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SSoollddaaggeemm

MecânicaFunileiro de Montagem Automotiva

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PresidênciaEvelyn Berg Ioschpe

Coordenação do Programa FORMAREBeth Callia

Supervisão PedagógicaAlfredo Vrubel

AutoriaAldo Santos Pereira

Revisão de textoVrubel

Produção gráficaMD Comunicação TotalR. Heitor Penteado, 103

05437-000 São Paulo SP

EditoraçãoLASER PRESS

Av. Goethe, 71/80690430-100 Porto Alegre, RS

ApoioMEC- Ministério da Educação

PROEP-Programa de Expansão daEducação Profissional

RealizaçãoPrograma FORMAREAl. Tietê, 618 casa 1

01417-20 São Paulo SP www.fiochpe.org.br

Ficha Catalográfica

Hoje, a educação não é definida apenas na perspectiva dos seus efeitos sobre o crescimento econômico, mas sob

um ponto de vista mais amplo: a do desenvolvimento humano.

Cabe à educação, portanto, o propósito de fazer com que todos, sem exceção, possam despertar e realçar seus

talentos e potencialidades, facilitando, a cada um, os meios para compreender o outro na sua especificidade, e

compreender o mundo desde o cotidiano mais próximo até o contemporâneo, universal.

A combinação da escolaridade formal com outras condições de aprendizagens externas à escola garante aos

jovens o acesso às várias dimensões da educação: ética e cultural, científica e tecnológica, econômica e social.

Ainda mais, as exigências de qualificação tendem a valorizar a competência pessoal mais do que a habilitação

profissional propriamente dita.

A proposta Formare concilia diferentes pontos de vista: do homem de fábrica que defende, como preparação para

o trabalho, maior habilitação técnica, pois essa é a exigência do seu cotidiano; do homem de recursos humanos

que prioriza a multifuncionalidade por ser a melhor solução para o momento; do homem de direção que ressalta

a necessidade do domínio das tecnologias, pois sabe que é a tendência inevitável do futuro.

A metodologia Formare está embasada em uma visão de educação tecnológica abrangente, em que o aluno é

estimulado a ir além dos aspectos técnicos de um ofício, passando a estudar o contexto histórico do desenvolvimento

humano, a evolução das diversas técnicas, seus usos possíveis e as conseqüências que provocam no meio ambiente

e no comportamento da sociedade em geral.

Os cursos e materiais pedagógicos Formare são propostos a partir da identificação das carências e necessidades

do mercado de trabalho das regiões em que as escolas são implantadas. E são alinhados de acordo com o

Programa de Expansão da Educação Profissional do Ministério de Educação (PROEP/MEC), bem como os

princípios da educação tecnológica contemporânea.

Assim, ao integrar o pensar e o fazer, os cursos Formare ajudam a desenvolver competências para um bom

desempenho profissional: multifuncionalidade, flexibilidade, comunicabilidade, responsabilidade e criatividade.

Desta forma, o jovem aluno terá melhores condições de assumir uma postura pró-ativa em ambientes de trabalho

em constantes transformações.

4

FFoorrmmaarree -- UUmmaa EEssccoollaa ppaarraa aa VViiddaaA alegria não chega apenas no encontro do achado

mas faz parte do processo de busca.E ensinar e aprender não podem dar - se fora da procura,

fora da boniteza e da alegria.

Paulo Freire

7

Para proporcionar ao aluno Formare uma visão abrangente dos

processos de soldagem, especialmente aqueles mais utilizados na

funilaria automotiva, os conteúdos deste caderno foram divididos

em capítulos, com fundamentos teóricos, ilustrações, tabelas e

exemplos, visando a facilitar a compreensão dos temas tratados.

Exercícios resolvidos e outros propostos finalizam cada capítulo e

contribuem para aplicação dos conhecimentos tecnológicos em

diversas situações de produção.

A tecnologia de soldagem apresentada como foco a produção de

componentes ou produtos e não a sua manutenção. Assim, inicia-se

com o registro dos conceitos básicos de soldagem, sua classificação

e os principais aspectos relacionados à segurança, para que o aluno

possa perceber a abrangência, os cuidados e as diversas

possibilidades do processo de fabricação de produtos por

soldagem.

Os métodos de soldagem por resistência elétrica, denominados

ponto, costura, projeção, etc., estão agrupados, pois possuem

origem e conceituação bastante similares. O princípio básico desses

processos reside na passagem de corrente elétrica e pressão. No

que se refere à tecnologia, são mencionados os fundamentos, seus

tipos e aplicações, equipamentos de soldagem, funcionamento e

regulagem, bem como execução da soldagem e controle da qualidade.

Já o processo de soldagem a gás tem sua história iniciada com o

desenvolvimento da chama oxihídrica, em torno do ano de 1850,

seguida pelos estudos da oxiacetilênica, em 1895. O uso econômico

da combustão como fonte de calor para solda de metais somente

ocorreu a partir de 1893, quando iniciou, na Alemanha, a

fabricação em larga escala do oxigênio obtido a partir do ar

líquido. Apesar desse processo ter tido enorme importância

industrial no passado, hoje é pouco representativo entre as opções

disponíveis para a soldagem com alta produtividade. No que se

refere à tecnologia desse processo, abordaremos fundamentos, tipos

e aplicações; equipamentos de soldagem, funcionamento e

regulagem; execução e controle da qualidade na soldagem.

IInnttrroodduuççããoo

8

Estudaremos também o processo de soldagem MIG/MAG. Os

primeiros trabalhos nesse sentido foram feitos com gás ativo em

peça de aço, no início de 1930. O processo era inviável e, somente

após a 2ª Guerra Mundial, foi possível implementá-lo - primeiro

para soldagem de magnésio e suas ligas e, em seguida, para os

outros metais, sempre com gás inerte. Algum tempo depois, o gás

CO2 foi introduzido no lugar do argônio, parcial ou totalmente, na

soldagem de aço carbono. Em relação à soldagem MIG/MAG,

apresentaremos fundamentos do processo, equipamentos, execução

e aplicações industriais.

Para os diversos processos de soldagem, foram previstos exercícios

para consolidar informações importantes ou orientar a seqüência de

procedimento em atividades práticas. Para os exercícios propostos,

é apresentado um gabarito ao final do caderno.

Com este material, o aluno Formare terá um conjunto de

informações seqüenciadas que lhe permitirão entender a soldagem

como processo de fabricação para que possa iniciar sua prática

aplicando a tecnologia mais adequada.

9

1 CONCEITO E SIMBOLOGIA DE SOLDA 111.1 CONCEITO DE SOLDAGEM 121.2 SIMBOLOGIAS DE SOLDAGEM 16

2 SOLDAGEM A PONTO OU POR RESISTÊNCIA ELÉTRICA 232.1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO, TIPOS E APLICAÇÕES DA SOLDAGEM POR

RESISTÊNCIA 242.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM, FUNCIONAMENTO E REGULAGEM 27

3 SOLDAGEM A GÁS 353.1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO, TIPOS E APLICAÇÕES DA SOLDAGEM A GÁS 363.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM, FUNCIONAMENTO E REGULAGEM 393.3 EXECUÇÃO DA SOLDAGEM E

CONTROLE DA QUALIDADE NA SOLDAGEM A GÁS 39

4 SOLDAGEM MIG/MAG 474.1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO MIG/MAG 484.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM MIG/MAG 514.3 EXECUÇÃO DA SOLDAGEM 534.4 APLICAÇÕES INDUSTRIAIS 54

5 SOLDAGEM DE PLÁSTICOS 59

6 GABARITOS DOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 63

7 GLOSSÁRIO 67

8 BIBLIOGRAFIA 71

NOTA:Foi adotada a convenção (*) para marcar as palavras e termos que aparecem no Glossário,com sua conceituação ou exemplificação.

ÍÍnnddiiccee

1CCoonncceeiittoo ee SSiimmbboollooggiiaa ddee SSoollddaa

1.1 Conceito de soldagem

1.2 Simbologia de soldagem

Área de Mecânica - SOLDAGEM

12

1.1 CONCEITO DE SOLDAGEMOs métodos de união de metais podem ser divididos em duas

categorias:

1ª. – quando a união é obtida através de parafuso

ou rebite, aumentando o peso. Essa união não é

estanque (*) e seu processo de fabricação é

mais simples.

2ª - quando a união é obtida através da soldagem,

com redução do peso f inal. Trata-se de um

processo estanque, porém mais difícil de ser

fabricado.

Denomina-se soldagem o processo de união entre duas partes

metálicas, usando uma fonte de calor, com ou sem aplicação de

pressão(*). A solda é o resultado desse processo.

