07486919443-2014-09-19-21-09-09-EngInspecao-Soldagem-1a

7/23/2019 07486919443-2014-09-19-21-09-09-EngInspecao-Soldagem-1a

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CONCURSO PETROBRAS

ENGENHEIRO(A) DE EQUIPAMENTOS JÚNIOR - INSPEÇÃO

SoldagemQuestões Resolvidas

QUESTÕES RETIRADAS DE PROVAS DA BANCA CESGRANRIO

Produzido por Exatas Concursos

rev.1a

http://www.exatasconcursos.com.br/



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Introdução

Recomendamos que o candidato primeiro estude a teoria referente a este assunto, e só depoisutilize esta apostila. Recomendamos também que o candidato primeiro tente resolver cada questão,

sem olhar a resolução, e só depois observe como nós a resolvemos. Deste modo acreditamos que este

material será de muito bom proveito.

Não será dado nenhum tipo de assistência pós-venda para compradores deste material, ou

seja, qualquer dúvida referente às resoluções deve ser sanada por iniciativa própria do comprador, seja

consultando docentes da área ou a bibliografia. Apenas serão considerados casos em que o leitor

encontrar algum erro (conceitual ou de digitação) e desejar informar ao autor tal erro a fim de ser

corrigido.

As resoluções aqui apresentadas foram elaboradas pela Exatas Concursos, única responsá-

vel pelo conteúdo deste material. Todos nossos autores foram aprovados, nos primeiros lugares, em

concursos públicos relativos ao material elaborado. A organização, edição e revisão desta apostila é

responsabilidade de nossa equipe. A Exatas Concursos e todos seus autores não possuem nenhum

tipo de vínculo com a empresa CESGRANRIO, CESPE ou qualquer outra banca examinadora.

Este material é de uso exclusivo do(a) comprador(a). Sendo vedada, por quaisquer meios e a

qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsa-

bilização civil e criminal.

Faça um bom uso do material, e que ele possa ser muito útil na conquista da sua vaga.

Material de uso exclusivo de Danilo Helder De Melo Pereira portador do CPF 074.869.194-43.É vedada, por quaisquer meios e a qualquer título, a sua reprodução, cópia, divulgação e distribuição. Sujeitando-se o infrator à responsabilização civil e criminal.



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Índice de Questões

Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012

Q54 (pág. 11), Q55 (pág. ??), Q56 (pág. 3), Q57 (pág. 6), Q58 (pág. 5),

Q59 (pág. 8), Q60 (pág. 9), Q61 (pág. 12), Q62 (pág. 1).


Q56 (pág. 14), Q57 (pág. 18), Q58 (pág. 16), Q59 (pág. 17), Q60 (pág. 19),

Q61 (pág. 21), Q62 (pág. 23).




Q63 (pág. 42), Q65 (pág. 43), Q67 (pág. 44).

Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006


Q49 (pág. 57), Q50 (pág. 52), Q56 (pág. 56).

Prova: Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2005

Q52 (pág. 59), Q53 (pág. 61), Q54 (pág. 63), Q55 (pág. 65), Q61 (pág. 66).

Número total de questões resolvidas nesta apostila: 41


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Questão 1 (Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012)

so agem e aços-car ono rot ne ra na n str a

metal-mecânica, mas envolve fatores de risco, como

soldabilidade (metalúrgica e operacional) do material e

projeto satisfatório da estrutura soldada.

Nesse contexto, caracteriza a soldabilidade metalúrgica

dos aços-carbono, EXCETO ser

(A) expressa em termos do carbono equivalente do material.

(B) responsável por induzir o trincamento a frio da zona

termicamente afetada da junta.

(C) responsável por perda de tenacidade da junta soldada.

(D) responsável pela sensitização do contorno de grão nazona termicamente afetada.

(E) responsável pelo aparecimento de tensões residuais

na junta soldada.

