguinte forma:


SENAI - SP 39

Produo ou

aplicao

Composio

Propriedades

especiais

G = Fundido

GD = Fundido a

presso

GK = Fundido

em coquilha

Gz = Fundido por

centrifugao

V = Liga prvia de

adio

Gl = Met. antifrico

para mancais

L = Metal para

solda

Smbolo qumico do

metal base

Smbolo qumico dos

elementos de liga

seguidos de seu teor

em porcentagem

F-40 = Resistncia a

trao em

kgf/mm2

W = mole

h = duro

Wh = dureza de

laminado

Zh = dureza de

trefilado

P = dureza de

prensagem

150Hv = dureza

vickers

bk = brilhante

gb = decapado

g = recozido

dek = oxidvel

com efeito

decorativo

Exemplos:

GD-Zn A 4 Cu1 Liga de zinco fundido sob presso com 4% de A , 1% de Cu.

A Cu Mg1 F40 Liga de alumnio com 1% de Cu e resistncia a trao de 40kfg/mm2

390N/mm2.

Exerccio

Explique as denominaes das ligas abaixo:

G Sn80

A Cu Mg1 W

A Mg Si1 dek F28

Gk Cu A 10 Ni


SENAI - SP 40

Metais no-ferrosos pesados

Cobre(Cu)

Propriedades: um metal de cor avermelhada, bom condutor de eletricidade e calor,

resistente a corroso, dctil e malevel (pode atingir mais de 90% de deformao a

frio, sem recozimento intermedirio).

Propriedades do cobre

Densidade 8,96g/cm3

Ponto de fuso 1 0830C

Resistncia a trao 200...360N/mm2

Alongamento 50...35%

Coeficiente de dilatao

trmica

16,5X10-6cm/cm/0C

(200C)

utilizado para transmisso de energia eltrica (fios, chaves, conexes) e energia

trmica (trocadores de calor).

Quando so necessrias propriedades mecnicas mais elevadas, usam-se ligas de

cobre.

Liga cobre-zinco (lates)

So ligas de cobre e zinco onde o teor de zinco varia de 5 a 50%, podendo ainda

conter outros elementos de liga como o chumbo, estanho e alumnio em pequenos

teores.

Exemplos de liga cobre-zinco

Cu Zn30 F43

Cu Zn20 Al F35

Cu Zn39 Sn F35

Liga cobre-estanho (bronzes)

Os bronzes so ligas de cobre com estanho (2 a 16%). medida que cresce o teor de

estanho, aumenta a resistncia mecnica e diminui a ductilidade. As propriedades


SENAI - SP 41

mecnicas podem ser melhoradas com a adio de at 0,4% de fsforo que atuar

como desoxidante, dando origem ao chamado bronze fosforoso.

O chumbo adicionado para melhorar as propriedades de antifrico, a usinabilidade

e a estanqueidade (de peas fundidas); o zinco adicionado para atuar como

desoxidante (nas peas fundidas) e melhorar a resistncia mecnica.

Exemplos de liga cobre-estanho

Cu Sn8 F53

Cu Sn6 Zn F70

Liga cobre-nquel e liga cobre-nquel-zinco (alpacas)

As alpacas contm de 45 a 70% de cobre, 10 a 30% de nquel e o restante de zinco.

Exemplo de alpaca

Cu Ni25 Sn5 Zn2 Pb2

So utilizadas para confeco de peas decorativas, talheres e utenslios

semelhantes, molas de contato de equipamentos eltricos e telefnicos, arames de

resistores eltricos, vlvulas hidrulicas.

Liga cobre-alumnio

So utilizadas para confeco de cestos de decapagem, sapatas de laminador,

engrenagens internas, bombas resistentes a lcalis, assentos de vlvulas, hastes,

hlices navais, mancais, buchas.

Exemplos de liga cobre-alumnio

Cu A 10 Fe1

Cu A 11 Fe5 Ni5


SENAI - SP 42

Liga

Propriedades mecnicas

Uso

Limite de

resistncia

a trao

kgf/mm2

Alongamento

% Dureza brinell

Cu ETP*

22 45 48 6 45 105

Cabos condutores de

eletricidade, motores, geradores,

transformadores, bobinas.

(lates)

CuZn30

33 85 62 3 65 160

Tubos de trocadores de calor

para gua no poluda, cpsulas

e roscas de lmpadas,

cartuchos, instrumentos

musicais, carcaas de extintores

de incndio, componentes

estampados e conformados (tais

como rebites, pinos e

parafusos).

CuZn9Pb2

27 40 45 12 55 105

(Boa usinabilidade e

condutibilidade eltrica).

Parafusos, componentes

rosqueados de dispositivos

eltricos, conectores fmea-

macho para computadores.

(bronzes)

CuSn6

37 100 60 2 80 225

(Possui pequeno teor de fsforo

0,02 0,40%). Tubo de

conduo de guas cidas de

minerao, componente para a

indstria qumica, txtil e de

papel, engrenagens,

componentes de bombas, molas

condutoras de eletricidade,

eletrodos de soldagem.

CuSn10Pb10

18 28 69

Mancais para altas velocidades

e grandes presses, mancais

para laminadores.

*Cu ETP cobre eletroltico tenaz


SENAI - SP 43

Chumbo

um metal com aspecto exterior caracterstico, pois apresenta uma cor cinza azulada.

Sua superfcie de ruptura (recente) de uma cor branca prateada muito brilhante.

fcil de conhec-lo pelo peso: um material muito denso e macio.

Propriedades do chumbo

Densidade 11,3 3dm

kg

Ponto de fuso 0C 3270C

Resistncia a trao 15...20 2mm

N

Alongamento 50...30%

O chumbo muito dctil, fcil de dobrar, laminar, martelar (a frio). Os tubos so

curvados com auxlio de uma mola, ou enchendo-os de areia fina e seca, ou com

ajuda de um aparelho de curvar.

Liga-se com dificuldades a outros metais, exceto com o estanho, com o qual se produz

a solda de estanho.

bem resistente a corroso, pois, quando exposto ao ar, recobre-se de uma camada

protetora de xido.