A definição de soldagem adotada pela Associação Americana de

Soldagem (American Welding Society - AWS), cujos padrões e

referências são muito utilizados no Brasil, é meramente operacional.

"Processo de união de materiais usado para obter a coalescência

(união) localizada de metais e não-metais, produzida por

aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a

utilização de pressão e/ou material de adição"(*).

Os processos de soldagem são utilizados na fabricação de

estruturas metálicas(*), aviões, navios, locomotivas, veículos

ferroviários e rodoviários, pontes, prédios, oleodutos, gasodutos,

caldeiras(*) e vasos de pressão(*), plataformas marítimas, reatores

nucleares(*), utilidades domésticas etc.

Figura 1.1 – Tipo de união por parafuso

Figura 1.2 – Tipo de união por soldagem

1CCoonncceeiittoo ee SSiimmbboollooggiiaa ddee SSoollddaa

Os processos de soldagem devem preencher os seguintesrequisitos:

A figura 1.3 apresenta a classificação dos processos de soldagem

de acordo com a natureza da união, distinguindo entre soldagem no

estado sólido e por fusão.


13

• gerar uma quantidade de calor capaz de unir dois materiais;

• evitar que o ar atmosférico contamine a região de soldagem

durante sua execução;

• proporcionar o controle metalúrgico(*) na soldagem;

alcançando as propriedades físicas, químicas ou mecânicas

desejadas.

Figura 1.3 - Classificação dos processos de soldagem a partir da natureza da união


14

Principais aspectos a serem observados com relação àsegurança na soldagem:

GASES - utilizados para proteção e chama na soldagem, sãogeralmente estocados em alta pressão (200 bar*), a qual é reduzidapara trabalho (em torno de 2 bar). A liberação súbita dos mesmosé extremamente perigosa.

Os gases geralmente utilizados apresentam as seguintes

características:

• Acetileno - é mais leve que o ar, não é tóxico, mas apresenta

efeito anestésico em alta concentração, podendo matar por

asfixia(*). Forma uma mistura explosiva com ar, cerca de 2 a 82%.

• Oxigênio - sob alta pressão e em contato com óleo ou graxa

torna-se explosivo. Portanto, os equipamentos que contêm oxigênio

sob pressão não podem estar em contato com óleo e graxa.

• Gases Inertes e Oxidantes - os gases inertes(*)

geralmente utilizados são argônio e hélio, os quais não são

tóxicos, ou inflamáveis. O fato de causarem asfixia determina

que sejam tomadas precauções. O gás oxidante, dióxido de

carbono (CO2), não é quimicamente inerte e pode causar

intoxicação.

FUMOS E SUBSTÂNCIAS TÓXICAS - há uma séria

preocupação em todo o mundo com relação aos efeitos sobre a

saúde e o meio ambiente provocados pelos fumos e gases

produzidos pela soldagem. Os fumos resultantes das operações de

soldagem consistem de partículas ou gases. As partículas de fumos

com diâmetro médio entre 0,2 a 10 µm(*) podem se depositar nos

pulmões. Algumas partículas, como de zinco e cobre, podem causar

náuseas e irritação respiratória. Outros gases podem ser produzidos

através da dissociação(*) e/ou ionização(*) do ar pelo arco elétrico

ou chama.

CHOQUE ELÉTRICO - a circulação pelo corpo humano de

correntes tão baixas quanto 40 mA(*) pode causar contração dos

músculos do coração e pulmões, seguida por falha do primeiro

órgão e inabilidade para respirar. Todas as máquinas de solda

precisam ser muito bem isoladas(*) e somente pessoal treinado deve

realizar manutenção.


15

RADIAÇÃO - o arco elétrico gera radiações(*) desde o ultravioleta,

através da luz visível, até o infravermelho. A radiação ultravioleta

queima a pele e causa danos aos olhos. Além da proteção do corpo,

o soldador somente deve olhar o arco através de uma máscara de

solda com filtro.

A seguir, são relacionados todos os equipamentos deproteção individual (EPI) utilizados na operação desoldagem:

• roupa de algodão puro• máscara de solda• óculos de proteção (brancos ou escuros)• avental de couro• mangas de couro• perneiras de couro• luvas de couro• mangotes de couro• botas de segurança

Para ser um bom profissional soldador/a, é necessáriopossuir as seguintes características:

• apresentar boas condições físicas (visão perfeita, não possuir defeitos graves nos braços);

• apresentar boa habilidade manual;• dispor de boa saúde;• ser caprichoso/a;• saber trabalhar em grupo;• ter conhecimento básico de segurança e higiene no trabalho;• saber ler e escrever, tendo conhecimentos básicos de

matemática e física;• ter realizado treinamento básico mínimo (o tempo desse

treinamento dependerá dos processos de soldagem e da qualidade na solda a serem exigidos).

Figura 1.4 - Soldador

Figura 1.5 - Tipos de luvas

Figura 1.6 - Tipos de aventais

Figura 1.7 - Proteção para os braçose/ou tórax

Figura 1.8 - Polaina e bota


16

1.2 SIMBOLOGIAS DE SOLDAGEM

Há muitos termos que adquirem um significado particular quando

aplicados à soldagem. O posicionamento das peças para união

determina os vários tipos de juntas.

A figura 1.9, a seguir, mostra todos os tipos de juntas, como de

Aresta, em Ângulo, de Topo e Sobreposta.

As aberturas ou sulcos na superfície das peças a serem unidas que

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

A posição da peça a ser soldada e do eixo da solda determina a

posição de soldagem, que pode ser: plana, horizontal, vertical ou

sobrecabeça.

Figura 1.10 - Tipos de chanfro

Figura 1.9 - Tipos de junta

Juntas de Aresta

V Meio V Duplo V

U J Duplo U

Duplo J K Reto ou sem chanfro

Juntas de Topo

Juntas Sobrepostas

Juntas em

Ângulo


17

A simbologia de soldagem consiste em uma série de símbolos, sinais

e números, que fornecem informações sobre uma determinada

solda. Esta simbologia baseia-se na norma(*) NBR(*) 5874 (Norma

Brasileira Registrada).

O elemento básico de soldagem é a linha de referência, colocada

sempre na posição horizontal e próxima da junta a que se refere.

Nessa linha são colocados os símbolos básicos e suplementares da

solda, além de outros dados. A seta indica a junta na qual a solda

será feita.

A figura1.12 mostra a localização dos elementos de um símbolo de

soldagem.

(a) Símbolo básico da solda

(b) Símbolos suplementares

(c) Procedimento, processo ou referência

(d) Símbolo de acabamento

A Ângulo do chanfro

E Garganta efetiva

L Comprimento da solda

N Número da soldas por pontos

P Distância centro a centro de soldas

R Abertura de raiz

S Tamanho da solda

Figura 1.11 - Posições de Soldagem


18

O símbolo básico indica o tipo de solda desejado. É uma

representação da seção transversal(*) da solda a que se refere e

deve ser colocado abaixo da linha de referência. A solda deve ser

feita do mesmo lado em que se encontra a seta.

Figura 1.12 - Localização dos elementos de um símbolo de soldagem.

Figura 1.13 - Símbolos básicos de solda

(d) H

A(b)

S (E)(c) T

Cauda

(a)

(N)

L - PLado

Opo

sto

Lado da

Seta

Ladoda

Seta Lado Oposto

peçaLinha deReferência

(b)R

Símbolo Solda

Solda de Filete(mais comum)

Solda “Plug” ou “Slot”

Solda em Chanfro

I

V

1 V2

U

J

V

“flare”

“flare”

Solda no Reverso

Faceamento

Solda de Flanga

Solda a Ponto ou Projeção

Solda por Costura

Símbolo Solda

1 V2

Os símbolos suplementares são aqueles que detalham ou explicam

alguma característica do cordão de solda. São representados na

linha de referência.

A seguir são mostrados alguns exemplos de solda em ângulos

(filete), e de topo com chanfro, acompanhados de seus respectivos

símbolos.

Soldar em todo o

Contorno

Solda de

Campo

Fusãono

Reverso Plano Convexo Côncavo

V

Contorno da Solda


19

Figura 1.14 - Símbolos suplementares

Figura 1.15 - Exemplos de solda de ângulo (filete) e seus símbolos.

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


20

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

1. O que é soldagem?

É a união de duas ou mais peças, assegurando, na junta, as mesmas

propriedades mecânicas e a continuidade das propriedades físicas

e químicas.

2. Em função da solda desejada abaixo, fazer a simbologiada mesma.

3. Em função da simbologia, representar a solda desejada.

Solda desejada

Simbologia

Simbologia

Solda desejada

EExxeerrccíícciiooss


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EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) Quais as principais vantagens e desvantagens dafabricação de produtos por soldagem?