Resolução:

A soldabilidade é definida pela American Welding Society (AWS) como “a

capacidade de um material ser soldado nas condições de fabricação impostas por

uma estrutura específica, projetada de forma adequada e de se comportar ade-

quadamente em serviço”. Isto é, a soldabilidade representa a facilidade de um

material ser soldado e atender satisfatoriamente as condições de uso. Portanto,

para se determinar a soldabilidade de um material, deve-se considerar o processo

e procedimento da soldagem e sua aplicação posterior. Um aço que requer muitos

cuidados durante a solda (controle de temperatura e tratamento pós-solda) é dito

como um aço de baixa soldabilidade. Por outro lado, se não há necessidade de

cuidados especiais durante ou após a solda, é dito que o aço tem boa soldabili-

dade.Na soldagem de aços carbonos, o que normalmente determina a soldabili-




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dade são os fatores abaixo:

• Formação de trincas induzidas pelo hidrogênio na ZTA;

• Perda de tenacidade na ZTA (associado a alterações de microestrutura e ten-

sões residuais);

• Perda de tenacidade na zona fundida;

• Trincas de solidificação;

• Teor de carbono;

Assim, o que caracteriza a soldabilidade de aços carbonos é, exceto:

(A) INCORRETO. O teor de carbono influi diretamente na soldabilidade de aços

carbono, por isso, muitas vezes, é conveniente utilizar o conceito de carbono

equivalente.

(B) INCORRETO. A facilidade de formação de trincas a frio é fator determinante

para caracterizar a soldabilidade de um aço.

(C) INCORRETO. A queda de tenacidade da junta soldada também é uma variá-vel que caracteriza a soldabilidade de aços carbono.

(D) CORRETA. A sensitização é um fator que determina a soldabilidade de aços

inoxidáveis. É caracterizada pela precipitação de carbonetos de cromo nos

contornos de grão do aço.

(E) INCORRETA. As tensões residuais na junta soldada também contribuem para

a caracterização da soldabilidade. Tensões residuais são muito prejudiciais

quando agem de forma trativa.

Alternativa (D)





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Questão 2(Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - Inspeção - Petrobras 2012)

Disponível em: <http://www.bohlerweldinggroup.com.ar/spanish/130_ESN_HTML.htm>. Acesso em: 03 abr. 2012. Adaptado.

O diagrama de Schaeffler, apresentado acima, é uma importante ferramenta adotada no estudo da soldabilidade dos

aços inoxidáveis. Assim, deseja-se fazer uma solda dissimilar entre um aço estrutural (Cr eq

=0,4 e Nieq

=7,8) e outro

inoxidável (Cr eq

=20,8 e Nieq

=14,9), adotando o material de adição X (Cr eq

=25,4 e Nieq

=15,1) ou Y (Cr eq

=31,9 e Nieq

=13,4).

A tabela abaixo apresenta a diluição de diferentes processos de soldagem.

Processo Diluição (%)

eletrodo revestido 10-30

TIG com adição 2-20

plasma com adição 20-40

Nesse contexto, para a obtenção de

(A) 5-20% de ferrita, o material de adição X necessita maior diluição que Y.(B) 0-5% de ferrita, o material de adição Y poderá ser adotado conjuntamente com o processo TIG.

(C) 0-5% de ferrita, um material de adição Y poderá ser adotado com qualquer dos processos.

(D) 15% de ferrita, o material de adição X poderá ser adotado conjuntamente com o processo de eletrodo revestido.

(E) 30-40% de ferrita, o material de adição X poderá ser adotado.

Resolução:

Conforme informado pela questão, o emprego do diagrama de Schaeffler

é de extrema importância para o estudo da soldabilidade de aços inoxidáveis. Épossível com ele prever a estrutura da junta soldada conhecendo as composições

químicas do metal de base e metal de adição. Ele também pode ser utilizado para

prever a estrutura de soldas dissimilares, ou seja, soldas onde se tem a junção de

dois metais distintos.

A previsão da estrutura da solda é feita utilizando o conceito de cromo equi-

valente e níquel equivalente. Nessa questão, esses dois valores já foram forneci-

dos, tanto para os metais de base quanto para o metal de adição. No diagrama,

são colocados os pontos de cada composição dos metais de base e traçado umareta entre eles. A composição do metal de adição também deve ser indicada no





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diagrama. Uma reta deve ser traçada entre o ponto médio das composições dos

metais de base e o ponto da composição do metal de adição. A diluição do pro-

cesso de soldagem é 0% no ponto de composição do metal de adição e 100% no

ponto médio das composições dos metais de base. Os pontos de cada composi-

ção foram indicados no diagrama abaixo.