Designao do chumbo

Denominao Norma Impureza

Chumbo fino Pb 99,99 0,01%

Chumbo siderrgico Pb 99,9 0,1%

Chumbo refundido Pb 98,5 1,5%

Precauo

Partculas de chumbo que aderem s mos podem penetrar no organismo e provocar

uma intoxicao; por isso indispensvel lavar bem as mos aps o trabalho.


SENAI - SP 44

Aplicao

utilizado no revestimento de cabos eltricos subterrneos e no revestimento de

recipientes para cidos usados na indstria qumica.

O chumbo fino aplica-se em placas de acumuladores, cristais ticos e proteo contra

raios X.

Zinco (Zn)

um metal branco azulado. Sua superfcie de ruptura formada de cristais que se

distinguem facilmente.

Entre os metais, o que tem maior coeficiente de dilatao trmica (0,000029/0C).

Exposto umidade do ar, combina-se com o bixido de carbono (CO2), formando uma

capa cinzenta de carbonato de zinco (Zn+CO2) que protege o metal.

muito sensvel aos cidos, que o atacam e destroem, sendo portanto, impossvel

conservar cidos em recipientes de zinco.

Propriedades do zinco

Densidade 7,1 3dm

kg

Ponto de fuso 4190C

Resistncia trao 20...36 2mm

N

Alongamento 1%

As propriedades do zinco podem ser sensivelmente melhoradas por adio de outros

metais.

Designao do zinco

Denominao Norma Impureza

Zinco fino Zn 99,95 0,005%

Zinco siderrgico Zn 99,5 0,5%

Zinco fundido G-Zn.A 6.Cu 1%

Com liga de alumnio se torna mais resistente, com liga de cobre, mais duro. O

magnsio compensa as impurezas existentes e igualmente o torna mais duro.

Tambm o bismuto, o chumbo e o tlio melhoram consideravelmente as propriedades

do zinco para sua usinagem.


SENAI - SP 45

Aplicao

Peas de ao, que estejam sujeitas a oxidao do tempo, devem receber uma

zincagem (banho de zinco) para sua proteo.

As ligas de zinco, tambm chamadas de zamac, so muito utilizadas para obter peas

complicadas atravs de fundio por injeo. Esse processo facilita a fabricao em

srie e aumenta a preciso das peas.

Nome comercial Norma

Zamac 2

Zamac 3

Zamac 5

Zamac 610

Zn A 4 Cu3

Zn A

Zn A 4 Cu

Zn A 6 Cu

Essas ligas so usadas na confeco de maanetas, componentes de relgio, botes

de controle, brinquedos (particularmente em miniaturas), componentes de mquinas

de escrever, de calcular e de eletrodomsticos.

Estanho (Sn)

um metal branco azulado e macio que se funde facilmente e resistente a corroso.

Dobrando-se uma barra de estanho, ouve-se um rudo como se o metal estivesse

trincado. Esse rudo produzido em conseqncia do deslizamento dos cristais, que

atritam entre si (grito do estanho).

No se altera quando em contato com cidos orgnicos ou quando exposto s

intempries.

Propriedades do estanho

Densidade 7,3kg/dm3

Temp. de liquefao 2320C

Resistncia a trao 40...50N/mm2

Ductilidade 40%

Em temperaturas inferiores a 150C, o estanho se decompe formando um p de cor

cinzenta.


SENAI - SP 46

O estanho puro no empregado em construes de peas devido a sua pequena

resistncia a trao.

Graas a sua grande ductilidade podem-se laminar folhas muito delgadas, de at

0,008mm de espessura.

O estanho muito fluido no estado fundido e adere muito bem ao ao. Liga-se

perfeitamente com outros metais, tais como: cobre, chumbo e antimnio.

A solda de estanho possvel sobre lato, ao e ao fundido.

Smbolo Aplicao

Sn 99,9 Para revestir ao usado para embalar alimentos (folha de

flandres).

L Sn50 Pb Sb Solda para indstria eltrica (temperatura de fuso

1830C..2150C).

L Sn60 Pb Ag Solda para a indstria eletrnica (temperatura de fuso

1780C..1800C).

Metais leves

Alumnio puro

A figura seguinte mostra o

processo de obteno do alumnio

por meio da energia eltrica. A

matria-prima o minrio bauxita,

que submetido a diversos

processos para secagem,

separao das impurezas e

transformao em xido de

alumnio puro.

Obteno do alumnio


SENAI - SP 47

O xido de alumnio transformado em alumnio puro por eletrlise (decomposio

por corrente eltrica em alumnio e oxignio). Pode ser transformado em produtos

fundidos ou laminados.

Propriedades

um metal muito macio e muito dctil. Pode ser identificado pela sua cor branca

prateada. bom condutor de calor e de corrente eltrica. Tem uma grande resistncia

a corroso e liga-se muito bem a outros metais.

Propriedades do alumnio puro

Densidade 2,7kg/dm3

Ponto de fuso 6580C

Resistncia a trao 90 230N/mm2

Ductilidade 20%...35%

Em contato com o ar se recobre de uma camada muito delgada de xido que protege

o metal (A +O2 A 2O3).

Por causa de sua capacidade de alongamento fcil de dobrar, trefilar e repuxar.

Pode ser usinado com grandes velocidades de corte e grandes ngulos de sadas na

ferramenta ( ).

Velocidade de corte do alumnio em m/min

Ferramenta/

Operao

Ao rpido

= 350 a 400

Metal duro

= 300 a 350

Tornear

Furar

Fresar

120 180

50 200

200 380

250 700

90 300

at 1 200

Aplicaes do alumnio puro (em funo da pureza)

Denominao Designao Impurezas

em % Formas Emprego

Alumnio puro

99,8

Al 99,8 0,2 Em semi-

produtos

como:

chapas, tiras,

tubos, perfis,

Produtos qumicos para

altas exigncias.

Alumnio puro

99,5

Al 99,6 0,5 Eletrotcnica, produtos

qumicos, construes

navais.