2) Quais os tipos de juntas empregadas em soldagem?

3) Quais os tipos de chanfros possíveis numa junta detopo?

4) Em equipe de, no máximo, quatro alunos, pesquise noambiente de trabalho e registre em relatório quatro peçasou produtos que empregaram algum processo de soldagemem sua confecção, identificando:

a) nome e finalidade das peças;

b) processo e equipamento de solda utilizado;

c) especificação do cordão.

5) Em função da solda desejada, faça um croqui dasimbologia correspondente.

6) Em função da simbologia, faça um croqui da soldadesejada.

2SSoollddaaggeemm aa PPoonnttoo oouu ppoorr RReessiissttêênncciiaa EEllééttrriiccaa

2.1 Fundamentos do processo, tipos e aplicações da soldagem por resistência

2.2 Equipamentos de soldagem, funcionamento e regulagem

2.3 Execução da soldagem e controle da qualidade na soldagem por resistência


* esses termos são provenientes das letras iniciais em Inglês para a classificação dos processosde soldagem por resistência.

24

2.1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO, TIPOS E APLICAÇÕESDA SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA

A soldagem por resistência compreende um grupo de processos nos

quais a união de peças metálicas é produzida em juntas sobrepostas

ou em topo a topo. A união da junta ocorre através da resistência à

passagem de uma corrente elétrica (efeito Joule*) e pela aplicação

de pressão. Às vezes há certa quantidade de fusão na interface(*).

Os processos de soldagem por resistência, mostrados

esquematicamente na figura 2.1., são os seguintes:

Por pontos (RSW*) - é obtida na região das peças colocadas

entre um par de eletrodos. Utilizando vários pares de eletrodos

obtêm-se muitos pontos de solda simultaneamente.

Por costura (RSEW*) - na soldagem por costura, é feita uma

seqüência de pontos de solda, de modo a produzir uma solda

contínua, por sobreposição parcial dos diversos pontos.

Por projeção (RPW*) - a união ocorre em um local determinado

por uma projeção ou saliência em uma das peças.

De topo por resistência (UW*) - na soldagem de topo por resistência, a

corrente passa através das faces das peças, que são pressionadas topo a topo.

De topo por centelhamento (FW*) - na soldagem por

centelhamento, as peças são energizadas antes de entrarem em contato

e suas faces são aproximadas até que o contato ocorra em pontos da

superfície da junta, gerando o centelhamento (descarga elétrica).

Por resistência à alta freqüência (HFRW*) - ocorre quando

a solda é obtida pelo calor gerado pela resistência à passagem de

uma corrente elétrica alternada(*), de alta freqüência (10 a 500

kHz), e pela aplicação rápida de pressão.

2SSoollddaaggeemm aa PPoonnttoo oouu ppoorr RReessiissttêênncciiaa EEllééttrriiccaa


25

Figura 2.1 - Os processos de soldagem por resistência (esquemáticos) (a) RSW; (b) RSEW; (c) RPW; (d) UW; (e) FW; (f) HFRW


26

Neste material pedagógico, será dada ênfase maior para a

soldagem a ponto por resistência (RSW), que é utilizada na união

de chapa fina, principalmente na indústria automobilística.

A passagem da corrente elétrica provoca aquecimento e, em alguns

casos, uma certa quantidade de fusão das peças a serem unidas. A

aplicação da pressão entre as peças garante a continuidade do

circuito elétrico e permite a obtenção de solda com baixo nível de

contaminação.

O calor gerado pela passagem da corrente elétrica pode ser

estimado pela equação 2.1 abaixo.

Q = R I2 t (equação 2.1), onde:

Q é o calor gerado (Joules); R é a resistência elétrica (Ohms); I é a

intensidade de corrente elétrica (Ampéres) e t o tempo de passagem

da corrente (segundos).

A soldagem por pontos é utilizada na fabricação de peças e

conjuntos, com chapa metálica fina, com espessura até três mm,

quando o projeto permite o uso de junta sobreposta e não há

necessidade de estanqueidade da junta. É aplicável aos aços

carbono, aços inoxidáveis, Al, Cu, Mg, Ni e suas ligas.

A soldagem por resistência encontra grande aplicação na indústria

automobílistica, eletroeletrônica, de eletrodomésticos, tubulações,

equipamentos ferroviários, esportivos, etc.

Uma das vantagens da soldagem por resistência é a economia de

material, em função da não necessidade de consumíveis de

soldagem, e com baixo custo de produção.

A solda por resistência pode apresentar excelente qualidade, tanto

em relação às propriedades mecânicas quanto à aparência.


27

2.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM, FUNCIONAMENTO EREGULAGEM

O equipamento para soldagem por resistência deve apresentar três

sistemas básicos: elétrico, mecânico e de controle. A figura 2.2

mostra um desenho esquemático de equipamento para soldagem

por ponto.

O sistema elétrico consiste em uma fonte de energia, conexões e

eletrodos. As fontes de energia elétrica podem ser do tipo energia

"direta ou armazenada", fornecendo corrente contínua(*) ou

alternada.

As máquinas de corrente contínua do tipo energia armazenada são

baseadas num banco de capacitores, alimentado por uma fonte de

tensão contínua, que armazena a energia necessária para a

soldagem.

As máquinas de corrente alternada são do tipo direta. Nesse caso,

a corrente de soldagem é fornecida diretamente por um

transformador(*) monofásico.

Figura 2.2 - Desenho esquemático de um equipamento para soldagem por pontos


28

O sistema mecânico consiste em um chassi, que suporta o

transformador de soldagem, e outros componentes dos sistemas

elétricos e de controle, além de um dispositivo para aplicação das

peças e aplicação de pressão.

O sistema de controle pode atuar somente sobre o tempo de

soldagem ou também sobre a ação mecânica da aplicação da força

do eletrodo.

Os três sistemas (elétrico, mecânico e controle) regulam as variáveis

mais importantes na soldagem por resistência, isto é, a força do

eletrodo, a intensidade de corrente e o tempo de passagem da

corrente de soldagem.

Os eletrodos são feitos de ligas (cobre e cobre-tungstênio), que têm

elevada condutibilidade térmica e elétrica, além de serem resistentes

à deformação e ao desgaste, mesmo em temperatura relativamente

elevada. A geometria dos eletrodos tem grande influência na

qualidade da solda produzida e deve ser otimizada para cada

aplicação. A figura 2.3 mostra vários tipos padrões de eletrodos

para a soldagem por pontos.

Para cada tipo de eletrodos, há uma aplicação específica, tanto no

que se refere ao metal a ser soldado como na posição em que será

feita a solda.

Conforme visto acima, dependendo da posição de soldagem e da

geometria da junta, há um tipo e uma disposição de eletrodo

recomendados, como pode ser visto na figura 2.4.


29

As principais variáveis da soldagem por resistência são: corrente

elétrica, o tempo de aplicação da corrente e a força nos eletrodos.

A corrente de soldagem possui um limite inferior, abaixo do qual o

aquecimento não resulta em fusão adequada na união. O valor

dessa corrente depende da área de contato entre os eletrodos e as

peças, ou das peças entre si, do material a ser soldado e da

espessura do mesmo.

A quantidade de calor gerado na junta é diretamente proporcional

ao tempo de passagem de corrente elétrica. O tempo deve ser

otimizado em função de outros parâmetros de soldagem.

A força aplicada nos eletrodos não influencia diretamente na

quantidade de calor gerado na soldagem, mas indiretamente,

através do seu efeito na resistência de contato entre as peças.

Figura 2.3 - Tipos padrões de eletrodos para a soldagem por ponto

Figura 2.4 - Diversos tipos de eletrodos e suas disposições


30

2.3 EXECUÇÃO DA SOLDAGEM E CONTROLE DA QUALIDADENA SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA

A escolha dos parâmetros de soldagem por resistência é feita em

função do material e da espessura das peças a serem unidas.

Antes da execução da soldagem, deve-se tomar certos cuidados

com alguns fatores que podem prejudicar a qualidade da solda.

Exemplos disso são a má regulagem do equipamento e a presença

de ferrugem, verniz, óleo, graxa e poeira na superfície da peça a

ser unida.

A tabela 2.1 mostra os parâmetros para soldagem por ponto, para

o aço carbono (ABNT 1010). (ABNT – Associação Brasileira de

Normas Técnicas)

A seguir serão enumerados os principais problemas da soldagem

por ponto e suas causas prováveis.

Problema 1:Escape de material das chapas (expelindo faíscas), entre eletrodos

ou entre chapas no ponto da solda; eletrodos aderindo ou colando

as chapas durante a solda.

