soldador de tubulacao (senai_prominp)

7/29/2019 Soldador de Tubulacao (Senai_Prominp)

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SOLDADOR DETUBULAOMDULO BSICO


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SOLDADOR DE TUBULAO

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PETROBRAS - Petrleo Brasileiro S.A.Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9.610, de 19.2.1998.

proibida a reproduo total ou parcial, por quaisquer meios, bem como a produo de apostilas,sem autorizao prvia, por escrito, da Petrleo Brasileiro S.A. - PETROBRAS.

Direitos exclusivos da PETROBRAS - Petrleo Brasileiro S.A.

FERNANDES, Antonio, CERQUEIRA , Alexsinaldo, CORDEIRO, Washigton e MAGALHES,Orlingela

Soldador de Tubulao: Mdulo Bsico / Prominp - SENAI. Salvador, 2006.

142 p.:il.

PETROBRAS - Petrleo Brasileiro S.A.

Av. Almirante Barroso, 81 - 17 andar - CentroCEP: 20030-003 - Rio de Janeiro - RJ - Brasil

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Apresentao ........................................................................... .....................................................

Introduo .....................................................................................................................................

1. Eletrotcnica bsica ...............................................................................................................

1.1 Conceitos bsicos ...................................................................................................

1.2 Efeitos da corrente eltrica ...............................................................................

1.3 Diferenas entre os principais processos de soldagem por fuso .....................

1.4 Circuitos ..........................................................................................................

1.5 Tipos de correntes ...............................................................................................

1.6 Curvas caractersticas do arco eltrico .................................................................

1.7 Funo dos condensadores de filtragem ..............................................................

2. Terminologia de soldagem .....................................................................................................

3. Processo de soldagem por eletrodos revestidos ...................................................................

3.1 Abertura do arco ...................................................................................................

3.2 Perfil incorreto de solda .......................................................................................

3.3 Descontinuidade na regio da solda ....................................................................

4. Execuo de soldagem ..........................................................................................................

4.1 Procedimentos bsicos ..................................................................................

4.2 Equipamentos de soldagem .................................................................................

4.3 Mquina de solda ............................................................................................

4.4 Aterramento ........................................................................................................

4.5 Consumvel ..........................................................................................................

4.6 Condies para uso ..............................................................................................

4.7 Identificao do eletrodo ......................................................................................

4.8 Pr-aquecimento, temperatura de interposse e ps-aquecimento ........................

5. Processo de Soldagem (Tugsten Inert Gs)...........................................................................

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INDICE

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5.1 Eletrodo de tungstnio..........................................................................................

5.2 Equipamento ...................................................................................................

5.3 Tcnicas de soldagem pelo processo TI ..............................................................

5.4 Consumveis de soldagem ................................................................................

5.5 Metais de adio ................................................................................................

5.6 Inspeo de consumvel ....................................................................................

6. Segurana no trabalho .........................................................................................................

6.1 Segurana relativa ao local de trabalho ..............................................................

6.2 Cilindro de gs ....................................................................................................

6.3 Segurana relativa ao pessoal ............................................................................

7. Documentos tcnicos aplicados soldagem .......................................................................

7.1 O que sistema de qualidade .........................................................................

7.2 Sistema de qualidade a mesma coisa que controle da qualidade ......................

7.3 Documentos do sistema da qualidade aplicveis soldagem ............................

Bibliografia ..................................................................................................................................

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Figura 1 Aquecimento por resistncia e arco eltrico ..........................................................

Figura 2 Condutor percorrido por corrente e eletro-im .......................................................

Figura 3 Banho de galvanizao e bateria .........................................................................

Figura 4 Soldagem a gs, eletrodo revestido, TIG e MIG/MAG...........................................

Figura 5 Esquema de equipamento de soldagem TIG ........................................................

Figura 6 Circuito hidrulico e eltrico ..................................................................................

Figura 7 Tipos de corrente ..................................................................................................

Figura 7 Tipos de corrente ..................................................................................................

Figura 8 Princpio da corrente alternada retificada ..............................................................

Figura 9 Princpio da corrente alternada trifsica ................................................................

Figura 10 Circuito aberto ......................................................................................................

Figura 11 Curto-circuito ........................................................................................................

Figura 12 Tenso do circuito durante a soldagem ..............................................................

Figura 13 Curva de tenso constante ...................................................................................

Figura 14 Curva controlada eletronicamente ........................................................................

Figura 15 Comprimento do arco normal ................................................................................

Figura 16 Comprimento do arco longo ..................................................................................

Figura 17 Comprimento do arco para diferentes penetraes e largura ...............................

Figura 18 Arco eltrico com corrente alternada ..........................................................

Figura 19 Aberturada raiz, ngulo do bipel e ndulo do chanfro ................................................

Figura 20A eB ngulo de deslocamento (ou de inclinao do eletrodo) e ngulo de trabalho .....

Figura 20C ngulo de deslocamento (ou de inclinao do eletrodo) e ngulo de trabalho .....

Figura 21 Camada, cordo de solda ou passe de solda e seqncia de passes ..................

Figura 22 Tipos de chanfros .................................................................................................

Figura 23 Escamas de solda, (A) Passe estreito e (B) Passe oscilante ................................

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Figura 24 Face da raiz e face do chanfro ..............................................................................

Figura 25 Face de fuso, zona de l igao e zona de fuso ..................................................

Figura 26 Face de solda, margem de solda, reforo da solda e raiz da solda ......................

Figura 27 Garganta efetiva, penetrao da junta e penetrao da raiz .................................

Figura 28 Perna, garganta terica, garganta real e garganta efetivade umasoldaem ngulo .

Figura 29 Juntas de aresta (edge joint) .................................................................................

Figura 30 Juntas de topo (butt joint) ......................................................................................

Figura 31 Juntas de ngulo .........................................................................................

Figura 32 Juntas sobrepostas .............................................................................................

Figura 33 Penetrao da raiz, penetrao da junta ...............................................................

Figura 34 Posio de soldagem horizontal ...........................................................................

Figura 35 Posio de soldagem plana ..................................................................................

Figura 36 Posio de soldagem vertical ...............................................................................

Figura 37 Posio de soldagem sobre-cabea .....................................................................

Figura 38 Soldagem com passe a r .....................................................................................

Figura 39 Processo por eletrodos revestidos ........................................................................

Figura 40 Equipamentos do processo ..................................................................................

Figura 41 Influncia da polaridade e o tipo de corrente na penetrao .................................

Figura 42 Abertura do arco eltrico .......................................................................................

Figura 43 Deposio de cordo ............................................................................................

Figura 44 Padres de tecimento ...........................................................................................

Figura 45 Posicionamento do eletrodo para soldagem na posio plana .............................

Figura 46 Posio para soldagem de juntas em T de chapas de mesma espessuras e de

chapas de espessuras diferentes . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..

Figura 47 Seqncia de deposio de passes na soldagem de uma junta em T................

Figura 48 Posicionamento recomendado para a execuo de uma solda em filete...............

Figura 49 Posicionamento do eletrodo para a soldagem nas posies vertical ascendente e

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descendente ..........................................................................................................

Figura 50 Perfis adequados de solda em filete e suas dimenses ........................................

Figura 51 Perfis inadequados de soldas em filete .................................................................

Figura 52 Esquemas dos tipos de distribuio de porosidade ..............................................

Figura 53 Incluso de escria ...............................................................................................

Figura 54 Falta de fuso .......................................................................................................

Figura 55 Falta de penetrao ..............................................................................................

Figura 56 Mordedura ............................................................................................................

Figura 57 Representao esquemtica do processo de soldagem TIG ................................

Figura 58 Esquema de afiao para corrente contnua..........................................................

Figura 59 (A) Regio do arco, (B) equipamento do processo TIG .........................................

Figura 60 Sistema para soldagem TIG .................................................................................

Figura 61 Escova de ao ......................................................................................................

Figura 62 Picadeira..............................................................................................................

Figura 63 Esmerilhadeira porttil .........................................................................................

Figura 64 Preparao da unha..............................................................................................

Figura 65 Sentido da soldagem ............................................................................................

Figura 66 Acabamento .........................................................................................................

Figura 67 Sentido do giro......................................................................................................

Figura 68 Bancada de soldagem ..........................................................................................

Figura 69 Afastamento de tubos.........................................................................................

Figura 70 Sentido de execuo ..........................................................................................

Figura 71 Tubo posicionado na posio 6 G .......................................................................

Figura 72 Causas predominantes de porosidade ...............................................................

Figura 73 Causas predominantes de incluso metlica.......................................................

Figura 74 Causas predominantes de incluso de xidos.....................................................

Figura 75 Causas predominantes de surgir a trinca.............................................................

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Figura 76 Oxidao na ponta da pega .........................................................................

Figura 77 Oxidao na ponta d0 arco .........................................................................

