CALDEIRARIAMduloSoldagemSENAI CFP ALVIMAR CARNEIRO DE REZENDESENAI-CFP Alvimar Carneiro de RezendeVia Scrates Marianni Bittencourt, 711 CINCOCONTAGEM MG Cep. 32010-010Soldagem____________________________________________________________Tel. 31-3352-2384 E-mail: cfp-acr@fiemg.com.br ____________________________________________________________CALDEIRARIA2Soldagem____________________________________________________________Presidente da FIEMGRobson Braga de AndradeGestor do SENAIPetrnio Machado ZicaDiretor Regional do SENAI eSuperintendente de Conhecimento e TecnologiaAlexandre Magno Leo dos SantosGerente de Educao e TecnologiaEdmar Fernando de AlcntaraElaboraoUnidade OperacionalCentro de Formao Profissional Alvimar Carneiro de Rezende____________________________________________________________CALDEIRARIA3Soldagem____________________________________________________________Sumrio SumrioCALDEIRARIA................................................................................................................... 1 MDULO........................................................................................................................... 1 BIBLIOGRAFIA................................................................................................... 119____________________________________________________________CALDEIRARIA4Soldagem____________________________________________________________Apresentao ApresentaoMuda a forma de trabalhar, agir, sentir, pensar na chamada sociedade do conhecimento.Peter DruckerO ingresso na sociedade da informao exige mudanas profundas em todos os perfis profissionais, especialmente naqueles diretamente envolvidos na produo, coleta, disseminao e uso da informao.O SENAI, maiorredeprivadadeeducaoprofissional dopas,sabedisso, e ,consciente do seu papel formativo , educa o trabalhador sob a gide do conceito dacompetncia: "formar o profissionalcomresponsabilidadeno processo produtivo,com iniciativa na resoluo de problemas, com conhecimentos tcnicosaprofundados, flexibilidadeecriatividade, empreendedorismoe conscincia da necessidade de educao continuada.Vivemos numa sociedade da informao. Oconhecimento , na sua rea tecnolgica, amplia-se e se multiplica a cada dia. Umaconstante atualizao se faz necessria. Para o SENAI, cuidar do seu acervo bibliogrfico, da sua infovia, da conexo de suas escolas rede mundialde informaes - internet - to importante quanto zelar pela produo de material didtico.Isto porque, nosembates dirios,instrutorese alunos ,nas diversasoficinas e laboratrios do SENAI, fazem com que as informaes, contidas nos materiais didticos,tomemsentido e se concretizemem mltiplos conhecimentos.O SENAIdeseja, por meiodosdiversosmateriaisdidticos, aguar asua curiosidade, responder s suas demandas de informaes e construir linksentre os diversosconhecimentos,to importantespara sua formao continuada !Gerncia de Educao e Tecnologia____________________________________________________________CALDEIRARIA5Soldagem____________________________________________________________1. 1. Introduo IntroduoO estudo da soldagem tornou-se de extrema importncia a todos aqueles que exercem funes tcnicas na indstria, seja como fator de produo oucomo de manuteno. Este material trata da soldagem ao arco eltrico com eletrodo revestidoeprocurarmostrar deformaclaraeobjetivaasvriasquestes ligadasaesseprocesso. Visandoconstituir-senumpontodepartidapara aqueles que desejem estudar a matria.Noprincpio, a soldagem aoarco eltricoera usadasomente emoperaes onde se exigia pequena responsabilidade, em recuperaes de peas quebradas, que no tinham funes importantes em servio, e em operao de enchimento de peas danificadas. No se passou muito tempo desde o incio da utilizao da soldagem em pequenos reparos at o atual desenvolvimento tecnolgico que se encontram os processos de soldagem e cujo desenvolvimento incessante. Em conseqncia, as concepes de componentesmecnicospassaramaincluirasoldagem, nolugardeoutras tcnicas, como a unio por rebites e a fundio.A soldagem com eletrodos revestidos um dos processos de soldagem mais usados, devido simplicidade do equipamento, qualidade das soldas, e do baixo custo dos equipamentos e dos consumveis. Ele tem grande flexibilidade esoldaamaioriadosmetaisnumagrandefaixadeespessuras. Comeste processo pode-se soldar em quase todos os lugares e em condies extremas.A soldagem com eletrodos revestidos aplicada extensivamente em fabricao e manuteno industrial, estruturas metlicas diversas, construo naval, carros, caminhes, comportas e outros conjuntos soldados.Com este trabalho, espera-se que novos caminhos para outras aes semelhantes possam ser abertos, demonstrando uma estreita ligao entre o SENAI e outras instituies e empresas na busca pela formao de mo-de-obra de alto nvel.____________________________________________________________CALDEIRARIA6Soldagem____________________________________________________________2. 2. Noes de Eletricidade Noes de EletricidadeExistem diversos tipos de processos de soldagem, mas sabemos que alguns deles so mais utilizados devido suas caractersticas, como, flexibilidade em termos de aplicaes, custo e facilidade de treinamento de mo-de-obra. Os processos que utilizam o arco voltaico (arco eltrico de soldagem) como fonte de energia para fuso dos materiais,esto entre os mais utilizados na indstria nos dias de hoje. Por isso necessrio um conhecimento bsico sobre temas relacionados com a energia eltrica.2.1. Corrente EltricaCorrente eltrica a movimentao ordenada de eltrons que passam atravs de um condutor. Intensidade da Corrente EltricaA intensidade da corrente eltrica o nmero de eltrons que passam numa determinada rea do condutor numdeterminado intervalo de tempo. A intensidade de corrente eltrica expressa na unidade de medida Ampre (A).Corrente Eltrica ConvencionalConsidera-seacorrentecomosendoformadaporcargaspositivas, ouseja, elas se movimentamno sentido contrrio ao sentido de movimento dos eltrons. Em outras palavras, a corrente eltrica que se usa (convencional) tem sentido contrrio ao movimento real dos eltrons.Corrente Real Os eltrons se movimentam do plo negativo para o positivo.Corrente Convencional O sentido da corrente do plo positivo para o negativo.____________________________________________________________CALDEIRARIAo o oo oo o oEVAVBVAVBCorrenteeltricaVB > VA horizontalSmbolo7Soldagem____________________________________________________________2.2. EletromagnetismoOeletromagnetismoconsistenaatuaoconjuntadefenmenoseltricose magnticos, etemgrandeimportncianosequipamentosdesoldagemque utilizam energia eltrica para a gerao de calorpara fuso dos materiais a serem soldadosCampo MagnticoO campo magntico identificado pelas linhas de campoO im e a atrao de metais: Polaridade e linhas de campo:Plos diferentes: fora de atraoPlos iguais: fora de repulsoAtrao RepulsoCampo Magntico criado por Corrente EltricaA passagem de corrente eltrica por um condutor gera um campo magntico quecircular aocondutor. Aregradamodireitaserveparaidentificar a orientao desse campo magntico gerado.Observao do fenmeno pela bssola: Regra da Mo Direita:2.3. Tenso Eltrica a fora que impulsiona os eltrons para formar a corrente eltrica. Existindo assim a diferena de potencial entre dois corpos (positivo e negativo).Concluso: Carga negativa move-se do potencial menor para o maior.____________________________________________________________CALDEIRARIA8Soldagem____________________________________________________________Carga +q colocada no ponto B:Movimentodacargaemdireo ao ponto A.Concluso: Carga positiva move-se do potencial maior para o menor:A diferena de potencial (ddp) necessria para que haja conduo de eletricidade.2.4. Resistncia EltricaQualquer oposio passagem de corrente eltrica.Caracterstica eltrica dos materiaisquerepresentaa oposio passagemda corrente eltrica.Oseltronstmdificuldadedese movimentarem pela estrutura atmica dos materiais.Efeito JouleAumento detemperatura do material resistivo devido ao choque dos eltrons com os tomos.____________________________________________________________CALDEIRARIA9Soldagem____________________________________________________________2.5. Lei de OhmA resistncia umbipolo passivo, pois consomeenergiaeltrica, provocandoqueda de potencial no circuito.Experimento: 1 21 2...nnV V VI I I= = =Constante resistncia eltrica2.6. Circuito EltricoA fora motriz da corrente eltrica obtida sob a forma de tenso (V), por meio da fonte de corrente eltrica, em volt.____________________________________________________________CALDEIRARIAV = RxIR =V . II =V .R10Soldagem____________________________________________________________Acorrenteeltricaobtidapor meiodeeltrons nocondutor eltrico. A intensidade decorrente(I), emampre, equivalente aumdeterminado 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, por exemplo, o arco eltrico.Todos os tipos de resistncia eltrica provocam uma queda na intensidade de corrente.Comparao:Figura 2.1: Comparao entre circuito eltrico e hidrulico2.6.1. Circuito hidrulicaAforamotrizdofluxohidrulicopodeser obtidapor meiodepressoda bomba. Ovolumecirculanteofluxonotubocondutor. Elecressecomo aumento da presso. O estreitamento obtido por meio de um registro de gua e todas as outras resistncias tubulao reduzem o fluxo de gua, aumentando a presso.2.6.2. Circuito de soldagemO arco eltrico a principal resistncia neste tipo de circuito, determinando os valores da corrente de soldagem e da tenso do arco eltrico.Nos cabos de solda se encontram resistncias de valores muito pequenos.____________________________________________________________CALDEIRARIA11Soldagem____________________________________________________________2.7. Tipos de Correntes2.7.1. Corrente ContnuaCorrente contnua uma corrente eltrica que flui no mesmo sentido e normalmente com a mesma fora.Para a soldagem a corrente contnua muito importante, porque para certos processos de soldagem a arco eltrico somente a corrente contnua pode ser usada.Nota: A corrente contnua no praticamente usada no consumo pblico.2.7.2. Corrente AlternadaCorrente 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 de 60 Hz (hertz).____________________________________________________________CALDEIRARIA12Soldagem____________________________________________________________Nota: A corrente alternada largamente usada para o consumo pblico; e a tenso usada nos prdios, casas, etc, de 110 ou 220 volts.Corrente Alternada Trifsica uma corrente eltrica formada por trs ondas defasadas de corrente alternada de 60Hz (Hertz). A corrente alternada trifsica usada principalmente no abastecimento de rede eltrica onde so ligados aparelhos de grande consumo de energia, como, por exemplo, mquinas de soldar.____________________________________________________________CALDEIRARIA13Soldagem____________________________________________________________3. 