Causas prováveis 1:a) alta corrente de soldagem e baixa pressão entre os eletrodos,

b) diâmetro da ponta dos eletrodos insuficiente ou desajustado,

c) óxidos ou ferrugem nas superfícies das chapas,

d) tempo de compressão muito curto.

Espessura (mm) Força do eletrodo (kN*) Corrente (kA*) Período de soldagem (ciclos)

0,5 1,3 6,5 6

1,0 2,2 9,5 10

1,6 3,6 12,0 14

2,4 5,8 15,5 20

3,2 8,1 19,0 26

Tabela 2.1 - Parâmetros de soldagem a ponto com impulso único (ABNT 1010)


31

Problema 2:Marca profunda dos eletrodos no ponto de solda.

Causas prováveis 2:a) alta pressão (força) entre os eletrodos, com baixa corrente e

longo tempo de soldagem,

b) diâmetro da ponta dos eletrodos insuficiente.

Problema 3: Aquecimento dos braços e do transformador de solda (temperatura

máxima permitida 80oC). Acima desta temperatura, examinar a

refrigeração e os parâmetros de soldagem.

Causas prováveis 3:a) ultrapassando o regime de trabalho da máquina de solda,

b) área de contato entre eletrodo e chapa muito alto,

c) muito tempo de soldagem

d) mau contato nos suportes e braços.

A tabela 2.2 a seguir mostra as causas das imperfeições no

processo de soldagem de resistência por ponto. Ela enumera

algumas das causas mais comuns de soldas a ponto defeituosas

(natureza da imperfeição), mostrando também os parâmetros de

soldagem que podem ter causado estas imperfeições.

Corrente Tempo Força nos eletrodos Eletrodos

Muito baixa Muito curto Muito elevada Manutenção deficiente

Muito alta Muito longo Muito baixa Tamanho errado

Muito alta Muito longo muito baixa Manutenção deficiente

Natureza daimperfeição

Solda fraca

Bolhas e Expulsão

Soldas queimadas, esburacadas ou c/ trincas

Tabela 2.2 - Causas de imperfeições na soldagem por ponto


32


1. Como pode ser definida a soldagem por resistência?

Como a resistência à passagem de uma corrente elétrica e pela

aplicação de pressão.

2. Cite três entre os diversos processos de soldagem porresistência e diga quais os tipos de indústrias que utilizamtais processos.

Soldagem por pontos, por costura e de topo por centelhamento. As

indústrias que utilizam esses processos de soldagem são a

automobilística, a eletroeletrônica e a de fabricação de

eletrodomésticos.

3. Execute uma soldagem de resistência por ponto, em umajunta sobreposta com espessura de 1 mm em aço carbono(ABNT 1020), com os seguintes dados: corrente 5 kA,pressão 2,2 kN e período de soldagem 10 ciclos. Escolha odiâmetro do eletrodo e determine o diâmetro do ponto desolda.

Procedimentos:

1) prepare a junta a ser soldada

2) na máquina de solda, coloque os valores acima descritos

3) escolha o diâmetro do eletrodo (sugestão: diâmetro mínimo 12 mm)

4) utilize todos os procedimentos de segurança

5) execute a soldagem

6) o diâmetro do ponto de solda obtido deverá ser em torno de 5 mm

7) apresente um relatório digitado juntamente com a peça

soldada registrando todas as operações envolvidas e a

qualidade obtida na soldagem.



33

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1) A soldagem por resistência pode ser considerada umprocesso de soldagem por fusão?

2) Quais as vantagens e desvantagens da soldagem porresistência?

3) Na soldagem por pontos, qual é o tipo de juntaindicada?

4) Quais os defeitos (imperfeições) na soldagem porponto?

5) Execute uma aplicação prática, aplicando tempo desolda curto, grande intensidade de corrente e alta pressãoentre os eletrodos e explique o que ocorre.

6) Em equipe de, no máximo, quatro alunos, pesquise noambiente de trabalho e registre, em relatório, duas peçasou produtos que utilizaram o processo de soldagem porresistência em sua fabricação. Anotar:

a) nome e aplicação das peças,b) especificação da solda e forma do eletrodo,c) tipo e regulagem da máquina, d) procedimento de soldagem e da inspeção.

3SSoollddaaggeemm aa GGááss3.1 Fundamentos do processo, tipos e aplicações da soldagem a gás

3.2 Equipamentos de soldagem, funcionamento e regulagem

3.3 Execução da soldagem e controle da qualidade na soldagem a gás


36

3.1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO, TIPOS E APLICAÇÕESDA SOLDAGEM A GÁS

A soldagem a gás é um processo no qual a união dos metais é

obtida pelo aquecimento provocado por uma chama de um gás

combustível combinado com o oxigênio. O processo envolve a fusão

do metal de base e do metal de adição.

Durante a operação, a chama proveniente da mistura gás-oxigênio

na ponta do bico de solda é usada para fundir o metal de base e

formar a solda. O metal de adição é acrescentado separadamente.

O soldador movimenta o maçarico de solda para obter uma fusão

uniforme e progressiva.

A figura 3.1 mostra esquematicamente o processo de soldagem a

gás.

Figura 3.1 - Diagrama esquemático de uma soldagem a gás

3SSoollddaaggeemm aa GGááss


37

O processo de soldagem a gás apresenta as seguintes vantagens:

• baixo custo;

• emprega equipamento portátil;

• não necessita de energia elétrica;

• permite fácil controle da operação.

Por outro lado, apresenta as seguintes desvantagens:

• exige maior habilidade do soldador;

• tem baixa taxa de deposição;

• apresenta risco de acidente com os cilindros de gases.

O acetileno é o gás combustível mais utilizado, por apresentar alta

potência de sua chama e pela alta velocidade de inflamação. Pode-

se afirmar que a chama da mistura oxigênio-acetileno supera as

temperaturas atingidas na mistura de oxigênio com outros gases.

As chamas para soldagem a gás possuem duas partes conhecidas

como dardo e penacho (figura 3.2).

As características da chama dependem da relação entre o

combustível (acetileno) e o comburente (oxigênio). Define-se como a

regulagem da chama, ou a relação de consumo, a razão entre os

volumes de comburente e do combustível.

Com o conceito de regulagem da chama podem-se definir três tipos

de chama: neutra, redutora (ou carburante) e oxidante.

a = regulagem da chama = volume oxigêniovolume acetileno


38

A figura 3.2 mostra os tipos de chama.

A tabela 3.1 apresenta os tipos de chamas: regulagens, formatos,

características e aplicações.

O processo de soldagem a gás é adequado para chapas finas,

tubos de pequeno diâmetro e também para a soldagem de reparo.

Figura 3.2 - Partes e formatos da chama: (a) neutra, (b) redutora, (c) oxidante.

Tabela 3.1 - Tipos e características das chamas

Regulagem da chama

1,0 < a < 1,1

a < 1,0

a > 1,1

Tipo de chama

Neutra

Redutora

Oxidante

Formato da chama

Fig. 3.2a

Fig. 3.2b

Fig. 3.2c

Característica

Penacho longo.Dardo branco,

brilhante earredondado

Penacho esverdeadoDardo branco,

brilhante earredondado

Penacho azulado, mais curto.

Dardo branco,brilhante pequeno

e pontiagudo.

Aplicação

Soldagem dos aços.Cobre e suas ligas

(exceto latão).Níquel e sua ligas.

Revestimento duro,ferro fundido,

alumínio e chumbo.

Aços galvanizados.

Latão

Bronze


39

3.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM, FUNCIONAMENTO EREGULAGEM

O equipamento básico para a soldagem a gás, mostrado na figura

3.3, consiste em cilindros de gases, reguladores de pressão,

mangueiras e maçarico de soldagem.

Os gases utilizados na soldagem a gás podem ser distribuídos por

várias seções de uma instalação industrial através de cilindros

portáteis, ou por meio de tubulação proveniente de instalação centralizada.

O regulador de pressão é um dispositivo que permite diminuir a

pressão dos cilindros para a pressão de trabalho, mantendo-a

aproximadamente constante.

As mangueiras servem para conduzir os gases dos cilindros até o

maçarico de soldagem. A mangueira de cor vermelha é para o gás

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

Os maçaricos são dispositivos que recebem o oxigênio e o acetileno

puros e fazem sua mistura na proporção, volume e velocidade

adequadas à produção da chama desejada.

3.3 EXECUÇÃO DA SOLDAGEM E CONTROLE DA QUALIDADENA SOLDAGEM A GÁS

A soldagem a gás é feita nas seguintes etapas: abertura dos

cilindros de gases e regulagem das pressões de trabalho;

acendimento e regulagem da chama; formação da poça de fusão;

deslocamento da chama e realização do cordão de solda, com ou

sem uso de metal de adição; interrupção da solda e extinção da chama.

