SOLDAGEM

1. Introduo

Juno de peas metlicas por contato e aquecimento.

Processos por fuso: fuso local das partes, necessidade de metal de adio (geralmente).

Processos por presso: aquecimento para aumento da plasticidade (sem fuso) e aplicao de presso.

2. Tipos de juntas

Juntas de topo:- flange (partes de at 3mm de espessura)- reta (3 a 8mm)- em V (14 a 16 mm)- em duplo V (16 a 20 mm)- em U (acima de 20mm)- em duplo U (acima de 20 mm)

Juntas sobrepostas: sobreposio de 3 a 5 vezes a espessura das chapas

Juntas de canto (com ou sem chanfro)

Juntas em T (com ou sem chanfro)

3. Metalurgia da Solda

Soldagem ocorre pela eliminao de xidos superficiais e soluo slida dos metais envolvidos.

Aquecimento pode levar a fuso local, crescimento de gros cristalinos ou mudana no significativa na estrutura das partes.

2 Material de Adio

3 Zona que sofreu fuso

4 Zona de crescimento de gros (sem fuso)

1 Zona sem alterao

Entre zonas 3 e 4 a pea soldada apresenta menor resistncia mecnica

1. Existe relao entre o perfil da junta soldada e a espessura das chapas?

2. Faa um esboo da metalurgia da solda, identifique a regio menos resistente da solda e explique a diminuio da resistncia.

4. Soldagem a gs

Realiza-se a fuso das partes e do metal de adio por chama obtida com a queima de mistura de gs combustvel (acetileno, hidrognio, butano, propano) e oxignio.

Gs mais comum: acetileno. Costuma-se chamar a soldagem de oxi-acetilnica.

Utilizada geralmente em servios de reparo (baixo custo).

No utilizada na produo seriada pois apresenta baixa produtividade e alta dependncia da habilidade do operador.

Equipamento utilizado na obteno da chama: maarico.

- maarico de baixa presso: proporo constante entre gs combustvel e oxignio.

- maarico misturador: proporo pode ser controlada

Controlando-se a proporo de gases altera-se as caractersticas da chama, necessrio para fuso de materiais variados.

Video: gas.mpg

5. Soldagem a arco eltrico

Fonte de calor: arco eltrico originado pela polarizao da pea e do eletrodo

A polarizao pode ser contnua ou alternada (gerando corrente contnua ou alternada). Arco mais estvel em corrente contnua.

Tenses necessrias para formao do arco:- CC: 40 a 50 V- CA: 50 a 60 V

Para manuteno do arco so necessrias tenses mais baixas (15 a 30 V para eletrodo metlico, 30 a 35 V para eletrodo de carbono).

O metal de deposio fundido e geralmente depositado na forma de gotas

O eletrodo pode ser consumvel (se trata do prprio metal de adio) ou no consumvel (fabricado em tungstnio ou carbono)

5.1 Soldagem com eletrodos revestidos

Eletrodo revestido:- alma metlica (material de adio)- revestimento composto de materias orgnicas e minerais

O eletrodo consumido.

Funes do revestimento:- formar nuvem gasosa protetora (evita oxidao da solda)- estabilizar o arco eltrico- formar escria que retarda o resfriamento da pea

(escria deve ser posteriormente removida)- introduzir elementos de liga

possvel a soldagem em posies variadas e o operador utiliza apenas uma das mos. Mas a qualidade da solda depende fortemente da habilidade do operador

vdeo: arco_revestido.mpg

5.2 Soldagem TIG

TIG Tungsten Inert GasArco formado por eletrodo no consumvel de tungstnio e

proteo atmosfrica obtida pela cobertura de gs inerte (mistura de hlio e argnio)

Tungstnio suporta altas correntes, eletrodo pode ter dimetro pequeno e assim uma menor rea da pea afetada pelo calor

Pode-se soldar chapas de pequena espessura sem adio de metal (une-se as peas fundidas localmente)

vdeo: tig.mpg

5.3 Soldagem MIG-MAG

As soldagens MIG (metal inerte gas) e MAG (metal active gas) utilizam eletrodo consumvel que alimentado automaticamente. Proteo atmosfrica obtida de forma semelhante do processo TIG.