3. Fontes de Corrente para Soldagem Fontes de Corrente para Soldagem3.1. TransformadorOs transformadoressoasmaissimplesentreasfontesdeenergiapara soldagem. So constitudos por dois enrolamentos que so denominados enrolamentos primrio e secundrio. Para uma identificao grosseira, o enrolamento primrio aquele que constitudo por muitas espiras de fio fino, enquanto que o enrolamento secundrio aquele que constitudo por poucas espiras de fio grosso. O transformador produz corrente alternada (fig 3.1).Figura 3.1: Transformador____________________________________________________________CALDEIRARIA14Soldagem____________________________________________________________Regulagem da Corrente no Transformador de SoldagemPor meio de um interruptor gradual, altera-se o nmero de espiras no primrio e com isso a relao entre o primrio e o secundrio (fig 3.2).Figura 3.2: Regulagem do transformador pelo interruptor gradualMedianteomovimentodoncleodedisperso, paradentroouparafora, altera-se o fluxo magntico no secundrio.Figura 3.3: Regulagem do transformador pelo ncleo de disperso____________________________________________________________CALDEIRARIA15Soldagem____________________________________________________________3.2. RetificadorOs transformadores retificadores, apesar de serem equipamentos desenvolvidos para fornecer uma corrente retificada muito semelhante corrente contnua, podem, desde que o fabricante oferea a opo de desligar o retificador, ser utilizados para corrente alternada (fig 3.4).Estes equipamentos so monofsicos, ou trifsicos com bobina de equilbrio. A bobina de equilbrio uma bobina complementar que permite utilizar os trs fiosdaredetrifsicaparaalimentarabobinamonofsica. Osequipamentos deste grupo, equilibram naturalmente a carga sobre a rede eltrica e so de um preo ligeiramente inferior s fontes de corrente contnua.O transformador-retificador composto de um transformador trifsico onde a corrente alternada do secundrio retificada por um conjunto de retificadores. Podemos definir o retificador como sendo umdispositivo que permite a passagemdecorrentesomenteemumnicosentido. Istofarcomquea corrente fornecida seja uma corrente alternada retificada, ligeiramente ondulada e apresentando propriedades de soldagem praticamente idnticas as da corrente contnua.Estes aparelhos so uma das melhores solues como fonte de energia para soldagem, e so os que absorvem menor corrente no primrio, dando com isto um bom equilbrio a rede. Os postos trifsicos equilibram naturalmente a carga na rede, e devido a serem postos estticos, sua manuteno mnima.Figura 3.4: Retificador____________________________________________________________CALDEIRARIA16Soldagem____________________________________________________________Princpio da Corrente Alternada Retificada____________________________________________________________CALDEIRARIA17Soldagem____________________________________________________________3.3. GeradorOs geradores so constitudos por um motor e um gerador, a grande maioria das vezes num bloco nico (fig 3.5).Quando este motor eltrico, esta fonte ade construo mais elaborada, necessitandodemais manutenoqueasoutrasdevidoater peasque trabalhamemrotaesnafaixade3000rpm. Nestascondies, estafonte tambm a de maior custo inicial, e do ponto de vista da soldagem manual, so menos interessantes que as mquinas anteriormente descritas.A grande vantagem destes aparelhos quando no se tem disponibilidade de energia eltrica, uma vez que o motor citado como componente deste equipamento no precisa ser necessariamente eltrico, podendo ser um motor decombustonormal (gasolina, leo, etc). Ogerador commotor eltrico, a gasolina, a diesel ou a lcool produz corrente contnua.Figura 3.5: Gerador____________________________________________________________CALDEIRARIA18Soldagem____________________________________________________________3.4. Tenso de Circuito Aberto e Tenso de TrabalhoCircuito AbertoTenso VmximoIntensidade de corrente I: zeroCurto-Circuito(momento de abertura do arco)Tenso VQuase 0VIntensidade de corrente I:muito altaDurante a Soldagem Tenso de trabalho est relacionada com 1. Na maioria dos casos, entre 20 e 30V.Intensidade de corrente I:oscila em torno de um valor fixado.3.5. PolaridadeOs plos ondeseligamos eletrodos e a pea,num processo com corrente contnua, tem grande influncia no arco eltrico e na qualidade do cordo de solda. Podendo ser polaridade direta (fig 3.6) e polaridade inversa (fig 3.7).____________________________________________________________CALDEIRARIA19Soldagem____________________________________________________________Figura 3.6: Polaridade direta (CC)Figura 3.7: Polaridade inversa (CC+)____________________________________________________________CALDEIRARIA20( SMAW ) Eletrodo Revestido( GTAW ) Tig( SAW ) Arco SubmersoSoldagem____________________________________________________________3.6. Curvas Caractersticas das Fontes de Corrente3.6.1. Curva Tombante (corrente constante)Em soldagem manual a arco eltrico, as Curvas Caractersticas apresentam-se com acentuada inclinao. Considera-se a seguinte vantagem: Tanto para arcos curtos, quanto para longos, a variao da intensidade da corrente pequena.Isso significa que o soldador poder utilizar um arco longo ou curto. A variao da intensidade da corrente eltrica pequena em relao s maiores variaes de tenso.3.6.2. Curva de Tenso ConstanteEm processos de soldagem de metais sob atmosfera de gases de proteo, a curva caracterstica da fonte de corrente apresenta-se com pequena inclinao (valor de tenso quase constante).Considera-se a seguinte vantagem: 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) ocomprimento doarco, anteriormenteajustado para um certo valor.____________________________________________________________CALDEIRARIA21Soldagem____________________________________________________________3.6.3. Curva Controlada Eletronicamente (corrente constante)____________________________________________________________CALDEIRARIAdente22Soldagem____________________________________________________________As fontes de corrente, controladas eletronicamente, oferecem curvas tombantescomvrias caractersticasque, diante das modificaes de comprimento de arco, mantmpraticamente constante a intensidade de corrente.Todas as fontes de corrente para soldagem TIG podem, tambm, ser utilizadas para soldagem com eletrodo revestido. J as fontes de corrente para soldagem a arco submerso (SAW) trabalhamcomintensidade de corrente mais elevadas.____________________________________________________________CALDEIRARIA23Soldagem____________________________________________________________4. 4. O Arco Eltrico de Soldagem O Arco Eltrico de SoldagemO arcoeltricodesoldagem(arco voltaico)consistenuma descargaeltrica estabelecidaentreumeletrodoeapea(fig4.1). Estadescargaeltrica sustentadaatravsdeumgs eproduz energiasuficiente paraafusodos metaisque se deseja soldar.Figura 4.1: O arco eltrico de soldagem4.1. Caractersticas EltricasO arco eltrico de soldagem pode ser caracterizado pela tenso (diferena de potencial) entre suas extremidades e pela corrente eltrica que circula entre as mesmas.A parte visvel e brilhante do arco constitui a coluna de Plasma, as regies mais extremas do arco, chamamos de regies de queda andica e catdica, podemos dizer que oarco estabelecido entreo nodo(plonegativo) eo ctodo (plo positivo). As maiores temperaturas ocorrem nas regies de queda andica e catdica (fig 4.2).Figura 4.2: Queda de tenso no arco____________________________________________________________CALDEIRARIA24Soldagem____________________________________________________________A tenso entre as extremidades do arco, necessrias para manter a descarga eltrica, varia principalmente com a distncia entre os eletrodos, chamada de comprimento do arco, com a geometria e material dos eletrodos, tipo de gs na coluna de plasma e corrente que atravessa.A polaridade dos eletrodos tambm influencia significativamente a estabilidade do arco. Esta estabilidade importante, tanto do ponto de vista operacional, quanto da qualidade da solda. Arcos mais instveis so mais difceis de serem controlados pelo solador, que precisa de mais habilidade para mant-lo aceso e executar a solda de maneira adequada.4.2. Caractersticas TrmicasOarcoeltricomuitoeficientenatransformaodeenergiaeltricaem energiatrmica. Ocalor geradopeloarcopodeser determinadopor seus parmetros eltricos. Altas temperaturas podem ser atingidas pelo arco eltrico (fig 4.3).Figura 4.3: Isotermas no arco eltrico4.3. Caractersticas MagnticasO arco de soldagem um condutor de corrente eltrica e assim gera campos magnticos que interferem no seu prprio comportamento, em alguns aspectos de forma favorvel e em outros de forma prejudicial.Os principais efeitos com relao ao comportamento magntico do arco so:____________________________________________________________CALDEIRARIA25Soldagem____________________________________________________________4.3.1. Fora de LorentzSe um condutor percorrido por uma corrente eltrica (arco eltrico) colocado numaregioondeexistaumcampomagnticoelesofreumafora, queno caso do arco eltrico sempre no sentido radial de fora parra dentro.4.3.2. Jato de plasmaFluxo de gs no sentido eletrodo pea causado por uma diferena de presso devido aos efeitos magnticos do arco. Esse efeito responsvel pela penetraodocordodesoldaepelatransfernciadometal, sempreno sentido eletrodo pea, independente do sentido da corrente eltrica.4.3.3. Efeito Pinchoestrangulamento da parte fundida naponta do eletrodo formandoassim uma gota de metal que tende a ser transferida para a pea. Figura 4.4: Efeito Pinch4.4. Sopro MagnticoComo o arco eltrico est, como todo condutor de corrente eltrica, submetido a um campo magntico, nos casos onde a distribuio homognea do campo magntico impedida, h umdesvio do arco eltrico. As causas mais freqentes de sopro magntico, especialmente no caso de corrente contnua so:Soldagem na extremidade da pea.____________________________________________________________CALDEIRARIA26Soldagem____________________________________________________________Soldagem ao lado de peas de grande espessura.Soldagem na proximidade do grampoMedidas contra o Sopro Magntico Alterar a inclinao do eletrodo (fig 4.5); Ligar cabo-obra extremidade da pea, ou trocar a ligao do cabo-obra para outra posio; Pontear em diversos pontos; Aquecer a pea, quando existe um membro da junta mais espesso do que o outro; Utilizar corrente alternada no lugar de corrente contnua.Figura 4.5: Mudana na inclinao do eletrodo____________________________________________________________CALDEIRARIA27Soldagem____________________________________________________________5. 