Figura 3.3 - Equipamento básico para a soldagem a gás.


40

O acendimento da chama é feito com um gerador de fagulha. É

importante não utilizar isqueiro ou fósforo após a abertura do

registro de acetileno do maçarico. A chama assim obtida tem cor

amarelo brilhante e é bastante fuliginosa(*).

Para evitar essa fuligem, pode-se abrir ligeiramente o registro de

oxigênio do maçarico antes do acendimento. Uma vez acesa, a

chama deve ser regulada para se obter um tamanho e tipo

adequado à soldagem que vai ser executada, conforme a figura 3.2

e a tabela 3.1.

Para a formação da poça de fusão, a ponta do dardo da chama é

colocado de 1,5 a 3 mm da superfície da peça e mantida nesta

posição até a fusão do metal de base. A chama é posicionada

formando um ângulo de 45o

a 60o

com a peça.

Existem basicamente duas técnicas para execução da soldagem a gás, à

direita ou à esquerda. A figura 3.4 mostra esses métodos de soldagem.

Figura 3.4 - Métodos de soldagem a gás, (A) à esquerda, (B) à direita, (C) à direita com grandepenetração, (D) na vertical, (E) sobrecabeça (esquerda e direita).


41

Soldagem à esquerda - a vareta desloca-se à frente da chama,

no sentido da soldagem. Utilizado na espessura de chapas de até 3

mm, é um processo lento, que consome muito gás, mas produz solda

de bom aspecto e é de fácil execução.

Soldagem à direita - a vareta desloca-se atrás da chama. É um

processo rápido e econômico, muito mais conveniente para

espessuras superiores a 3mm. Ao final da soldagem, recomenda-se

fechar primeiro o acetileno e depois o oxigênio, a fim de extinguir

a chama, evitando o seu retrocesso. Terminado o serviço, todos os

registros e válvulas de gases devem ser fechados.

Em função da espessura da chapa, os parâmetros de soldagem a

gás para o aço carbono podem ser consultados na tabela 3.2.

(mm) nº Oxig. Acet. Oxig. Acet. cm/min

0,3-0,5 2 0,4 0,4 75-95 70-90 14,5-15,0

0,5-0,8 4 0,4 0,4 115-140 100-130 13,0-15,0

0,8-1,5 6 0,4 0,4 150-180 140-165 11,0-13,0

1,5-2,5 9 0,4 0,4 220-270 210-250 8,0-12,0

2,5-3,0 12 0,5 0,5 310-350 280-320 6,0-10,0

3,0-5,0 15 0,5 0,5 400-450 365-410 3,5-6,0

5,0-6,5 20 0,5 0,5 510-600 470-560 2,5-4,5

6,5-9,5 30 0,5 0,5 690-890 625-805 1,5-3,0

0,8-1,5 4 0,8-1,3 0,1 100-180 90-130 14,0-16,0

1,5-2,5 6 1,6-2,0 0,1 170-220 130-220 11,0-15,0

2,5-3,0 9 1,6-2,0 0,1 280-340 200-300 8,0-11,0

3,5-6,5 15 1,5-1,9 0,1 580-640 400-600 3,0-7,0

8,0-13,0 30 1,2-1,6 0,1 800-1100 700-1000 3,0-1,5

Espessura a Soldar

Númerodo Bico

PressãoDinâmica(Kgf/mm2)

Consumode Gases

(l/h)

Velocid. deSoldagem

(l/h)

Tabela 3.2 - Parâmetros de soldagem a gás para o aço carbono.


42

Para uma execução satisfatória de qualquer trabalho, é de grande

utilidade saber quais são as possíveis falhas, como se manifestam e

quais são as suas causas.

Os defeitos mais comuns na soldagem a gás são:

Falta de fusão - geralmente ocorre na margem da solda,

freqüentemente quando utilizamos indevidamente a chama

oxidante. Pode ocorrer também com a utilização da chama

apropriada, se manipulada de forma errada.

Inclusão de escória - ocorre normalmente com a chama

oxidante, às vezes com a chama neutra. A manipulação

inadequada do metal de adição também pode provocar inclusões.

Porosidade - se uniformemente espalhada, revela uma técnica de

soldagem imperfeita.

Trincas - o aquecimento e resfriamento lentos, permitindo a

difusão do hidrogênio.

Furos no cordão - chama com excesso de oxigênio ou

velocidade de soldagem baixa.

Cordão muito largo - movimento perpendicular ao cordão de

solda com maçarico muito grande.

Perfuração - maçarico muito grande ou velocidade de soldagem

muito pequena


43

Medidas de segurança na soldagem a gás

O processo de soldagem a gás é perigoso, o que exige que todas

as pessoas envolvidas prestem atenção e sigam as normas

estabelecidas para trabalhos e manuseio com oxigênio e acetileno.

O acetileno é um gás altamente explosivo, por isso as seguintes

recomendações devem ser observadas:

• evite choques violentos com os cilindros, principalmente nos reguladores de pressão;

• não armazene os cilindros em local próximo a uma fonte de calor;

• armazene os cilindros na posição vertical, seguros por correntes. O acetileno é mais leve que o ar e não se acumula em locais baixos;

• não esvazie o cilindro completamente, evitando a entrada de arou a saída de vapor de acetona misturado com acetileno;

• tenha cuidado com vazamentos, uma vez que a mistura do acetileno com o ar pode ser explosiva;

• verifique sempre o estado das válvulas e reguladores de pressão, para evitar vazamentos;

• evite o contato do acetileno com tubulações ou conexões de cobre e algumas de suas ligas, porque pode formar um composto explosivo do acetileno com o cobre;

• nunca lubrifique qualquer peça que tenha contato com oxigêniopuro com alta pressão, pode ocorrer uma explosão,As seguintes recomendações devem ser observadas:

- não use o oxigênio no lugar do ar comprimido para retirar resíduos de locais que estejam também sujos de óleo ou graxa, pois pode haver combustão espontânea dos óleos;

- não use o oxigênio para limpar roupa que esteja suja de óleo ou graxa, pois há risco de combustão espontânea da roupa;

- não lubrifique nenhuma conexão ou parte do equipamento em contato com o cilindro de oxigênio;

- evite choques violentos nos reguladores de pressão, uma vezque, devido à elevada pressão interna, o cilindro de oxigênio pode ser lançado como um projétil;

- conserve o cilindro sempre com o capacete de proteção, quando não estiver em uso.


44

Processo de corte a gás

É um processo no qual o corte dos metais é obtido pela reação do

oxigênio puro com o metal, a alta temperatura. Essa alta

temperatura é conseguida através de uma chama oxigênio-gás

combustível. Para o corte de metais resistentes à oxidação, a reação

é auxiliada pela adição de fluxos e pós metálicos.

O metal a ser cortado é

aquecido por uma chama de

pré-aquecimento até uma

temperatura em que ocorre a

reação do metal com o

oxigênio, sendo a seguir

exposto a um jato de oxigênio

de alta pureza. A reação do

oxigênio com o metal produz

uma quantidade de calor

suficiente para fundir o óxido

formado, que é arrastado

pela corrente de oxigênio,

ocorrendo assim o corte.

O equipamento usado para o corte a gás é basicamente o mesmo

para a soldagem, diferenciando-se apenas pelo tipo de maçarico.

Este possui as partes essenciais de um maçarico de solda e uma

tubulação extra para o oxigênio de corte, dotada de uma válvula de

acionamento rápido. O equipamento usado pode ser manual ou

mecanizado e efetuar cortes retos, curvilíneos, múltiplos, etc.

A operação de corte é relativamente simples. Em muitas etapas

assemelha-se à soldagem a gás. Inicialmente efetua-se a

regulagem da chama de pré-aquecimento, que é neutra. A seguir,

é feito o pré-aquecimento da região de início do corte, quando é

acionada a válvula de oxigênio. Este reage com o metal e, quando

o jato atinge a face oposta da peça, inicia-se o movimento de

translação do maçarico.

Figura 3.5 – Processo de corte a gás – esquemático.


45


1) O que é o processo de soldagem a gás?É todo processo que utiliza um gás combustível combinado com o

oxigênio para efetuar a união de metais.

2) Quais as regiões de uma chama oxiacetilênica?As regiões de uma chama oxiacetilênica são o dardo e o penacho.

3) Quais os métodos de soldagem a gás e suas aplicações?A soldagem à esquerda é indicada para chapas mais finas e um

cordão de solda mais largo e com menor penetração. A soldagem

á direita, por sua vez, é indicada para maiores espessuras com um

cordão mais estreito e com maior penetração.