AE

A I

X

100%

0% Y 0%

Onde: AE - aço estrutural (Creq = 0,4 e Nieq = 7,8); AI - aço inoxidável (Creq = 20,8

e N ieq = 14,9); X - material e adição X (Creq = 25,4 e N ieq = 15,1); Y - material de

adição Y (Creq = 31,9 e N ieq = 13, 4).

Localizado cada material no diagrama, é possível determinar a microestru-

tura para situação mencionada nas alternativas.

(A) INCORRETA. Observando a reta do ponto 0% a 100% de X, nota-se que para

diluições pequenas já se atinge o campo entre 5% e 20% de ferrita. Para o

material de adição Y, necessita-se uma diluição maior, por volta de 50%, para

que se atinja o campo entre 5% e 20% de ferrita.

(B) INCORRETA. Utilizando o processo de solda TIG, se tem uma diluição vari-

ando de 2% a 20%. O material de adição Y, com essa diluição, irá atingir os

campos entre 30% e 60% de ferrita.

(C) INCORRETA. Conforme avaliado na alternativa (B), para o processo TIG com





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o material Y, devido à diluição, não se atinge o campo de 0% a 5% de ferrita.

(D) CORRETA. Com o processo de eletrodo revestido se terá uma diluição de

10% a 30%. Observando essa diluição na reta do material de adição X, nota-se que a microestrutura fica compreendida entre 5% e 20% de ferrita, podendo

ser atingido os 15% de ferrita.

(E) INCORRETA. Observando a reta do material de adição X, percebe-se que

o campo situado entre 30% e 40% de ferrita não é atingido para qualquer

diluição.

Alternativa (D)


m operaç es e so agem, uas ou ma s peças s oconectadas para formar um único componente.

Assim, quanto à definição de zona termicamente afetada,tal região é uma porção de material adjacente ao metal desolda, que, pela ação do calor proveniente desse metalde solda,

(A) fundiu.(B) aqueceu acima de 1394 °C.(C) aqueceu acima de 912 °C.(D) aqueceu acima de 727 °C.(E) aqueceu e sofreu alterações microestruturais.

Resolução:

A zona termicamente afetada é a zona do entorno do cordão de solda que

não sofre alterações na sua composição química e permanece no estado sólido.

A microestrutura é modificada pelo calor gerado na solda. As temperaturas de

alteração da microestrutura variam conforme a composição nominal da liga. Pelas

altas temperaturas alcançadas nessa zona, é importante se ter cuidado para evitar

defeitos e fragilizações posteriores na junta soldada.

As alterações na microestrutura podem ser previstas pelo diagrama de fases

da liga e pelas curvas TTT e TRC. Não há uma temperatura específica devido à

composição da liga que influencia diretamente nas temperaturas de transformação

de fase.

Assim, a ALTERNATIVA (E) é a correta, pois afirma que o material foi aque-

cido e sofreu alterações microestruturais.

Alternativa (E)





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ons ere que componentes estrutura s oram so a ospor processo que envolve fusão, e parte do material de

base sofreu ciclo térmico de aquecimento e resfriamento,resultando no aparecimento de uma zona termicamenteafetada (ZTA).

A respeito da ZTA, considere as afirmativas abaixo.

I - Nos aços-carbono, a susceptibilidade ao trincamentonão é influenciada pela quantidade de carbono domaterial.

II - Nos aços inoxidáveis, não há uma região preferen-cial para surgimento de corrosão intergranular.

III - As transformações de fase ocorridas são em funçãodas temperaturas alcançadas e da velocidade deresfriamento.

IV - Nos aços de baixo carbono, adotando-se a direçãodo fluxo de calor, serão encontradas, em sequência,

região de granulação grosseira, granulação fina eparcialmente transformada.

Está correto APENAS o que se afirma em

(A) I e II(B) I e III(C) II e III(D) II e IV(E) III e IV

Resolução:

No processo de soldagem que envolve a fusão, a região em volta da poça

fundida (região sólida) sofre severamente a influência das altas temperaturas atin-

gidas durante o processo. Essa região é chamada de ZTA (zona termicamente

afetada) ou ZAC (zona afetada pelo calor). Devido às diferentes taxas de res-

friamento, haverá diferentes microestruturas. Essas heterogeneidades provocam

gradientes de tensões que podem causar a falha prematura do componente sol-

dado.