SENAI - SP 48

Alumnio puro

99

Al 99 1 peas

prensadas,

arames e

barras.

Usos gerais, exceto

peas sujeitas ao de

agentes qumicos, por

exemplo: baterias de

cozinha.

Alumnio extra-

puro

99,99

Al 99,99 0,01 Usos qumicos, joalheria.

Ligas de alumnio

Quando o alumnio ligado a outros metais, obtm-se ligas de alta resistncia e

dureza, enquanto que suas maleabilidade e condutibilidade eltrica diminuem. As ligas

de alumnio com cobre, zinco, magnsio e silcio podem ser submetidas a um

tratamento especial de tmpera. Esse processo aumenta a dureza e mais ainda a

resistncia a trao (duas vezes).

As ligas podem ser classificadas em:

Ligas de laminao

Ligas de fundio

Ligas de alumnio de laminao

So transformadas por laminao, trefilao e trabalhos com prensa em chapas, tiras,

barras, tubos e perfis.

Ligas de alumnio fundido

So fundidas em areia, coquilha e sob presso.


SENAI - SP 49

As peas moldadas sob presso so obtidas injetando-se o metal lquido a alta

presso em moldes de ao. Esse processo aplicado para peas de alta preciso e

boa resistncia a trao.

Ligas de alumnio Norma DIN 1725

Ligas laminadas Composio Usos

A CuMg 4% Cu

0,2 0,8% Mg

Peas leves para alto esforo

mecnico.

A MgSi 0,6 1,6% Mg

0,6 1,6% Si

Presta-se para soldar e polir e possui

alta resistncia a corroso.

Ligas fundidas

G-A Si10Mg 9 11% Mg

0,2 0,4% Mg

Usada em carcaas e engrenagens.

Possui alta resistncia a trao (220

N/mm2) e soldvel.

G-A Mg10 9 11% Mg Para peas da indstria qumica e

aeronutica.

Oxidao andica

Permite melhorar a resistncia a corroso de certas ligas de alumnio. Na oxidao

andica, as peas de alumnio recebem, depois de sua elaborao, uma camada

protetora de xido reforado por oxidao eltrica. Essa camada muito dura e resiste

muito bem a intempries.

As chapas das ligas Al Cu Mg so recobertas por uma fina camada de alumnio puro

ou por uma liga isenta de cobre, por laminao a quente, para que no escurea.

Ligas de magnsio

O magnsio um metal leve ( = 1,74kg/dm3). O magnsio puro no pode ser

empregado como material para construo, somente suas ligas encontram aplicaes

industriais.

As ligas so obtidas com resistncia satisfatria com adies de alumnio, zinco e

silcio. Podem ser soldadas e se fundem facilmente.

Ligas de magnsio

Liga Composio

G Mg Al 9 Zn1 8,3 a 10% A

0,3 a 1,0% Zn


SENAI - SP 50

0,15 a 0,3% Mn

Propriedades

Densidade 1,8kg/dm3

Resistncia a trao 24 a 28 kp/mm2

Alongamento 10 a 6%

Para melhorar a resistncia a corroso, as peas de ligas recebem um tratamento

depois de usinadas: um banho de cido ntrico e dicromato de lcalis, que forma em

sua superfcie uma capa amarelada.

Aplicaes

As ligas de magnsio so utilizadas na confeco de carcaa de motores e

mecanismos portteis que devem ser leves, tais como, serras e roadeiras portteis.

Precaues

Os cavacos finos que so produzidos durante a usinagem podem inflamar-se e

provocar incndio. Para esfriar os cavacos de magnsio usa-se areia, cavacos de

ferro-fundido, jamais gua.


SENAI - SP 51

Estrutura cristalina dos metais

A maioria dos metais ao se solidificar experimenta uma contrao de volume, o que

indica uma menor separao entre os tomos no estado slido.

Nesse estado, os tomos animados de pequena energia cintica no conseguem

deslizar livremente uns em relao aos outros.

No estado slido, os tomos no esto em repouso, mas vibram em torno de

determinadas posies de equilbrio assumidas espontaneamente por eles ao se

solidificarem.

Arranjo dos tomos

Essas posies no so assumidas ao acaso, pelo contrrio, apresentam uma

ordenao geomtrica especial caracterstica, que uma funo da natureza do metal.

Essa disposio ordenada, caracterstica dos metais slidos e de outros materiais no-

metlicos, denomina-se estrutura cristalina.


SENAI - SP 52

Tipos de estruturas cristalinas

Dentre as estruturas destacamos trs tipos:

Rede cbica de faces centradas

Metais: Ni, Cu, Pb, Al e tipo de ferro que se chama ferro .

Rede cbica de corpo centrado

Metais: V, Cr, Mo, W e tipo de ferro que se chama ferro .

Hexagonal compacta

Metais: Mg, Zn, Cd, Ti.

- a dimenso da rede varia de tipo para tipo.

A transformao mecnica dos metais (tais como laminao, dobramento,

estampagem) depende do tipo da estrutura cristalina.

Nas estruturas do tipo (1) a transformao ocorre facilmente, enquanto na estrutura (3)

a transformao mais difcil de ser verificada.

No processo de dobramento de metais que possuem o tipo (3) exemplo: Mg e Zn, a

pea pode quebrar mais facilmente do que nos metais que possuem estrutura do tipo

(1) exemplo: ao ou Al.


SENAI - SP 53

Formao da estrutura na solidificao

A estrutura cristalina, formada na solidificao atravs do resfriamento, ir definir a

estrutura do material, os seus constituintes e propriedades.

No estado lquido os tomos metlicos se movem livremente. Com a queda da

temperatura, diminui a energia de movimento dos tomos e passa a predominar a

fora de atrao entre eles. Por isto os tomos vo se unindo uns aos outros, em

determinadas posies, formando os cristais (embries). Essa formao orientada

segundo direes preferenciais, denominadas eixo de cristalizao.

medida que esses cristais crescem em direes definidas, encontram-se e

estabelecem uma superfcie de contato que chamamos de limite ou contorno de gros.

