trat.s tÉrmicos 1ª aula 12.2

7/31/2019 TRAT.S TRMICOS 1 AULA 12.2

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NAV504-TRATAMENTOS TRMICOS

Introduo Objetivos Programa BibliografiaAvaliao

Prof.: M.Sc. Antonio Fernando de Carvalho MotaEngenheiro Mecnico e Metalrgico
http://www.defesanet.com.br/imagens/embraer/eleb/emb170_190.jpg


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PROGRAMA - EMENTA1. Introduo aos Materiais de Engenharia e Classes de LigasFerrosas. Efeito dos elementos de liga.

2. Variveis essenciais de processo dos tratamentos trmicos.

3. Classes de Tratamentos Trmicos. Especificao dosTratamentos Trmicos: Alvio de Tenses, Recristalizao,Esferoidizao, Recozimento Pleno, Normalizao, Tmpera eRevenimento, Sub-zero, Martmpera e Austmpera.

4. Tratamentos termoqumicos: Cementao, Nitretao, TmperaSuperficial por Chama e por Induo.

5. Metalografia.

6. Aos para construo mecnica. Estudo de casos.

7. Aos para fins especiais.

8. Materiais para ferramentas e matrizes.9. Tratamentos trmicos para juntas soldadas.

10. Controle de Qualidade de Estruturas Tratadas Termicamente.

11. Controle de Dureza de Componentes Tratados.
http://www.km77.com/marcas/mercedes/2004/slr/gama/gra/40.asp


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NOTAS DE AULA

Note bem, a leitura destes apontamentos nodispensa de modo algum a leitura atenta dabibliografia principal da cadeira.

Prof. Antonio Fernando de Carvalho Mota, M.Sc. Eng.


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BIBLIOGRFIA BSICA

Notas de aula do docente CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecnica. vol.III.

So Paulo: McGraw-Hill,1986, 2 ed. CHIAVERINI, Vicente. Aos e ferros fundidos.So

Paulo: ABM, 1977. COLPAERT, Hubertus. Metalografia dos produtos

siderrgicos comuns. So Paulo: Edgar Blcher,2008,4 ed.

SITES: www.cimm.com.br www.brasimet.com.br www.acesita.com.br www.villares.com.br


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Bibliografia

VICENTE CHIAVERINI

Hubertus ColpaertMetalografia dos ProdutosSiderrgicos Comuns


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OBJETIVOS

Relao da Microestrutura com as propriedadesMecnicas.

Importncia dos Tratamentos Trmicos. Trinmio: Matria-prima, Processo e Projeto (Produto).

Estabilidade dos Materiais nas Condies de Servios. Questes Ambientais. Segurana. Seleo de Materiais.

Novos Materiais.


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Avaliao:

Trabalho tipo monografia ou relatrio de visita tcnica; Seminrios (Aprendizagem Participativa); Listas de exerccios: Intervenes orais com base em notcia da mdia;

Provas parciais ou 2 (duas) provas regulares.

1. A aprendizagem participativaenvolve o engajamento ativo

dos participantes na exploraosignificativa de conceitos e tarefas.2. Dando e recebendofeedback construtivo


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MOTIVAO PROFISSIONAL

NAVIOS SO BENS INTERMEDIRIOS?SO BENS DE CONSUMO DURVEIS?

OU SO BENS DE CAPITAL?

BENS INTERMEDIRIOS(chapas, tubos, perfis)BENS DE CONSUMO DURVEIS(automveis, eletrodomsticos)BENS DE CAPITAL

(navios, vasos de presso, turbinas, caldeiras, tornomecnico, mquina de solda, aerogeradores, etc )

Titanic


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O Santo Evangelho segundo S. Mateus 5.41

E,se algum te obriga a caminhar uma milha, vai comele duas.

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Interpretao da Regra das duas milhas.Fazer mais do que se espera de voc.

MOTIVAO DIVINAMOTIVAO DIVINA


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Propriedades dosPropriedades dosMateriaisMateriais

Composio e ProcessoComposio e Processode Fabricaode Fabricao

Microestrutura

EENN

GGEENNHH

AARRIIAA

Cincia e Engenharia dos Materiais - CEM


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Materiais

Metais No-metais

Ferrosos No-ferrosos Sintticos Naturais

Aos

Fofos

Pesado

s

Leves

Plstico

s

Resinid

es

Madeira

Couro

BorrachaEtc


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O ao melhor material de construo mecnica

O ao o metal mais utilizado por 2 razes:

baixo custo excelentes propriedades mecnicas

Os utilizadores de ao enfrentam em geral 2questes fundamentais:

escolha do ao

tratamento do ao

Para tirar o mximo partido dum ao, necessrio

conhecer as suas propriedades em funo da suacomposio e as modificaes provocadas pelosdiversos tratamentos.