Figura78 Reduo localizada . .. . .. . .. .. . .. .. . .. . .. .. . .. .. . .. . .. .. . .. . .. .. . .. .. . .. . .. .. . .. . .. .. . .. .. .

Figura 79 Danos na ponta de arco . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Figura80 Fal ta de adernc ia . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Figura 81 Destacamento com expossio da alma .................................................................

Figura 82 Falta de compacidade ........................................................................................

Figura 83 Trincas transversais ...............................................................................................

Figura84 Trincas longitudinais . . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. .. . .. . .. . .. . .. . .. .. . .. . ..

Figura 85 Envelhecimento(formao de cristais de silicato) ....................................................

Figura 86 Ausncia de conicidade na ponta de arco ..............................................................

Figura87 Tratamento dos consumve is .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Figura 88 Estufa de secagem (300 - 350) . ... ... .... ... ... .... ... ... .... ... ... .... ... ... .... ... ... ...

Figura89 Estufa de manuteno . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .

Figura 90 Estufa portti l . .. .......................................................................................

Figura 91 Composio de um cilndro ............................................................................

Figura 92 Manuseio do cilndro de gs ...............................................................................

Figura 93 Acessrio e conexes do cilndro .........................................................................

Figura 94 Posies adequadas dos cilndros .....................................................................

Figura 95 ...........................................................

Figura96 Os EPIs utilizados por um soldador .......................................................................

Figura 97 Demostrao da radiao atravs da mscara de soldagem ...................................

Figura98 EPS... . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. .

Figura 99 EPS... .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . .

Figura 100 CQS... .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . ..

Figura 101 RSQ... .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . .. . . ..

Figura 102 IEIS.. . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . .. . . . ..

Armazenamento adequados dos cilindros

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Tabela 1 Grandezas ..........................................................................................................

Tabela 2 Designao abreviada dos procedimentos de soldagem AWS A3.0-76 ............

Tabela3 Faixa de corrente para eletrodos revestidos ......................................................

Tabela 4 Significado da combinao do 3 e 4 digito para classificao de especificao

AWS 5.1. 91 e AWS 5.5-86 .. .. .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. .. .. .. ... .. .. .. .. .. .. ... .. .. ... .. .. .. .. .. .. ... .. .. ...

Tabela5 Classificado AWS para aos baixa l iga.............................................................

Tabela 6 Arames e varetas Norma AWS A5.18-81.......................................................

Tabela7 Arames e varetas..............................................................................................

Tabela 8 Tipos de cilindros de gs usado em soldagem.................................................

Tabela9 Numerao dos filtros para lentes da mscara de soldagem...........................

LISTA DE TABELAS

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APRESENTAO

Este trabalho produto de uma coleta de dados que facilita e intensifica os horizontes dos

profissionais do segmento de Petrleo e Gs, que buscam a todo o momento uma viso tcnica do

processo produtivo com o qual est envolvido. No setor de petrleo, em especial, asmudanas ocorridas

nos ltimos anos tm provocado a necessidade de competncias que mantenham o nvel de

competitividade da Petrobras. Assim, todos os prestadores de servio vinculados empresa devero

estar em busca constante da qualificao profissional. Seguindo esta linha de pensamento, a Petrobras,

em parceria com o SENAI/BA, organizou o curso em questo, cujo objetivo principal fornecer aos

iniciantes, e, tambm aos j atuantes na atividade, conhecimentos tericos e prticos necessrios

atuao profissional.

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Parada programada um espao de tempo dedicado exclusivamente manuteno dos

equipamentos e tubulaes de uma planta industrial. Como todo e qualquer automvel, eletrodomstico,

ou mesmo o corpo humano, de tempos em tempos, necessrio submet-lo a uma avaliao e a uma

manutenogeral.

Durante essa manuteno geral, necessrio que a planta no esteja operando, isto ,

necessrio que os equipamentos e tubulaes que a compem estejam completamente fora de

operao, vazios, l impos, ventilados e i luminados para posteriormente serem inspecionados e

submetidos manuteno.

fcil entender que numa ocasio como esta a unidade operacional no estar produzindo e que

certamente ela tem certa urgncia emvoltar a produzir.

Em virtude disto, as paradas programadas envolvem um nmero muito grande de profissionais,

pois o que se quer conseguir a realizao de todo servio demanuteno nomenor prazo possvel.

Como o nmero de servios elevado e muitas frentes de trabalho acontecem ao mesmo tempo,

nesta ocasio, muitos profissionais so contratados e o nmero de pessoas que passam a circular na

reaoperacional aumenta muito.

Em decorrncia disso, muito importante que cada profissional envolvido conhea os riscos

inerentes sua atividadee quedomine perfeitamenteseus aspectos tcnicos.

Pensando nisso, este curso se prope a apresentar aos soldadores os principais aspectos tcnicos

e de segurana relativos a suas atividades no ambiente industrial. Esperamos que as informaes aqui

contidas possam servir de base para um bom desempenho de suas funes e ajud-los a desenvolver

trabalhos comqualidade e segurana.

INTRODUO

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Vamos iniciar recordando alguns conceitos bsicos de eletrotcnica. Emborao profissional da rea

de soldagem no necessite conhecer eletrotcnica profundamente, alguns conceitos bsicos so

fundamentaisaomanusear equipamentosde soldagem.

1.1.1 Corrente eltrica

Chamamosde correnteeltricaomovimento ordenado deeltronsatravs deumcorpo.

Existem dois tiposde corrente eltrica: corrente alternadae corrente contnua.

Corrente alternada: aquela que no tem definio de polaridade (+) ou (-). Em um intervalo de um

segundo, a polaridade muda 120 vezes (60 ciclos), isto , em um segundo os eltrons passam 60 vezes

pelo positivo e 60 vezes pelo negativo. Encontramos esse tipo de corrente em nossas residncias, nas

indstrias e nos transformadores de soldagem.

Corrente contnua: aquela que circula sempre nomesmo sentido, do negativo (-) para o positivo (+) e

tem a definio de polaridade. Encontramos esse tipo de corrente nas pilhas, nas baterias dos carros, nos

geradorese nos retificadores de soldagem.

Tensoeltrica (voltagem): a velocidade que faz com que a corrente circule porum condutor.Avoltagem de uma rede eltrica pode ter 110, 220, 380, 440 ou mais Volts (V).

Exemplodapilha

Uma pilha tem 1,5V. Essa voltagemoferece baixapresso na corrente, a qual noconsegue vencer

alguns obstculos (por exemplo, nosso corpo), mas se colocarmos vrias pilhas interligadas a voltagem

1.1 Conceitos bsicos

1. ELETROTCNICA BSICA

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ser somada.

Quanto maior a tenso, maior a presso da corrente, facilitando a passagem desta e,

conseqentemente, aumentando o perigo de choque eltrico.

A corrente eltrica seja ela alternada ou contnua pode ter sua tenso medida. O aparelho que

mede a tenso o voltmetro.

A tenso faz com que a corrente eltrica prossiga circulando, mesmo depois que o eletrodo

afastado da pea, porm no ultrapassando o limite que venha a fechar o circuito eltrico e,

conseqentemente, extinguir o arcoeltrico.

Intensidade da corrente (Ampres): a quantidade de eltrons que passa em um instante de tempo

por uma seo do condutor. A corrente eltrica seja ela alternada ou contnua, pode ter sua intensidade

medida.O aparelho que mede a intensidadeda corrente (A) o ampermetro.

Sentido de circulao da corrente: O sentido real de circulao da corrente eltrica o plo negativo

(-) para o positivo (+).

Polaridade: Refere-se ligao dos cabos positivos (+) e negativos (-) da mquina, influenciando na

penetrao do cordo de solda. Dependendo do tipo de eletrodo, a ligao dos cabos-obra e porta-

eletrodo conectada pela polaridade direta oupela polaridade inversa.

Polaridade direta: O cabo do porta-eletrodo conectadoao terminal negativo (-) damquina, e o cabo-

obra, ao terminal (+)da mquina.

Polaridade inversa : O cabo do porta-eletrodo conectado ao terminal positivo (+) da mquina, e o

cabo-obra, ao terminal negativo (-)damquina.

Materialcondutor:So corposque permitem a passagem da correnteeltrica com relativa facilidade.

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Osmais conhecidos so: cobre, alumnio, bronze, aoinoxidvel, ao carbono, etc.

Material isolante: So corpos que, dentro de uma determinada faixa de tenso, no permitem a

passagem da corrente eltrica.

Osmateriais isolantes mais usadosso:

Porcelana;

mica;

celerom;

baquelite;

borracha;

plstico, etc.

Resistnciaeltrica: a dificuldade que um corpo oferece passagem da corrente eltrica. Essa

dificuldadedepassagemda correntegera calor, sendo,em alguns casos, desejvel e, emoutros, no.

