unidade tematica 2: controlo da qualidade durante a fabricação

Fabricação e Qualidade IV-II-1

Controlo da Qualidade durante a Fabricação

Índice Temático II

2 Controlo da Qualidade durante a fabricação

2.1 Introdução

2.2 Controlo da qualidade antes do inicio da solda dura

2.3 Controlo da qualidade durante a execução da so ldadura

2.4 Controlo da qualidade após conclusão da soldad ura

2.5 Especificação de procedimentos de soldadura

2.6 Tracibilidade

2.7 Normas e regulamentos

2.8 Actividades / Avaliação



Objectivos

No final deste módulo o formando deverá estar apto a:

• Explicar a importância da certificação dos soldadores e operadores de

soldadura

• Justificar a importância dos procedimentos de soldadura

• Justificar a importância da planificação de uma construção soldada

• Descrever os métodos de controlo da qualidade em construção soldada

Temas

• Controlo da qualidade em construção soldada

• Controlo da qualidade durante o processo de fabrico

• Qualificação de soldadores e operadores de soldadura

• Qualificação de procedimentos de soldadura

• Tracibilidade



2 Controlo da Qualidade durante a fabricação

2.1 Introdução

O controlo da qualidade de uma junta soldada traduz-se por um conjunto de acções,

testes e ensaios destinados a garantir a conformidade da junta com as

especificações de fabrico e soldadura.

Os métodos de controlo são muito variados e, podendo ser utilizados em qualquer

fase de fabricação, vão do simples exame visual a testes sofisticados como o

controlo não destrutivo, nomeadamente o exame por ultra-sons.

A escolha do método de ensaio deve ser racionalmente feita de acordo com o

método de fabricação. A construção soldada poderá ser ou não de elevada

responsabilidade e custo, pelo que é recomendável um estudo detalhado de todas

as implicações, tendo em vista a fiabilidade e a segurança da sua utilização.

O controlo da qualidade das juntas soldadas deve ser uma preocupação constante

do técnico de soldadura. Este deverá ter presente que a qualidade final duma

soldadura, para além de depender da qualificação profissional do soldador ou do

operador do equipamento de soldadura, é também função de outros parâmetros que

se indicam:

A soldabilidade metalúrgica do material de base.

O tipo e qualidade do material de adição.

O procedimento de soldadura com especial relevância para:

- Preparação de chanfros.

- Temperatura de pré-aquecimento (se necessário).

- Sequência da deposição.

- Temperatura inter-passes.

- Tratamentos térmicos pós-soldadura.

- Operações posteriores sobre os cordões de soldadura.

Assim, o controlo da qualidade intervirá obrigatoriamente nas seguintes fase

distintas:

Antes da soldadura

Durante a execução da soldadura

Depois de concluída a soldadura

Controlo da qualidade



2.2 Controlo da qualidade antes do inicio da solda dura

O controlo da qualidade antes do inicio da soldadura deverá assegurar todas as

verificações previas necessárias à concretização dos objectivos previstos no

projecto, pelo que actua nos aspectos seguintes:

O exame do material de base deverá ser efectuado um conjunto de ensaios por

forma a confirmar a correspondência do material de base com as especificações de

encomenda. Trata-se de um ensaio de recepção de matéria-prima . Os parâmetros

a verificar são:

Composição química

Esta confirmação é geralmente realizada pela analise do certificado de qualidade do

material enviado pelo fornecedor e respectiva verificação do certificado com o

material, normalmente identificado pelos números de vazamento e de ensaio.

No entanto, será necessário a determinação da composição química antes da

utilização em fábrica sempre que esse certificado não exista ou o risco da

construção assim o exija.

Note-se que existem vários níveis de exigência quanto à emissão do referido

certificado de qualidade do material, sendo esse nível exigido em função da

qualidade que a construção deve atingir. A determinação da composição química

deverá ser efectuada numa amostra retirada ao longo da espessura do material de

base e a analise deverá ser realizada em conformidade com a norma que cobre a

variedade do material a testar.