Forno Sal


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Processo Siderrgico Usina Integrada

Coqueria

Calcreo

Coque

Ar

Snter

Gusa Lquido

Alto-Forno

LingotamentoContnuo

(Conversor)

(Forno Eltrico)

(1300C durante 16 horasSem contato com o ar)

Sinterizao ( finos1300C)

Laminao

ProdutosLaminados

ProdutosLaminados


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INFLUNCIA DOS ELEMENTOS DE LIGA


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16

TRATAMENTOS TRMICOS

Forno Contnuo


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Tratamentos trmicos

Origem dos Tratamentos Trmicos Os romanos desenvolveram os

tratamentos trmicos no ano 55 aCao aquecer o ao durante certo

tempo e resfri-lo na salmoura


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TRATAMENTO TRMICO UM CICLO DE AQUECIMENTO E RESFRIAMENTO

Curvas TTT


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PRINCIPAIS OBJETIVOS DOSTRATAMENTOS TRMICOS

Remoo de tenses internas (oriundas deesfriamento desigual, trabalho mecnico ououtra causa);

Aumento ou diminuio da dureza;Aumento da resistncia mecnica; Melhora da ductilidade;

Melhora da usinabilidade; Melhora da resistncia ao desgaste;


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PRINCIPAIS OBJETIVOS DOSTRATAMENTOS TRMICOS

Melhora das propriedades de corte; Melhora da resistncia corroso;

Melhora da resistncia ao calor; Modificao das propriedades eltricas e

magnticas.


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TRATAMENTOS TRMICOS

Em geral, a melhora de uma ou maispropriedades, mediante um determinado tratamentotrmico, conseguida com prejuzo de outras.

Por exemplo: o aumento da ductilidade provoca: diminuio da dureza;

diminuio da resistncia trao.


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Diagramas Fe- Fe3C


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1 5 0 0

1 4 0 0

9 10

o

C

F e r r o C C C

F e r r o C C C

F e r r o C F C

F e r r o l q u i d o

Alotropias do Ferro

AVALIAODurante o resfriamentoa mudana de faseCFC

CCCocorre um aumento devolume ou uma reduode volume? Justifique.


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768C

Magntico


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AVALIAO:

QUE TRATAMENTOS TRMICOS (MICROESTRUTURAS)NO SO PREVISTOS NO DIAGRAMA DE FASES Fe-Fe3C


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Diagrama Fe-Fe3C

Resposta: Tmpera (Martensita) e Austmpera (Bainita)


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Vamos pensar um pouco! Que tipo de Ferro Fundido existe

no Diagrama Ferro-Carbono? Quais os tratamentos trmicos

realizados nos Ferros fundidos?

O Pensador de Auguste Rodin (1840-1917)no Brasil, 800 kg de bronze, 1,9m de altura

1147C

Ac1Ar1

A3

Acm

0,76

1. Ferros Fundidos Brancos;2. Ferros Fundidos Cinzentos;3. Ferros Fundidos Mesclados;4. Ferros Fundidos Maleveis;5. Ferros Fundidos Nodulares;6. Ferros fundidos Vermiculares

DIAGRAMAS F C F F C


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DIAGRAMAS Fe-C e Fe-Fe3CFe-C importante nos ferros fundidos

Diagrama metaestvel:Diagrama estvel:


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AvaliaoQuais os tratamentos trmicos que

promovem o endurecimento dos aos?Quais os tratamentos trmicos que

promovem o amolecimento dos aos?


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30


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Tratamentos trmicos


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MICROESTRUTURAS RESULTANTES DORESFRIAMENTO RPIDO

MARTENSITA- A martensita se forma quando o

resfriamento for rpido osuficiente de forma a evitar adifuso do carbono, ficando o

mesmo retido em soluo. Comoconseqncia disso, ocorre atransformao polimrficamostrada ao lado.

- Como a martensita no envolvedifuso, a sua formao ocorreinstantaneamente (independentedo tempo).

MARTENSITA

Cbica

de face centrada

AUSTENITA

TRANSFORMAOALOTRPICA COM

AUMENTO DE VOLUME,que eleva concentrao de tenses

Tetragonalde corpo centrado


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Relao entre a Dureza, a Composio qumica,a Tenacidade, a Resistncia ao desgaste e aTenso limite de compresso


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+ +Fe3C

+Fe3C

Recozimentototal oupleno


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CURVA TTT (TEMPERATURA TEMPO TRANSFORMAO)

Tmpera total


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CINTICA DAS TRANSFORMAES DE FASE


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Tratamentos Trmicos


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TMPERA SEGUIDA DE REVENIMENTO

Operao de tmpera com posterior revenimento


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QUAL A IMPORTNCIA DO REVENIMENTO?