5. Terminologia de Soldagem Terminologia de SoldagemEm soldagem, no que se refere terminologia, difcila desvinculao dos termos tcnicos da lngua inglesa. Estes, sempre que possvel, sero mencionados entre parntesis para permitir umperfeito entendimento da matria.Ostermosrelacionados, aseguir, soapenasalgunsdosmaisusuais. Os termostcnicosemlnguainglesaesuasdefiniessoencontradosnuma abordagem mais complexa AWS A3.0.As designaes abreviadas dos processos de soldagem mais usuais, segundo a norma AWS,encontram-se na Tabela 5.1.Tabela 5.1: Designao abreviada dos processos de soldagem - AWS A 3.0-89DESIGNAO AWS PROCESSOS DE SOLDAGEMEGWESWFCAWGMAWGTAWOAWOFWPAWRWSAWSMAWSWElectrogas weldingElectroslag weldingFluxcored arc weldindGas metal arc weldingGas tungsten arc weldingOxyacetylene weldingOxyfuel gas weldingPlasma arc weldingResistance weldingSubmerged arc weldingShielded metal arc weldingSutd arc weldingSoldagem eletrogsSoldagem por eletro-escriaSoldagem com arame tubularSoldagem MIG/MAGSoldagem TIGSoldagem oxiacetilnicaSoldagem a gsSoldagem a plasmaSoldagem por resistncia eltricaSoldagem a arco submersoSoldagem com eletrodo revestidoSolda de pino5.1.1. Junta (joint)A soldagem uma operao que visa unio de peas, chama-se junta a regio onde as peas sero unidas (fig 5.1). ____________________________________________________________CALDEIRARIA28Soldagem____________________________________________________________Figura 5.1a: Tipos de juntasFigura 5.1b: Tipos de juntas5.1.2. Junta de TopoFigura 5.2: Tipos de junta de topo5.1.3. Junta de arestaFigura 5.3: Tipos de junta de aresta5.1.4. Junta de nguloJunta de ngulo em quina____________________________________________________________CALDEIRARIA29Soldagem____________________________________________________________Junta de ngulo em L Junta de ngulo em TJunta de ngulo em nguloFigura 5.4: Tipos de junta em ngulo5.1.5. Junta sobrepostaFigura 5.5: Tipos de junta de aresta5.1.6. Tipos de chanfroChanfro (groove)Abertura ou sulco na superfcie de uma pea ou entre dois componentes, que determina o espao para conter a solda. Os principais tipos de chanfros so os seguintes: (Fig 5.6).____________________________________________________________CALDEIRARIA30planahorizontalvertical ascesobre-cabeavertical descendenteSoldagem____________________________________________________________Chanfro em U (single U groove) Chanfro em duplo U (double U groove)Chanfro em V (single V groove) Chanfro em duplo X (double V groove)Chanfro em meio V (single - bevel - groove) Chanfro em K (double bevel groove)Chanfro reto (square groove)Figura 5.6: Tipos de Chanfros5.1.7. Posies de soldagemHquatroposies bsicas de soldagem; a saber: plana,horizontal, vertical (ascendente ou descendente) e sobre-cabea (fig 5.7)..Figura 5.7: Posies de soldagem____________________________________________________________CALDEIRARIA31Soldagem____________________________________________________________Posies de soldagem segundo o cdigo ASMEA posio mais fcil para soldagem a plana. Qualquer desvio desta posio, nosendopequenasvariaesdeinclinao, tornaosucessodasoldagem muitomaisdifcil. Istoocorreporqueaforadegravidadenoauxiliano posicionamento do metal de solda (fig 5.8).Soldagem em posio (outras que no a plana) freqentemente se baseia nos efeitos da fora do arco e da tenso superficial, portanto a posio de soldagempode afetar as propriedades mecnicas da solda e provocar a ocorrncia de defeitos.Porsimplicidade, asvriasposiesdesoldagemsocodificadasconforme mostrado abaixo, por exemplo 3G, solda de topo posio vertical ascendente.Figura 5.8: Posies de soldagem ASME____________________________________________________________CALDEIRARIA32Soldagem____________________________________________________________ngulo de deslocamento do eletrodo (travel angle)Oungulodeinclinaodoeletrodoonguloformadoentreoeixodo eletrodo e uma linha referncia perpendicular ao eixo da solda, localizado num plano determinado pelo eixo do eletrodo e o eixo da solda (Fig 5.9).ngulo de trabalho (work angle)onguloqueumeletrodofazcomumalinhaderefernciaposicionada perpendicularmente superfcie da chapa, passando pelo centro do chanfro, localizada em um plano perpendicular ao eixo da solda (Fig 5.9).Figura 5.9: ngulo de deslocamentoe ngulo de trabalhoCamada (layer) a deposio de um ou mais passes consecutivos situados aproximadamente num mesmo plano. (fig 5.10).Seqncia de passes (joint buildup sequence) a ordem pela qual os passes de uma solda multi-passe so depositados com relao seo transversal da junta (fig 5.10).____________________________________________________________CALDEIRARIA33Soldagem____________________________________________________________Figura 5.10: Camada, cordo de solda ou passe e seqncia de passes.Cobre-junta (backing) o material ou dispositivo colocado no lado posterior da junta, ou em ambos oslados(casodosprocessoseletro-escriaeeletrogs), cujafinalidade suportar o metal fundido durante a execuo da soldagem. O material pode ser parcialmente fundido, j que no precisa se fundir necessariamente durante a soldagem. O mesmo pode ser metlico ou no metlico. Exemplos de cobre-junta: Metal de base, cordo de solda, material granulado (fluxo), cobre, cermica, carvo (fig 5.11)Figura 5.11: Cobre-junta, mata-junta ou backingDiluio (dilution) a modificao na composio qumica de um metalde adio causado pela mistura do metal de base ou do metal de solda anterior. medido pela percentagem do metal de base ou do metal de solda anterior no cordo de solda. (fig 5.12).____________________________________________________________CALDEIRARIA34Soldagem____________________________________________________________Figura 5.12: DiluioDimenses da junta:____________________________________________________________CALDEIRARIA35Soldagem____________________________________________________________Figura 5.13: Dimenses da juntaDimenses da solda:Para se facilitar o entendimento e a transmisso de informaes relativas ao cordo de solda foramdeterminados os padres decomo se medir as dimenses da solda nas diversas geometrias. Algumas delas so apresentadas a seguir (fig 5.14, fig 5.15 e fig 5.16)____________________________________________________________CALDEIRARIA36Soldagem____________________________________________________________Figura 5.14: Dimenses das soldas____________________________________________________________CALDEIRARIA37Soldagem____________________________________________________________Figura 5.15: Dimenses das soldasFigura 5.16: Dimenses da solda Regies da solda____________________________________________________________CALDEIRARIA38Soldagem____________________________________________________________Figura 5.17: Face da solda, reforo da face e reforo da raiz____________________________________________________________CALDEIRARIA39Soldagem____________________________________________________________6. O Processo de Soldagem com Eletrodos O Processo de Soldagem com Eletrodos Revestidos RevestidosOprocesso de soldagemao arco eltrico comeletrodo revestido um processo que produz a unio entremetais pelo aquecimento efuso destes comumarcoeltricoestabelecidoentreapontadeumeletrodometlico, revestido, consumvel e a superfcie do metal de base na junta que est sendo soldada. O metal fundido do eletrodo transferido atravs do arco eltrico at a poadefusodometal debase, formandoassimometal desolda. Uma escria lquida de densidade menor do que a do metal lquido, que formada do revestimento do eletrodo e das impurezas do metal de base, sobrenada a poa de fuso protegendo-a da contaminao atmosfrica. Uma vez solidificada, esta escria controlar a taxa de resfriamento do metal de solda j solidificado (fig 7.1).Figura 6.1: Processo de soldagem com eletrodos revestidos6.1. O Eletrodo RevestidoOs eletrodos para soldagem eltrica podem ser nus ou revestidos. O eletrodo nusimplesmenteumavaretametlicadecomposiodefinida, quejfoi muito utilizada no passado, tendo cedido lugar aos modernos eletrodos revestidos que so os consumveis mais importantes neste processo de soldagem.Tais eletrodos so constitudos pela alma metlica, revestida por um composto de materiais orgnicos e minerais de dosagem bem definida (fig 6.2).____________________________________________________________CALDEIRARIA40Soldagem____________________________________________________________Orevestimento umproduto firmemente seguro a alma do eletrodo. O revestimentopodeserconsideradocomoaparteprincipal doeletrodo, pois defineosvrios tipos de eletrodos e tambm, a segurana e estabilidade da soldagem.No revestimento podem ser introduzidos elementos de liga que passam para o metal depositado proporcionando juntas soldadas de boa qualidade.Figura 6.2: Partes do eletrodo revestido6.1.1. Principais Funes do Revestimento do Eletrodo Facilitar a abertura e a manuteno do arco; Guiar o arco em uma direo definida; Criar em volta do arco uma cortina gasosa, que protege o arco contra a contaminao do ar atmosfrico, prejudicial solda; Criar uma capa protetora (escria) sobre o metal fundido, atuando contra oresfriamentorpidoefavorecendoaformaodeumcordodesolda regular e uniforme; Introduzir elementos de liga no metal depositado; Facilitar a soldagem nas diversas posies de trabalho; Dar maior penetrao e aumentar a velocidade de soldagem.6.1.2. Principais Tipos de RevestimentoOs principaistiposderevestimentoso: rutlico, bsico, cido, oxidantee celulsico.a) Revestimento Rutlico:Este revestimento (TiO2 xido de Titnio), e resulta numa escria abundante, densaefacilmentedestacvel (fig7.3). Esteseletrodoscaracterizam-sepor ____________________________________________________________CALDEIRARIA41Soldagem____________________________________________________________serem de fcil manipulao, e por poderem ser utilizados em qualquer posio, exceto nos casos em que contenham um grande teor de p de Ferro. Utilizados emcorrentecontnuaoualternadaproduziroumcordodebomaspecto, porm com penetrao mdia ou baixa. A resistncia fissurao a quente relativamente baixa, e estes eletrodos so considerados de grande versatilidade e de uso geral.Figura 6.3: Escria produzida pelo revestimento rutlicob) Revestimento Bsico: Este revestimento contmgrandes quantidades de carbonatos (de Clcioou outro material) e fluorita. Estes componentes so os responsveis pela gerao deescriacomcaractersticas bsicas que, emadiocomodixidode Carbonogeradopeladecomposiodocarbonato, protegeasoldacoma atmosfera. Esta escria exerce uma ao benfica sobre a solda dessulfurando-a e reduzindo o risco de trincas de solidificao.Este revestimento desde que armazenado e manuseado corretamente, produzirsoldascombaixosteoresdehidrogniominimizandocomistoos problemas de fissurao e fragilizao induzidos por este elemento. A penetraomedia eocordo apresentaboas propriedades mecnicas, particularmente em relao tenacidade. Os eletrodos com este revestimento soindicadosparaaplicaesdealtaresponsabilidade, parasoldagensde grandesespessurasedeelevadograudetravamento. Paraalmdisso, recomendado para soldagem de aos de pior soldabilidade como por exemplo, os aos de alto teor de Carbono e/ou Enxofre ou aos de composio qumica desconhecida. Por outro lado, este revestimento o mais higroscpio de todos. Isto requerer cuidados especiais com o armazenamento e manuseio.c) Revestimento cido:Este revestimento constitudo principalmente de xido de Ferro, Mangans e slica. Produz umaescriacida, abundanteeporosaetambmdefcil remoo. Este eletrodo pode ser utilizado nos dois tipos de corrente, apresenta penetrao mdia e alta taxa de fuso, causando por um lado uma poa de fuso volumosa, e em conseqncia