Defeitos físicos

A procura de defeitos físicos no material de base poderá ser feita por métodos

distintos consoante o tipo de defeito possível:

- Defeitos superficiais são detectáveis por controlo visual e por métodos não

destrutivos de superfície(magnetoscopia e líquidos penetrantes)

- Defeitos internos são detectáveis por controlo macrográfico e por ultra-sons.

Características mecânicas

Igualmente à confirmação da composição química, também as características

mecânicas são comprovadas pelos certificados de qualidade do material, com

excepção de casos particulares ou da não existência do respectivos certificado.

Exame do material de

base


antes do inicio da

soldadura



Nestes casos há necessidade da realização de ensaios mecânicos para determinar

as características, devendo estes ser efectuados de acordo com a norma que cobre

a variedade do material a testar. Consoante os tipos de aço, devem determinar-se os

valores da carga de rotura, do limite elástico, do elongamento, da resiliência, à

temperatura que for definida por projecto ou norma aplicável e, de forma geral, todos

os parâmetros de comportamento mecânica definidos na norma aplicável e que têm

em conta as utilizações possíveis do material a ensaiar.

O exame do material de adição (eléctrodos revestido , varetas e consumíveis

contínuos). É fundamental que o fabricante que utiliza a construção soldada se

assegure do fornecimento dos materiais de adição junto do fornecedor. A idoneidade

de um fabricante de consumíveis de soldadura pode ser avaliada de várias formas,

todas elas estruturadas com vista à verificação da conformidade dos materiais de

adição com os requisitos das respectivas normas.

Independentemente dos ensaios sistemáticos que o fabricante de consumíveis

deverá efectuar sob a sua produção, o utilizador dos materiais de adição deverá com

frequência recomendada pelo nível de responsabilidade dos seus produtos, pelo

conhecimento e confiança d seu fornecedor e de acordo com o padrão de qualidade

do seu produto final, efectuar ensaios de confirmação da qualidade dos materiais de

adição do nível que considerar suficiente (por fornecimento, por lote, por tipo de

fabrico). Os ensaios de recepção dos eléctrodos, varetas, fios contínuos e outros

consumíveis devem ser conduzidos de acordo com o estipulado nas normas

definidoras do tipo e classe do material de adição.

A qualificação dos soldadores e operadores de soldadu ra e a respectiva

certificação é um parâmetro fundamental de evidência objectiva da capacidade de

uma empresa se poder comprometer na execução de construções soldadas de

responsabilidade. A qualificação e certificação da mão de obra interveniente em

processos de fabrico de elevada responsabilidade e a sua correspondência com

sistemas de certificação nacionais e internacionais leva ao mutuo reconhecimento

dos mesmos pelas autoridades competentes dos vários países da união europeia.

Os soldadores e os operadores de soldadura deverão ser sujeitos a uma

qualificação profissional com vista à sua certificação. Tendo em conta os parâmetros

seguintes:

- Natureza do trabalho: estruturas, recipientes sob pressão, etc.

- Forma do material de base: aços carbono, aços de baixa, média e alta liga,

alumínio e suas ligas, aços inoxidáveis, etc..

- Forma do material de adição: vareta, eléctrodo revestido, fio nu contínuo, fio

Exame do material de

adição

Qualificação dos

soldadores



fluxado, etc.

- Natureza do material de adição: composições químicas, em função das

normas.

- Natureza do processo: brasagem, soldobrasagem, eléctrodos revestidos, MIG

e MAG com fio sólido ou fluxado, TIG, arco submerso, etc..

- Natureza da posição: ao baixo, ao tecto, horizontal, vertical ascendente ou

descendente, ou mistas.

Na qualificação de um soldador ou de um operador de so ldadura para uma

construção determinada, além dos parâmetros referidos anteriormente, o soldador

deve:

- Ser posto em condições de execução similares na qualificação e na produção.

- O tipo de juntas deve ser similar na qualificação e na produção

- A execução dos depósitos deve ser realizada sobre provetes normalizados e

as juntas deverão estar isentas de defeitos do mesmo tipo dos previstos para a

construção.

Para que a qualificação do soldador ou do operador de soldadura tenha valor e seja

aceite por todos os intervenientes no processo, tendo em vista a posterior

certificação do mesmo, devem os ensaios ser efectuados na presença de um

supervisor exterior à empresa pertencendo a um organismo de certificação

reconhecido para o efeito.