EXERCÍCIOS PROPOSTOS:

1) Quais os tipos de chama na soldagem a gás?

2) Qual o fator que determina o tipo de chama utilizado nasoldagem a gás?

3) Qual a relação de oxigênio e acetileno na chama neutra,e qual a sua característica e aplicação?

4) Quais as aplicações industriais do processo de soldagem agás e suas vantagens e desvantagens em comparação aos outros?

5) Quais os cuidados que devem ser tomados, com relaçãoa segurança, durante a soldagem a gás?

6) Prever uma peça a ser soldada a gás, relacionando edescrevendo todos os procedimentos para sua execução:preparação da peça; regulagem da chama; movimento (tipode cordão); parâmetros de inspeção para aceitação da solda.


4SSoollddaaggeemmMMIIGG // MMAAGG

4.1 Fundamentos do processo de soldagem MIG/MAG

4.2 Equipamentos de soldagem MIG/MAG

4.3 Execução da soldagem

4.4 Aplicações industriais

Área de Mecânica/Produção de Bens - SOLDAGEM

48

4.1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO MIG/MAG

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

entre um eletrodo nu, alimentado de maneira contínua e a peça a

ser soldada. A proteção do arco e da região da solda contra a

contaminação atmosférica é feita por um gás ou misturas de gases,

que podem ser inertes ou ativos.

O processo MIG (Metal Inert Gas) utiliza um gás inerte, que pode

ser argônio, hélio, argônio + (1 à 5%) de O2.

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

de gases que perdem a caraterística de inerte, quando parte do

metal sendo soldado é oxidado. Os gases ativos utilizados são: CO2,

CO2 + (5 a 10%) de O2, argônio + (15 a 30%) de CO2, argônio +

(5 a 15%) de O2, argônio + (25 a 30%) de N2.

A figura 4.1 ilustra esquematicamente o processo de soldagem

MIG/MAG.

A soldagem MIG/MAG é um

processo automático ou semi-

automático, que pode ser

robotizado. A alimentação do

arame é feita mecanicamente,

através de um alimentador

motorizado, e o soldador é o

responsável pelo início e

término da soldagem, como

também pelo movimento da

tocha ao longo da junta. A

manutenção do arco é garantida pela alimentação contínua do

arame e seu comprimento é mantido aproximadamente constante

pelo próprio sistema.

Figura 4.1 - Processo de soldagem MIG/MAG.

4FFuunnddaammeennttooss ddoo pprroocceessssoo ddee ssoollddaaggeemm MMIIGG//MMAAGG

A alimentação do arame, como descrita anteriormente, é devido à

ação de rolos, conforme mostrado na figura 4.2, em que o rolo

inferior é tracionado e o superior somente sofre compressão,

fazendo o arame avançar.

Principais vantagens da soldagem

MIG/MAG: apresenta alta taxa de

deposição e alto fator de trabalho

do soldador (não há parada para

troca de eletrodo); pode soldar

ampla faixa de espessura e quase

todos os materiais metálicos; pode

soldar em todas as posições; não

há necessidade de remoção de escória e exige menor habilidade do

soldador, quando comparada à soldagem com eletrodos revestidos.

As principais limitações (desvantagens) na soldagem MIG/MAG

são: maior velocidade de resfriamento da solda por não haver

escória, o que aumenta a ocorrência de trincas; a soldagem deve ser

protegida da corrente de ar; como o bocal da tocha precisa ficar

muito próximo a solda, a soldagem é dificultada em locais de difícil

acesso; grande emissão de raios ultravioleta; equipamento de

soldagem mais caro e complexo quando comparo com eletrodo revestido.

Na soldagem com eletrodos consumíveis, tipo MIG/MAG, o metal

fundido na ponta do arame tem que se transferir para a poça de fusão.

O modo da transferência de metal no processo de soldagem MIG/MAG

é o fator mais importante no processo, pois afeta sua característica.

Podem existir quatro modo de transferência: curto-circuito, globular,

spray (pulverização) e pulsado. O tipo de transferência depende do

gás de proteção, dos parâmetros de soldagem (corrente e tensão),

da composição química e diâmetro do arame.

A transferência por curto-circuito ocorre para baixos valores de

corrente e tensão, sendo utilizada para soldar em todas as posições

e também na soldagem de chapas finas. Uma gota de metal se

forma na ponta do arame e vai aumentando de diâmetro, até tocar

a poça de fusão. Apresentando uma grande instabilidade do arco,

apresentando muito respingo, a figura 4.3 apresenta as formas de

transferências.


49

Figura 4.2 - Sistemas de alimentação de arame

A transferência globular ocorre para valores intermediários de

corrente e tensão de soldagem, resultando em um arco mais estável

em relação ao anterior. O diâmetro da gota é igual ou maior que o

do arame, apresentando muito respingo é utilizado somente na

posição plana. Esta forma de transferência não é recomendada

para soldagem. Ver figura 4.3.

Transferência por spray (pulverização) ocorre para valores altos de

corrente. As gotas de metais são extremamente pequenas e seus

números bastante elevados. Ocorre somente para determinados

gases ou misturas, resultando em um arco muito estável. É

recomendado para a soldagem na posição plana e para grandes

espessuras, ver figura 4.3.

A transferência com arco pulsado é do tipo spray. A máquina de

solda gera dois níveis de corrente. No primeiro, a corrente de base

(Ib) é tão baixa que não há transferência, mas somente o início da

fusão do arame. No segundo, a corrente de pico (Ip) é igual a

corrente no modo spray, ocorrendo a transferência de um única

gota. A corrente média obtida é menor que spray, conseguindo

soldar baixa espessura e em todas as posições com ótima

estabilidade de arco, ver figura 4.3.


50Figura 4.3 - Formas de transferência metálica na soldagem MIG/MAG

Spray (pulverização) Arco pulsado

Curto circuito Globular

4.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM MIG/MAG

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

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

suprimento de gás de proteção e um sistema de alimentação do

arame. A figura 4.4 mostra o equipamento básico para o processo

de soldagem MIG/MAG.

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

corrente de soldagem para o

eletrodo, de um bocal que orienta

o fluxo de gás protetor e de um

gatilho de acionamento do

sistema. O bico de contato é um

tubo à base de cobre, cujo

diâmetro interno é ligeiramente

superior ao diâmetro do arame, e

serve de contato elétrico deslizante, a figura 4.5 mostra o detalhe

de uma tocha para soldagem.

O escoamento do gás de proteção é regulado pelo fluxímetro e pelo

regulador-redutor de pressão. Estes possibilitam fornecimento

constante de gás para o bico da tocha.

A maioria das aplicações da soldagem MIG/MAG requer energia

obtida através da corrente contínua e polaridade inversa (tocha

ligada ao polo positivo). Nesta situação tem-se um arco mais

estável, transferência estável, baixo respingo e cordão de solda com

boas características.


51

Figura 4.4 - Equipamento para o processo de soldagem MIG/MAG.

Figura 4.5 - Tocha de soldagem MIG/MAG

Os principais consumíveis utilizados na soldagem MIG/MAG são o

arame eletrodo e o gás de proteção.

Os arames para soldagem são constituídos de metais e ligas

metálicas que possuem composição química, dureza, condições

superficiais e dimensões bem controladas. Arames de aço carbono

recebem uma camada superficial de cobre com o objetivo de

melhorar o acabamento superficial e seu contato elétrico com o bico

da tocha. A seleção do arame a ser usado em determinada

soldagem é definida em função do metal da peça ser soldada.

A tabela relaciona as especificações

AWS de arames para a soldagem

MIG/MAG de diferentes materiais.

O tipo de gás influencia as

características do arco e a transfe-

rência de metal, penetração, largura

e formato do cordão de solda. Os

principais gases e misturas utilizados na soldagem MIG/MAG e sua

aplicação são mostrados na tabela 4.2.

A figura 4.6 mostra o perfil do

cordão de solda(*) obtido em

função do tipo de gás ou mistura.

Porém, o perfil pode ser modificado

pela alteração dos parâmetros

operacionais de soldagem.


52

Tabela 4.1 - Especificações AWS de materiais de adição para soldagem MIG/MAG.

Figura 4.6 - Perfil de cordão de solda obtido em função do tipo de gás ou mistura.