Alimentao automtica: deposio uniforme do metal de adio, baixa dependncia da habilidade do operador e alta produtividade.

Video: mig.mpg mig_aut.mpg

5.4 Soldagem a arco submerso

Eletrodo consumvel sem revestimento.Proteo contra oxidao obtida pela submerso do arco

eltrico em fluxo granulado.

Fluxo isolante trmico: concentra calor na regio de interesse (eletrodo e pea)

Funes do fluxo:

- proteger contra oxidao

- estabilizar o arco

- formar camada superficial que retarda o resfriamento da pea

- evitar respingos (100% do material depositado)

Parte no fundida do fluxo pode ser reaproveitada.

Processo totalmente automtico, formao de cordes de solda uniformes com bom acabamento. Alta produtividade.

Limitao: soldagem apenas na posio horizontal

video: arco_submerso.mpg

Variaes da soldagem a arco submerso:

- twin arc: dois eletrodos em paralelo (camada de deposio mais larga)

- tanden arc: dois eletrodos em srie (camada de deposio mais espessa)

- eletrodo em fita: eletrodo na forma de fita (camada de deposio mais larga)

1. Cite qual o elemento que protege a regio de soldagem quanto oxidao em cada caso: soldagem gas, eletrodo revestido, TIG, MIG-MAG, arco-submerso

2. O elemento protetor possui alguma outra funo? Quais funes?

3. Ordene os mtodos de soldagem acima por ordem crescente de automao. Qual a relao dessa ordem com os custos e a qualidade do processo?

6. Soldagem por resistncia

Aquecimento (abaixo do ponto de fuso) por passagem de corrente eltrica e aplicao de presso.

Os eletrodos so compostos de ligas de cobre e materiais refratrios como o tungstnio.

Existem alguns tipos de montagem diferentes:

- soldagem por pontos - soldagem de topo

- soldagem por costura (eletrodos circulares, permite a obteno de tubos com costura)

videos: resistencia

7. Brasagem

Utilizada para unir partes de metais diferentes com a adio de metal que possua soldabilidade com ambas as partes.

Apenas o metal de adio fundido (maarico, fornos, resistncia eltrica)

Partes devem estar ligeiramente afastadas (0,013 a 0,075 mm) para que o metal de adio lquido penetre por capilaridade.

Materiais de adio: ligas de cobre (lato), ligas de prata, ligas de alumnio

Juntas podem ser sobrepostas ou de topo

Pode ser utilizado na fixao de pastilhas de corte

Dependendo dos materiais de adio e de suas temperaturas de fuso, classifica-se:

- soldabrasagem (650 920 oC)- soldagem forte (400 450 oC)- soldagem fraca (300 oC)

A soldabrasagem tambm se diferencia pela deposio ser semelhante a de uma soldagem (sem capilaridade).

utilizado fluxo granulado para a proteo contra oxidao

1. Em qual tipo de soldagem voc classificaria a solda com ferro de solda (componentes eletrnicos)

2. Qual a principal diferena entre a soldagem por resistncia e as soldagens a arco?

UNIO MECNICA

1. Introduo

Unio de peas por meio de dispositivos mecnicos, interferncia, etc.

Existem duas classes:- permanentes- no-permanentes

Principais vantagens: facilidade de montagem, desmontagem (quando possvel) e inspeo, uso de ferramentas simples e de mo de obra no qualificada.

Principal desvantagem: podem ser custosas se o tempo de montagem for elevado (pode chegar a 50% do tempo de fabricao). Procura-se minimizar a necessidade de montagem.

Padronizao: diminuio de custos de fabricao de elementos fixadores e equipamentos, reduo do tempo de montagem.

Produtos grandes podem ser transportados no-montados e montados j no local de entrega.

Desmontagem: permite manuteno (substituio de peas desgastadas, ajustes).

Tolerncias exigidas para montagem automtica podem ser maiores que as requeridas para o produto.