Como exemplo deonde ela desejvel, podemos citar:

lmpada;

ferro de passar;

tostadeira;

chuveiro; e arco de soldagem.

Onde a resistncia no desejvel:

em ummaucontato numa conexoeltrica;

na conexodo cabo-obra;

em um porta-eletrodo gastoou na faltade aperto no cabo;

na ligao dos cabos e nos terminais soltos da mquina; e nos cabos de corrente eltrica em

mau estado.

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Formao doarco eltrico

a passagem da corrente eltrica de um plo (pea) para outro (eletrodo), desde que seja mantido

entre eles um afastamento conveniente. Esse afastamento chamado de comprimento do arco e deve

corresponder aproximadamente ao dimetro do eletrodo em uso (dimetro da partemetlica, sem contar

o revestimento).

O arco eltricoproduz alta temperatura, fundindoo eletrodo pea e formandoa solda.

Embora o profissional da rea de soldagem no necessite conhecer eletrotcnica profundamente,

ele precisa saber alguns conceitos bsicos fundamentais ao manusear os equipamentos de soldagem

TIG.

Apresentamos os termos tcnicos indispensveis compreenso da eletrotcnica utilizada na

soldagem manual a arco eltrico com eletrodo revestido, identificando os tipos de corrente de

alimentao da rede e ascurvascaractersticasdoarco eltrico.

Aenergia no pode ser criada, s pode ser transformada de uma forma para outra.

Energia trmica: a que atua nas alteraes de temperatura dos corpos. Na soldagem com eletrodo

revestido, ela temcomo fonte o arco eltrico.

Energiamagntica: encontrada nos ims.

1.2 Efeitos da corrente eltrica

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Figura 1 Aquecimento por resistncia e arco eltrico


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Energiaqumica: a energia dos alimentos, dos combustveise das reaes qumicasemgeral.

Efeito qumico

Observao:

Na soldagem por fuso, so unidos materiais semelhantesou ligasdiferentes noestadolquido.

A figura 4 detalha a soldagem a arco eltrico com eletrodo de tungstnio e proteo gasosa (TIG).

1.3 Diferenas entre os principais processos desoldagem por fuso

Figura 2 Condutor percorrido por corrente e eletro-m

Soluo de sulfato d e c o b r e

C o b r e

Pea de trabalho

Soldagem a gs Eletrodo revestido

Figura 3 Banho de galvanizao e bateria

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Figura 5 Esquema de equipamento de soldagem TIG

Efeito trmico

Eletrodo

TIG - Tungsten inert gas

Energia trmicaMIG - Metal inert gas MAG - Metal active gas

Energia trmica

Figura 4 Soldagem a gs, eletrodo revestido, TIG e MIG/MAG

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Vareta para soldagem a gs


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Fonte decorrente e equipamentos decomando

1. Ligao na rede

2.Fontede corrente com sistema de refrigerao

3.Cilindrodegs deproteo

4.Vlvula reguladora depresso commedidor de vazomulticabo

5.Cabo de comando dapistola

6.Mangueira deconduo dogs

7.Cabo condutor de corrente

8.Pistola com botode comando

Ligao com a pea

9.Cabo-obracom garra

1.4 Circuitos

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Figura 6 Circuito hidrulico e eltrico


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Grandeza no circuito

Circuitohidrulico

A fora motriz do fluxo hidrulico pode ser obtida por meio de presso da bomba.

O volumecirculante o fluxono tubo condutor. Ele cresce com o aumento dapresso.

O estreitamento resultante de um registro de gua e todas as outras resistncias relativas

tubulao reduzem o fluxodegua, aumentando a presso.

Circuitoeltrico

A fora motriz da corrente eltrica obtida sob a forma de tenso (V), por meio da fonte de corrente

eltrica, emVolt.

A corrente eltrica resulta do movimento de eltrons no condutor eltrico. A intensidade de corrente

(I), em Ampare, equivalente a um determinado nmero de eltrons por segundo. Ela cresce com o

aumento de tenso.

A resistncia eltrica (R), em Ohm, obtida por meio de um condutor eltrico com baixo valor de

condutividade eltrica como, por exemplo, o arco eltrico.

Todos os tiposde resistncia eltricaprovocamuma quedana intensidadede corrente.

GRANDEZAS

Hidrulica Eltrica

Smbolo Unidade

Presso Tenso V V (Volt)Volume

CirculanteIntensidade de

CorrenteI A (Ampre)

Oposio doFluxo

ResistnciaEltrica

R? (Ohm)

Tabela 1 Grandezas

I = V R

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Circuitodesoldagem

O arco eltrico a principal resistncia neste tipo de circuito, determinando os valores da corrente

de soldageme da tensodoarco eltrico.

Nos cabos de soldagem das fontes de soldagem encontram-se resistncias de valores muito

pequenos.

Corrente contnua: uma corrente eltrica que flui no mesmo sentido e normalmente com a mesma

fora.

Para a soldagem, a corrente contnua muito importante, porque, em certos processos de

soldagema arco eltrico, somente ela pode ser usada.

NOTA:Acorrente contnua raramente usada no consumo pblico.

Corrente alternada: uma corrente eltrica que alterna permanentemente sua direo e fora. Sua

direo muda 120 vezes por segundo; isso significa 60 perodos (ou ciclos) por segundo, chamados

tecnicamente de60Hz (Hertz).

NOTA: A corrente alternada largamente utilizada no consumo pblico; e a voltagem usada nos prdios,

casas, etc. de 110ou220Volts.

1.5Tipos de corrente

22

Corrente contnua (CC)+ Sentido da corrente

invarivel

N(-)

(dois contutores de corrente) P(+) Tempo

Figura 7A Tipos de corrente


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Corrente alternada trifsica: uma corrente eltrica formada por trs ondas defasadas de corrente

alternada de 60Hz (Hertz). Ela empregada principalmente no abastecimento de rede eltrica onde so

ligados aparelhosdegrandeconsumo deenergia como, por exemplo,mquinasde solda.

Corrente alternada (CA)+ M e i a -onda C o r r en te p o s i t i v a

- Meia-onda n e g a t i v a

1 ciclo(1 perodo)

Tempo

sentido da corrente varivel N

(dois condutores de corrente)

T

(dois condutores de corrente)

Corrente alternada trifsica (CA(3) +

L1 L2 L3

Tempo

-

composta de trs ondas de corrente alternada L L 1 L 2trs linhas condutoras de corrente N

l i n h a n e u t r a T condutor de proteo

( c a b o t e r r a )

Figura 7B Tipos de corrente

23

+ Corrente alternada

Tempo

1 momento da ret ificao

+ Corrente alternada para corrente contnua

Tempo

2 momento da retificao

Figura 8 Princpio da corrente alternada retificada


24/142

Quantomenor a ondulaoda correntede soldagem,melhoresas condies durante a soldagem.

LeideOHM

V

V = R. I ou

R I

ExemploparaR=0,2?

Toma-se o valor para a resistnciaR (0,2?, no caso) e, variando a intensidade da corrente (I), calcula-se a

tenso (V).

V=R.I

V = 0,2 . 100 = 20V V = 0,2 . 200 = 40V V = 0,2 . 300 = 60V

1.6 Curvas caractersticas do arco eltrico

+ Corrente alternada trifsica

Tempo

+ Corrente alternada trifsica para corrente contnua

Tempo

Figura 9 Princpio da corrente alternada trifsica

24

Princpio da corrente alternada trifsica


25/142

1.6.1Tensode circuito aberto e tenso de trabalho (circuito fechado)

Curvascaractersticas das fontesdecorrente

Em soldagem manual a arco eltrico (eletrodo revestido e TIG), as curvas caractersticas

apresentam-se com acentuada inclinao. Considera-se que, tanto para arcos curtos, quanto para

longos, a variao da intensidade dacorrente pequena em relao tenso.

Figura 10 Circuito aberto

Figura 11 Curto-circuito

Figura 12 Tenso do circuito durante a soldagem

25

V em Volt35

Curva c aractersticas da f onte d e c orrente

Curvas c aractersticas p ara:

Arco longo

Arco curto

I em Ampre

Figura 13 Curvas de tenso constante


26/142

Em processos de soldagem automticos ou semi-automticos (MIG/MAG e arco submerso), a

curva caracterstica da fonte de corrente apresenta-se com pequena inclinao (valor de tenso quase

constante).

Considera-se que a variao da intensidade da corrente para arcos longos ou curtos grande em

relao tenso.

Assim, os aparelhos de soldagem tm condies de reajustar automaticamente (regulagem

interna) o comprimento doarco, antesajustado para umcerto valor.

Curvas controladas eletronicamente oferecem curvas tombantes com vrias caractersticas que,

diante das modificaes de comprimento de arco, mantm praticamente constante a intensidade de

corrente. Todas as fontes de corrente para soldagem TIG podem tambm ser utilizadas para soldagem

comeletrodo revestido.