Operao de tmpera composterior revenimento

P i i i i


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Tratamentos Trmicos

Recozimento

Normalizao Temperae Revenido

Esferoidizao ouCoalescimento

Total ou PlenoIsotrmicoAlvio de tensesRecristalizao

Reduz a durezae facilita aasinagem de aosalto carbono

Aumenta aResist. Mec.

e dureza

Conferehomogeneidade

Principais tratamentos trmicos


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Ao comoRecebido

Normalizao

Recozimento

Tmpera Revenido

Microestruturas obtidas
http://www.dcmm.puc-rio.br/bancodeimagens/eletronico/tratamentos/aco1040/rev_1k.htmlhttp://www.dcmm.puc-rio.br/bancodeimagens/eletronico/tratamentos/aco1040/temper_1k.htmlhttp://www.dcmm.puc-rio.br/bancodeimagens/eletronico/tratamentos/aco1040/rec_1k.htmlhttp://www.dcmm.puc-rio.br/bancodeimagens/eletronico/tratamentos/aco1040/cr_1k.htmlhttp://www.dcmm.puc-rio.br/bancodeimagens/eletronico/tratamentos/aco1040/nor_1k.html


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Carbono equivalente

Carbono equivalente um numero emprico que mede a temperabilidade ousoldabilidade:

CE = C + (Mn)/6 + (Cr+Mo)/5 + (V+Ni+Cu)/15 Frmula adotada pelo Welding Institute

Onde:

Anlise dos resultados: CE < 0,4 no tempervel e de fcil soldagem; CE > 0,4 tempervel e exige cuidados especiais na soldagem.

Smbolo Nome

Mn mangansCr Cromo

Mo Molibdnio

V Vandio

Ni Nquel

Cu Cobre


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AUSTMPERA

Forno contnuo para Austmpera


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Ensaio Jominy (temperabilidade)


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Ensaio Jominy


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Distoro de Bain Reao Martensita:

CFCTCC(Tetragonal de Corpo Centrado) Podemos dizer que a Martensita uma soluo

slida super-saturada de carbono no ferro .

Martensitax400


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TRATAMENTOS PARAENDURECIMENTO SUPERFICIAL

Tmpera superficial


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Tmpera superficial por chama

A profundidade de endurecimento pode ser

aumentada pelo prolongamento do tempo deaquecimento. Podem ser atingidas profundidades de at 6,3 mm. O processo uma alternativa de tratamento para

peas muito grandes, que no caibam em fornos.


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Tmpera superficial por induo

Na tmpera por induo, a pea colocada no interior de

uma bobina submetida passagem de corrente alternada. O campo energiza a pea, provocando seu aquecimento. Devido a estas caractersticas, o processo indicado para

tratamento trmico de superfcie.


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TRATAMENTOS TERMOQUMICOS

- Cementao;- Nitretao;- Carbonitretao.

Forno Cmara

Forno com atmosfera controlada

C t


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Cementao


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Nitretao


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Raios laser e raios eletrnicos

OUTROS MTODOS DE TMPERA SUPERFICIAL


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Tmpera por laser O processo muito preciso em impor

aquecimento seletivo sobre reas bem especficas. Alm disto o processo pode ser feito em alta

velocidade, produzindo pouca distoro.


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Tratamentos trmicos especiais

TRATAMENTO TRMICO A VCUO

forno a vcuo

Nitretao


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um processo semelhante cementao, que se faz

aquecendoo ao a uma temperatura de 500C a 525C na presena de umgs denominado Nitrognio.

Aps algum tempo, obtm-se umafina camada, extremamente dura, no havendo necessidade de

se revenir a pea.

Nitretao

Pea nitretada


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NITRETAO A PLASMATendncia

Aplicaes: Moldes para estampagem de roda, peas internas das bombas de

leo, moldes para peas de alumnio de motores, brinquedos,compressores e outros.


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BRASIMET TRDBRASIMET TRD

TRD Ferramenta com alto desgastesubmetida ao processo BRASIMET TRDBrasimet Thermal Reactive Diffusion:tratamento destinado formao de camadade Carbeto de Vandio.Camada:espessura: 8 a 15 mm dureza: > 4000 HV

Propriedades:alta resistncia abraso, alta resistncia aodesplacamento e alta resistncia corroso

Aplicaes: ferramentas de conformao afrio e a quente, submetidas a elevado desgasteabrasivo e elementos de mquina, submetidos abraso.