disto a limitao da aplicao as posies ____________________________________________________________CALDEIRARIA42Soldagem____________________________________________________________plana e filete horizontal. As propriedades da solda so consideradas boas para diversas aplicaes, embora sua resistncia formao de trincas de solidificao seja baixa. Apresentam tambm uma boa aparncia do cordo.d) Revestimento Oxidante:Este revestimento constitudo principalmente de xido de Ferro e Mangans. Produz uma escria oxidante, abundante e de fcil destacabilidade. Este eletrodo pode ser utilizado nas correntes contnua ou alternada, e apresentam uma baixa penetrao (fig 7.4).Ometaldepositado possuibaixos teores de CarbonoeManganse, emboraosaspectosdassoldagensproduzidasem geral sejam muito bons, no o eletrodo adequado para aplicaes de elevado risco, Atualmente, a utilizao desta forma de revestimento est em decrscimo.Figura 6.4: Penetrao do eletrodo com revestimento oxidantee) Revestimento Celulsico:Este revestimento contm grandes quantidades de material orgnico (como por exemplo celulose), cuja decomposio pelo arco gera grandes quantidades de gasesqueprotegemometal lquido. Aquantidadedeescriaproduzida pequena, o arco muito violento causando grande volume de respingos e alta penetrao, quando comparado a outros tipos de revestimento. O aspecto do cordoproduzidopeloseletrodoscomestetipoderevestimentonodos melhores, apresentando escamas irregulares. As caractersticas mecnicas da solda so consideradas boas, com exceo da possibilidade de fragilizao pelo Hidrognio. Estes eletrodos so particularmente recomendados para soldagem circunferencial de tubulaes e naexecuodepassesderaizemgeral (fig7.5). Devidoasuaelevada penetrao e as grandes perdas por respingos, no so recomendados para o enchimento de chanfros.Figura 6.5: Passe de raiz com eletrodo de revestimento celulsico____________________________________________________________CALDEIRARIA43Soldagem____________________________________________________________6.1.3. Classificao dos EletrodosExistem vrias entidades que classificam os eletrodos para soldagem a arco. No Brasil, as classificaes mais adotadas so as da ABNT e da AWS.ABNT = Associao Brasileira de Normas Tcnicas.AWS = American Welding Society (Associao Americana de Soldagem).Nestaunidade, faz-serefernciatambmaclassificaosegundoanorma DIN, bem como s especificaes prprias dos vrios fabricantes de eletrodos. Pormsempretomando-secomorefernciaasespecificaesequivalentes das normas.Classificao ABNTOs eletrodos so identificados por quatro algarismos, seguidos de uma letra.Os quatroalgarismos bsicos, identificadores doeletrodo, tmoseguinte significado:Limite de resistncia trao da solda em quilograma fora por milmetro quadrado (kgf/mm2).O terceiro algarismo varia de 1 a 4 e indica a posio em que o eletrodo pode soldar, sendo que:1 todas as posies;2 todas as posies, com exceo da vertical;3 posio plana e horizontal;4 posio plana.Oquartoalgarismovariade0a5eindica, aomesmo tempo, a natureza da corrente e o grau de penetrao da sola, sendo que:0 corrente contnua ou alternada e grande penetrao;1 corrente contnua e mdia penetrao;2 corrente contnua ou alternada e media penetrao;3 corrente contnua e pequena penetrao;4 corrente contnua e pequena penetrao;5 corrente contnua ou alternada e pequena penetrao.4 8 1 2 - BAs letras A, B, C, O, R, T e V so utilizadas para indicar o tipo de revestimento, sendo que:A cidoB BsicoC CelulsicoO OxidanteR RutlicoT TitnioV Qualquer outro no mencionado anteriormente____________________________________________________________CALDEIRARIA44Soldagem____________________________________________________________Observao: Quantodireitadestasletrasaparecer aletraF, porque existe adio de p de ferro no revestimento.Exemplo:48 3 5 - B Frevestimento com adio de p de ferrorevestimento do tipo bsicoCA ou CC pequena penetraoSoldagem nas posies plana e horizontal48 kgf/mm2Classificao AWSNaclassificaoAWS, os eletrodos paraaodoceoudebaixaligaso identificados atravs de uma letra e quatro ou cinco algarismos. Para os de alta liga, complementa-se com letras e nmeros ao final do smbolo. Encontram-se, no exemplo a seguir, o significado da letra e dos algarismos:ProcessoResistnciamecnicadomaterial multiplicadapor mil(103 lb/pol2 ou psi)Posio de soldagem(tabela 2)Tipo de revestimento(tabela 3)E 3 7 1 2 - C 1Elementos de liga(tabela 4)Normas AWSTabela 6.1: Posies de soldagemNmero Posies1234TodasPlana e horizontalPlanaVertical, plana, horizontal esobre-cabea____________________________________________________________CALDEIRARIA45Soldagem____________________________________________________________Tabela 6.2: Revestimento do eletrodo e condies de soldagemIdentificao Revestimento Corrente PolaridadePosio 1 0Posio 2 012345678celulsico, sdiocido, ferro xidocelulsico, potssiorutlico, sdiorutlico, potssiorutlico, p de ferrobsico, sdiobsico, potssiocido, p de ferrobsico, p de ferroCCCC CACC CACC CACC CACC CACC CACC CACC CACC CA++ ++++ +Tabela 6.3: Elementos de liga em eletrodosLetra final Elementos A1 B1, B2, B3, B4, B5 C1, D2 C3 D1, D2 Gmolibdniocromo, molibdnionquelnquel, cromo, molibdniomolibdnio, pouco mangansnquel, cromo, molibdnio, vandio oumangansExemplo de aplicao da norma AWSVareta para soldagem a arco eltrico manualLimitederesistnciatraomnima, multiplicada por mil e expressa em lb/pol2 ou psi = 60.000 lb/pol2Posies em que o eletrodo pode soldar, sendo:1 todas as posies.Corrente continuaPolaridade (+)Revestimento celulsicoE - 6 0 1 0____________________________________________________________CALDEIRARIA46Soldagem____________________________________________________________A seguir, encontra-se a tabela com o significado dos dois ltimos algarismos, segundo as normas AWS.Tabela 6.4: Tipo de corrente e polaridadeDois ltimosalgarismosTipo decorrentePolaridadeRevestimento101112131415161820242728CCCC ou CACC ou CACC ou CACC ou CACCCC ou CACC ou CACC ou CACC ou CACC ou CACC ou CAInversa (+)Inversa (+)Direta ()Inversa / Direta (+ )Inversa / Direta (+ )Inversa (+)Inversa (+)Inversa (+)Direta ()Inversa / Direta (+ )Direta ()Inversa (+)CelulsicoCelulsicoRutlicoRutlicoRutlicoBsicoBsicoBsicocidoRutlicocidoBsicoObservao: No caso de o nmero ser composto de cinco algarismos, os trs primeiros indicam o limite de resistncia trao.Exemplos de classificao segundo a AWS1. Eletrodo E-7018Resistncia trao = 70.000 lb/pol2Posio de soldagem = todas as posiesTipo de soldagem = CA ou CC Polaridade CC = Inversa (+)Revestimento bsico2. Eletrodo E-6020Resistncia trao = 60.000 lb/pol2Posio de soldagem = plana e horizontal (filetes)Tipo de corrente = CC ou CARevestimento cido6.1.4. Cuidados com o Eletrodo Noquetangeaomanuseioearmazenamentodoseletrodos, sua secagemerespectivamanuteno, devemser observadososseguintes aspectos: Asembalagensdevemser consideradascomonoestanques, para efeito de aplicao dos requisitos de secagem;____________________________________________________________CALDEIRARIA47Soldagem____________________________________________________________ Os eletrodos e varetas devem ser armazenados em estufas; Nodevemser utilizadosmateriaisrecm-chegados, paraevitar-sea armazenagem prolongada dos lotes anteriores; Oseletrodosdevemficar emprateleiras. Naestufadesecagem, em camadasnosuperioresa50mm, enamanuteno, emcamadasno superiores a 150 mm; Devem ser seguidas as instrues do fabricante sobre temperaturas e tempos de secagem. Por exemplo para os eletrodos de baixo hidrognio, segundo a AWS, recomendada uma secagem a 350o, 30oC por uma hora, devendosermantidosemestufasesecagememtemperaturano inferior a 150oC; Devemser elaborados formulrios para controle de secagemdos eletrodos.Ressecagem:A ressecagem deve ser feita em fornos adequados. Aplicvelpara eletrodos bsicos, para eletrodos de altssimo rendimento, rutlicos, ferro fundido, inoxidveis, quando necessrio; para celulsicos esta deve ser evitada.Manuteno:A manuteno deve ser feita em estufas prprias com distribuio central e/ou setorial.Para os locais de aplicao a distribuio pode ser feita utilizando os cochichos no inicio de cada perodo de trabalho.Tabela 6.5: Armazenamento e ressecagem de eletrodos em estufasTipo de eletrodoTemperatura Efetiva no Pacote de eletrodosoCTempo Real naTemperatura EfetivahBsicosAltssimo RendimentoRutlicosFerro fundidoInoxidveis rutlicosInoxidveis bsicos325 + 25275 + 2580 + 1080 + 10275 + 25225 + 251,5 + 0,51,5 + 0,51,5 + 0,51,5 + 0,51,5 + 0,51,5 + 0,5Tabela 6.6: Armazenamentode Eletrodos em cochichosTipo de eletrodoTemperaturaoCBsicosAltssimo Rendimento125 + 25110 + 10____________________________________________________________CALDEIRARIA48Soldagem____________________________________________________________RutlicosFerro fundidoInoxidveis60 + 1060 + 10110 + 106.2. Equipamentos6.2.1. Estufa para armazenamentoPodeser umcompartimentofechadodeumalmoxarifado, quedeveconter aquecedoreseltricoseventiladoresparacirculaodoar quenteentreas embalagens.A estufa deve manter uma temperatura de pelo menos 5oC acima da temperaturaambiente, poremnuncainferior a20oC, edevetambmestar dotada de estratos ou prateleiras para estocar as embalagens.6.2.2. Estufa para secagem utilizada mais para a secagem de eletrodos revestidos de baixo hidrognio. Deve dispor de aquecimento controlado, por meio de resistncia eltrica, e de renovao do ar, por meio de converso controlada.Deve possuir pelo menos dois instrumentos controladores (termmetro e termostato), assim como prateleiras furadas ou em forma de grade.Paraeletrodosrevestidosdebaixohidrognio, aestufadesecagemdeve manter a temperatura at 400oC (fig. 6.6).