Especificação

AWS A 5.3AWS A 5.6AWS A 5.9AWS A 5.14AWS A 5.16AWS A 5.18AWS A 5.19

Materiais

Arames de alumínio e suas ligasArames de cobre e suas ligas

Arames de aço inoxidávelArames de níquel e suas ligas

Arames de tit6anio e suas ligasArames de aço carbono

Arames de magnésio e suas ligas

Gás ou mistura

Argônio (Ar)Hélio (He)

Ar + He (20-50%)Ar + N2 (20-30%)Ar + O2 (1-2%)Ar + O2 (3-5%)

CO2

Ar + CO2 (20-50%)Ar + CO2 + O2

Comp.Químico

InerteInerteInerteInerte

Lig. OxidanteOxidanteOxidante OxidanteOxidante

Aplicações

Quase todos os metais, exceto o açoAl, Mg, Cu e suas ligas

Al, Mg, Cu e suas ligas (melhor)Cobre

Aços inoxidáveisAços carbono e alguns aços ligasAços carbono e alguns aços ligas

Vários aços transferência curto-circuitoVários aços

Tabela 4.2 - Especificações AWS de materiais de adição para soldagem MIG/MAG.

4.3 EXECUÇÃO DA SOLDAGEM

A abertura do arco se dá por toque do arame eletrodo na peça. O

início da soldagem é feito aproximando-se a tocha da peça e

acionado o gatilho. Neste momento é iniciado o fluxo de gás

protetor, como também a alimentação do arame. Com a formação

da solda, a tocha é deslocada ao longo da junta, com uma

velocidade uniforme. Movimentos de tecimento (oscilação) do

cordão podem ser executados.

Ao final da soldagem, solta-se o gatilho da tocha e são

interrompidos a corrente, a alimentação do arame e o fluxo de gás,

extinguindo-se o arco.

O ângulo de deslocamento da tocha altera o perfil do cordão,

independente do gás de proteção, como já comentado (figura 4.6).

Tendo-se como referência o ângulo de 90∞, a alteração no ângulo

no sentido negativo (empurrando a tocha) causa a redução na

penetração. Como conseqüência, o cordão torna-se mais largo e

plano, como mostra a figura 4.7. Passando para ângulo positivo

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


53

Figura 4.7 - Influência do ângulo de deslocamento da tocha sobre a penetração.


54

As principais variáveis do processo MIG/MAG são: tensão,

corrente, velocidade de soldagem, vazão do gás e diâmetro do

arame.

A tensão afeta o modo de transferência e a geometria do cordão.

Esta deve ser determinada de acordo com a corrente e o gás de

proteção.

A corrente influencia diretamente na penetração, largura e reforço

do cordão de solda e na forma de transferência. A escolha da

corrente é feita em função da espessura da peça a unir.

A velocidade de soldagem influencia na energia imposta à

soldagem. Velocidade elevada resulta em menor penetração,

reforço e largura do cordão.

A vazão do gás de proteção deve ser tal que proporcione boas

condições de proteção. Pouco ou muito gás prejudica a proteção.

O diâmetro do arame é escolhido em função da espessura da

chapa, e da posição de soldagem.

Na soldagem MIG/MAG podem ocorrer descontinuidades (defeitos)

provenientes de erros na regulagem do equipamento ou por técnica

de soldagem não apropriada. A figura 4.8 mostra essas

descontinuidades.

4.4 APLICAÇÕES INDUSTRIAIS

O processo de soldagem MIG/MAG é hoje empregado tanto em

pequenas indústrias com naquelas responsáveis por grandes

produções e/ou de alta qualidade. Esse processo permite solda uma

ampla faixa de espessura e em todas as posições. A solda MIG

encontra uma ampla faixa de aplicação na soldagem dos não-

ferrosos e aços inoxidáveis, enquanto a solda MAG é utilizada na

soldagem de outros tipos de aços, tais como: aços ao carbono, ligas

de níquel e aços ligados.


55

A soldagem MIG/MAG tem sido amplamente utilizada nas

indústrias automobilísticas, manualmente ou com auxílio de robôs;

na indústria ferroviária; nas fábricas de caldeira e vaso de pressão;

na indústria metal mecânica; nas indústrias química e petroquímica

de petróleo e alimentos; nas indústrias de papel; entre outras áreas.

Figura 4.8 - Descontinuidades (defeitos) mais comuns na soldagem MIG/MAG.


56


1. Defina o processo de soldagem MIG/MAG.

A soldagem MIG/MAG utiliza o calor de um arco elétrico

estabelecido entre um eletrodo nu alimentado de uma maneira

continua e o metal de base com um gás de proteção.

2. Qual a diferença fundamental entre “MIG” e “MAG”?

MIG utiliza como gás de proteção um gás ou mistura gases inerte

(Argônio ou Hélio) e MAG utiliza como gás de proteção um gás ou

mistura de gases ativos (CO2)

3. Quais as vantagens e desvantagens da soldagemMIG/MAG?

Vantagens - apresenta alta taxa de deposição, a velocidade de

soldagem é elevada, exige poucas operações de acabamento, o

soldador pode ser facilmente treinado, o processo de soldagem

ocorre com visibilidade total da poça de fusão e é também possível

soldar em todas as posições.

Desvantagens - a velocidade de resfriamento é elevada, com

possibilidade de trinca. Há dificuldade de soldagem em locais de

difícil acesso e grande emissão de raios ultravioleta. A soldagem

deve ser protegida da corrente de ar.



57

EXERCÍCIOS PROPOSTOS:

1. Quais os tipos de transferencia metálica com o processoMIG/MAG?

2. Em equipe de, no máximo, quatro alunos, pesquisar nafábrica (inclusive com entrevista a soldador) quatro peçasque utilizem na sua fabricação a soldagem MIG/MAG. Emrelatório registrar:

a) nome, aplicação e material das peçasb) tipo de solda empregada (MIG ou MAG), tipo e diâmetro

do arame e gás usadoc) especificação dos cordõesd) regulagem da máquina de soldae) padrões de qualidade e inspeção

3) Em função dos gases de proteção, qual o mais indicadopara aumentar a penetração na solda?

4) É possível alterar a penetração sem variar os parâmetros(através do sentido da soldagem). Explique.

5) Citar algumas descontinuidades (defeitos) na soldagemMIG/MAG?

6) Para uma peça fornecida, elaborar o procedimento paraa sua soldagem:

a)seleção do tipo e diâmetro do arame e composição do gásb)regulagem da máquina de solda: tensão e corrente.

5SSoollddaaggeemmddee pplláássttiiccooss


60

Apresentaremos algumas informações sobre a soldagem dos

plásticos, considerando seu crescente uso na indústria automotiva.

Os seguintes processos de soldagem podem ser aplicados aos

termoplásticos:

Alta FreqüênciaA maioria das aplicações desse processo são dirigidas para a

selagem de finos filmes termoplásticos, tais como PVC,

ABS e acetato de celulose. Apesar de possuir vantagens,

como rapidez e reprodutividade, o custo inicial do processo

é relativamente alto.

Ferramenta (“ferro”) AquecidaUma ferramenta (chata, ou do tipo “ferro de soldar” empregado na

soldagem estanho) é aquecida entre 180o C e 230o C e posta em

contato com as superfícies que se quer soldar, as quais são

imediatamente pressionadas umas contra as outras. A ferramenta é

revestida com teflon, evitando assim aderência do material de base

à mesma. As juntas produzidas podem apresentar alta qualidade,

inclusive à prova de vazamentos.

FricçãoTrata-se de um processo que utiliza o calor produzido pelo atrito

entre duas superfícies em movimento. É simples e capaz de realizar

soldas de alta qualidade.

Gás AquecidoEste processo tem uma certa semelhança com o processo de

soldagem a gás. Neste caso, um gás aquecido flui desde o bico de

um tocha, fundindo parcialmente o material de adição na forma de

vareta sobre uma junta com chanfro. Os gases são aquecidos entre

200o C e 300o C, com vazão de 15 a 60 litros/minuto, geralmente

sendo empregados ar comprimido; nitrogênio; hidrogênio; oxigênio

e anidrido carbônico.

Entre os termoplásticos usualmente soldados por este processo,

encontram-se PVC, polietileno, nylons e acrílicos.

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61

Duas técnicas são empregadas para a aplicação desse processo. A

soldagem de baixa velocidade ocorre com o soldador realizando a

alimentação do consumível manualmente, igual à soldagem a gás

(segurando com uma mão a vareta e a outra a tocha), e

pressionando a vareta na qual funde na superfície, mas não no seu

interior. A soldagem deve ser realizada puxando a tocha.

Outra técnica denominada soldagem de alta velocidade utiliza uma

tocha especialmente projetada, a qual possui junto ao bico um

pequeno tubo aquecido pelo gás que sai do furo principal, através

do qual a vareta é manualmente introduzida. Com isso, o material

de adição sofre pré-aquecimento e funde mais rapidamente

aumentando a velocidade de soldagem.