I. FALSA. A susceptibilidade ao trincamento é diretamente influenciada pelo in-

tervalo de solidificação da liga. Quanto maior o intervalo de solidificação da

liga maior será a susceptibilidade à trinca. Para aços com composição euté-

tica, esse fenômeno de trincamento na ZTA quase não é observado.

II. FALSA. A corrosão intergranular, geralmente, acontece em aços inoxidáveis

que foram soldados. Ocorre a precipitação de carbonetos de cromo no con-

torno de grão, fragilizando o aço. A corrosão intergranular é observada a

alguns milímetros do cordão de sola.

III. VERDADEIRA. Dois dos principais fatores que interferem nas transformaçõesde fase em metal são a temperatura alcançada e a velocidade de resfria-





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mento. Essas duas variáveis podem ser analisadas no diagrama de fases,

no diagrama TTT (tempo - temperatura - transformação) e no diagrama TRC

(transformação resfriamento contínuo).

IV. VERDADEIRA. Analisando o esquema abaixo, na ZTA para o aço baixo car-

bono percebe-se a sequência de alterações na microestrutura. Há a região

com crescimento de grão (granulação grosseira), região de refino de grão

(granulação fina) e região parcialmente afetada.

(WAINER, Emílio, BRANDI, Sérgio Duarte e MELLO, Fábio Décourt Homem de.

Soldagem Processos e Metalurgia)

Logo, ALTERNATIVA (E) é a correta, pois indica apenas as afirmativas III e

IV como verdadeiras.

Alternativa (E)





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arco e tr co uma onte e ca or e arga ap caç o emprocessos de soldagem, por transformar energia elétricaem térmica.

Nesse contexto, considere as afirmativas abaixo.

I - No processo TIG, o arco elétrico é estabelecido entreo eletrodo, o metal de adição e o metal de base.

II - O uso de eletrodos revestidos permite a estabilidadedo arco.

III - Na soldagem por arco submerso, correntes elétricasexcessivas durante a soldagem resultam em maio-res distorções na junta soldada.

Está correto APENAS o que se afirma em

(A) I(B) II

(C) III(D) I e II(E) II e III

Resolução:

O arco elétrico pode ser definido como “a descarga elétrica mantida através

de um gás ionizado, onde ocorre a transferência de carga entre os eletrodos”.

A geração de calor no arco é proveniente do choque de cargas elétricas. Cada

processo de soldagem tem suas características de eletrodos, proteção do arco,

formação do arco etc. Sobre os diversos tipos de arcos podemos afirmar:

I. FALSA. O processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas ) utiliza o arco for-

mado entre um eletrodo não consumível de tungstênio e a peça a ser soldada

como fonte de calor. O metal de adição não é obrigatório para uma solda TIG.

II. VERDADEIRA. O revestimento do eletrodo é normalmente composto por fluo-

retos, carbonatos, celulose e ligas de ferro. Esse revestimento, quando aque-

cido, funde-se gerando uma escória e gases que protegem o arco elétrico,

estabilizando-o. A escória também protege a poça de fusão.

III. VERDADEIRA. Na solda por arco submerso, o arco elétrico é formado por

um eletrodo consumível e a peça. Para a proteção do arco, é usado um fluxo

granulado que é colocado sobre a peça na região onde é realizada a solda. A

corrente elétrica determina a taxa de deposição, profundidade de penetração

da solda e quantidade de metal de base fundido. A corrente muito elevada

produz um cordão de solda muito alto e estreito e com mordeduras, ou seja,

com maiores distorções.

Alternativa (E)





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Trincas a frio induzidas por hidrogênio são de extrema

preocupação para os profissionais de soldagem, poisnecessitam de um tempo de incubação e, muitas vezes,ocorrem em dimensões inferiores ao limite de detecção

do equipamento adotado na inspeção.