____________________________________________________________CALDEIRARIA49Soldagem____________________________________________________________Figura 6.6: Estufa para secagem de eletrodos6.2.3. Estufa para manuteno da secagemA estufa para manuteno da secagem normalmente de menor porte que a anterior; deve atender aos mesmos requisitos de funcionamento que a estufa para secagem, exceto quando temperatura, que deve atingir at 200oC. As estufas de construo cilndrica com circulao de ar permitem uniformizar a distribuio de calor, evitando-se que a umidade se concentre em cantos mal ventilados, como nas estufas de formato retangular ou quadrado (fig. ).Figura 6.7: Estufa para Manuteno da Secagem6.2.4. Estufa porttil para manuteno da secagemComo as demais, deve dispor de aquecimento eltrico por meio de resistncias e ter condies de acompanhar cada soldador individualmente (fig. 7.8).Figura 6.8: Estufa para Manuteno da Secagem (cochicho)____________________________________________________________CALDEIRARIA50Soldagem____________________________________________________________Para eletrodos revestidos de baixo hidrognio, a estufa porttil deve manter a temperatura entre 60 e 100oC.Oestado de conservao das estufas portteis deve ser periodicamente verificado, assim como o estado da conexo eltrica das estufas com a rede de energia.6.2.5. Porta eletrodosOs porta-eletrodos servem para a fixao e energizao do eletrodo (fig 7.8). fundamental a correta fixao e boa isolao dos cabos para que os riscos de choque sejam minimizados. As garras devem estar sempre em bom estado de conservao, o que ajudar a evitar os problemas de superaquecimento e m fixao do eletrodo, podendo vir a soltar-se durante a soldagem.Um porta-eletrodo dimensionado para trabalhar em uma determinada faixa de dimetros. Estalimitaovemnosdaaberturamximanasgarraspara encaixar o eletrodo, como tambm, e principalmente, pela corrente mxima que pode conduzir.Porta-Eletrodo Totalmente IsoladoSubstituir, imediatamente, qualquer componente danificado ou o porta-eletrodo, se necessrioFigura 6.9: Porta eletrodo6.2.6. CabosOs cabos transportam a corrente eltrica da fonte de energia ao porta-eletrodo (cabo de soldagem), e da pea de trabalho para a fonte de energia (cabo de retorno) para possibilitar a soldagem.Oscabospodemser deCobreoudeAlumnio, devemapresentar grande flexibilidade de modoafacilitar otrabalhoemlocais dedifcil acesso. necessrio que os cabos sejam cobertos por uma camada de material isolante, que deve resistir entre outras coisas abraso, sujeira e um ligeiro aquecimento que ser normaldevido a resistncia passagem da corrente eltrica.Os dimetros dos cabos dependem basicamente dos seguintes aspectos: Corrente de soldagem; Ciclo de trabalho do equipamento;____________________________________________________________CALDEIRARIA51Soldagem____________________________________________________________ Comprimento total dos cabos do circuito; Fadiga do operador.Estes quatro itens atuam de maneira antagnica. Enquanto que para os trs primeiros seria ideal o cabo com o maior dimetro possvel, (menor chance de superaquecimento paraosdois primeiros e menor perda de correntepara o terceiro) no ltimo item exatamente o oposto, pois ocorre aquio mesmo que com os porta-eletrodos, um cabo resistente a maiores valores de passagem de corrente conseqentemente mais robusto e por sua vez mais pesado causando com isto maior fadiga ao soldador.Para os cabos confeccionados emcobre, a tabela, a seguir, indica os dimetros recomendados em funo da corrente, fator de trabalho e, principalmente, comprimento do cabo.Tabela 6.7: Dimetros recomendados para cabos em soldagem eltricaCorrente desoldagemCiclo detrabalhoDimetro do cabo (mm) em funo de seucomprimento (m)(A) (%) 0 15 15 30 30 46 46 61 61 76100 20 4 5 6 6,5 7,5180 20 30 5 5 6 6,5 7,5200 60 6,5 6,5 6,5 7,5 8200 50 6 6 6,5 7,5 8250 30 6 6 6,5 7,5 8300 60 8 8 8 9 10400 60 9 9 9 10 12500 60 9 9 9 10 12600 60 9 9 9 12 2 X 10Ligao de cabos de soldanas fontes de correnteConexes (Alongar) para cabos de soldaFigura 6.9: Terminal para cabos de solda, brasado, prensado ou grampeado.Figura 6.10: Terminal para cabos de solda isolado por meio de borracha ou mangueira sob presso.____________________________________________________________CALDEIRARIA52Soldagem____________________________________________________________6.2.7. Ligao dos cabos de solda na peaprecisogarantirquealigaodoscabosdesoldanapeasejafeitaem superfcies de contato limpas e utilizar o grampo o mais prximo possveldo localde soldagem. Exemplosde formasde ligao so mostradosna figura 7.11.Figura 7.11: Exemplos de ligao de cabos de solda nas peas6.3. Posto de TrabalhoO posto de soldagem deve estar organizado com suas ferramentas dispostas em locais seguros de receber a pea para ser soldada.____________________________________________________________CALDEIRARIAC Fixador regulvelC ExaustoC Mesa de soldaC Paredes de proteoC Ferramentas (tenaz de ferreiro, escova de ao e picadeira) BancoC Cabo-obra Fixador do porta-eletrodo Cortina53Soldagem____________________________________________________________Figura 6.12: Posto de soldagem____________________________________________________________CALDEIRARIA54Soldagem____________________________________________________________7. Segurana e Higiene na Soldagem com Segurana e Higiene na Soldagem com Eletrodo Revestido Eletrodo Revestido7.1. Fatores de RiscoEmumaoperaodesoldagemestopresentesvriosfatoresque, agindo isoladamente ou em conjunto, representam srio risco sade do trabalhador. Taisfatorescomo: calor, rudo, radiao, fumos, gases, fogoeeletricidade devemser mantidos sob controle, exigindo medidas de proteo tanto individuaisquandoambientais,nosentidodeproteger,noso trabalhador envolvido diretamente na operao, como, tambm, outras pessoas, mquinas, equipamentoseinstalaes. Ainobservnciaataisfatorespodeconduzir formaodeumambienteinseguro, comgraves conseqncias, casoum acidentevenhaaocorrer, levandoaprejuzos, mutilaesouatmesmoa perda de vidas.RadiaoDurante a soldagem so gerados raios ultravioletas de alta intensidade, raios infravermelhos e radiao dentro do espectro visvel da luz. A radiao ultravioleta: A pele exposta radiao ultravioleta, sofre queimaduras semelhantes s provocadas pelo sol, podendo provocar ulceraes e cncer de pele.Aradiao infravermelha: Agindo sobre a pele, a radiao infravermelha provocaefeitodeaquecimento. Seotempodeexposiofor prolongado, provocar, tambm, queimaduras. Os olhos: Tantoosraiosinfravermelhos, ultravioletas earadiaovisvel ocasionamsrios danos aos olhos, tais como: conjuntivite, irritao das plpebras, cegueira temporria e catarata. No caso de exposio prolongada ou repetida, os danos sero maiores, podendo ocorrer uma leso permanente.Calor um elemento sempre presente nas operaes de soldagem ou corte. Est diretamente ligado ao bem estar do soldador podendo causar, caso exceda o limite idealpara o ser humano, tonteira, enjo, desidratao e desmaio. Seu controle fcil, dependendo apenas de uma boa ventilao do ambiente.RudoPresente em operaes de goivagem, preparao ou reparo de juntas com o uso de esmeril, deve ser controlado com o uso de protetores auriculares, pois a exposio continua leva diminuio da capacidade auditiva, podendo levar surdez definitiva.____________________________________________________________CALDEIRARIA55Soldagem____________________________________________________________Fumos e GasesOs gases empregados nas operaes desoldagembemcomoos fumos emanados daspeasouconsumveis podemprovocar riscos sadedo soldador e de outros profissionais que trabalham na rea, devido presena de certos elementos qumicos. Almdisso, a fumaa desprendida durante a soldagempodeconter partculasslidastambmprejudiciaissade(ver tabela 12.1). Os efeitos da exposio aos fumos so: Tonteiras, nuseas, irritao dos olhos e pele. Uma exposio constante, entretanto, pode conduzir a doenas crnicas tais como a siderose (acmulo de ferro nos pulmes).Tabela 7.1: Valores tolerveis e os efeitos defumos e xidos metlicos.ElementoValores Limites Tolerveis(mg/m3 /8 horas)EfeitosAlumnio ND A, FCdmio 0,1 H, F, I, M*Cromo 1,0 I, N, BCobre 0,1 AFluoretos (fluxos) 2,5 O, L, IFerro 10,0 C, BChumbo 0,2 H, LMagnsio 15,0 AMangans 5,0 H, KNquel 1,0 N, AVandio 0,1 AZinco 5,0 BMonxido de carbono 5,5 Hxidos nitrosos A, C, F, OOznio 0,2 A, E, F____________________________________________________________CALDEIRARIA56Soldagem____________________________________________________________

*2500 mg/m3 FATALND no determinadoInflamaodosistemarespiratrioe pulmo: doresdecabea,letargia, irritao dosolhos, fluido nopulmo;Febredevidoaofumo: sabordemetal, calafrios, sede, febre, dormuscular, fadiga, dorde cabea, nuseas, aps 3 dias desaparecimento dos sintomas;Bronquite crnica;Distrbios visuais;Crise de asma (quando em presena de elementos alrgicos);Edema pulmonar;Enfisema;Intoxicao;Gastrite (inflamao do estmago e intestino);Dispnia (dificuldade de respirao, falta de ar);Manganismo (efeitos neurolgicos semelhantes ao Mal de Parkinson);Anemia;Nefrite crnica (inflamao dos rins)Possibilidade de cncer;Aumento da densidade dos ossos e ligamentosAmaioriadosgasesdeproteonoapresentamtoxidade, pormpodem provocar asfixia por ocupar o lugar do oxignio na atmosfera, cujos sintomas so tonteira, inconscincia e morte.A radiao ultravioleta, muito intensa nos processos TIG e MIG/MAG capaz de decompor desengraxantes utilizados na limpeza das peas, como o tricloroetileno e o percioroetileno, ale, de ser grande auxiliar na formao do oznio e xidos nitrosos, responsveis por irritao nos olhos e inflamaes no nariz e garganta.EletricidadeA eletricidade, hoje presente na imensa maioria dos processos de soldagem e, ainda, nos processos de corte por fuso (corte a plasma). Se uma fonte externa de eletricidade for conectada ao nosso corpo, esta certamente ir interferir em seu funcionamento (tabela 12.2). Tabela 7.2: Efeitos do choque eltrico no organismo.Intensidade da corrente EfeitoAt 5 mA Formigamento fraco5 at 15 mA Formigamento forte15 at 50 mA Espasmo muscular50 at 80 mA Dificuldade de respirao, desmaios8 mA at 5AFibrilao ventricular, parada cardaca, queimaduras de alto grauAcima de 5A Morte____________________________________________________________CALDEIRARIA57Soldagem____________________________________________________________Esses efeitos so conseqncia da quantidade de eletricidade que percorre o corpo humano, ou seja, dependem da intensidade de corrente eltrica, e esta funo da tenso aplicada e da resistncia eltrica oferecida, obedecendo a lei de Ohm.ouPortanto, para se trabalhar comsegurana, devemos possuir a MAIOR RESISTNCIAPOSSVEL e devemos trabalhar coma MENORTENSO POSSVEL.7.2. Equipamento de Proteo IndividualOs equipamentos de proteo individual (EPI) so projetados com a finalidade deevitar ouamenizar leses ouaindadoenas quepossamocorrer nas operaesdecorteesoldagemououtrasinerentesaoambienteemquea tarefa for desenvolvida.7.2.1. Proteo Ocular e FacialMscaras de soldador devemser usadas pelos soldadores durante as operaes de corte e soldagem a arco eltrico, exceto par a soldagem a arco submerso. As mscaras de soldador (fig 12.1) protegem a face, testa, pescoo e olhos contra as radiaes de energia emitidas diretamente pelo arco e contra salpicos provenientes da soldagem.Osculossotambmindispensveisaoequipamentodosoldador, como tambmparatodosaquelesquedevemtrabalhar prximosaoslocaisonde essas atividades so desenvolvidasNas operaes de corte e soldagem a gs, deve-se tambm usar culos com lentes e filtros adequados para proteo.