A qualificação do procedimento de soldadura é um factor decisivo numa

construção soldada de responsabilidade. Antes de mais, a realização das soldaduras

terá de ser possível e de acordo com uma determinada sequência. A concepção da

especificação de soldadura com suporte no respectivos procedimento tem como

objectivo prioritário evitar a ocorrência de falhas e acidentes de percurso que

provoquem defeitos nas juntas soldadas. A qualificação do procedimento de

soldadura tem em vista a realização prévia de todas as operações previstas para

executar a construção soldada, em condições de não produção, de tal forma que

aprovada sirva de referência para todas as operações de fabrico posteriores.

A qualificação do procedimento deverá ser uma pratica corrente numa empresa

metalomecânica, independentemente de haver ou não exigência do cliente, já que

evita problemas durante a produção, sempre difíceis e demorados de resolver.

Sempre que os fabricos envolvam elevada responsabilidade, a qualificação dos

procedimentos e correspondente certificação deverão ser efectuadas na presença

de um delegado de um organismo de certificação reconhecido para o efeito.

Qualificação de um

soldador

Qualificação do

procedimento de

soldadura



Asseguradas as etapas referidas anteriormente, a fase final do controlo antes do

inicio da soldadura deverá incidir sobre os parâmetros seguintes:

- Ângulos dos chanfros

- Altura do talão

- Folga na raiz

- Alinhamento na junta

- Incorrecções de preparação que dificultem a execução ou concorram para

uma má qualidade da junta soldada

- Verificação de todas as pré-montagens, “gabarits” de referência,

posicionadores, etc.

2.3 Controlo da qualidade durante a execução da so ldadura

O controlo da qualidade durante a execução da soldadu ra tem como objectivo

verificar que os parâmetros de soldadura (condições de exec ução previamente

aprovadas durante a qualificação do procedimento de soldadura) estão a ser

cumpridas como previsto

Este controlo deverá incidir sobre:

- Temperatura do pré-aquecimento (se definida)

- Natureza da corrente, voltagem e intensidade de utilização

- Tipo, qualidade e diâmetro dos consumíveis utilizados (eléctrodos, varetas ou

fios contínuos nus)

- Temperatura inter-passes (se definida)

- Sequência da soldadura tendo em conta a disposição e o numero de cordões

- Cadência da operação

- Condições de protecção aos elementos atmosféricos (vento e chuva) do local

de trabalho

- Eventuais tratamentos térmicos pós-soldadura (uso de fornos, mantas de

resistência, lápis térmicos, pirómetros de contacto, etc.)

Em fabricação de elevada responsabilidade, devem ser previstas placas de

testemunho sobre as quais serão posteriormente efectuados ensaios

(metalográficos, químicos e/ou mecânicas, conforme o exigido) que permitiram

caracterizar a qualidade da junta soldada a que se referem.

Nesta fase, deverão ser acompanhadas todas as reparações necessárias que o

controlo pós-soldadura e o nível de aceitação imponham, tendo em atenção a

reprodutibilidade das condições de fabrico previstas na qualificação de procedimento

de soldadura.

Controlo da

qualidade durante a

execução da

soldadura



2.4 Controlo da qualidade após conclusão da soldad ura

A qualidade duma soldadura pode ser avaliada após a sua conclusão por três

vias:

Controlo Destrutivo

Controlo Semidestrutivo

Controlo não destrutivo

O controlo destrutivo é aplicável em fabricação em série, consiste em retirar uma

amostra significativa de um lote de fabrico e, a partir dela, executar os provetes

necessários aos ensaios prescritos. Face aos resultados obtidos, introduzir-se-ão ou

não, na produção, os factores correctivos.

Os ensaios mais correntes são:

- Controlo de textura

- Ensaio de compacidade

- Ensaios mecânicos

- Ensaios metalográficos

- Outros ensaios físico-químicos específicos

Em produção de pequenas séries ou de produtos unitários, utilizam-se, durante o

fabrico, estes tipos de ensaios (fundamentalmente mecânicos, metalográficos e

químicos) para a análise das placas de testemunhos já referidas.