São fatores que favorecem o aparecimento de trincas a

frio em juntas soldadas:

(A) umidade no revestimento do eletrodo, alta tenacidade

da zona termicamente afetada e tensões de solidifica-

ção da junta soldada

(B) umidade no revestimento do eletrodo, baixa tenacida-

de da zona termicamente afetada e tensões residuaistrativas

(C) limpeza prévia da região soldada, baixa tenacidade da

zona termicamente afetada e tensões residuais com-

pressivas(D) limpeza prévia da região soldada, baixa tenacidade da

zona termicamente afetada e baixa dureza do metalde base

(E) alta tenacidade da zona termicamente afetada, maior

aporte térmico na soldagem e tratamentos térmicos

de alívio de tensão

Resolução:

A fragilização por hidrogênio ocorre quando o hidrogênio penetra na estru-

tura cristalina da liga. Ela se manifesta por dois mecanismos básicos: fragilização

reversível, quando o hidrogênio permanece na forma atômica e irreversível quando

o hidrogênio combina com compostos não metálicos da liga. Para a ocorrência da

trinca a frio induzida por hidrogênio, é necessário: presença de hidrogênio, micro-

estrutura susceptível, tensão residual de tração e temperaturas baixas. Cada um

desses fatores tem sua contribuição, conforme descrito abaixo.

• Fontes de hidrogênio: umidade nos revestimentos dos eletrodos e nos fluxos

de proteção; contaminação com umidade nos gases de proteção das soldasMIG/MAG ou TIG; contaminação com óleos, sujeiras, graxas nas superfícies

dos eletrodos ou metal base; hidrogênio proveniente da fabricação do aço e

óxidos hidratados na superfície do metal.

• Microestrutura: generalizando a susceptibilidade, a trinca por hidrogênio au-

menta com o aumento da resistência do aço. A martensita é a microestrutura

mais susceptível a trinca a frio devido à alta resistência mecânica. A fragi-

lização por hidrogênio também aumenta com o teor de carbono, pois esteaumenta a dureza.





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• Tensões residuais de tração: Espessura de chapa e tipo de junta oferecem

resistências diferentes para a formação das tensões na ZTA - zona termica-

mente afetada. Defeitos, como falta de fusão e falta de penetração, geram

também muitas tensões residuais.

• Temperatura: Quanto maior a diferença de temperatura entre a região soldada

(poça de fusão) e a região adjacente à solda (ZTA), maior a susceptibilidade a

trinca. Portanto, um preaquecimento da peça seria benéfico, reduzindo essa

diferença de temperatura. Um tratamento térmico pós-solda também ajuda

eliminando o hidrogênio dissolvido na estrutura do aço.

Com base no exposto acima, é possível analisar as alternativas e definiraquela que mais favorece o aparecimento de trincas a frio.

(A) INCORRETA. Com uma zona termicamente afetada de alta tenacidade, a sus-

ceptibilidade a trinca a frio é reduzida.

(B) CORRETA. Umidade no revestimento do eletrodo é um dos principais forne-

cimentos de hidrogênio para o aparecimento de trincas a frio. Uma baixa

tenacidade da ZTA também contribui para a fragilização. Tensões residuais

ajudam para a formação de trinca e as tensões trativas são as mais graves.

(C) INCORRETA. Uma limpeza prévia ajuda a prevenir a formação de trincas a

frio, pois elimina possíveis fontes de hidrogênio. As tensões residuais com-

pressivas dificultam a propagação de trincas e reduzem, portanto, a fragiliza-

ção por trincas a frio.

(D) INCORRETA. A limpeza prévia reduz as fontes de hidrogênio. A baixa dureza

do metal proporciona uma ZTA com maior tenacidade.

(E) INCORRETA. A alta tenacidade reduz o surgimento de trincas. O tratamento

de alívio de tensões também contribui para a prevenção das trincas a frio.

Alternativa (B)





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rag zaç o por rog n o resu ta a presença e u-

são do hidrogênio para dentro de um aço.

A respeito do processo de fragilização pelo hidrogênio esua prevenção, considere as afirmativas abaixo.

I - Soldas com a presença de umidade favorecem a

fragilização pelo hidrogênio.

II - Processos de eletrodeposição com evolução de hi-

drogênio podem causar a fragilização de um aço.

III - A fragilização de um aço por hidrogênio pode nor-

malmente ser revertida por um tratamento térmico

adequado.

Está correto o que se afirma em

(A) I, apenas.

(B) II, apenas.