Observe a seguir o processo de formao da estrutura cristalina na solidificao.

O tamanho do gro na estrutura do metal varia de acordo com o nmero de embries

formados e com o tipo de metal.

Num mesmo metal podem-se formar gros pequenos ou grandes, se modificarmos o

tempo de solidificao (velocidade de resfriamento e presso).

Se diminuirmos o tempo de solidificao, teremos uma estrutura formada por maior

nmero de gros (estrutura fina). Caso contrrio, ocorre o inverso (estrutura grossa).

As estruturas de gros muito grandes possuem baixa resistncia trao.

A figura abaixo apresenta no diagrama de solidificao como se processa a formao

dos metais durante o resfriamento


SENAI - SP 54

Diagrama de solidificao

Propriedades dos materiais

Na construo de peas e componentes, devemos observar se os materiais

empregados possuem as diversas propriedades fsicas e mecnicas que lhe sero

exigidas pelas condies e solicitaes do trabalho a que se destinam. A seguir

mostraremos algumas dessas propriedades.

Elasticidade

Uma mola deve ser elstica. Por ao de uma fora, deve se deformar e, quando

cessada a fora, deve voltar posio inicial.


SENAI - SP 55

Para comprovarmos a elasticidade do ao para molas, prendemos a mola na morsa

por um lado e a estiramos pelo outro lado at que se estique.

Quando a soltamos, se a mola voltar posio inicial porque o ao possui boa

elasticidade.

Fragilidade

Materiais muito duros tendem a se quebrar com facilidade, no suportando choques,

enquanto que os materiais menos duros resistem melhor aos choques. Assim, os

materiais que possuem baixa resistncia aos choques so chamados frgeis.

Exemplos: FoFo, vidro, etc.

Ductilidade

Pode-se dizer que a ductilidade o oposto da fragilidade. So dcteis os materiais que

por ao de fora se deformam plasticamente, conservando a sua coeso, por

exemplo: cobre, alumnio, ao com baixo teor de carbono, etc.

Na figura seguinte temos um fio de cobre de 300mm de comprimento. Se puxarmos

este fio, ele se esticar at um comprimento de 400 a 450mm sem se romper porque

uma das qualidades do cobre ser dctil.

Ductilidade

Tenacidade

Se um material resistente e possui boas caractersticas de alongamento para

suportar um esforo considervel de toro, trao ou flexo, sem romper-se,

chamado tenaz.


SENAI - SP 56

A chave da figura seguinte pode ser tracionada e flexionada sem romper-se facilmente

porque de um material tenaz.

Tenacidade

Dureza

As ferramentas devem ser duras para que no se desgastem e possam penetrar em

um material menos duro.

A dureza , portanto, a resistncia que um material oferece penetrao de outro

corpo.

Resistncia

Resistncia de um material a sua oposio mudana de forma e ao cisalhamento.

As foras externas podem exercer sobre o material cargas de trao, compresso,

flexo, cisalhamento, toro ou flambagem.

Flexo


SENAI - SP 57

Cisalhamento

Toro

Trao

Flambagem Compresso

Toda fora externa gera no material tenses de acordo com o tipo de solicitao.


SENAI - SP 58


SENAI - SP 59

Soldabilidade dos materiais Metlicos e suas Ligas

Objetivos

Ao final desta unidade o participante dever:

Conhecer

Estar informado sobre:

Aspectos da metalurgia referentes a soldagem;

Diferentes estruturas e transformaes metalogrficas do material soldado;

Soldabilidade dos materiais ferrosos e no - ferrosos.

Saber

Reproduzir conhecimentos sobre:

Estruturas metalogrficas desejveis no cordo de solda no estado slido;

Influncia do tipo de estrutura nas propriedades do cordo de solda;

Diferentes testes de soldabilidade e suas aplicaes;

Mecanismo de formao de trincas nos materiais soldados;

Aspectos negativos do superaquecimento das junes soldadas.

Ser capaz de

Aplicar conhecimentos para:

Avaliar a soldabilidade de um material;

Orientar corretamente a execuo de uma solda em funo do superaquecimento;

Evitar fragilidade das junes soldadas em funo da formao de uma estrutura

indesejvel.


SENAI - SP 60

Metalurgia da soldagem

Uma liga metlica ocorre se a fuso de dois ou mais elementos metlicos produzir um

outro elemento. A fuso dilui os elementos, como a gua dilui o acar. O elemento

adicionado na composio da liga metlica pode tambm ser no metlico.

So exemplos de ligas:

Cobre + zinco = lato

Alumnio + magnsio = liga A Mg

Ferro + carbono = ao ou FoFo

Cromo + nquel + cobalto = liga metlica, CrNiCo

Tipos de ligaes

Os elementos de uma liga podem estar unidos por trs diferentes formas, aps a

solidificao:

Como mistura

As partculas cristalinas misturadas e ligadas umas com as outras s so

reconhecidas com o uso de microscpios. As propriedades do elemento principal A so

mantidas.

Mistura de elementos

Como ligao qumica

Os elementos A e B so ligados quimicamente

entre si formando um novo material C, com

propriedades completamente diferentes da

prpria ligao qumica. Com o microscpio,

pode-se reconhecer apenas um tipo de cristal.

Ligaes qumicas


SENAI - SP 61

Como soluo em estado slido

Os elementos de liga encontram-se

solubilizados no elemento principal,

tanto no estado lquido como no estado

slido. O elemento principal s

reconhecido atravs de microscpio.

Soluo slida

As propriedades caractersticas do elemento principal A so mantidas. O ao e o ferro

fundido so constitudos basicamente de ferro e carbono. O elevado teor de carbono

provoca uma substancial influncia em todas as propriedades importantes.

Fuso dos aos

Ao medir a temperatura de fuso, obtm-se dados importantes para a compreenso

de seu comportamento. Atravs disso, para todo material ferro - carbono, so

encontradas duas distintas e marcantes temperaturas: a temperatura inferior, na qual o

material comea a fuso, e a temperatura superior, na qual toda a massa slida

encontra-se em estado lquido. Entre as duas temperaturas, encontra-se o intervalo de

fuso.