____________________________________________________________CALDEIRARIAV = RxIFrmula 1I = V / RFrmula 258Soldagem____________________________________________________________Figura7.1: Mscara de SoldagemLentes de CoberturaProteodosfiltrosnoscapacetes, mscaraseculos, contrasalpicosde soldagem e arranhes. Aslminasprotetorasdevemser transparentes, devidroouplsticoauto-extinguvel, e no precisam ser resistentes ao impacto.Lentes FiltrantesAbsorodosraiosinfravermelhoseultravioletas, protegendoosolhosde lesesquepoderiamser ocasionadaspor estesraios. Areduodaao nociva das radiaes tambm diminui a intensidade da luz, o que faz com que o soldador no canse demasiadamente os seusolhosdurante o trabalho. O usodeproteoemexcesso, emboraconfiraexcelenteproteo, dificultaa execuo da soldagem ou corte, assim o nmero da lente a ser usada deve ser escolhidadeacordocomonvel decorrente quevai serusadaparasoldar (tabela 12.3) ou de acordo com o processo de soldagem utilizado (tabela 12.4). As mscaras de solda, culos de proteo, assim como todo EPI necessrio para um trabalho seguro deve ser de uso pessoal e intransfervel, a menos que sejam submetidos a rigorosos critrios de limpeza, manuteno e desinfeco.Tabela 7.3: Filtro em funo da Corrente de soldagemFILTRO NINTENSIDADE DE CORRENTEDE SOLDAGEM(A)68101214at 30de 30 at 75de 75 at 200de 200 at 400acima de 400____________________________________________________________CALDEIRARIA59Soldagem____________________________________________________________Tabela 7.4: Seleo de lentes em funo do processo de soldagemPROCESSO/OPERAO DE SOLDAGEMSUGESTO PARA ONDE LENTE FILTRANTEEletrodo revestido dimetro at 4 mm Eletrodo revestido dimetro de 4,8 at 6,4 mmEletrodo revestido dimetro acima de 6,4 mmTIGMIG/MAGSoldagem a gs espessuras at 3,2 mmSoldagem a gs espessuras de 3,2 mm at 12,7 mmSoldagem a gs espessuras acima de 12,7 mmCorte (leve) espessuras at 25 mmCorte (mdio) espessuras de 25 at 150 mmCorte (pesado) espessuras acima de 150 mm10121412124 ou 55 ou 66 ou 83 ou 44 ou 55 ou 67.2.2. Vesturio de ProteoOvesturioprotetormaisapropriadoparacadatipodecorteesoldagem varivel com a natureza, tamanho e localizao do trabalho a ser desenvolvido. Estes vesturios devem ser utilizados a fim de proteger as reas expostas do soldador de radiaes de energia emitidas pelo arco, como tambm de salpicos e fascas provenientes da soldagem.____________________________________________________________CALDEIRARIA60Soldagem____________________________________________________________Figura 7.2: Vesturio de proteoLuvasTodosossoldadoresdevem usarluvasembomestadonasduasmos.As luvas protegem as mos contra queimaduras, principalmente aqueles resultantes de radiaes emitidas pelo arco, e tambmevitamchoques eltricos, em contatos eventuais com uma pea nua sob tenso (p exemplo: no momento de troca de eletrodos).Paratrabalhosleves, podemser usadasluvasderaspadecouro, luvasde vaquetaouluvasdecourodeporco. Paratrabalhospesados, devemser usados luvas de couro, ou outros materiais apropriados, resistentes ao fogo.Macaces, Casacos, Aventais, Mangas e PerneirasDevem ser usados quando houver necessidade, em funo do tipo de trabalho e do processo de soldagem ou corte utilizado. Podem ser feitos de couro ou de outro material resistente ao fogo, e proporcionam proteo adicional s reas expostasdocorpodosoldador contraradiaesefascasprovenientesda soldagem ou corte. sempre prefervel que as partes do vesturio de proteo sejamfeitas de tecidos base de amianto, pois este no se incendeia facilmenteeprotegeosoldador docalor emanadoduranteasoldagemou corte. A superfcie exterior das roupas deve estar totalmente isenta de leo e graxa.Devido aos salpicos e fascas provenientes da soldagem e corte, que podem serarremessadoscausandolesesaossoldadores, recomendvel queos punhos, golas e todas as aberturas do vesturio sejam bem abotoadas e todos os bolsos eliminados. As roupas devem ser escuras para reduzir a reflexo das radiaes para o rosto sob a mscara. As calas e os macaces no devero ter bainhas.Cuecas, meias e outras roupas feitas a partir de nylon ou polister, apesar de no queimarem to facilmente quanto as de algodo, queimam-se e derretem formado uma plstica quente que adere pele e causa srias queimaduras.Vesturio Tratado Quimicamente____________________________________________________________CALDEIRARIA61Soldagem____________________________________________________________So tambm utilizadas vestimentas de materiais tratados com retardadores de fogo. Esta caracterstica no permanente e, aps cada lavagem ou limpeza, asvestimentasdevemsofrer umnovotratamento. comumotratamento qumico do amianto a fim de reduzir a sua combustibilidade.Capuz ou Gorro Para a CabeaDurante as operaes de corte ou soldagem, aumenta-se a probabilidade de ocorrerem leses e queimaduras na cabea do soldador. Capuzes ou Gorros devem ser fabricados em couro ou outro material resistente ao fogo.BotinaTodos os soldadores, operadores de solda e corte devem proteger seus ps, atravs do uso de botinas de segurana com biqueira de ao, solado injetado e sem cadaros (fixao por elsticos laterais) como um EPI de uso obrigatrio.Protetores AuricularesOs protetoresauriculares devemserutilizados pelossoldadores nos lugares determinados pelosetordesegurana nointeriordafbrica.Taisprotetores podem ser do tipo plugue de insero ou tipo fone de ouvido (concha).7.2.3. Equipamentos de Proteo RespiratriaA utilizao destes equipamentos se faz necessria quando ocorrem operaes de soldagem e corte em reas confinadas, ou quando so usados processos e/ou materiais com alto teor txico, portanto, sempre nas ocasies em que o oxignio for deficiente ou houver acumulao de gases txicos. Um equipamento de respirao individual deve sempre ter uma boa manuteno e quandofor transferidodeumtrabalhador paraoutro, deveser devidamente desinfetado. Em reas confinadas, tais como: tanques, flares, esferas, silos, vasos em geral, dutos, pernas de jaqueta (plataformas de petrleo), etc., deve-se providenciar, obrigatoriamente exausto local e ventilao geral para manter a concentrao degasestxicos, fumosepoeirasabaixodasconcentraesconsideradas nocivas.Se poluentes atmosfricos estiveremdentro dos limites de tolerncia, ou porqueotrabalhointermitente, oupor outrasrazes, ossoldadoresno precisamusar equipamentos deproteorespiratria. Se, por outrolado, houver superao dos limites de tolerncia estabelecidos, ou se houver deficincia de oxignio, dever ser previsto, obrigatoriamente, um sistema de ____________________________________________________________CALDEIRARIA62Soldagem____________________________________________________________ar mandado, com mscaras (respiradores) tipo queixo (especialmente fabricado emconjuno coma mscara de solda) ou umequipamento autnomo de proteo respiratria.Oar mandado deverser limpo, semcontaminao(inclusivedeleodo compressor de ar), dando-se preferncia a um ventilador externo que canalize o ar por mangueiras adequadas.Sob nenhuma hiptese poder ser utilizado oxignio para ventilar ou purificar qualquer ambiente, sob risco de uma exploso ambiental (utilizar ar comprimido).Quandoocorteousoldaenvolver metaisdebasecomcoberturacontendo elementoscomozinco, berlio, chumbo, cdmioeseuscompostos, dever haver uma ventilao geral e exausto local para manter os poluentes atmosfricos em concentrao abaixo dos limites de tolerncia estabelecidos.Trabalhosdecorteesoldagemaoar livreenvolvendochumbo, mercrioe cdmio devem ser feitos obrigatoriamente com sistemas de proteo (respiradores com filtro).7.3. Ambiente de SoldagemAs operaes de soldagem e corte, sempre que possvel, devem ser realizadas emambienteapropriado, especialmenteprojetadoparaoferecer amxima condio de segurana, alm de proporcionar conforto pessoa que realiza a tarefa. Quando a operao for realizada no campo deve-se procurar reproduzir ascondiesideais, tantoquantopossvel. Osaspectosabaixo apresentadosrepresentamascondiesmnimasparaseter umambiente adequado e seguro.7.3.1. LayoutAs passagens e vias de fuga devem ser mantidas livres e desimpedidas. Equipamentos, cabos, mangueirasedemaisanexosdevemestarprotegidos contra o calor intenso e salpicos. Deveser providenciadaainstalaodeanteparosdemadeiraoulona, em forma de cortina, biombo ou cabina.Qualquer material combustvel ou inflamvel deve ser removido das oficinas de soldagemecorte, quedeve estar providade umsistema de combatea incndio. Emcaso de impossibilidade de remoo, estes devemestar protegidos das chamas, centelhas e respingos de metal fundido.7.3.2. IluminaoO tipo de iluminao depende do tamanho e do layout da oficina e a prtica tem demonstrado a viabilidade de lmpadas tubulares fluorescente os mistas. ____________________________________________________________CALDEIRARIA63Soldagem____________________________________________________________Quando houver boxes, estes devem estar providos de iluminao individual. A luzdodia, maisrecomendada, ouartificial, devemincidir sobreareade trabalhovindadoaltoepor trs, reduzindooofuscamentoeproduzir uma luminosidade uniforme. O ndice mnimo de iluminao de 250 lux.7.3.3. VentilaoA ventilao natural aceitvel para operaes em reas no confinadas. Em oficinasdesoldagem, paraqueelaocorrademaneiraefetiva, algunspr-requisitos so necessrios:A ventilao transversal deve ser livre, sem bloqueios por paredes, divisrias ou outras barreiras;A altura dotetodeveser superiora 6 metros, necessria criao deuma corrente de ar por conveco; A rea de soldagem deve conter no mnimo 285 m3 de ar, para cada soldador.Se a ventilao natural for insuficiente: Deve ser adotado um sistema mecnico capaz de renovar, no mnimo, 57 m3 de ar, por minuto. Sua instalao deve ser planejada de modo a impedir a concentrao de fumos em zonas mortas e o fluxo dos gases e fumos face do soldador.Tabela 7.5: Ventilao mnima requerida em funo do dimetro do eletrodoDIMETRO DO ELETRODO VENTILAO MNIMA REQUERIDA(M3 /MIN, POR SOLDADOR)POLEGADAS MILMETROS3/16 ou menor 4,8 ou menor 571/4 6,4 1003/8 9,5 1287.3.4. ExaustoUm sistema de ventilao pode controlar de forma global os nveis de poluio na rea, no significando, com isso, que esteja sendo eficiente no local onde estapoluiogerada. Da anecessidadedaexaustolocal, empregada prximafontegeradorapararetiradadoselementoscontaminantesantes mesmo que estes atinjam a zona de respirao do soldador. Tabela 7.6: Valores para uma exausto adequada.ZONA DE SOLDAGEM DOARCO OU TOCHA (mm)FLUXO DE SOLDAGEM(m3 / min)DIMETRO DO DUTOpol mm____________________________________________________________CALDEIRARIA64Soldagem____________________________________________________________100 at 150150 at 200200 at 250250 at 3004,257,812,116,633 4 5 7590115140Figura 7.3: Exausto em ambiente fechado____________________________________________________________CALDEIRARIA65Soldagem____________________________________________________________8. O Processo de Soldagem Oxigs O Processo de Soldagem Oxigs8.1. IntroduoNo processo de soldagem a gs, so utilizados gases combustveis, como o acetileno, o propano, o GLP, o gs comburente, como o oxignio.Estecaptulosobregasesparasoldagem bsicoparaquevocpossa acompanhar o desenvolvimento das aulas, apresentando tpicos, ilustraes, tabelas, exerccios e outros, que sero devidamente complementados e esclarecidos, parasuacompreensodaimportnciadosgasesnoprocesso oxigs, quantoclassificao, caractersticasdosgasescombustveis, em combinao como oxignio, princpio de fabricao earmazenagemdos mesmos.8.2. Gases tcnicosTIPOS DE GASESCARACTERSTICAS OXIGNIO ACETILENO PROPANOCOR DE IDENTIFICAO Preta VermelhaCOMBINAO 02 C2H2 C3H8PESO EM RELAO AO AR Mais pesado Mais leve Mais pesadoCONSUMOCilindro coberto com camada de gelo, no caso de consumo excessivoLimitadoPresso mxima 1,5 BarCilindro coberto com uma camada de gelo, no caso de consumo excessivoEMPREGOGscomburenteGscombustvelGscombustvelRISCOSO aumento da quantidade no ar aumenta a velocidade de queima; proibida a presena de leo e de gorduraExplosivo em quantidades acima de 2,4 vol. % em arExplosivo entre 2,12% e 9,39% de vol. no ar.Asfixia devida ao deslocamento do ar puro.Em geral, os gases utilizados na tcnica de soldagem e corte so armazenados em diferentes estados, em cilindros de alta presso.