(C) I e III, apenas.

(D) II e III, apenas.

(E) I, II e III.

Resolução:

A fragilização por hidrogênio é um fenômeno que caracteriza um processo

de corrosão. Nesse processo de corrosão, ocorre a penetração do hidrogênio na

estrutura cristalina do metal. Normalmente, esse fenômeno é observado em aços

que foram soldados. Existem dois mecanismos básicos na qual a fragilização porhidrogênio pode se manifestar:

• fragilização irreversível

• fragilização reversível.

O processo é dito irreversível quando o hidrogênio se combina com alguma

fase não-metálica presente na estrutura do material. Essa combinação gera gases

provocando o empolamento por hidrogênio.O processo é reversível quando o hidrogênio não foi combinado e perma-

nece na forma atômica dentro da estrutura do metal. Nesse caso, é suposto que

a fragilização é dada pela interação do hidrogênio com a tensão superficial e o

movimento das discordâncias no metal.

Sobre a fragilização por hidrogênio, podemos afirmar:

I. VERDADEIRA. A umidade, quando presente no processo de solda, é hidroli-

sada pelo arco elétrico, liberando o hidrogênio atômico. Esse hidrogênio entrana estrutura do metal, fragilizando-o.





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II. VERDADEIRA. Na eletrodeposição, o hidrogênio também pode penetrar na

estrutura do metal, caso esteja presente. O metal depositado aprisiona o

hidrogênio que, dentro da estrutura, fragiliza-o.

III. VERDADEIRA. No processo reversível, quando o hidrogênio não foi combi-

nado, ele pode ser expulso da estrutura quando aquecido à temperatura ade-

quada.

Logo, ALTERNATIVA (E), pois apresenta as três afirmativas como verda-

deira.

Alternativa (E)


Os processos TIG e MIG/MAG são processos de solda-

gem ao arco elétrico. Tais processos são adotados em

operações industriais que envolvem soldagem de mate-

riais metálicos ferrosos e não ferrosos.

No que se refere às suas características, o(s) processo(s)

(A) TIG adota eletrodo virtualmente não consumível.(B) MAG forma uma atmosfera gasosa inerte durante a

soldagem.

(C) MIG/MAG adotam eletrodo virtualmente não consumí-

vel.

(D) MIG/MAG sempre transferem metal para a poça de

fusão por curto-circuito.

(E) TIG e MIG formam uma atmosfera gasosa ativa du-

rante a soldagem.

Resolução:

As soldas TIG e MIG/MAG utilizam arcos elétricos formados entre o eletrodo

e a peça a ser soldada. Cada processo tem suas peculiaridades, descritas abaixo:

• TIG (Tungsten Inert Gas ): pode ser referida também pela sigla GTAW (Gas

Tugsten Arc Welding ). Nesse processo, o arco é formado entre um eletrodo

de tungstênio não consumível e a peça a ser soldada. Apesar de o eletrodo

ser dito não consumível, pois ele não serve de metal de adição, ocorre um

desgaste e o mesmo precisa ser trocado com frequência. O arco é protegido

por um gás inerte, normalmente argônio, ou por uma mistura de gás hélioe argônio. Também é comum o uso de um metal de adição, porém não é





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obrigatório. É muito utilizado para soldagem de aços inoxidáveis e ligas não

ferrosas. Pode ser manual ou mecanizada.

• MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas ): também pode ser referidapela sigla GMAW (Gas Metal Arc Welding ). Nesse caso, o arco é formado

entre um eletrodo consumível e a peça. O eletrodo serve como metal de

adição para a solda e é fornecido continuamente. A proteção do arco depende

do processo que é usado. Para a solda MIG, gases inertes são utilizados,

geralmente argônio (Ar) e hélio (He). Na solda MAG, uma mistura de gases

ativos é usada, podendo ser misturada também com um gás inerte. O CO2 e

O2 são considerados os gases ativos. A utilização dos gases ativos possibilita

maior controle do arco, maior penetração da solda, muda a forma do cordãoe diminui respingos e mordeduras. O metal do eletrodo pode ser transferido

para a peça por três mecanismos básicos: aerosol (spray ), globular e curto

circuito.