As temperaturas de fuso so registradas no grfico, em funo do teor de carbono.

Diagrama de fuso


SENAI - SP 62

Como mostra o grfico, para um ao com 1,0% de carbono encontra-se uma

temperatura inferior de fuso igual a 1 350C e uma superior de fuso igual a 1 465C,

que so pontos de cruzamento da reta perpendicular de 1,0%C com as curvas de

fuso respectivas, transportadas na horizontal para a linha das temperaturas.

Entre as curvas inferior e superior de fuso, forma-se uma zona intermediria onde o

material se encontra no estado pastoso.

No processo inverso, partindo da temperatura superior para a inferior, por

resfriamento, encontra-se praticamente a mesma curva.

Para qualquer tipo de liga, podem ser determinadas as temperaturas de fuso e

solidificao, atravs de diagramas chamados diagramas de estados da liga.

Por exemplo, um material ferro - carbono com

0,8% de carbono, na temperatura entre 720 e

1 350C, forma um nico tipo de cristal. A

quantidade de carbono contida no

reconhecida, pois se encontra diluda no

cristal de ferro no estado slido.

Estrutura austentica

temperatura ambiente, os materiais ferro - carbono com 0,8% so constitudos de

dois diferentes tipos de cristais chamados ferrita e perlita.

Estrutura do ao com 0,8%C


SENAI - SP 63

A ferrita uma estrutura metalogrfica clara, constituda de cristais de ferro e ser

tanto mais predominante quanto menor for o teor de carbono.

Nos aos com 0,8% so formados cristais mais escuros chamados perlita.

A perlita uma ligao qumica de ferro puro com carboneto de ferro. O carboneto de

ferro (Fe3C) uma ligao qumica entre o ferro e o carbono, e muito duro e frgil.

A figura a seguir apresenta uma estrutura ampliada, onde se v a constituio da

perlita, contendo o carboneto de ferro em forma de lamelas, numa matriz de ferro puro

Cristal de perlita

Nos aos com teores acima de 0,8 at 2,1%C, a estrutura encontrada composta

apenas de carboneto de ferro, denominada cementita.

temperatura ambiente, os materiais ferro - carbono tm uma estrutura

completamente diferente do que tm alta temperatura.

No resfriamento da alta temperatura, a estrutura transforma-se completamente.

Semelhante fuso, no resfriamento encontram-se duas temperaturas para cada teor

de carbono: a temperatura superior, na qual a transformao se inicia, e a inferior,

onde as transformaes terminam. Entre as duas temperaturas situa-se a zona de

transformao da estrutura.


SENAI - SP 64

Zona de transformao

A figura a seguir apresenta as temperaturas de fuso e de transformao de estruturas

em funo do teor de carbono.

Diagrama ferro - carbono

Apresenta ainda o grfico completo, com as zonas de fuso e de transformao da

estrutura e suas respectivas temperaturas.

representado tambm o ponto - limite entre o ao e o ferro fundido (2,06%C).

Temperabilidade do ao

Os aos que sofrem um aquecimento, atingindo a zona de transformao (750 at

850C), podem adquirir uma dureza elevada se expostos a um resfriamento em gua,

em leo ou at mesmo em ar.


SENAI - SP 65

Os aos no ligados adquirem dureza se resfriados em gua; porm os ao de alta

liga podem adquirir dureza at com resfriamento a ar, por exemplo, ao com Cr Ni

18.8.

importante tal conhecimento, pois nas operaes de soldagem trabalha-se nessa

faixa de temperatura, podendo ocorrer o endurecimento da junta, o que altamente

prejudicial e perigoso.

Nos aos em geral, quanto maior for o teor de carbono, maior ser a temperabilidade e

dureza aps o resfriamento brusco e menor ser a tenacidade do material ou da junta.

A figura a seguir mostra a reao entre o teor de carbono e a dureza que se pode

obter.

A figura apresenta um cordo de solda

com suas regies de influncia trmica e

respectivas temperaturas, e tambm

como se processa a distribuio trmica

na junta.

A figura a seguir apresenta vrios tipos de juntas, numa seqncia crescente do

aumento da velocidade de resfriamento, que depende do tipo de junta, pois as


SENAI - SP 66

distribuies trmicas no resfriamento so diferentes tambm do tipo de chanfro e da

qualidade de material depositado no cordo em relao espessura das peas

soldadas.

No ltimo exemplo de tipo de junta encontra-se um cordo de solda com elevada

velocidade de resfriamento e muito suscetvel queima, temperabilidade e

conseqente fragilidade.

Surgimento de trincas

As regies das juntas soldadas onde ocorre endurecimento esto sujeitas,

especialmente, a trincas ocasionadas pela contrao ocorrida no resfriamento.

A figura apresenta alguns exemplos de trincas que podem surgir. Para durezas at

300HV, no existe perigo para a juno, porm acima de 400HV j causa

preocupaes e, em certos casos, convm executar um recozimento pleno ou de alvio

de tenses.

Trincas de soldagem


SENAI - SP 67

Os aos com at 0,25%C (St 33, St 34, St 37, St 42, HI, HII, StE 26, StE 29, StE 32),

bem como os de baixa liga, com at 0,20%C e com espessura at 30mm, por

exemplo, St 52-3, 15Mo3, 17Mn4, StE 36, so adequados soldagem, sem a

necessidade de procedimentos especiais, por no existir perigo de endurecimento. Os

demais aos, os aos cromo-nquel, bem como o St 52-3 e o StE 36, de espessuras

superiores a 30mm, devem ser preaquecidos para a soldagem, evitando assim o

perigo de trincas.

Freqentemente, tambm necessrio um tratamento posterior para alvio de tenses.

Superaquecimento nos aos

Quando um ao com 0,2%C aquecido a uma temperatura de 1 400C, ocorre um

crescimento dos cristais de austenita, formando uma estrutura de granulao

grosseira.

Aps o resfriamento, os gros grossos de austenita cristalizam-se, formando uma

estrutura granular grosseira quanto maior for o tempo de aquecimento.