1.6.2 Influncia da variao docomprimentodo arcoeltrico

Voltagem

A voltagem do arco determinada pelo seu comprimento, que varia normalmente em torno de uma

vez emeia o dimetro doeletrodode tungstnio.

Este comprimento do arco pode variar para aplicaes especficas e, particularmente, de acordo

com a preferncia do soldador. Quanto maior o comprimento do arco, maior a dissipao de calor para a

atmosfera, diminuindo a penetrao, alargandoo cordodesoldae aumentando a tenso de trabalho.

26

V em Volt Curva caractersticas da fonte de corrente Curvas caractersticas para:

Arco longo

Arco curto

I?I em Ampre

Figura 14 - Curva controlada eletronicamente


27/142

Quanto tenso de trabalho:

Quanto penetrao e largura do cordode solda:

Arco eltrico comcorrente contnua

Na soldagem com corrente contnua, o eletrodo ligado ao plo negativo. Se o eletrodo ligadoao

plo positivo, sua extremidade ser destruda pelo forte aquecimento. Todos os metais, com exceo do

alumnio e suas ligas, podemser soldados com corrente contnua.

Arco eltrico com corrente alternada

Nacorrente alternada, o arco eltrico extinto a cada trocadepolaridade, onde a tenso nula. Por

isso, a cada incio de umameia-onda, deve haver um reacendimento do arco semcontato entre o eletrodo

e a pea pormeio de pulsos de altatenso oude alta freqncia.

Figura 15 Comprimento de arco normal

Figura 16 Comprimento de arco longo

Figura 17 Comprimento do arco para diferentes penetraes e largura

27


28/142

Aberturadoarco eltrico

Para que possa existir um arco eltrico, o espao entre o eletrodo e a pea deve se tornar capaz de

conduzir a corrente eltrica. Isso conseguido pelo aumento da temperatura no incio da formao do

arco, tornando o gs deproteo umcondutor eltrico.

Na soldagem TIG do alumnio com corrente alternada, ocorre o efeito de retificao da corrente, o

que significa que as ondasda correntealternada so formadas com intensidades diferentes.

Ameia-onda negativa formada com maior intensidade. O arco eltrico falha e o efeito de limpeza

doxido insuficiente.

Por meio da aplicao dos condensadores de filtragem, o efeito de retificao da corrente

compensado.

Em alguns equipamentos de soldagem TIG, os condensadores de filtragem podem ser regulados

1.7 Funo dos condensadores de filtragem

Figura 18 Arco eltrico com corrente alternada

28


29/142

em estgios.

ProcessoTIGcomcorrente pulsada

A corrente de soldagem pulsada se alterna ordenadamente entre uma corrente de base, que

geralmente no ultrapassa a 60% da corrente mdia de soldagem, e uma corrente pulsada com impulsos

de correntegeralmente 40%mais altosqueos valoresmdios de correnteutilizada.

Na regulagem desta corrente se utiliza uma freqncia entre 0,5 a 10Hz e impulsos de corrente de

durao prolongada (


30/142

inibea formao de porose aformaode trincasa quente;e

boa estabilidadedo arco eltrico em correntes debaixa intensidade.

1.7.2 Desvantagens

necessita grandehabilidade do soldador;

em alguns casos, h perdade produtividade; e

os equipamentos somaiscaros.

30


31/142

Atravs do estudo deste mdulo o leitor deve tornar-se apto a:

1)Saber os termos de soldagem corretose usuais;

2) Identificar os vrios tiposde juntas;

3) Identificar os vrios tiposde soldas;

4) Identificar os vrios tiposde chanfros;

5) Identificar as vrias zonasda junta soldada;

6) Identificar as vrias posiesde soldagem;

Em soldagem no que se refere terminologia, difcil a desvinculao dos termos tcnicos da

lngua inglesa.Estes, sempreque possvel, seromencionadosentre parntesis para permitir umperfeito

entendimentodamatria.

Os termos relacionadosa seguir so apenas alguns dos mais usuais. Os termos tcnicos em lngua

inglesa e suas definies so encontrados numa abordagemmais completa nanormaAWSA 3.0

As designaes abreviadas dos processos de soldagem mais usuais segundo a norma AWSA3.0,

encontram-sena Tabela1, conforme abaixo.

Processos de SoldagemDesignao AWS EGM Electrogas Welding Soldagem Eletro-gsESW Electroslag Welding Soldagem por Eletro-escria

FCAW Fluxocored Arc Welding Soldagem com Arame TubularGMAW Gas Metal Arc Welding Soldagem MIG/MAGGTAW Gas Tungsten Arc Welding Soldagem TIGOAW Oxyacetylene Welding Soldagem Oxi-acetilnicaOFW Oxyfuel Gas Welgind Soldagem a GsPAW Plasma Arc Welding Soldagem a PlasmaRW Resistance Welding Soldagem por Resinstncia EltricaSAW Submerged Arc Welding Soldagem a Arco SubmersoSMAW Shielded Metal Arc Welding Soldagem com Eletrodos RevestidosSW Stud Welding Soldagem de Pino

Tabela 2-Designao abreviada dos processos de soldagem -AWSA3.0-76

2.TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM

31


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Abertura da raiz (root opening) - mnima distncia que separa os componentes a serem unidos

por soldagemouprocessos afins .

Alicate porta eletrodo (electrode holder) - dispositivo usado para prender mecanicamente o

eletrodo enquanto conduz corrente atravs dele.

Alma doeletrodo(core electrode) - eletrodo nu componente doeletrodo revestido.

ngulo do bisel (bevel angle) - ngulo formado entre a borda preparada do componente e um

planoperpendicular superfcie.

ngulo do chanfro (groove angle) - ngulo integral entre as bordas preparadas dos

componentes.

ngulo de deslocamento ou de inclinao do eletrodo (travel angle) - ngulo formado entre

uma reta de referncia, perpendicular ao eixo da solda, no plano comum ao eixo da solda e ao eixo do

eletrodo.

ngulo de trabalho (work angle) - ngulo formado entre o eixo do eletrodo e a reta de referncia

normal (perpendicular) superfcie dometal de base.

Arame - verdefinio deeletrodo nu.

Arame tubular - verdefinio deeletrodo tubular.

Bisel (bevel) - borda do componente a ser soldado preparadona formaangular.

Figura 19 Abertura da Raiz, ngulo do Bisel e ngulo do Chanfro.

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Brazagem (brazing, soldering) - 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

Figura 20A eB ngulo de deslocamento (ou de inclinao do eletrodo) e ngulo de trabalho

Figura 20C ngulo de deslocamento (ou de inclinao do eletrodo) e ngulo de trabalho

33


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~

capilaridade na fresta formada pelassuperfcies da junta,aps fundir-se.

Camada (layer) - deposio deum oumais passes consecutivos situados aproximadamente num

mesmoplano.

Certificado de Qualificao de Soldador (welder certification) - documento escrito

certificando que o soldador executa soldas deacordo com padres pr-estabelecidos.

Chanfro (groove) - abertura ou sulco na superfcie de uma pea ou entre dois componentes, que

determinao espao para contera solda. Osprincipais tiposde chanfros so osseguintes:

-Chanfro em J (single-J-groove)

-Chanfro emduplo J (double-J-groove) - Chanfro emU (single-U-groove)

-Chanfro emduploU (double-U-groove) - Chanfro emV (single-V-groove)

-Chanfro emX (double-V-groove)

-Chanfro emmeioV (single-bevel-groove)

-Chanfro emK (double-bevel-groove)

-Chanfro reto, ou sem chanfro (Square-groove)

Figura 21Camada, Cordo de solda ou Passe de solda e Seqncia de Passes

34


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Cobrejunta (backing) - material (metal de base, solda, material granulado, cobre ou carvo),

colocado na raiz da junta a ser soldada, com a finalidade de suportar o metal fundido durante a execuo

da soldagem.

Consumvel - material empregado na deposio ou proteo da solda, tais como: eletrodo,

vareta, arame,anel consumvel, gs e fluxo.

Figura 22 Tipos de chanfros

35


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Cordo de solda (weldbead) - depsito de solda resultante deumpasse.

Corte com eletrodo de carvo (carbon arc cutting) - 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

grafiteeometaldebase.

Dimenso da solda (sizeofweld)

Para solda em chanfro - a penetrao da junta (profundidade do bisel mais a penetrao da

raiz, quandoesta especificada).

Adimenso de uma solda em chanfro e a garganta efetiva deste tipo de solda a mesma coisa.

Para solda em ngulo.

Para soldas em ngulo de pernas iguais, o comprimento dos catetos domaior tringulo retngulo

issceles que pode ser inscrito na seo transversal da solda.