Assim, sobre os processos TIG e MIG/MAG, temos a seguintes característi-

cas:

(A) CORRETO. O eletrodo de tungstênio é virtualmente não consumível, ou seja,não serve de metal de adição, embora ocorra seu desgaste.

(B) INCORRETO. Na solda MAG, é utilizado uma atmosfera ativa com gases de

CO2 e misturas de Ar/O2/CO2.

(C) INCORRETO. Nas soldas MIG/MAG, o eletrodo é consumido continuamente

fornecendo metal para adição durante a solda.

(D) INCORRETO. Nos processos MIG/MAG, a transferência de metal de adição

para a junta soldada pode acontecer de três maneiras diferentes: spray, glo-

bular e curto-circuito.

(E) INCORRETO. É utilizada sempre uma atmosfera inerte de argônio e/ou hélio

em uma solda TIG ou MIG.

Alternativa (A)





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Qual conjunto de fatores concorre, em sua totalidade, para a penetração incompleta na raiz de uma solda de topo?(A) Ângulo de bisel excessivo, aporte térmico excessivo, nariz excessivo, abertura raiz reduzida e bitola eletrodo reduzida.

(B) Aporte térmico reduzido, nariz reduzido, corrente de soldagem excessiva, movimento de tecimento largo e solda sobre--cabeça.

(C) Velocidade de soldagem reduzida, uso de cobre-junta, chanfro largo, solda na posição plana e movimento de tecimentomuito largo.

(D) Velocidade de soldagem excessiva, nariz excessivo, ângulo de bisel reduzido, bitola de eletrodo excessiva e voltagemde soldagem reduzida.

(E) Falta de cobre-junta, aporte térmico baixo, nariz reduzido, corrente de soldagem excessiva e movimento de tecimentomuito estreito.

Resolução:

Para melhor entendimento da questão, é interessante identificar os termos

mencionados. Os termos são apresentados abaixo:

Onde: α = ângulo do chanfro; β = ângulo bisel; s = nariz; f = abertura ou fresta.

O problema de falha de penetração da raiz da solda acontece em decor-

rência da falta de fusão e completo preenchimento da raiz da junta. A falta de

preenchimento da raiz atua como grande concentrador de tensão. O mecanismo

de formação desse defeito está diretamente ligado a problemas de projeto inade-

quado da junta e a aplicação de parâmetros incorretos no procedimento de solda-

gem. Dentre eles, podemos citar:

• Manipulação incorreta do eletrodo;





D R A

F T

Soldagem

15

• Junta mal projetada (ângulos de bisel e chanfro incorretos);

• Diâmetro do eletrodo excessivo;

• Velocidade de soldagem muito alta;

• Corrente de soldagem baixa;

• Tensão de soldagem baixa;

• Espessura da peça muito alta;

• Grande distância entre eletrodo e peça.

Portanto, o conjunto de fatores que concorre, em sua totalidade, para a falhade penetração da raiz é:

(A) INCORRETO. Um aporte térmico excessivo contribui para uma maior poça de

fusão, ou seja, ajuda a prevenir o problema de penetração da raiz. A bitola

reduzida do eletrodo provoca uma maior geração de calor, além de facilitar o

direcionamento do arco para o nariz da solda.

(B) INCORRETA. A penetração da solda é proporcional a corrente de soldagem.

Quanto maior a corrente, maior a penetração.

(C) INCORRETA. O chanfro mais largo facilita o alcance ao nariz da solda e,

consequentemente, melhora a penetração da solda.

(D) CORRETA. Uma velocidade excessiva de solda dificulta a fusão total da junta.

Um nariz excessivo também dificulta a sua total fusão, principalmente em sol-

das onde se utiliza a fresta. O ângulo de bisel pequeno reduz o acesso ao

nariz da solda. A bitola excessiva do eletrodo e a baixa tensão da solda redu-

zem corrente de solda reduzindo a quantidade de material fundido.

(E) INCORRETA. A corrente de soldagem excessiva facilita a fusão, aumentando

a penetração da solda.

Alternativa (D)





D R A

F T

Soldagem

16


ma DESVANTAGEM o processo o a

(A) uso não recomendado em soldagem de campo (locais abertos) sem proteção.

(B) produção de depósitos com baixo teor de hidrogênio.