O controlo semidestrutivo é usado muito raramente e destina-se a avaliar

localmente a qualidade de uma junta soldada. Produz-se um furo por fresagem para

examinar a raiz da ligação podendo assim avaliar-se :

- A penetração

- A ligação obtida na face das juntas

- Os defeitos físicos na zona do furo

Deve-se ter em atenção qual o tipo de cavidade praticado, por forma a permitir uma

fácil reparação após o exame.

O controlo não destrutivo são todos os ensaios efectuados para a observação de

um objecto, sem que para tal seja necessário efectuar a sua destruição total ou

parcial.

Com os ensaios não destrutivos (E.N.D.) podem ser controlados os defeitos

superficiais, os defeitos internos, a integridade de objectos, a sua homogeneidade, e

pode ser controlada a selecção de materiais.

Os E.N.D.’s, segundo a norma EN 473 classificam-se em:


duma soldadura após a

sua conclusão



Exame visual

Líquidos penetrantes

Magnetoscopia

Radiografia industrial

Ultra-Sons

Correntes induzidas

Ensaios de pressão e de vácuo

Qualquer um dos métodos de controlo não destrutivo são de aparentemente simples

e a sua extensão não oferece grande dificuldade. A interpretação dos defeitos é, por

vezes, difícil e é necessário ter um perfeito conhecimento e uma grande experiência

do método para poder dar um julgamento definitivo sobre o valor dos resultados

obtidos.

Para evita riscos de interpretação, poder-se-á recorrer a um duplo controlo

(radiográfico e por ultra-sons, por exemplo), cada um dos métodos permitirá definir

defeitos particulares.

2.5 Especificação de procedimentos de soldadura

Em qualquer empresa quando se procede a uma operação de soldadura, para que

se possa efectuar um controlo posterior à operação, é necessário implementar uma

especificação do procedimento de soldadura (E.P.S.) .

Seguidamente indicam-se os itens que são usualmente introduzidos no E.P.S. para

soldadura por arco eléctrico. De notar que no E.P.S. não é necessário referir todos e

que em determinados casos poderão faltar alguns itens ou variáveis importantes

para alguns processos, sendo necessário consultar os códigos específicos:

Resumo - Os processos de soldadura possíveis, os metais de base aplicáveis e as

especificações são indicados sucintamente.

Metal base – Os metais de base devem ser especificados.

Processo de soldadura – O processo de soldadura usado e o tipo de soldadura

deve ser definido claramente.



Metal de adição – A composição química, a sua identificação ou classificação deve

ser indicada para garantir um uso apropriado.

Tipos de correntes – Quando no processo se usa corrente eléctrica, esta deve

estar especificada na E.P.S., assim como a polaridade.

Voltagem do arco e velocidade de soldadura – Para os processo de soldadura por

arco eléctrico, é comum indicar a voltagem do arco e a velocidade de soldadura.

Geometria da junta e tolerâncias geométricas – Os tipos de juntas que se podem

usar devem ser indicadas, assim como a sequência de soldadura. As tolerâncias

dimensionais devem ser igualmente focadas.

Preparação da junta e rugosidade da superfície – Os métodos que se podem

usar para a preparação da junta devem ser escritos no E.P.S., A preparação da junta

deve ser incluída no E.P.S., quer para processos de arco eléctrico, oxi-gás, plasma

de corte, com ou sem preparação da superfície. A preparação da superfície deve ser

especificada no E.P.S..

Pingamento- Toda a junta que necessite de pingamento, este e suas sequências

devem ser descritos no E.P.S.

Detalhes da soldadura – Todos os detalhes que influenciem a qualidade da

soldadura, em termos de requisitos de soldadura, devem ser referidos.

Posição da soldadura – Um E.P.S. deve incluir as posições em que a soldadura

pode ser efectuada.

Temperaturas de pré-aquecimento e temperaturas entr e passes– Quando a

temperatura de pré-aquecimento ou a temperatura entre passagens é importante

para o projecto, deve ser mencionado no E.P.S..

