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Soldadura do cobre e suas ligasAs principais ligas são os latões (Culatões (Cu--Zn)Zn) e os bronzebronze--alumalumíínios (Cunios (Cu--Al)Al)

A maior dificuldade que surge na soldadura dos cobres estárelacionada com a presença de óxido cuproso (Cu2O)

Este óxido forma com o cobre um eutéctico, que está distribuído na estrutura sob a forma de glóbulos, não tendo efeitos apreciáveis nas propriedades

Se o Cu for aquecido durante um período apreciável a T > 915ºC, estes eutécticos deixam de estar distribuídos na estrutura para se concentrarem nos LG, o que provoca uma redução apreciável da resistência e ductilidade.

O hidrogénio também afecta a soldadura. O hidrogénio dissolve-se rapidamente no metal aquecido reduzindo os óxidos cuprosos, o que dá origem a vapor de água, que vai provocar porosidades.

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Soldadura do cobre e suas ligas

Para se conseguirem resultados satisfatórios devem ser utilizados MB com um teor de O2<0.03% (cobre desoxidado) por neles não existir óxido cuproso e, ainda, porque contém P residual, que foi utilizado na sua desoxidação, o qual combinando-se com o oxigénio eventualmente absorvido durante a soldadura, vai evitar a formação de óxidos cuprosos.

A soldadura de latões é caracterizada por uma volatização acentuada do Zn, durante a soldadura. Esta perda de Zn traduz-se numa deteorização de propriedades. Assim, uma película de óxidos que dificulte a sua volatização é benéfica.

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Soldadura do titânio e suas ligasA baixa densidade, uma excelente resistência à corrosão e uma elevada relação resistência/densidade fazem do Ti e suas ligas materiais de uso bastante extensivo nos domínios aeronáuticos, espacial, militar, naval e indústrias químicas.O Ti tem uma forte afinidade para o O2, formando à Tamb um óxido (TIO2) bastante estável. Esta estabilidade, bem como a sua espessura aumentam com a temperatura.Estes materiais são bastante reactivos, sendo por isso muito sensíveis àcontaminação pelo oxigénio e pelo azoto, quando aquecidos a T > 500ºC, do que resulta uma marcada deteorização das propriedades mecânicas e abaixamento da resistência à corrosãoMuitas vezes recorre-se à execução da soldadura numa câmara com argonO Ti não pode ser soldado por fusão a outros materiais porque se formam no metal fundido compostos inter-metálicos muito frágeis

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Soldadura dos ferros fundidos

Ferro fundido Ferro fundido –– Liga FeLiga Fe--C com 1,7 a 4,5% de CC com 1,7 a 4,5% de C

A distribuição do carbono na matriz dá origem a vários tipos de ferros fundidos diferentes em propriedades mecânicas e soldabilidade

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Soldadura dos ferros fundidos

Aspecto da superfície da fractura – cinzento-mate2 a 4% de C com 0,8% C combinado (em solução) e o resto em forma de grafite → estrutura conseguida com adições de 1 a 3% de Si e arrefecimento lento na fundiçãoMicroestrutura de matriz ferrítica e perlítica com inclusões de grafiteσr de 18 a 40 Kg/mm2

Sem limite elástico à fracçãoBom limite elástico à compressãoCapacidade de amortecimento de vibrações (aplicações: sinos, fixe de máquinas ferramenta)Facilmente maquinávelDuctilidade baixa condicionada pela dimensão e forma dos flocos de grafite

Ferro fundido cinzento (mais utilizado)Ferro fundido cinzento (mais utilizado)Propriedades

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Soldadura dos ferros fundidos

Aspecto da superfície da fractura – claraMuito duro, muito frágil e não maquinável → pouco usadoNão tem carbono sob a forma de grafite → estrutura conseguida com % de Si baixas e velocidade de arrefecimento altas na fundiçãoMicroestrutura – carbonetos primários distribuídos numa estrutura dendrítica fina, matriz martensítica ou perlítica.σ ≅ 15 Kg/mm2Ductilidade muito baixa e dureza elevada (aplicações: peças resistentes ao desgaste)

Ferro fundido brancoFerro fundido brancoPropriedades

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Soldadura dos ferros fundidos

σr maior do que o anterior – não tem rotura frágil como os outrosDuctilidade melhor que o ferro fundido branco e cinzentoSensíveis ao reaquecimento que provoca a dissolução de grafite →zonas com martensite ou ferro fundido branco no arrefecimento

Ferro fundido maleFerro fundido maleáávelvelObtido por tratamento térmico de recozimento do ferro fundido branco

Propriedades

Ferríticos – matriz ferrítica com carbono disperso em fragmentos (carbono revenido)

Perlíticos – carbono como no caso anterior mas com algum disperso sob a forma de cementite

2 tipos2 tipos

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Soldadura dos ferros fundidos

Esferoidização da grafiteMelhor σr e melhor ductilidade que o ferro fundido cinzento

Ferro fundido nobularFerro fundido nobularObtido através do cinzento com adição de MG e Ce o que provoca:

Consoante o tratamento térmico a matriz pode ser:→→ Ferrítica→→ Perlítica→→ Martensítica (de martensite revenida)

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Soldadura dos ferros fundidosPouco aplicados em construção soldada porque apresentam grandes problemas de

soldabilidade sobretudo em soldadura por fusão devido a C aumentar e a terem pequena capacidade de deformação (ZAC martensítica carregada de C) – podem fissurar logo durante a soldadura.

Um tratamento térmico a uma peça fundida pode melhorar as suas propriedades e estrutura mas um cíclo térmico de soldadura é muito diferente, vai dar origem àformação de carbonetos devido às elevadas temperaturas atingidas perto de ZF e uma estrutura martensítica com muito C devido à velocidade de arrefecimento elevada →fissuração quer durante a soldadura quer em serviço.

Composição e estrutura do ferro fundido condicionam a fragilidade e a sensibilidade à fissuração (% de C).

Convém minimizar a quantidade de C que entra em solução, a mior % de C possível deve aparecer em esteróides de C livre (grafite) o que o sobreaquecimento provocado pela soldadura seja o menor possível.

Ferro fundido nodular e ferro fundido maleável com matriz ferrítica (mais ductilidade) – suportam melhor as tensões de soldadura →mais utilizados em soldadura por fusão.

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Soldadura dos ferros fundidosA obtenA obtençção de uma boa soldadura depende de:ão de uma boa soldadura depende de:

O M.A. deve ter limite elástico baixo para que as tensões originadas pela soldadura sejam baixas (da ordem de σe)

Eléctrodos com Ni e Ni-Fe ⇒estrutura austenítica com partículas de grafite:→→ capacidade de deformação maior→→ mais facilmente maquinável (apesar da diluição)

Eléctrodos de aço carbono →→ estrutura dura não maquinável→→ permitem fácil posicionamento

Pré-aquecimento 300-500ºC ⇒ deve ser feito de modo que durante o arrefecimento a soldadura fique sujeita a tensões de compressão→→ ZAC menos frágil→→ reduz tensões residuais

Sequência de soldadura correcta →→ menores tensões residuais

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Soldadura dos ferros fundidos

Tratamento térmico de relaçãoa de tensões→→ estrutura dura não maquinável

→→ permitem fácil posicionamentoAquecimento lento até 620º e arrefecimento lento até Tamb

Por vezes o tratamento térmico de recozimento (920ºC)→→ grafitização de C→→ ferritização da estrutura

pode ser conseguido com cordões de soldadura quetratam zonas adjacentes

Ancoragem (casos especiais) →→ pernos e rasgos – facilita a ligação AMB