Para soldas em ngulo de pernas desiguais, o comprimento dos catetos do maior tringulo

retnguloque pode serinscrito na seo transversal da solda.

Eficincia de junta (joint efficiency) - relao entre a resistncia de uma junta soldada e a

resistnciadometal de base.

Eletrodo de carvo (carbon electrode) - eletrodo usado em corte ou soldagem a arco eltrico,

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

revestimentos.

Eletrodo nu (bare electrode) - metal de adio consistindo de ummetal ligado ou no, em forma

de arame, tira ou barra, e sem nenhum revestimentoou pintura nele aplicado alm daquele concomitante

sua fabricao oupreservao.

Eletrodo revestido (covered electrode) - metal de adio composto, consistindo de uma alma

deeletrodo noqual um revestimento aplicado, suficiente para produzir uma camada de escria nometal

de solda. O revestimento pode conter materiais que formam uma atmosfera protetora, desoxidam o

banho, estabilizamo arco e servem de fonte deadiesmetlicas solda.

Eletrodo para solda a arco (arc welding electrode) - um componente do circuito de solda

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37/142

atravsdoqualacorrenteconduzidaentreoalicatedeeletrodoeoarco.

Eletrodo tubular (flux cored electrode, metal cored electrode) - metal de adio composto,

consistindo deum tubo demetal ou outra configurao com uma cavidade interna, contendo produtosque

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 ou no ser

usada.

Eletrodo de tungstnio (tungsten electrode) - eletrodometlico usado em soldagemou corte a

arcoeltrico, feitoprincipalmente de tungstnio.

Equipamento (weldment) - produto da fabricao, construo e/ou montagem soldada, tais

comoequipamentos de caldeiraria, tubulao, estruturasmetlicas, oleodutos e gasodutos.

Escama de solda (stringer bead, weave bead) - aspecto da face da solda semelhante a

escamas de peixe. Em deposio sem oscilao transversal (stringer bead), assemelha-se a uma fileira

de letras V; em deposio com oscilao transversal (weave bead), assemelha-se a escamas

entrelaadas.

Face dochanfro (groove face) - superfcie de umcomponente preparadapara conter a solda.

Figura 23 Escamas de solda, passe estreito e passe oscilante

37


38/142

Face de fuso (fusion face) - superfcie dometal de base que ser fundida na soldagem.

Facedaraiz(rootface) - poro da face do chanfro adjacente raiz da junta.

Face da solda (face of weld) - superfcie exposta da solda, pelo lado por onde a solda foi

executada.

Figura 24 Face da raiz e Face do Chanfro

Figura 25 Face de fuso, Zona de ligao e Zona de fuso

Figura 26 Face da solda, margem da solda, reforo da solda e raiz da solda.

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Fluxo (flux) - material usado para prevenir, dissolver ou facilitar a remoo de xidos e outras

substnciassuperficiais indesejveis.

Gabarito desolda (weldgage) - dispositivopara verificar a forma e a dimensode soldas.

Garganta de solda (throat of a fillet weld) - dimenso em uma solda em ngulo determinada de

trsmodos:

- terica: altura domaior tringulo retngulo inscrito naseo transversal da solda.

- real: distncia entre a raiz dasolda e a face dasolda.

- efetiva: distncia entre a raiz da soldae a face, inclusive qualquer reforo.

Goivagem (gouging) - operao de fabricao deumbiselou chanfro pela remoo dematerial.

Goivagem a arco (arc gouging) - processo de corte a arco usado para fabricar um bisel ou

chanfro.

Figura 27 Garganta efetiva, penetrao da junta e penetrao da raiz

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Goivagem por trs (back gouging) - remoo do metal de solda e do metal de base pelo lado

oposto de uma junta parcialmente soldada, para assegurar penetrao completa pela subseqente

soldagempelo lado onde foi efetuada a goivagem.

Inspetor de soldagem (welding inspector) - profissional qualificado, empregado pela

executante dos servios, para exercer as atividades de controle de qualidade relativas soldagem.

Junta(joint)-regioondeduasoumaispeasserounidasporsoldagem.

Junta de aresta (edge-joint) - junta em que, numa seo transversal, as bordas dos

componentes a soldar formam, aproximadamente, umngulo de180).

Figura 28 Perna, garganta terica, garganta real e garganta efetiva de uma solda em ngulo

40


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Junta de ngulo (corner joint,T -joint) - junta em que, numa seo transversal, os componentes

a soldarapresentam-se sobformadeumngulo.As juntaspodemser:

-juntadenguloemquina;

-juntadenguloemL;

-juntadenguloemT;

- junta emngulo.

Junta dissimilar (dissimilar joint) - junta soldada, cuja composio qumica do metal de base

dos componentesdifereentre si significativamente.

Junta sobreposta (lap joint) - junta formada por dois componentes a soldar, de tal maneira que

suassuperfciessobrepem-se.

Junta soldada (welded joint) - unio, obtida por soldagem, de dois ou mais componentes

incluindozona fundida, zona de ligao, zona afetada termicamente emetal de base nas proximidades da

solda.

Junta de topo (butt joint) - junta entre dois membros alinhados aproximadamente no mesmo

plano.

Margemdasolda(toeofweld) - junoentreafacedasoldaeometaldebase.

Martelamento (peening) - trabalho mecnico, aplicado zona fundida da solda por meio de

impactos, destinadoa controlar deformaes da junta soldada.

Metal deadio (filler metal) -metal a seradicionado soldagemdeuma junta.

Figura 29 Juntas de aresta (edge joint)

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Figura 30 Juntas de topo (butt joint)

Figura 31 Juntas de ngulo

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Metal debase (basemetal,parentmetal)-metalasersoldado,brazadooucortado.

Metal depositado (deposited metal) - metal de adio que foi depositado durante a operao de

soldagem.

Metal desolda (weldmetal)-porodesoldaquefoifundidaduranteasoldagem.

Operador de soldagem (welding operator) - elemento capacitado a operar mquina ou

equipamentode soldagem automtica.

Passe(pass) - progresso unitria da soldagemao longodeuma junta.

Passe estreito (stringer bead) - depsito efetuado seguindo a linha de solda, sem movimento

lateral aprecivel.

Passeoscilante (weave bead) - depsito efetuado commovimento lateral (oscilao transversal),

em relao linhade solda.

Passede revenimento (temperbead) - passeou camadadepositado emcondies que permitam

Figura 32 Juntas sobrepostas

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amodificaoestrutural do passeou camada anterior e de suas zonasafetadas termicamente.

Passede solda (weldbead) - verdefiniodecordodesolda.

Penetrao da junta (joint penetration) - profundidade mnima da solda em juntas com chanfro

ou da solda de fechamento (flange weld) medida entre a face da solda e sua extenso na junta, inclusive

reforos.A penetrao da juntapode incluir a penetrao da raiz.

Penetrao da raiz (root penetration) - profundidade com que a solda se prolonga na raiz da

junta medida na linha de centro da seo transversal da raiz.

Penetrao total da junta (complete joint penetration) - penetrao de 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.

Pernadesolda(legofafilletweld) - distncia da raiz da junta margemda soldaemngulo.

Poa de fuso (moltenweld pool) - zona em fuso, a cada instante, durante uma soldagem, ou a

poro lquida deuma soldaantes de solidificar-se.

Polaridade direta (straight polarity) - tipo de ligao para soldagem com corrente contnua,

onde os eltrons deslocam-se do eletrodo para a pea (a pea considerada como plo positivo e o

eletrodo comoplo negativo).

Polaridade inversa (reverse polarity) - tipo de ligao para soldagem com corrente contnua,

onde os eltrons deslocam-se da pea para o eletrodo (a pea considerada como plo negativo e o

eletrodo comoplo positivo).

Ps-aquecimento (postheating) - aplicao de calor na junta soldada, imediatamente aps a

Figura 33 Penetrao da raiz, Penetrao da junta.

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

Posio horizontal (horizontal position) - em soldas em ngulo, posio na qual a soldagem

executada entre a superfcie aproximadamente horizontal e uma superfcie aproximadamente vertical;

em soldas em chanfro, posio na qual o eixo da solda est num plano aproximadamente horizontal e a

face dasoldaemumplanoaproximadamente vertical.

Posio plana (flat position) - posio na qual a face da solda aproximadamente horizontal,

sendousadapara soldar a parte superior da junta.

Posio vertical (vertical position) - posio de soldagem na qual o eixo da solda

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

comotubonaposiohorizontalsendootubogiradoouno.

Posio sobre-cabea (overhead position) - posio na qual se executa a soldagem pelo lado

inferior da junta.

Pr-aquecimento (preheating) - aplicao de calor no metal de base imediatamente antes da

soldagem, brazagem ou corte.

Pr-aquecimento localizado (local preheating) - preaquecimento de umaporo especfica de uma

estrutura.