____________________________________________________________CALDEIRARIA66Soldagem____________________________________________________________No caso de construo de cilindros para armazenar gases, devem-se seguir as exigncias impostas pela norma.8.3. Classificao dos gasesSoconsideradosgasesparasoldagemosqueseutilizamnatcnicade soldagem a gsAcetileno (C2H2)Gases combustveis Propano (C3H8)Gs NaturalGases para soldagemOxignio (02)8.3.1. Gases combustveisGasescombustveissoaquelesque, emcombinaocomooxignio(O2), queimam, produzindo calor, necessrio para soldagem e oxicorte, brasagem, chamas para pr-aquecimento e desempeno.8.3.2. OxignioO oxignio (O2) um gs indispensvel em qualquer combusto. incolor, no txico, inodoro e mais pesado que o ar. Omtodo de obteno mais empregado a liquefao do ar. No combustvel, no entanto indispensvel em toda combusto. Na presena do ar, aumenta a temperatura de combusto e a velocidade de queima de materiais essencialmente combustveis. Por causa do disso, deve-se evitar terminantemente a concentrao de oxignio no posto de trabalho, nunca utilizando oxignio em servios como ventilao, jateamento ou resfriamento de peas. O oxignio torna-se explosivo, quando em contato com partes cobertas com leo, gordura, etc., principalmente em alta presso.O oxignio encontrado em seu estado normal na forma de gs. CaC2 + H2OC2H2+ OCaCarbureto guaetileno xido de Clciode clcio8.3.3. Conexo - Cilindro de acetilenoRepresentaoCor de identificao: vermelhaConexo do regulador: conexo com rosca esquerda____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.167Soldagem____________________________________________________________8.3.4. Cilindro de oxignioIdentificaoCor de identificao: preta ou verdeConexo do regulador: conexo com rosca direita8.4. Equipamentos para soldagem8.4.1. Regulador de presso de um estgioAfunodoregulador depressoreceber umaaltapresso, como, por exemplo, a presso do cilindro ou da rede de alimentao para uma presso de trabalho j reduzida e constante.Legenda Oxignio Acetileno Propano____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.2Figura 8.368Soldagem____________________________________________________________Letra de identificao O A PCor de identificao Preta Vermelha -Conexo do cilindroPorca 3/4" com rosca direitaConexo tipoestriboConexo comrosca esquerdaConexo dasmangueirasPorca com rosca direitaPorca 3/8 com rosca esquerdaPorca com rosca esquerdaQuando o regulador de presso no estiver sendo utilizado, o diagrama deve estar aliviado, o que significa que o cone da vlvula est fechado.8.4.2. Operao inicial do regulador de presso Fazer limpeza nas conexes com ar seco. Controlaras juntas devedao;substituirporuma nova,em casode avarias. A conexo, tipo estribo, deve estar correta e fortemente enroscada. Fazer teste de estanqueidade (com espuma de sabo).____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.4 - Conexo do Regulador de Presso em um cilindro de gs cheio.69Soldagem____________________________________________________________8.4.3. Utilizao de dispositivo de segurana em instalaes com cilindrosAfixaoadequadadecilindrosdegsedasmangueiras, comcorrentes, braadeirasououtrosinstrumentos, torna-seindispensvel emtrabalhosde soldagem ou corte.Na utilizao de ummaarico tipo misturador, a situao exige maiores cuidados. Porm, no caso de um maarico do tipo injetor, quando se efetuam trabalhos rpidos e onde o soldador ou maariqueiro tenha uma viso ampla da posio dos cilindros, a situao menos perigosa.Segurana em Regulador de Presso____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.5Figura 8.670Soldagem____________________________________________________________Vlvulacorta-fluxo(comandadapor pressooutemperatura) oudisposi-tivo para cilindro.Dispositivos de segurana devem ser obrigatoriamente instalados nos punhos do maarico e nas mangueiras, assim como vlvulas secas nos reguladores.8.4.4. Funo da vlvula de segurana unidirecionalA vlvula de segurana unidirecional visa impedir: a entrada do ar ou oxignio no condutor do gs combustvel; oretrocessodachamanarededeabastecimentoounocilindrode acetileno; o suprimento do gs combustvel aps o retrocesso da chama.Nota: Quando houver retrocesso de chama, com a interrupo do suprimento degscombustvel, avlvulaterdeser removidae, apsdetectar e eliminar a causa do retrocesso, a mesma vlvula ter de ser acionada, com o auxlio do pino ativador. Recomenda-se fazer limpeza de vlvula e mangueira com ar comprimido (isento de leo) ou nitrognio, para eliminar resduos da combusto, antes de recoloc-la em operao.____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.771Soldagem____________________________________________________________Montagem de uma vlvula de segurana unidirecional em um Regulador de PressoA figura abaixo, esquerda, mostra a funo exercida pela vlvula, sob o fluxo normal dogscombustvel (setasbrancas) equandoocorreoretrocesso (setas pretas), cortando automaticamente o suprimento do gs. direita, um exemplo de uma vlvula corretamente montada em um regulador de presso.Dispositivo de segurana para mangueiraDispositivo para punho do maaricoAteno: As instalaes e dispositivos de segurana devem ser inspecionados anualmente.8.4.5. Mangueiras para oxignio e acetileno, segundo a norma DIN 8541____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.8Figura 8.9Figura 8.10Figura 8.11 72Soldagem____________________________________________________________Instalao de mangueiras para o oxignio e acetileno, segundo a norma DIN 8542As peas utilizada na ligao de mangueiras, segundo norma DIN 8542, so fabricadas de uma liga de cobre-zinco. Segundo a norma DIN17660, a porcentagem de cobre desta liga no pode exceder 70%.Unio de mangueirasParaunio de mangueiras com dimetro internosuficienteparaligaocom buchadupla, segundoanorma DIN 8542, ouparaacoplamento,segundoa norma DIN 8544.8.4.6. Maarico para soldar (tipo injetor)____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.12Figura 8.13Figura 8.1473Soldagem ____________________________________________________________Ateno! Usar bicos adequados. Observar as regras do servio (tabelas, etc.). Estar atento para que as porcas e conexes estejam sempre apertadas. Fazer teste de suco no equipamento.8.5. Retrocesso da chamaNo caso de retrocesso da chama, na soldagem a gs (assovio alto), deve-se proceder da seguinte forma:1 - Fechar imediatamente a vlvula de oxignio;2 - Fechar imediatamente a vlvula de gs combustvel.Equipamentos de soldagem e corte que tenham sofrido retrocesso de chama devem ser resfriados em gua, com a vlvula de oxignio aberta.ObservaoOs maaricos para soldagem e corte trabalham corretamente, apenas quando a ligao entre o punho e o bico est perfeitamente ajustada. A ajustagem verificada pelo teste de suco. Neste caso, apenas uma mangueira no maarico de soldagem est conectada. Quando as vlvulas de oxignio e gs esto abertas, pode-se perceber um efeito de suco na ligao das mangueiras.Outrosvazamentosnomaaricopodemser detectados, mergulhando-seo equipamento em gua.Conservao e manuteno de aparelhos de solda e cote oxicombustvel As peas deequipamentos desoldaecorteoxicombustvel devem permanecer isentos de leo e de qualquer outra substncia gordurosa. Os maaricos e reguladores devem ser conservados limpos diariamente. Os equipamentos de solda e corte oxicombustvel, com defeito e uma vez reparados, podem ou no ser reutilizados. O bico do maarico, uma vez obstrudo, s poder ser limpo atravs de agulhas especiais ou solues qumicas.74____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.15Soldagem ____________________________________________________________ Amanuteno desses equipamentos s poder ser executada por pessoal especializado. As peas de substituio devem ser originais.8.6. Combate a incndioUm incndio pode ser controlado quando uma das condies abaixo eliminada:1) oxignio2) material combustvel3) temperatura suficienteA condio 1 eliminada quando a alimentao do oxignio eliminada.Ex: fechar a vlvula do oxignioAbafar a chama ou material em combusto com cobertor ou usaroutros meios de combate a incndio (extintor de incndio, por ex.)Acondio2eliminadaquandoaalimentaodomaterial combustvel eliminada.Ex: fechar a vlvula do gs combustvel e afastar das proximidades do local do incndio os materiais combustveis.A condio 3 eliminada quando a dissipao do calor maior do que o calor provocado.Ex: dissipao do calor atravs de resfriamento com gua.8.7. Tcnica de soldagem e regulagem de chama8.7.1. Chama oxiacetilnica (chama de soldagem)75____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.16Soldagem ____________________________________________________________8.7.2. Estgios da combusto de uma chama oxiacetilnica8.7.3. Proporo da mistura e tipos de chama76____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.17Figura 8.18Soldagem ____________________________________________________________8.7.4. Regulagem de uma chama para soldarRegulagem da chama de acordo com metais de base diferenteRegulagem da chama Excesso de acetileno Normal Excesso de oxignioAo-carbono + Ferro fundido + O Cobre + Lato +Alumnio + O Legenda+ bomO aceitvel ruim8.7.5. ngulo de inclinao do maarico e do metal de adio em uma soldagem esquerdaSoldagem esquerda para aos de at 3 mm de espessura.Ongulodeinclinaodomaaricoedavaretadependedaposioeda tcnica de trabalho aplicada.Deslocamento do maarico e do metal de adio77____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.20Figura 8.19Soldagem ____________________________________________________________Vantagens DesvantagensCordo de solda liso ou pouca rugosidade Grande perda de calorPouca introduo de calorPropicia avano do poo de fuso sobre o metal no fundidoRecomendvel para soldagem em espessura at 3mmDifcil para controlar a penetrao da raiz8.7.6. ngulo de inclinao do maarico e do metal de adio em uma soldagem direitaSoldagem direita em peas de ao com espessura acima de 3 mm.Ongulodeinclinaodomaaricoedavaretadependedaposioeda tcnica de trabalho aplicada.Deslocamento do maarico e do metal de adio78____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.21Figura 8.22Soldagem ____________________________________________________________Vantagens DesvantagensIntroduo de calor concentrado Cordo de solda rugosoExcelente para penetrao da raizDifcilaplicao em pea com espessura menor que 3 mmVelocidade de resfriamento pequenaMelhor proteo da pea de fuso8.8. Metais de base e consumveis8.8.1. Vareta de ao-carbono cobreado para soldagem oxiacetilnica - especificao AWS A5-2-69Esse tipo deconsumvel classificado combasena resistncia traodo metal de solda depositado. A classificao de uma vareta de ferro cobreado e de ao-carbono tem a forma descrita abaixo: RGXX .1 2 3Onde encontramos a seguinte legenda:1 R - significa vareta ou arame2 G - significa