2. Elementos Rosqueados

2.1 Parafusos

Fixadores mais freqentes, geralmente no permanentes.Podem ser fixados por porcas ou parte rosqueada.

parafuso de porca parafuso de calota

Existem diversas geometrias, porm padronizadas (padro ISO, padro americano)

Prisioneiros: parafusos sem-cabea

Os parafusos so geralmente conformados a frio. Podem ser usinados

So empregados diversos materiais: aos de baixo e mdio carbono, aos inoxidveis, ligas de alumnio, ligas de nquel e polimricos.

Ao geralmente revestido com elemento resistente corroso: nquel, cromo, zinco.

Tenses nos parafusos:- trao do corpo do parafuso- compresso das partes unidas- cisalhamento do corpo do parafuso- cisalhamento dos filetes

necessrio dar pr-tenso ao parafuso para boa unio (aperto e resistncia). Controle de pr-tenso realizado pelo controle do torque.

Deve-se preferencialmente manter a cabea do parafuso fixa e apertar a porca. Evita-se tenses e ruptura prxima cabea do parafuso.

Com o aperto os filetes da porca sofrem conformao plstica, o que permite a distribuio da fora por alguns filetes. Alm disso ocorre encruamento e aumento da resistncia do material da porca. Assim, porcas nunca devem ser reutilizadas.

2.2 Insertos

Roscas internas fixadas por interferncia em materiais pouco resistentes como ligas leves de magnsio, madeira e plsticos.

Tambm existem variaes soldadas e fixadas com rebites.

2.3 Arruelas

Acessrio que garante melhor juno por parafusos.- distribuem as tenses- permitem maior folga entre parafuso e furo passante- veda a juno- previne o afrouxamento do parafuso

3. RebitesJuntas mecnicas permanentes de alta produtividade e baixos custos.

Pino com cabea introduzido em furos passantes de chapas e ponta do pino conformada a quente ou a frio por martelamento ou prensagem para conformao de segunda cabea.

Vrios formatos: slido, semi-tubular, bifurcado, de presso

Tubulares: mais baratos (reduo de material). So mais facilmente conformados e utilizados em fixao de partes sob baixas solicitaes. Podem ser rosqueados (semelhantes a insertos).

Rebites de repuxo: tubulares montados com pino para o repuxo (conformao).

4. Unio por interferncia

Encaixe de pea com dimenses maiores que dimenses do furo onde encaixada.

Gera tenses de compresso e trao capazes de fornecer atrito resistente a torques.

Montagem pode ser feita por prensagem de pea com extremidade em formato de cunha, forada contra o furo ou por variaes dimensionais causadas por efeitos trmicos.

Geralmente aquece-se a parte com o furo. Eventualmente pode-se tambm resfriar a parte com o pino.

5. Encaixes de engate rpido

Unio propiciada pela geometria das partes.

Partes ficam alinhadas automaticamente.No so necessrias ferramentas especiais.Montagem rpida (mesmo por operador humano).

6. Anis de reteno (elsticos)

Permitem o posicionamento de peas a eixos.Podem ser tanto externos como internos.

7. Juntas Metlicas

Conformao de extremidades de chapas

1. Por que as chapas da carenagem de navios e avies so preferencialmente unidas por rebites (e no parafusos)?

2. Existe a possibilidade de unio por interferncia de materiais com fluncia elevada?

ADESIVOS

1. Introduo

Unio permanente por material geralmente polimrico que se adere s superfcies de duas partes.

Resistncia do adesivo obtida por sua cura (polimerizao, vulcanizao, etc). s vezes necessrio aquecimento, porm bastante brando.

2. Caractersticas

Tipos:

- naturais: baixa tenso- inorgnicos: baixa tenso- sintticos: tenses moderadas

Deve ser feita limpeza prvia das superfcies (retirada de poeira, leos e xidos). Preferencialmente no utilizar sobre superfcies muito lisas (provocar certa rugosidade proposital).

Principais vantagens: aplicavl a diversos materiais e geometrias, no h mudana na microestrutura do material.

Principais desvantagens: restritos a baixas tenses solicitantes, temperatura de trabalho limitada, necessidade de limpeza e preparamento das superfcies, dificuldade de inspeo.

Tempo de cura pode ser longo a ponto de inviabilizar o processo.

Adesivo tambm pode ser usado para vedao de outras junes.