Esse fenmeno denominado superaquecimento.

A temperatura de fuso do ao aproximadamente 1 500C.

O cordo de solda, no momento de sua execuo, encontra-se no estado fundido

lquido.

A temperatura do cordo de solda cai dos 1 500C para o estado pastoso at a

temperatura da pea. Junto ao cordo, o material possui consistncia, uma vez que

no est em estado lquido, mas extremamente superaquecido, portanto com

granulao grosseira.

Quanto mais grosseira for a granulao, menor ser a tenacidade do material. Por isso

o soldador deve observar que a juno soldada no seja aquecida por muito tempo.

Nos aos de boa soldabilidade e utilizando processos mais convenientes, consegue-se

manter as propriedades do cordo de solda, bem como uma zona e superaquecimento

completamente satisfatria.


SENAI - SP 68

Na soldagem de aos com tendncia tmpera, ocorrer uma fragilidade nessa zona,

provocada pelo superaquecimento, pois gros grosseiros so favorveis fragilizao.

A figura a seguir apresenta um diagrama referente a zonas do cordo de solda e suas

transformaes pelo efeito trmico de soldagem.

Soldabilidade das construes metlicas

Existem alguns fatores fundamentais que devem ser observados na execuo de uma

construo soldada.

Primeiro fator

A construo deve ser satisfatoriamente elaborada, observando-se as normas de

execuo, tais como processo, posio e execuo dos cordes de solda

propriamente ditos.

Segundo fator

As junes, sempre que possvel, devem oferecer possibilidade de acesso para a

execuo dos cordes, com processo de soldagem satisfatrio s exigncias da

construo.

Terceiro fator

O material deve ser apropriado para a soldagem, ou seja, possuir boa soldabilidade.

Convm salientar que nem todos os aos, bem como outros materiais, so iguais


SENAI - SP 69

quanto soldabilidade, pois o teor de carbono e a estabilidade das ligas metlicas

influem consideravelmente.

Soldabilidade dos materiais

O conceito de soldabilidade abrange muitos detalhes. So consideradas,

principalmente, as dificuldades encontradas durante a soldagem e o comportamento

do material soldado. Materiais que possuem boa soldabilidade asseguram

caractersticas mecnicas iguais ou at melhores que as do material - base, sem a

necessidade de providncias especiais.

No decorrer da unidade, o tema ser abordado de forma mais detalhada.

Soldabilidade dos aos de baixa e alta ligas

Os aos com teores de carbono de at 1,5%, com outros elementos de liga, tais como

cromo, nquel, cobalto, vandio, etc., com teores abaixo de 5%, so considerados

aos de baixa liga.

Os aos com teores de carbono de at 2,2% e que, ao mesmo tempo, apresentem em

sua composio outros elementos de liga (um ou mais), com teores superiores a 5%,

so chamados aos de alta liga.

Tabela: Classificao dos aos quanto ao teor de carbono

Classificao %Carbono Dureza

brindell Aplicao

aos de baixo carbono de 0,08 a 0,20 de 95 a 130 folhas, barras, arames,

estruturas em geral

aos de mdio

carbono

de 0,20 a 0,40 de 112

a 170

componentes de

mquinas - ferramentas

aos de alto carbono de 0,40 a 0,95 de 160 a 250 trilhos, molas, matrizes,

cordas de piano, etc.

Soldabilidade dos aos ao carbono

Nos aos ao carbono com teores entre 0,08 e 0,3% a soldabilidade muito boa. Esses

aos podem ser soldados por qualquer mtodo usado atualmente.


SENAI - SP 70

Uma solda de boa qualidade pode ser sempre obtida atravs da escolha adequada do

processo de soldagem e de sua correta preparao. Entre todos os aos, os de baixos

teores de carbono so os mais facilmente soldveis.

Os aos de mdio e alto teores contm grandes quantidades de carbono e de

elemento endurecedores. Sendo assim, esses aos apresentam maiores tendncias

de endurecimento na zona termicamente afetada, ou seja na regio da solda, podendo

ocorrer tambm a formao de trincas.

Para evitar as fraturas durante a soldagem, normalmente ser necessrio um

preaquecimento que se estabelece em funo do teor de carbono ou do carbono

equivalente.

As temperaturas recomendadas para o preaquecimento so apresentadas na tabela.

Tabela: Temperaturas para o preaquecimento

% Carbono Temperatura (C)

de 0,20

0,20 a 0,30

0,30 a 0,45

0,45 a 0,90

90 (mx)

90 a 150C

150 a 260C

260 a 420C

Soldabilidade dos aos de baixa liga

Os aos de baixa liga possuem no s um contedo de carbono equivalente ao dos

aos doces, mas tambm outros elementos de liga, igualmente em baixas

porcentagens.

Durante a soldagem desses aos, a zona termicamente afetada pode vir a sofrer um

endurecimento devido a mudanas em sua microestrutura, causadas pelas variaes

trmicas que lhe so impostas. O nvel final de dureza depende da velocidade de

resfriamento e tambm da composio qumica do ao.

Carbono equivalente (CE)

Deve ser observado, a respeito dos aos de baixa liga, que a soldabilidade depende

do carbono equivalente (CE).


SENAI - SP 71

Trata-se de um nmero obtido por frmulas desenvolvidas por vrios metalurgistas,

onde cada elemento de liga recebe um valor determinado, correspondente a uma

porcentagem de carbono.

Norma BS - 968

CE = %C + % 15

Cu

4

V

4

Mo

13

Ni

5

Cr

24

Si

Esse nmero caracteriza principalmente a resistncia formao de trincas, que

dependem da formao da martensita. A martensita em si j dura e frgil. Juntando-

se a isso a insolubilidade no hidrognio na estrutura martenstica, haver

provavelmente fissuras e incios de trincas na soldagem.

Soldabilidade dos aos fundidos

O ao fundido o produto da fundio do ao e sua composio qumica quase a

mesma do ao laminado.

Sua resistncia, dureza e soldabilidade so maiores do que as do ferro fundido.