Martelagem – O uso indiscriminado da martelagem não deve ser permitido.

Contudo, é por vezes usado para corrigir distorções. Se for usado deve ser

descriminado no E.P.S..

Entrega térmica – A entrega térmica é um parâmetro de soldadura de grande

importância. Logo deve ser incluído mo E.P.S..



Preparação do verso – Quando é necessário soldar o verso da junta devem ser

tomados cuidados especiais. Os métodos para controlar a soldadura no verso

devem ser especificados no E.P.S.

Tratamento térmico posterior - Quando as construções soldadas necessitarem de

tratamento térmico posterior, para ficarem com outras propriedades mecânicas ou

dimensionais, estes tratamentos devem ser relatados no E.P.S..

Registos – Se for necessário consultar registo de operações anteriores, estas

devem ser especificadas no E.P.S..

Um exemplo de um E.P.S. é dado na próxima figura.

Figura 1 – Exemplo de uma especificação de procedimento de soldadura



2.6 Tracibilidade

A tracibilidade pode ser definida como a capacidade de, quando necessário,

detectar numa soldadura, a sua origem, os parâmetros usados, os ensaios não

destrutivos utilizados, etc..

Quando, no caso de reparações, é necessário efectuar alguma alteração a um

cordão de soldadura é assim possível consultar a história dos cordões, de modo a

poder aferir da possibilidade de efectuar a reparação e/ou a forma mais correcta da

efectuar.

Os ficheiros devem incluir, de acordo com o contrato especificado as seguintes itens:

Estes relatórios/certificados devem ser guardados em local seguro, e guardados, no

mínimo, 5 anos, na ausência de outras especificações.

2.7 Normas e regulamentos

As normas e regulamentos apresentados estão disponíveis no Instituto Português

da Qualidade, entidade que regula a acreditação e qualifica as empresas em

Portugal.

Seguidamente são apresentadas as normas portuguesas que regulam todos os

sistemas de qualidade em 1999:

Cópia do contrato assinado entre as partes.

Certificados dos materiais

Certificados dos consumíveis

Especificação de procedimentos de soldadura

Registo dos procedimentos aprovados em testes

Certificados da qualificação dos soldadores

Certificados da qualificação do pessoal nos ensaios não

destrutivos

Especificação de procedimentos de tratamentos térmi cos

posteriores à soldadura

Procedimentos e relatórios dos ensaios não destrut ivos

utilizados

Desenhos de conjunto

Relatórios de reparações

Tracibilidade



NP EN 287-1:1996 (1ª Edição) pp.31

C 190 /CT 19

Qualificação de soldadores. Soldadura por fusão. Parte 1: Aços

CORRESPONDÊNCIA: EN 287-1:1992 IDT

Preço: 5600 PTE

NP EN 729-1:1998 (1ª Edição) pp.14

C 190 /CT 19

Requisitos da qualidade para soldadura. Soldadura por fusão de materiais

metálicos. Parte 1: Linhas de orientação para selecção e utilização


Preço: 2800 PTE

NP EN 729-2:1998 (1ª Edição) pp.17

C 190 /CT 19


metálicos. Parte 2: Requisitos da qualidade superior


Preço: 3500 PTE

NP EN 729-3:1998 (1ª Edição) pp.16

C 190 /CT 19


metálicos. Parte 3: Requisitos da qualidade normal


Preço: 2800 PTE

NP EN 729-4:1998 (1ª Edição) pp.9

C 190 /CT 19


metálicos. Parte 4: Requisitos da qualidade básica


Preço: 2100 PTE



2.8 Actividades / Avaliação

Exercício 1 – Indique os pontos que normalmente são referidos na Especificação

do procedimento de soldadura (E.P.S.).

Exercício 2 – Qual a importância do E.P.S. para a execução de um trabalho em

soldadura.

Exercício 3 – Quais os métodos de controlo de qualidade em construção soldada.

Exercício 4 – Qual a importância da qualificação dos soldadores e operadores de

soldadura.

Exercício 5 – Defina a tracibilidade, Qual a sua função em construção soldada?

unidade tematica 2: controlo da qualidade durante a fabricação

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