Fonte: www.brasimet.com.br

DUROMETRO PORTTIL


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DUROMETRO PORTTIL

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O durmetro Equotip 3 uma soluoporttil e verstil para testes de dureza,

usando a tcnica de ricochete dinmica deLeeb, que foi inventada pela Proceq


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Microcpio tico 2.000x

Microscpio Eletrnico de Varredura (MEV) Superfcie de fratura 300.000xMicroscpio Eletrnico de Transmisso (MET)Observa as discordncias 1.000.000x

Observao da macro e microestrutura

Lupa - Macrografia

Microcpio tico Microscpio Eletrnico deVarredura (MEV)

Microscpio Eletrnico deTransmisso (MET)

Ensaios No-Destrutivos

END i d t i


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Os END incluem mtodos capazes de:Detectar trincas/defeitos presentes em um determinado produto,

Determinar caractersticas mecnicas, fsicas, qumicas emetalrgicas de um materialMonitorar a degradao em servio de componentes, equipamentose estruturas.

Tudo para evitar... FALHAS CATASTRFICAS!!!

END na indstria

AGUARDE A PRXIMA AULA


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AGUARDE A PRXIMA AULA

ESTAMOS PENSANDO EM COMO

MELHOR SERVIR!
http://www.biodieselbrasil.com.br/clip2007/marco/clipping267bb-280307-port.html


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ASPECTO DA FRATURA

Superfcie de ruptura, por fadiga, de um eixo de bonde.Tamanho natural.


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VERIFICAES ELEMENTARES

Ao da lima


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ENSAIO POR LIMA


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CENTELHAS AO ESMERIL


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Centelhas ao esmeril

Aos Extra-doce apresenta centelhas com traos luminosas e semestrelinhas (a) A medida que o teor de carbono se eleva, as estrelinha aparecem emnmero cada vez maior e com ramificaes mais numerosas (b), (c), (d) e (e)

(a) (b)(c)

(d) (e)


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Atrao pelo imTodos os produtos siderrgicos so atrados pelo im

abaixo de 768C


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Ao do martelo uma idia do material pela deformaodo ponto de impacto

Martelo de bola Marrta


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Sonoridade- detectar fissuras


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PRTICA DE TRATAMENTOS TRMICOS

comum um operador avaliara faixa de temperatura do ao,durante o seu aquecimento,apenas pela colorao queadquire medida que a

temperatura se eleva:Temperatura, em C Colorao520-580 escuro

580-650 marrom avermelhado

650-750 roxo escuro

750-780 roxo cereja escuro

780-800 roxo cereja

800-830 roxo cereja cloro830-880 roxo claro

880-1050 roxo amarelado

1050-1150 amarelo escuro

1150-1250 amarelo claro

1250-1350 branco

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Diagrama de equilbrio Fe-C


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PIRMETRO DE CONTATO

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TERMMETRO DIGITAL (PIRMETRO)COM E SEM CONTATO


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Instrumental e Tcnicas de Medidas

TERMOPARES

Tipo J - Ferro- constantan

Tipo K - Cromel- alumel

Extremidade quente do termopar em contato direto com a pea Isolar o termopar do calor irradiado pela resistncia eltrica.

Fios devem ser da mesma composio em toda a extenso

Controle da temperatura pode ser automtico ou manual

Controladores automticos so tanto aos termopares quanto afonte de energia. Controlador automtico contm contadores detempo e rels que podem ligar e desligar a energia. Antes docontrole da temperatura o controlador programado.


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- TERMOPARES

Diagrama de funcionamiento

do termopar

Controle do pr-aquecimento de juntas soldadas
http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Termopar_(diagrama_de_funcionamiento)-LMB.png


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LPIS DE FUSO

Instrumentos destinados a verificar a temperatura demateriais.

Utiliza a propriedade de que cada substncia tem um ponto defuso nico e caracterstico.

Fabricados nas variadas temperaturas (OBS - Verificar aunidade de medio).

Na soldagem utilizados para controle das temperaturas de pr-aquecimento, interpasse e ps-aquecimento.

Alguns lpis em vez de fundirem-se a uma determinadatemperatura, mudam de cor quando a temperatura atingida.


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LPIS DE FUSO

Vantagens:

- Boa preciso: 1% segundo o fabricante

- Baixo custo

- No requer grandes cuidados no manuseio

Desvantagens:

- Risco de contaminao da solda

- No pode ser utilizado sobre superfcie isolante


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LPIS DE FUSO

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LPIS DE FUSO

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