Figura 34 Posio de soldagem horizontal

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Procedimento de soldagem ou procedimento de soldagem da executante (welding

procedure, welding procedure specification) - documento, emitido pela executante dos servios,

descrevendo todos os parmetros e as condies daoperaode soldagem.

Processo de soldagem (welding process) - processo utilizado para unir materiais pelo

aquecimento destes a temperatura adequada, com ou sem aplicao de presso, ou pela aplicao de

presso apenas, e com ou sem a participaodemetal de adio.

Profundidade de fuso, penetrao (depth of fusion) - distncia que a fuso atinge no metal de

base ounopasse anterior, a partir da superfcie fundida durante a soldagem.

Qualificao de procedimento (procedure qualification) - demonstrao pela qual, soldas

executadaspor um procedimentoespecfico,podematingir os requisitos preestabelecidos.

Figura 35 Posio de soldagem plana

Figura 36 Posio de soldagem vertical

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Qualificao desoldador (welderperformancequalification) - demonstraodahabilidade de

umsoldador emexecutar soldas que atendam padres preestabelecidos.

Raiz da junta (root of joint) - poro da junta a ser soldada onde os membros esto o mais

prximo possvelentre si. Emseo transversal,a raiz pode ser umponto, uma linhaouuma rea.

Raiz da solda (root of weld) - pontos nos quais a parte posterior da solda intercepta as

superfcies dometalde base.

Reforo de solda (reinforcementofweld) -metaldesoldaemexcesso,almdonecessriopara

preencher a junta; excesso de metal depositado nos ltimos passes (ou na ltima camada), podendo ser

nafacedasoldae/ounaraizdasolda.

Registro da qualificao de procedimento (procedure qualification record) - documento,

emitido pela executante dos servios, registrando os parmetros da operao de soldagem da chapa ou

tubo de teste e os resultados deensaios ouexames dequalificao.

Revestimento do chanfro (buttering) - revestimento com uma ou mais camadas de solda,

depositado na face do chanfro, destinado principalmente a facilitar as operaes subseqentes de

soldagem.

Seqncia de passes (joint buildup sequence) - ordem pela qual os passes de uma soldamulti-

passesodepositados comrelao seo transversal da junta.

Seqncia de soldagem (welding sequence) - ordem pela qual so executadas as soldas de

Figura 37 Posio de soldagem sobre-cabea

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um equipamento.

Solda (weld) - 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 ousema participao demetal de adio.

Solda emngulo (fillet weld) - solda de seco transversal aproximadamente triangular que une

duas superfcies emngulo.

Soldadearesta(edgeweld) - soldaexecutada numa junta dearesta.

Soldaautgena(autogenousweld) - soldade fuso sem participao demetal de adio.

Solda automtica (automatic welding) - soldagem com equipamento que executa toda a

operao sob observao e controle de umoperador de soldagem.

Solda em cadeia ou solda intermitente coincidente ou descontnua coincidente (chain

intermittent fillet weld) - solda em ngulo composta de cordes intermitentes, (trechos de cordo

igualmente espaados) quecoincidementre si, de tal modo quea um trechode cordo semprese ope ao

outro.

Solda em chanfro (groove weld) - solda executada em uma junta com bisel previamente

preparado.

Soldaheterognea - solda cuja composioqumica da zona fundida diferesignificativamenteda

do(s)metal (ais) de base, noquese refereaos elementos de liga.

Solda homognea - solda, cuja composio qumica da zona fundida prxima a do metal de

base.

Soldadetopo(buttweld) - soldaexecutadaem umajuntade topo.

Soldabilidade (weldability) - capacidade de um material ser soldado, sob condies de

fabricao obrigatrias a uma estrutura especfica adequadamente projetada, e de apresentar

desempenho satisfatrioem servio.

Soldador (welder) - pessoa capacitada a executar soldagemmanuale/ou semi-automtica.

Soldagem (welding) - processoutilizadopara unirmateriais por meio de solda.

Soldagem a arco (arc welding) - grupo de processos de soldagem que produz a unio de metais

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

ousodemetaldeadio.

Soldagem automtica (automatic welding) - processo no qual toda operao executada e

controladaautomaticamente.

Soldagem manual (manual welding) - processo no qual toda a operao executada e

controladamanualmente.

Soldagem com passe a r (backstep sequence) - soldagem na qual trechos do cordo de solda

so executados em sentido oposto ao da progresso da soldagem, de forma que cada trecho termine no

incio do anterior, formandoao todo, umnico cordo.

Soldagem semi-automtica (semiautomatic arc welding) - soldagem a arco com equipamento

que controla somente o avano dometal de adio.O avano da soldagem controladomanualmente.

Sopro magntico (arc blow) - deflexo de um arco eltrico, de seu percurso normal, devido a

foras magnticas.

Temperatura de interpasse (interpass temperature) - em soldagem multi-passe, temperatura

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

comeado.

Velocidade de avano - Taxa dedeposiodometal depositado ao longo de uma junta durante a

soldagem.

Vareta de solda (welding rod) - tipo de metal de adio utilizado para soldagem ou brazagem, o

qual noconduz corrente eltricadurante o processo.

Figura 38 Soldagem com passe a r

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Zonade fuso(fusionzone) - regio do metal de base que sofre fuso durante a soldagem.

Zona fundida - regio da junta soldada que sofre fusodurante a soldagem.

Zona de ligao - regio da junta soldada que envolve a zona que sofre fuso durante a

soldagem.

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Por meio da soldagem com eletrodos revestidos obtida a unio das peas pelo aquecimento

localizado com um arco eltrico, fixado num eletrodo metlico consumvel e recoberto com um fluxo

(eletrodo revestido).

O revestimento, que consumido com o eletrodo pelo calor do arco, desempenha uma srie de funes

importantes noprocesso de soldagem,como,porexemplo:

estabilizaodo arco;

proteo do metal fundido pela formao de escria e de gases;

adio de elementos de liga e dedesoxidantes poa de fuso, conformemostra a figura.

Frente desoldagem

Osequipamentos emateriaisquecompem uma frente de soldagemcom eletrodo revestido so os

seguintes:

fonte deenergia (CC ou CA) com controle do nvel decorrente de soldagem;

cabose porta-eletrodo;

Figura 39 Processo por eletrodos revestidos

3. Processo de Soldagem por Eletrodos Revestidos

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eletrodos, ferramentas ematerial desegurana;

equipamentos em usonafrentede soldagem .

A fonte de energia pode apresentar variaes, contudo, ela deve possuir sada de corrente

constante, com capacidade e tipo adequadosaos eletrodos utilizados.

Os cabos, o porta-eletrodo e a lente de proteo tambm devem ser adequados ao nvel de

corrente utilizado.

Parmetros de soldagem

Parmetros so todas as variveis do processo de soldagem necessrias execuo de uma junta

soldada, de tamanho, forma e qualidade desejados.

A correta seleo dos parmetros de soldagem essencial para obter uma junta soldada de

qualidade.

Nasoldagemmanual comeletrodos revestidos,algumas dessasvariveis so:

tipo edimetrodo eletrodo;

tipo, polaridadee valor da corrente de soldagem;

tenso ecomprimento do arco;

velocidade de soldagem;

Figura 40 Equipamentos do processo

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tcnica de manipulao do eletrodo, conforme veremos a seguir.

Tipo e dimetro do eletrodo

Para um dado tipo de eletrodo o seu dimetro que define a faixa de corrente em que pode ser

usado. Por conseguinte, a escolha de um ou outro dimetro para uma determinada aplicao vai

depender de fatores sensveis corrente de soldagem, como:

espessuradomaterial;

posio de soldagem;

facilidade de acesso do eletrodo ao fundo da junta (tipo junta e chanfro).

Soldagem fora da posioplana

Exige, em geral, eletrodos de dimetro menor do que os usados na posio plana, porque mais

difcil controlar a poa de fuso.

Soldagem em chanfro

As variveis do chanfro so muito importantes para a escolha do dimetro do eletrodo, porque na

execuo do passe de raiz, por exemplo, o dimetro do eletrodo deve permitir o alcance da raiz da junta a

fim de diminuir a possibilidade de ocorrncia de falta de penetrao e de outras descontinuidades nessa

regio.

Para garantir maior produtividade ao processo deve-se, a princpio, utilizar, em uma dada

aplicao, eletrodos com o maior dimetro possvel e tambm maior corrente, desde que no ocorram

problemas com a geometria do cordo, ou com as suas caractersticasmetalrgicas.

CC eCATipoeValor da Corrente

A faixa de corrente que um determinado eletrodo pode ser usado vai depender do tipo e da

espessura do seu revestimento. A tabela mostra as faixas comuns de corrente em dimetros para

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eletrodos celulsicos, rutlicos e bsicos.