Existem vrios tipos de ao fundido, em funo dos elementos de liga que lhe so

adicionados.(Tabela a seguir)

Classificao dos aos ao carbono fundido

Tipos Elementos de liga

Resistentes ao

desgaste

C ~ 0,40% (min.)

outros: Cr, A , NiCr ou Cr, Mn, V

Resistentes

corroso Cr, Ni ou Cu

Resistentes ao

calor

(mx. 540C)

CrNiSi, Cr, W, Mo e Ti

Na soldagem dos aos fundidos, consideram-se os seguintes casos possveis:

Soldagem de ao fundido com ao fundido;

Soldagem de ao fundido com laminado;

Soldagem para reparo do ao fundido


SENAI - SP 72

A soldagem pode ser efetuada atravs do mesmo processo utilizado em aos ao

carbono ou em aos de baixa liga, de mesma composio qumica.

Na soldagem de aos fundidos, o preaquecimento, ps - aquecimento ou a

manuteno da temperatura entre passes (quando a solda for de mltiplos passes)

so de grande importncia para prevenir o endurecimento da zona afetada e a

formao de trincas.

A tabela a seguir apresenta as temperaturas de preaquecimento recomendadas para

a soldagem de peas de ao ao carbono fundido.

C (%) C

0,28

0,35

0,45

0,50

a

a

a

a

0,38

0,45

0,55

0,60

120

150

260

260

a

a

a

a

200

260

360

370

Soldabilidade do ferro fundido

A soldagem de ferros fundidos um processo tpico de manuteno, usado em

produo praticamente apenas para recuperar peas com falhas de fundio.

O ferro fundido cinzento pode ser soldado a quente com as propriedades

equivalentes ao do material - base, com eletrodos ou varetas de ferro fundido e

preaquecimento (lento) prximo temperatura de fuso, podendo conseguir um

depsito homogneo e usinvel.

A soldagem em mdia temperatura de aquecimento, com eletrodo de alma de ao o

mais dctil possvel, oferece uma junta resistente e sem trincas, mas dura e no

usinvel.

A soldagem a frio, com eletrodo de nquel ou ferro - nquel, oferece uma junta usinvel,

mas de cor brilhante.

A soldagem de ferro fundido branco no segura. A tentativa de recuperao pode

ser feita com varetas de ferro fundido.


SENAI - SP 73

A soldagem de ferro fundido malevel pode ser feita a quente, com eletrodo de ferro

fundido, desde que se faa um novo tratamento aps a soldagem, para lhe devolver as

caractersticas de maleabilidade.

A soldagem de ferro fundido nodular feita, de preferncia, com eletrodos de ferro -

nquel, com preaquecimento de 288C. A soldagem oxiacetilnica j exige um

preaquecimento maior (~510C).

Soldabilidade dos aos inoxidveis

Classificao dos aos inoxidveis

Os aos inoxidveis so aos de alta liga, com excelente resistncia corroso, sendo

tambm empregados em altas temperaturas ou em servios criognicos. Possuem,

alm disso, boas propriedades de resistncia propagao de trincas e boa

usinabilidade, sendo classificados como martenstico, ferrtico e austentico.

Martenstico

autotempervel.

Possui boa resistncia corroso.

Possui baixa soldabilidade.

Ferrtico

No tempervel.

Possui alta resistncia corroso.

Possui sofrvel soldabilidade.

Austentico

No tempervel.

Possui alta resistncia corroso.

Possui excelente soldabilidade.

Soldagem dos aos inoxidveis.

Os aos inoxidveis contm altas porcentagens de diferentes elementos de liga. Sua

soldagem torna-se muitas vezes crtica porque os referidos elementos podem influir

diretamente na formao de fases frgeis ou alterar as propriedades originais do

metal-base.


SENAI - SP 74

Os principais processos utilizados na soldagem incluem a solda manual com eletrodos

revestidos, a MIG e TIG e arco submerso. Alm desses, aplicada em menor escala a

soldagem por feixe de eletrodos.

Soldabilidade dos aos inoxidveis

Tipo martenstico

Este tipo de ao gera uma estrutura martenstica dura e frgil, devido ao rpido ciclo

de aquecimento e resfriamento provocado pelos processos usuais de soldagem.

A soldabilidade desse ao exige cuidados especiais, uma vez que a martensita est

intimamente ligada a fenmenos de gerao de trincas.

Precaues na soldagem:

Preaquecer entre 200 e 400C e manter a temperatura entre os passes;

Manter a temperatura entre 700 e 800C logo aps a soldagem.

Tipo ferrtico

Na soldagem, praticamente inexiste o perigo de endurecimento da zona termicamente

afetada. Porm, sua resistncia a ductilidade podem ser alteradas em funo do

crescimento exagerado de gros.


Preaquecer a pea a uma temperatura entre 70 e 100C para prevenir a ocorrncia de

trincas a frio;

A junta deve ser resfriada rapidamente de 600 a 400C para evitar a fragilizao a

475C;

Deve ser evitado um preaquecimento excessivo.

Tipo austentico

o tipo que apresenta melhor soldabilidade em comparao aos j mencionados.

Entretanto, se resfriado lentamente, entre 680 e 480C aps a soldagem, poder

ocorrer uma precipitao de carbonetos de cromo nos espaos intergranulares da

matriz cristalina.

A corroso intergranular provoca um decrscimo da resistncia corroso e das

propriedades mecnicas.


SENAI - SP 75

Precipitao intergranular de um ao inoxidvel 18.8

As propriedades mecnicas e a resistncia do metal depositado na soldagem dos aos

inoxidveis so bastante influenciadas pela composio qumica e pela estrutura

cristalina. Os diferentes tipos de estruturas, que podem ser encontrados nos aos

inoxidveis em funo da composio qumica, podem ser traduzidos em termos

percentuais de nquel e cromo.


Reduzir o insumo de calor, sem preaquecer a junta, de modo a evitar precipitao de

carbonetos;

Utilizar aos que contenham nibio e titnio ou com teores ultrabaixos de carbono (C

0,0,3%);

Selecionar o eletrodo de tal maneira que a estrutura do metal depositado e diludo

corresponda a uma estrutura resistente a trincas e fragilizao.