Exemplo de interpretação dos códigos do mercado

Código InterpretaçãoPE - L D PE: polímero base (PE - polietileno).

L: característica especial (L - baixa).D: característica especial (D - densidade).

PP - T 28 PP: polímero base (PP - polipropileno).T: tipo de carga de reforço (t - talco).28: porcentagem de carga de esforço (28%).

PP - G M 40 PP: polímero base (PP - polipropileno).G: tipo de carga de reforço (G - vidro).M: estrutura de reforço (M - feltro).40: porcentagem de carga de reforço (40%).

PA 66 G F 20 PA: polkimero base (Pa - Poliamida).66: número de carbonos que compõem a molécula básica.G: tipo de carga de reforço (G - vidro).F: estrutura de reforço (F - fibra).20: porcentagem da carga de reforço (20%).

Figura 4.9 - Descontinuidades (defeitos) mais comuns na soldagem MIG/MAG.

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64

Capítulo 1 - Conceito e Simbologia de Solda1. Vantagens: a estrutura após montagem apresenta menor peso, a

solda é estanque, mais rapidez na montagem de um equipamento.

Desvantagens: necessita de um profissional habilitado, alguns

materiais são de difícil soldabilidade e em alguns casos aumenta o

custo da montagem.

1. Juntas: de topo, em ângulo, sobreposta e de aresta.

2. Chanfro em: em V, meio V, em X, em U, em J, em duplo U, em

duplo J, em K e reto ou sem chanfro.

3. Emitir relatório das atividades em um papel A4 digitado em

computador. Neste documento devem consertar todos os dados

como: data; nomes dos alunos, nome e finalidade das peças;

processo e equipamento de soldagem utilizado, bem como, a

especificação do cordão e padrões de qualidade alcançados.

5.

6.

Capítulo 2 – Solda ponto ou por resistência elétrica:1. Não, porque a soldagem por fusão são fundidos os metais de

base e os metais de adição. Na soldagem por resistência ocorre

somente a fusão parcial na interface das chapas sendo soldadas.

2. Vantagens: não requer grande treinamento para o soldador, mais

rápido a execução da soldagem, não ocorre distorção nas peças e

não necessita utilizar todos os equipamentos de segurança.

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65

Desvantagens: grande consumo de energia elétrica, não aplicado a

chapa grossa, aplicado somente para algumas configurações de

juntas e a solda não é estanque.

3. Na soldagem por pontos a junta indicada é a sobreposta.

4. Os defeitos (imperfeições) mais comuns na soldagem por pontos

são: Solda fraca, Bolhas e Expulsão, Soldas queimadas,

esburacadas ou com trincas.

5. O aluno deve executar a soldagem com os parâmetros definidos

na pergunta, analisar a solda e explicar o que ocorreu.

6. Emitir relatório das atividades em papel A4 digitado em

computador. Neste documento devem conter todos os dados como:

data; nomes dos alunos, nome e aplicação das peças; especificação

da solda e forma do eletrodo, tipo e regulagem da máquina de

solda e procedimento de soldagem e da inspeção utilizado.

Capítulo 3 – Soldagem a gás:1. Os tipos de chama utilizadas na soldagem a gás são: Neutra,

Redutora (carburante) e Oxidante.

2. O fator que determina o tipo de chama é a razão entre os

volumes do oxigênio e acetileno.

3. A relação (razão) de oxigênio e acetileno na chama neutra varia

de 1,0 a 1,1, e possui característica de: penacho longo, dardo

branco, brilhante e arredondado. Aplicado para a soldagem dos

aços, cobre e suas ligas, níquel e suas ligas.

4. As aplicações industriais do processo de soldagem a gás são:

automobilísticas, refrigeração e oficinas mecânicas que utilizam

chapas finas e tubos de pequenos diâmetros.

Vantagens: baixo custo, emprega equipamento portátil, não

necessita de energia elétrica e permite fácil controle da operação.

Desvantagens: exige soldador habilitado, possui baixa taxa de

deposição, conduz a um superaquecimento e apresenta riscos de

acidente com os cilindros de gases.

5. Durante a soldagem a gás devem ser tomados os seguintes

cuidados: caso ocorra retrocesso de chama, fechar imediatamente

as válvulas do maçarico e dos cilindros de gás; limpar o bico do

maçarico, evitando entupimento; ter cuidado com o risco de

explosão ao soldar ou cortar recipientes metálicos que tenham tido

contato com combustíveis.




66

data; nomes dos alunos, preparação da peça, tipo de chama; tipo

de cordão e parâmetro de inspeção para aceitação da solda.

Capítulo 4 – Soldagem MIG/MAG: 1. Os tipos de transferência metálica com o processo de soldagem

MIG/MAG são: por curto-circuito, globular, spray (pulverização) e

pulsada.



data; nomes dos alunos, nome e aplicação e material das peças;

tipo de solda (MIG/MAG), tipo e diâmetro do arame e gás

utilizado; especificação do cordão; regulagem da máquina e

padrões de qualidade e inspeção.

3. O gás mais indicado para aumentar a penetração é o CO2 ou

mistura rica em CO2.

4. Sim, é possível alterar a penetração sem variar os parâmetros de

soldagem, isto é feito através do sentido da soldagem com o ângulo

da tocha positivo, ou seja, puxando a poça de solda.

5. As descontinuidades (defeitos) mais comuns na soldagem

MIG/MAG são: porosidade, falta de penetração, falta de fusão e

mordedura.

6. Para esta atividade o aluno deverá desenvolver um procedimento

de soldagem. Em função da espessura e composição química da

chapa, escolherá os seguintes parâmetros: tipo e diâmetro do

arame, tipo e mistura de gases; regulagem da máquina de solda

determinando a tensão e corrente. O procedimento deverá ser

apresentado em papel A4 com auxílio de editor de texto.

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Arco Elétrico – Condutor gasoso de eletricidade,

Asfixia – Suspensão da respiração, sufocação.

bar – Unidade de pressão. É a força de 1 kgf sobre 1 cm2.

Caldeiras – Equipamentos que geram vapor.

Controle Metalúrgico – Procedimento para que não ocorram

mudanças no material da peça durante a soldagem.

Corrente Contínua – Tipo de corrente gerada numa pilha ou

bateria.

Corrente Elétrica Alternada – Tipo de corrente gerada em uma

hidroelétrica, aquelas utilizadas nas residências e indústrias e que

apresentam uma freqüência de oscilação (60 Hz)

Dissociação – Separação, decomposição química.

Efeito Joule – Calor gerado pela passagem de corrente elétrica

em um condutor (fio), exemplo do chuveiro elétrico.

Estanque - Sem fenda ou abertura por onde entra ou saia líquido.

Estrutura Metálica – Construção destinada a resistir cargas

(estrutura do telhado de barracões, cobertura de posto de gasolina,

etc.)

Fuliginosa – Substância preta formada por depósito de fumaça.

Gases Inertes – Gases que não combinam quimicamente com os

materiais da solda.

Interface – Entre duas faces.

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Ionização – Formação de íons (íon – átomo ou agrupamento de

átomos com excesso ou com falta de carga elétrica negativa).

kA (lê-se quiloampéres) – Unidade de corrente elétrica , 1 kA =

1000 A (Ampéres)

kN (lê-se quilonewtons) – Unidade de força, 1 kN = 1000 N

(Newtons)

mA (lê-se miliampéres) – Unidade de corrente elétrica de

baixo valor, 1mA = 0,001 A

Material de Adição – Todo material que é colocado em uma

solda (eletrodo)

Norma – Modelo, padrão de uso nacional ou internacional.

Perfil do cordão de Solda - Dimensões de uma solda.

Pressão – Aperto, uma força aplicada sobre uma área.

Radiações – Ondas (não visíveis a olho nu) de energias

luminosas, caloríficas, etc.

Reator Nuclear – Equipamento que gera energia nuclear a partir

de fissão ou fusão do núcleo atômico de certos materiais.

Seção Transversal – Um corte realizado imaginariamente no

sentido perpendicular (90º) a solda.

Transformador – Aparelho que transforma tensão elétrica,

exemplo transforma de 220V (Volts) para 110V

Vasos de Pressão – Aparelho que acumula pressão, exemplo a

panela de pressão para cozinhar alimentos.

µm (lê-se micrometro ou micron)– Unidade de medida que

eqüivale a 0,000001 do metro, ou 0,001 do milímetro.

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Marques, Paulo Villani. Tecnologia da Soldagem. Belo Horizonte,

Publicada com o apoio da ESAB S/A, 1991.

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74

Programa FORMARE /Fundação Iochpe: Fone/Fax: (011) 3060.8388 • E-mail: [email protected]

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