Em geral, o valor mnimo de corrente determinado pelo aumento da instabilidade do arco, o que

acaba tornando a soldagem impossvel; j o valor mximo determinado pela degradao do

revestimento durante a soldagem devido ao seuaquecimento excessivo por efeito Joule.

Quanto maior a corrente maior o aquecimento, que em grandes nveis pode provocar danos ao

material, alm degerar deformaes.

Soldagem verticale sobre cabea

A corrente de soldagem deve ser inferior usada na posio plana, situando-se na poro inferior

da faixade corrente recomendada pelo fabricante.

Escolhadacorrente

Faixa de CorrenteTipo de Eletrodo Tipo de Corrente Bitola (mm)Mnimo Mximo

E 6010 Celulsico CC+

2,5

3,2

4,0

5,0

60

80

100

120

80

140

180

250

E 6013 RutlicoCA > 50A

CC+ ou -

2,53,2

4,0

5,0

6080

105

155

100150

205

300

E 7018 BsicoCA > 70A

CC+

2,5

3,2

4,0

5,0

65

110

140

185

105

150

195

270

Tabela 3 Faixa de Corrente para Eletrodos Revestidos

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Acorrente de soldagem deve ser escolhida de modo a obter uma fuso e penetrao adequadas da

junta, sem, contudo, tornar difcil o controle da poa de fuso. Lembre-se de que uma corrente maior de

soldagem aumenta a taxa de fuso do eletrodo; o volume da poa de fuso; a penetrao e a largura do

cordo.

A forma ideal de obter a faixa de corrente para um eletrodo atravs da consulta ao certificado

emitido pelo fabricante.

Tipo de Corrente ePolaridade

O tipo de corrente e a sua polaridade afetam a forma e as dimenses da poa de fuso, a

estabilidade doarco e omodo de transferncia demetal deadio.

A figura 40 mostra a influncia da polaridade e do tipo de corrente na penetrao.

(a) Polaridade inversa (CC+)

(b)Polaridade direta(CC -)

(c)Corrente alternada (CA)

Em geral, a soldagemmanual com polaridade inversa produz maior penetrao e com polaridade

direta menor penetrao, mas a taxa de fuso maior. Com corrente alternada, a penetrao e a taxa de

fuso tendem a ser intermedirias, mas a estabilidade do processo pode ser inferior. Por outro lado, a

soldagem com CA apresenta menos problemas de sopro magntico, sendo indicada para a soldagem

com eletrodose correntesmaiores.

Tenso e comprimento do arco

Figura 41 Influncia da polaridade e o tipo de corrente na penetrao

55

(A) (b) (c)


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A tenso do arco varia cerca de 18 V a 36 V, dependendo do tipo de eletrodo, das caractersticas de

seu revestimento, do valor da corrente e do comprimento do arco. Maiores valores de dimetro, de

correntee do comprimento doarco implicamaumento da tenso.

Na soldagem manual, o controle do comprimento do arco feito pelo soldador, o que exige

habilidade, conhecimento e experincia. Todos esses requisitos so essenciais, pois a manuteno do

comprimento adequado do arco fundamental para que se obtenha uma solda aceitvel. Comprimento

muito curto, por exemplo, provoca um arco intermitente, com interrupes freqentes, podendo at

mesmoser extinto, grudando o eletrodonapoa de fuso.

Comprimento muito longo provoca um arco sem direo nmero de respingos e de proteo

deficiente.

Assim, recomenda-se que o comprimento ideal do arco varie entre 0,5 e 1,1 vezes o dimetro do eletrodo.

importante lembrar ainda que comprimento correto ou ideal do arco em uma aplicao depende dos

seguintes fatores:

Dimetro do eletrodo;

Tipo de revestimento;

Corrente utilizada;

Posiode soldagem.

Velocidade de soldagem

A velocidade de soldagem deve ser escolhida de forma que o arco fique ligeiramente frente da

poa de fuso.Essa escolha muito importante.

Velocidade muito alta, por exemplo, resulta em um cordo estreito com um aspecto superficial

inadequado, alm de mordeduras e de escrias de remoo mais difcil, alem de provocar defeitos como

faltade penetrao na raiz ou faltade fuso.

Velocidade muito baixa resulta em cordo largo, com convexidade excessiva e, por vezes, uma

menor penetrao.

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3.1 Abertura do arco

Para realizar a abertura, o eletrodo deve ser rapidamente encostado e afastado da pea em uma

regio a ser refundida durante a soldagem, e prxima ao ponto inicial do cordo. A figura mostra as

tcnicas empregadas.

3.1.1Aaberturadearcodeveserfeitasempredentrodochanfro

A abertura fora de uma regio a ser refundida pode deixar na pea pequenas reas parcialmente

fundidas, com tendncia a serem temperadas e de alta dureza. Esse tipo de defeito conhecido como

"marca de abertura do arco". Alm do aspecto pouco esttico, essas reas podem originar trincas em

aosmais temperveis.

O agarramento do eletrodo na superfcie da pea tambm comum em tentativas de abertura do

arco, principalmente por soldadores menos experientes. Nesse caso, o eletrodo deve ser removido com

um rpidomovimento de toro de sua ponta. Mas se esse procedimento no for suficiente, a fonte deve

ser desligada ou o eletrodo separado do porta-eletrodo, o que menos recomendvel, para ser ento

removido com o auxlio de uma talhadeira.

3.1.2Deposio do cordo

Durante a deposio do cordo, o soldador deve executar trs movimentos principais:

1.Mergulho do eletrodoem direo poa de fuso,de modoa manter o comprimento do arco constante.

Nesse procedimento, a velocidade de mergulho deve ser igual velocidade de fuso do eletrodo, que

Figura 42 Abertura do arco eltrico

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depende da corrente de soldagem.

2. Translao do eletrodo ao longo do eixo do cordo com a velocidade de soldagem. Na ausncia do

terceiro movimento (tecimento), a largura do cordodeve ser cerca de 2mm a 3mm maior que o dimetro

doeletrodo, quandonuma velocidade de soldagem adequada.

3. Tecimento, isto , deslocamento lateral do eletrodo em relao ao eixo do cordo. Esse movimento

utilizadopara as seguintes finalidades:

depositarumcordomaislargo;

fazer flutuar a escria;

garantir afuso dasparedes laterais da junta;

tornarmais suave a variao de temperatura durante a soldagem.

Em geral, o tecimento deve ser restrito a uma amplitude inferior de trs vezes o dimetro do

eletrodo, aproximadamente. Amplitudes acima desta reduzem muito a velocidade de soldagem

provocando alto aquecimento e grandes deformaes.

Grande parte da qualidade de uma solda depende do perfeito domnio da execuo desses trs

movimentos.

So inmeros ospadres de tecimento.A figura 44mostra alguns exemplos.

Figura 43 Soldagem no campo

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3.1.3 Posicionamento doeletrodo

Alm dos movimentos citados, tambm importante para o soldador realizar o posicionamento

correto doeletrodo em relao pea.

O posicionamento varia de acordo como tipo e a espessurado revestimento; as caractersticas da junta e

a posio de soldagem;e as seguintes finalidades:

evitar que a escria resvale para a frente da poa de fuso,o que facilitaria o seu aprisionamento

na solda;

controlar a repartio de calor naspeas que compem a junta;

facilitara observao da poa de fuso;

minimizar os efeitos do sopromagntico quando presente.

Esse controle importante nasoldagem de juntas formadas por peasdeespessuras diferentes.

O posicionamento do eletrodo e a sua movimentao em uma aplicao dependem no s das

caractersticas da aplicao como tambm da experincia do soldador. As figuras a seguir mostram

alguns exemplos.

Posicionamento doeletrodopara soldagem naposio plana.

Figura 44 Padres de tecimento

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Posicionamento para soldagem de juntas em "T" de chapas de mesma espessura e de

chapasde espessurasdiferentes.

a)Chapas demesmaespessura

(b)Chapas deespessuras diferentes

Seqncia de deposiodepasses na soldagemdeuma juntaem"T.

Figura 45 - Posicionamento do eletrodo para soldagem na posio plana

Figura 46 - Posicionamento para soldagem de juntas em "T" de chapas

de mesma espessura e de chapas de espessuras diferentes

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Posicionamento recomendado paraa execuode uma solda de filete.

Posicionamento do eletrodo para a soldagem nas posies vertical ascendente e

descendente.