A figura a seguir apresenta alguns tipos de defeitos mais comuns nas soldagens de

ao austentico (18.8) AISI 347 (ver diagrama de Schaefler, sobre a influncia do

nquel e do cromo equivalente nas estruturas de peas soldadas).


SENAI - SP 76

Defeitos na soldagem

Soldabilidade dos aos ao cromo martenstico e ferrtico

Os aos com teor de cromo entre 12 e 15%, com ou sem molibdnio, so temperveis

com resfriamento ao ar, e sua dureza tanto maior quanto maior for o teor de carbono

existente neles.

A figura mostra a influncia do teor de carbono - aquecido a uma temperatura de

980C, com uma permanncia de 30min e resfriado ao leo - na temperabilidade dos

aos ao cromo com teores de 12 a 13% de Cr.


SENAI - SP 77

A presena do carbono provoca uma dilatao na estrutura do ao quando esta se

encontra na fase gama, e, ao ser resfriado, mesmo que seja ao ar, adquire uma

formao martenstica, produzindo uma camada endurecida no contorno dos gros, a

qual, aps o aquecimento provocado pela soldagem, adquire tmpera.

J nos aos ao cromo ferrticos o aquecimento provoca um crescimento de gros em

sua estrutura, que permanece mesmo aps o tratamento trmico. Esse aumento dos

gros, provocado pelo aquecimento na regio soldada, reduz a ductilidade do material

e sua resistncia contra a corroso intercristalina.

Uma vez que o xido de cromo se forma a uma temperatura elevada (temperatura de

fuso 1 970C), os aos ao cromo devem ser protegidos durante a soldagem.

O clcio e o fluoreto de sdio reagem ativamente com o xido de cromo durante a

soldagem e, por isso, so elementos essenciais nos revestimentos dos eletrodos, bem

como o p utilizado no processo de solda por arco submerso.

Como os aos ao cromo (13%Cr) sofrem uma transformao em sua estrutura em

funo do aquecimento (de austentica para ferrtica ou martenstica), antes de efetuar

a sua soldagem, necessrio um preaquecimento entre 150 e 200C, com o objetivo

de reduzir essa transformao e as tenses internas provenientes do calor da

soldagem. Aps a soldagem, deve-se, mais uma vez, fazer um aquecimento

temperatura de 700C.

Tambm para os aos ao cromo com um teor de 17% (uma vez que parte da estrutura

tambm se transforma), recomenda-se um preaquecimento, no caso de soldagem de

chapas grossas, em torno de 150C, e um ps - aquecimento de 750 a 800C. No caso

de chapas finas no necessrio aquecimento prvio nem posterior.

Soldabilidade e soldagem de aos cromo - nquel resistentes a corroso e altas

temperaturas.

A estrutura austentica do metal-base determinada pelo teor de nquel e ferro

temperatura ambiente, assim como a determinadas temperaturas.


SENAI - SP 78

Enquanto que na laminao e forjaria os aos resistentes corroso apresentam uma

composio austentica homognea, quando soldados ou fundidos, parte da austenita

se transforma em ferrita.

Zona de solda de um ao

O principal objetivo da formao da ferrita na soldagem impedir a formao de

trincas na solda. Quando maior for o teor de ferrita, maior ser a resistncia corroso

nas possveis fissuras, formadas pelas tenses na soldagem.

A ferrita nos materiais austenticos soldados aumenta a resistncia mas diminui a

ductilidade.

Nos aos resistentes a altas temperaturas e com alta resistncia ao calor, a presena

da ferrita indispensvel, principalmente quando esses aos so submetidos a uma

faixa de temperatura entre 500 e 925C.

Os aos cromo - nquel austenticos com teor de carbono acima de 0,03% separam-se

e, quando aquecidos a uma faixa de temperatura entre 425 e 870C, formam

carboneto de cromo, pela existncia de carbono no contorno do gro.

Esse fenmeno provoca um sensvel empobrecimento do cromo no contorno do gro e

com isso pode ocorrer uma corroso intercristalina sob determinadas condies.

Quanto menor o teor de carbono, melhor ser a formao de carbonetos. Abaixo de

0,02%, o carbono permanece dissolvido na austenita.

Aumentando esse teor at 0,07C, comea a surgir uma precipitao de solicitaes e

sua resistncia corroso ser reduzida.

Acima de 0,07C, a formao de carbonetos rpida e em grande quantidade.


SENAI - SP 79

Titnio e nibio tm uma afinidade com o carbono bem maior do que com o cromo.

Atravs desses elementos de liga em quantidade satisfatria (titnio 5 vezes o teor de

carbono e nibio 8 vezes o teor de carbono, no mnimo), para os aos inoxidveis

austenticos, consegue-se a formao de carbonetos de nibio ou de titnio, na

maioria dos casos antes que o carboneto de cromo possa se formar. Esse fenmeno

definido como estabilizao. Por outro lado, o nibio favorece a tendncia de trincas a

quente.

Dessa forma, o contedo de nibio em materiais de adio na soldagem deve ser

limitado a um teor mximo de 1%.

Soldabilidade e soldagem dos aos austenticos ferrticos

Os aos austenticos - ferrticos devem ser soldados de forma adequada, utilizando-se

tipos de materiais de adio com caractersticas semelhantes. Podem ser soldados ao

arco eltrico, com eletrodo revestidos, ou tambm pelos processos de soldagem MIG

e TIG.

Apresentam uma boa resistncia contra a corroso provocada e localizada nas trincas,

resultante dos efeitos das tenses, e uma elevada resistncia alternativa corroso.

Os aos resistentes corroso e ao desgaste so aplicados, por exemplo na indstria

de alimentos, fabricao de fibras plsticas, suportes de barcos e para trem de

aterrissagem de hidroavies.

O fenmeno da corroso em funo da soldagem

Nos aos ao cromo fer

soldador de solda elétrica e oxiacetileno

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