soldagem a gs1+2 RG - designa vareta para a soldagem a gs3 XX - dgitos, em nmero de dois algarismos, que indicam, aproximadamente, o limite mnimo de resistncia trao do metalde solda, em psi.ExemploTABELA XVIII PROPRIEDADES MECNICASClassificaoAWSLimite mnimo de resistnciaa trao (XSI)RG 45 45RG 60 60RG 65 6579____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________8.9. Preveno de acidentesEm todos os setores relacionados com o trabalho industrial, o profissional deve estar conscientedesuasatividadesbemcomodosriscosdecorrentesda utilizao dos equipamentos manuseados. desejvel, anda, que possa adotar medidas capazes de minimizar acidentes, permitindo o desempenho do trabalho e forma segura e eficaz.Este captulo se destina ao acompanhamento das aulas, quando haver oportunidades decomplementar otexto, apresentadosobformadeitens, ilustraes, sinticos, tabelas e exerccios. Atravs dele so apresentados os perigos envolvidos na soldagem a gs, descrevendo as principais medidas de segurana que devem ser adotadas, no sentido de prevenir acidentes e, como trat-los, caso ocorram.8.9.1. Equipamentos de proteo individual (EPI)PEAS DE EPI PROTEO CONTRA OBSERVAOVestimenta de proteo (casaco de couro)RaiosRespingos proibido o uso de peas de nylon ou peron em ambientes confinados. Deve ser usada vestimenta de difcil combustoSapatos de seguranaRespingosGotas de metal fundidoQueda de peasOs sapatos apropriados para trabalhos industriais so sapatos de seguranaTouca e/ou capacete de proteoRespingosGotas de metal fundidoQueda de peasDe acordo com as condies de trabalho, usar capacete de seguranaculos de seguranaRaiosRespingosS utilizar filtros normalizados; por ex: 5.A.1 DIN 4647Avental de couroLuvas de ProteoPolainas de couroRespingosEscrias quentesEm oxicorteProtetor auricular Proteo contra rudosAcimade90dB, deve-se usarprotetorauricular em formadecpsulaouem algodo80____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________8.9.2. Liberao de substncias poluentes pela soldagem oxicombustvelDENOMINAO FORMAO PERIGODixido deCarbono (CO2)Combusto do produto da chamaNo txico normalmenteMais pesado que o arMonxido deCarbono (CO)Combusto com oxignio impuroAltamente txicoProvoca nuseas, vmito e perda de conscinciaGases nitrosos(NO e NO2)Liberado para o ar a temperaturas acima de 1000CNo tem cheiro, por isso mais perigosoCausa irritao nas vias respiratrias e at a morte por hidropsia (gua nos pulmes)Fumaa dozincoNa soldagem de peas galvanizadas, zincadasProvoca a febre de zincoVaporesNa queima de fluxos, materiais de revestimento e removedoresProvocam paralisia e danos ao fgado e rinsPrecauo contra materiais poluentesExausto normalExausto localizadaVentilao adequadaAr comprimido + mscara de proteo81____________________________________________________________CALDEIRARIAFigura 8.23Soldagem ____________________________________________________________82____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________9. Soldabilidade dos Aos Soldabilidade dos AosA soldabilidade de um material expressa a facilidade deste material de ser soldado, ou seja, quanto maior a soldabilidade de um material,mais facilmente este material pode ser soldado.9.1. Soldabilidade dos Aos-Carbono ComunsNorma DIN 17100Aos-carbono comuns e de baixa liga, segundo a norma DIN 17100, apresentam boa soldabilidade para teores de carbono at 0,22%.Boa soldabilidade: St 37, St 44, St 52Soldabilidade limitada: St 50, St 60, St 70Soldabilidade restrita: St 33Observaes: Os aos que apresentam soldabilidade limitada podem apenas ser soldadosmedianteautorizaodoresponsvel pelaobra. Chapasfinas apresentam sempre boa soldabilidade.Carbono EquivalenteEmboraocarbono, noao, sejaoelementodeligamaissignificativo, com relaosoldabilidade, osefeitosdeoutroselementosdeligapodemser 83____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________estimados mediante o valor de carbono equivalente (CE), em que o efeito da quantidade total de elementos de liga pode ser expresso.% % %4C Mn SiCE+ +=9.2. Soldabilidade dos Aos InoxidveisOs aos inoxidveis soaos dealtaligaquecontmcromo(Cr) como principal elemento de liga (mnimo de 11%) e usualmente nquel (Ni).O ao que contm 11% ou mais de cromo resistente corroso. Isso ocorre porque o cromo reage como oxignio, formando uma pelcula fina e transparente de xido de cromo. Essa pelcula fina protege a superfcie do ao contra a corroso.9.2.1. Aos AustenticosPossuemboa soldabilidade, porqueno sofremmudanasemsuaestrutura durante o aquecimento e resfriamento.Contudo, deve-se observar a possibilidade de: o carbono dissolvido no material precipitar-se na forma de carbonetos de cromo a temperaturas entre 500o e 900oC, baixando a resistncia do ao corroso; formao de trincas a quente, pela utilizao de metal de adio inadequado; formaodetrincas decontrao, pelautilizaodealtaenergiade soldagem.9.2.2. Aos FerrticosSua soldabilidade inferior dos aos austenticos. Deve-se observar a possibilidade de: Formao de trincas de contrao, por alto grau de restrio da junta; Formao de carbonetos de cromo, quando houver alto teor de cromo e de carbono na liga; Crescimento irreversvel dos gros na zona afetada pelo calor, tornando a junta frgil.9.2.3. Aos MartensticosPossuem soldabilidade nitidamente restrita, porque so aos temperveis ao ar. Como resultado, uma zona dura e frgil formada pela soldagem. Assim, a soldagemdeumaomartensticodeveser efetuadacomtemperaturasde 84____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________preaquecimento entre 200oe 300oC, e sem permitir que o materialse resfrie durante a soldagem, seguida de ps-aquecimento de 650oa 750oC e resfriamento lento. 85____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________10. 10. Endurecimento na soldagem Endurecimento na soldagemAquecendo-se o ao, acima de 723oC e fazendo-se um resfriamento brusco, obtm-se alta dureza.O valor de dureza influenciado:1) pelo teor de carbono e2) pelo teor de elemento(s) de liga presente.10.1. Junta de TopoFigura 10.1: Endurecimento na soldagem junta de topo10.2. Solda em ngulo junta sobrepostaFigura 10.2: Endurecimento na soldagem junta sobreposta86____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________10.3. Pontos de abertura de arco ou pontos de soldaNos locais ou pontos de abertura de arco, ocorre uma taxa de transmisso de calor muito elevada. Por isso, nesses locais h um endurecimento.Alta taxa de transmisso de calor, nas direes da seta.Figura 10.3: Pontos de abertura de arco87____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________11. 11. Descontinuidades na Soldagem Descontinuidades na SoldagemDescontinuidade a interrupo fsica causada em um material pela abertura deumatrincaoupelapresenadeumsegundomaterial: gs, inclusode escria e de tungstnio.As descontinuidades podem ser classificadas quanto origem e forma. Com relao origem, as descontinuidades podem ser geomtricas (operacionais) e metalrgicas. Com relao forma, as descontinuidades podem ser planas e volumtricas.interessantenotar queasdescontinuidadesgeomtricasgeralmenteso planas, enquanto as descontinuidades metalrgicas podemser planas ou geomtricas.As descontinuidades so detectadas por ensaios no destrutivos aps a soldagem. A escolha dos ensaios no destrutivos est relacionada s caractersticas das descontinuidades. Assim, uma descontinuidade volumtrica pode ser mais bem detectada por um ensaio radiogrfico, enquanto que para uma descontinuidade plana prefere-se o ensaio ultra-snico. Descontinuidades queatingemumtamanhocrticodeterminadopelanormadeinspeoso consideradas defeitos e devem ser reparadas.11.1. Tipos de DescontinuidadesFigura 11.1: ngulo excessivo de reforoFigura 11.2: Cavidade alongada88____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________ConcavidadeConcavidade excessivaConvexidade excessivaFigura 11.3: Concavidade e convexidade na soldaFigura 11.4: Deformao angular89____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________Figura 11.5: Deformao insuficienteFigura 11.6: DesalinhamentoFigura 11.7: EmbicamentoFigura 11.8: Falta de fusoFigura 11.9: Falta de penetrao90____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________Figura 11.10: Incluso de escriaFigura 11.11: MordeduraFigura 11.12: Mordedura na raizFigura 11.13: Penetrao excessivaFigura 11.14: Perfurao91____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________Figura 11.15: PorosidadeFigura 11.16: Porosidade vermiformeFigura 11.17: Rechupe de cratera92____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________Figura 11.18: Reforo excessivoFigura 11.19: SobreposioFigura 11.20: Solda em ngulo assimtricaFigura 11.21: Trinca de cratera93____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________Trinca interlamelarTrinca irradianteTrinca longitudinal Trinca na margemTrinca na raiz Trinca ramificadaFigura 11.22:Tipos de trincas94____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________Trinca sob cordo Trinca transversalFigura 11.22:Tipos de trincas (continuao)11.2. Causas e SoluesApesar detodootrabalhodosoldadorser voltadopara anoexecuode defeitos, estes eventualmente vem a ocorrer. Alguns deles so caractersticos doprocessodevidoasuaprprianatureza. Osdefeitosedificuldadesmais caractersticas da soldagemcomeltrodos revestidos so comentados a seguir:11.2.1. Dificuldade na abertura do arcoCausas predominantes Maus contatos no circuito de soldagemSolues prticas Verificar os circuitos, terminais e a ligao do cabo terra; Limpar e reapertar todos os contatos eltricos.11.2.2. Dificuldade em manter o arco abertoNo h continuidade na fuso do eletrodo.Causas predominantes Tenso em vazio fornecida pela fonte de soldagem inferior a necessria para a fuso do eletrodo.Solues prticas Alterar o valor da tenso (para um valor maior) ou utilizar um eletrodo adequado para a tenso.95____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________11.2.3. ProjeesO eletrodo salpica formando os conhecidos respingos prximos a regio do cordo de solda.Causas predominantesCorrente muito elevada; Eletrodo mido; M ligao do cabo terra.Solues prticas Regular a intensidade de corrente ou utilizar eletrodo de dimetro maior; Fazer a adequada secagem e conservao dos eletrodos. Ver item 2.5; Para este problema, muito comum de ocorrer em corrente contnua, as soluesso:mudarolocal defixaodocaboterra, soldar sempre em direo oposta a este (ou seja afastando-se do cabo terra), e se isto no for possvel utilizar corrente alternada.11.2.4. Aquecimento exagerado do eletrodoCausas predominantes Intensidade de corrente muito elevada; Arco muito longo.Solues prticas Diminuir a intensidade de corrente e/ouo comprimento de arco.11.2.5. M aparncia da cordoSuperfcie rugosa, cordo deformado.Causas predominantes Eletrodos midos; M preparao da junta; Metal base com elevado teor de carbono.Solues prticas Secar e conservar os eletrodos;96____________________________________________________________CALDEIRARIASoldagem ____________________________________________________________ Modificar a preparao da junta; Trocar o elet