(a)Ascendente

Figura 47 - Seqncia de deposio de passes na soldagem de uma junta em "T

Figura 48 - Posicionamento recomendado para a execuo de uma solda de filete

Figura 49 - Posicionamento do eletrodo para a soldagem nas posies vertical ascendente e descendente

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(b)Descendente

3.1.4Extinodoarco

Para interromper a soldagem, o eletrodo deve ser apenas afastado da pea; e assim o arco vai se

apagar.Apesar de uma operao simples, preciso tomar alguns cuidados, como:

paraevitar a formaode uma cratera muito pronunciada,deve-semanter o eletrodoparado por

algum tempo sobrea poa de fuso, permitindo o seu enchimento antesda interrupo doarco;

para evitar desperdcio, sempre que possvel deve-se consumir o mximo do eletrodo, e no

aproveitar apenas cercade25mmdo comprimento desuaparte final;

aps uma interrupo, remova e limpe a escria, pelo menos na regio em que efetuava a

soldagem;

ao fim da soldagem, remova o restante da escria e inspecione a solda, visualmente, a fim de

detectar possveis descontinuidades.

3.1.5Principais tipose caractersticas de descontinuidades

Chama-sedescontinuidadequalquer interrupo daestruturatpica deuma junta soldada.

Apresena de descontinuidade em uma junta no significa que esta seja defeituosa. Essa condio

depende da aplicao a ser dada ao componente, que, em geral, se encontra estabelecida em normas ou

cdigos de projeto. Assim, considera-se que uma junta soldada contm defeitos quando apresenta

descontinuidades que no atendem sexigncias deumdeterminado cdigoou norma, por exemplo.

Emgeral, juntas defeituosas precisam ser reparadasoumesmosubstitudas.

As descontinuidades podem ser:

dimensionais;

na regio da solda;

do metal de base;

estruturais.

Emnossoprojeto de construo e montagemde oleoduto terrestre, importante que voc conhea

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muito bem as descontinuidades dimensionais na regio da solda, pois uma de suas tarefas ser elimin-

Ias. Por isso, vamos examinar, de formamais detalhada, osdois tipos.

Descontinuidadesdimensionais

Para a fabricao de uma estrutura soldada necessrio tanto a estrutura quanto a suas soldas

tenham dimenses e formas similares. Uma junta que no atenda a essa exigncia pode ser considerada

defeituosa.

Aseguir, algumas situaes em que podem ocorrer:

Distoro

a mudana de forma da pea soldada devido a deformaes trmicas do material durante a

soldagem. A soluo empregada para corrigir a distoro vai depender do cdigo ou das especificaes

adotadas, oumesmodos equipamentosdisponveis.

Preparao incorreta da junta

a falha em produzir um chanfro, com dimenses ou formas especificadas em um desenho, ou

adequadas espessura do material e ao processo de soldagem a ser empregado. Uma falha desse tipo

pode aumentar a tendncia para a formao de descontinuidades, o que torna necessrio corrigi-Ia antes

da soldagem.

Dimenso incorreta da solda

As dimenses de uma solda so especificadas para atender a um requisito de resistncia

mecnica.

Soldas com dimenses maiores que as especificadas aumentam as chances de distoro, alm de

seremdesperdciodematerial.

A figura 50 mostra os perfis adequados de soldas de filete e suas dimenses.

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(a)-cordocncavo

(b)-cordoconvexo.

P1eP2pernas

g - garganta

3.2.1O perfil de solda pode ser considerado incorreto quando

facilitar a reteno de escria entre passes;

levarao acmulode resduos;

contribuir para que a solda tenha dimenses incorretas.

Em geral, essa forma de descontinuidade est associada a problemas operacionais, como:

manipulao incorreta do eletrodo, parmetros incorretosde soldagem, e instabilidade do processo.

As figuras mostram alguns exemplos de perfis inadequados de soldas de filete.

3.2Perfilincorretodesolda

Figura 50 - Perfis adequados para soldas de filete e suas dimenses

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3.2.2Formato incorreto da junta

a falha provocada pelo posicionamento ou dimensionamento inadequados das peas, o que

pode causar distorco, desalinhamento, embicamento, etc.

Aseguir, algumas situaes que podem ocorrer nesse tipo de descontinuidade.

3.3.1 Porosidade

formada pela evoluo de gases na parte posterior da solda durante a solidificao.Osporos, em

sua maioria, tm o formato esfrico, embora poros alongados possam ser formados (em geral,

associados como hidrognio).

As principais causas operacionais para a formao de porosidade so:

contaminao comsujeiras (leo,graxa, tinta e etc.);

soldagemsobreoxidaona superfcie dochanfro;

3.3Descontinuidadenaregiodasolda

Figura 51- Perfis inadequados de solda em filete

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umidadenasuperfciedochanfro;

umidade dos consumveis (eletrodo revestido);

deficincia na atmosfera protetora;

danosno revestimento;

corrente excessiva;

arco muito longo.

A porosidade pode estar uniformemente distribuda, agrupada (associada abertura ou

interrupodearco) oualinhada.

A figura 52 mostra um esquema dos tipos de distribuio de porosidade.

(a) distribuda

(b) agrupada

(c) alinhada (radiografiaesquemtica)

3.3.2 Inclusode escriaTrata-se da incluso de partculas de xido e de outros slidos no-metlicos, que se encontram

retidos no metal de soldaou entre ometal de solda e ometal de base.

Na soldagem com vrios passes, parte da escria depositada com um passe pode ser

inadequadamente removida, e no ser refundida pelo passe seguinte. Diversos fatores podemdificultar a

remoo daescria, inclusive a formaode cordo irregular, ou o uso de chanfro muito fechado.

Figura 52 - Esquema dos tipos distribuio de porosidade

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A incluso de escria pode favorecer o surgimento de trincas quando o equipamento for submetido

tenso emvirtude dapresso deoperao. Conformemostra a figura53.

3.3.3Faltadefuso

a ausncia de unio por fuso entre passes adjacentes, ou entre o metal de solda e o metal de

base.A faltade fuso causada por:

aquecimento inadequado do material devido manipulao imprpria do eletrodo por parte do

soldador;

usode energiade soldagemmuitobaixa;

soldagem em chanfromuito fechado;

falta de l impezada junta;

corrente muitobaixa;

velocidade de soldagemmuitoalta.

Assim como a incluso de escria, a falta de fuso pode dar origem ao aparecimento de trincas em

virtude da reduo da seo transversal da solda submetida a esforosmecnicos.

Figura 53 - Incluso de escria

Figura 54 - Falta de fuso

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3.3.4Falta depenetrao

Essa descontinuidade refere-se falha em fundir e encher completamente a raiz da junta. Ela

provoca uma diminuio da seotil da solda, conformemostraa figura55.

As possveis causas de uma falta de penetrao so:

manipulao incorreta doeletrodo;

projeto inadequado da junta (ngulo do chanfro ou abertura da raiz pequenos);

escolha deeletrodo com dimetromuito grande para o chanfro ou raiz;

energia baixa de soldagem.

possvel a existncia de juntas projetadas para terem penetrao parcial. Nesse caso, a falta de

penetrao no considerada defeito, desdeque mantida nos limites especificados.

3.3.6 Mordedura

o termo empregadopara descreverreentrncias agudas, formadas pela ao da fonte de calor do

arco entre um passe de solda e o metal de base, ou um outro passe adjacente, conformemostra a figura

56.

Quandoformada naltima camada do cordo, amordeduracausa reduo daespessurada junta e

Figura 55 - Falta de penetrao

Figura 56 - Mordedura

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atua como concentrador de tenses.Quando formada no interior da solda, pode ocasionar a formao de

uma falta de fusoou inclusodeescria.

3.3.7Asmordeduras podemser causadaspor

manipulaoincorreta do eletrodo;

comprimentoexcessivo do arco;

velocidade de soldagem elevada;

corrente de soldagem elevada.

3.3.8Trincas

Emgeral, so consideradasasdescontinuidades mais gravesemuma junta soldada.

As trincas resultam de tenses de trao sobre um material incapaz de resistir a elas devido a algum

problemade fragilizao. Elas podemse formar:

durantea soldagem;

logo aps a soldagem;

em operaesposteriores soldagem;

duranteo usodoequipamento ou estrutura.

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4.1 Procedimentos bsicos

4.2 Equipamentos de soldagem

4.3Mquinadesolda

Saber soldar muito mais que fundir o eletrodo ou preencher uma junta. O verdadeiro soldador

aquele que possui habilidadepara fazer umasolda sem defeitos e domnio do processo pelo qual executa

a soldagem, alm de conhecer o significado e as implicaes de todos os parmetros envolvidos na

atividade.

Os procedimentos que vamos examinar so fundamentais para realizar um trabalho de qualidade.

Eles podem at mesmo contribuir para a avaliao do profissional, pois atravs deles possvel

diferenciar umbom soldador de umderretedorde eletrodos.

Antes de efetuar uma solda de responsabilidade em uma tubulao ou em outro material, a sua

primeira tarefa deve ser: inspecionar os equipamentos que vai utilizar se esto em perfeito estado de

funcionamento. Trata-se de um procedimento geral, aplicvel a todas as situaes; mas, cada

equipamentoexige cuidadosespeciais que voc tambmdeve conhece

soldador de tubulacao (senai_prominp)

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