(C) produção de muitos respingos e arco instável na transferência por spray.

(D) remoção difícil de escória.

(E) transferência por curto-circuito ser limitada à posição plana.

Resolução:

A solda MIG/MAG é aquela que utiliza um eletrodo continuamente consu-

mido durante a solda. A proteção do arco é feita por gases inertes, no caso da

MIG, e por gases ativos, no caso da MAG. A transferência do metal para a peça

pode ser feita por quatro mecanismos:

• Curto-circuito: há o contato da gota fundida na ponta do eletrodo com a poça

de fusão;

• Transferência globular: forma-se uma gota com maior diâmetro que o eletrodo

e por ação da gravidade é depositada na peça;

• Por pulverização: é formado um spray de metal líquido que direcionado sobre

a junta;

• Transferência por arco pulsado: há a combinação da transferência globular e

pulverizada.

Sobre as desvantagens do processo MIG/MAG, afirma-se que:

(A) CORRETA. A principal desvantagem desse tipo de solda é a influência que o

arco sofre das correntes de ar. Em locais abertos, sem proteção, o arco ficaria

muito instável pelas correntes de ar.

(B) INCORRETA. A baixa produção de hidrogênio é considerada uma vantagem

do processo MIG/MAG. O hidrogênio é responsável pelo aparecimento de

trincas a frio, que são muito prejudiciais para aços soldados.

(C) INCORRETA. Na transferência por spray, o arco é considerado muito estável.

(D) INCORRETA. Não há a formação de escória na solda MIG/MAG.

(E) INCORRETA. A transferência por curto circuito possibilita a soldagem em po-

sições diferentes da plana. Isso acontece pelo contato que há entre o eletrodo

e a poça.

Alternativa (A)





D R A

F T

Soldagem

17


A susceptibilidade à formação de trincas a frio (ou trincas retardadas) aumenta quando se

(A) reduz a espessura das peças.

(B) reduz a energia da soldagem.(C) reduz o teor de hidrogênio.

(D) utiliza pós-aquecimento.

(E) utiliza preaquecimento.

Resolução:

As trincas a frio caracterizam um dos mecanismos de fragilização mais drás-

ticos. O hidrogênio na sua forma atômica penetra na estrutura do aço, fragilizando-

o. Dentre os principais fatores que afetam a fragilização por hidrogênio, podemos

citar a fonte de hidrogênio, a microestrutura do aço, temperatura e tensões residu-ais.

As trincas a frio aumentam quando:

(A) INCORRETA. Conforme mencionado, um dos fatores que interfere direta-

mente na formação de trincas a frio é a tensão residual do processo de solda.

Essa tensão residual é principalmente causada pelas diferentes taxas de res-

friamento ao longo da espessura da chapa. Com uma chapa mais fina, o

gradiente de temperatura será menor e, consequentemente, há uma menor

susceptibilidade ao trincamento a frio.

(B) CORRETA. Reduzindo a energia de soldagem, problemas como falta de pe-

netração e falha de fusão podem ocorrer. Isso provoca um maior estado de

tensão, aumentando a susceptibilidade à formação de trincas a frio induzidas

por hidrogênio.

(C) INCORRETA. O hidrogênio é o responsável pelo surgimento de trincas a frio.

Reduzindo a sua presença, a formação de trincas a frio também reduz.

(D) INCORRETA. O pós-aquecimento ajuda a eliminar o hidrogênio dissolvido,

evitando a formação de trincas.

(E) INCORRETA. O pré aquecimento ajuda a minimizar o gradiente de tempe-

ratura entre a poça e o metal da zona termicamente afetada. Isso reduz as

mudanças microestruturais e as tensões residuais.

Alternativa (B)





D R A

F T

Soldagem

18


Quando um baixo teor de hidrogênio é especificado para um processo de soldagem por eletrodo revestido, o revestimento

do eletrodo deverá ser

(A) celulósico. (B) rutílico. (C) básico. (D) pó de ferro. (E) oxidante.

Resolução:

Os revestimentos consistem em misturas de compostos de minerais ou or-

gânicos com múltiplas finalidades. De uma maneira geral, os revestimentos atuam:

• estabilizando o arco;

• formando gases protetores da poça;

• formam escória desoxidante;

• adição de componentes e ligas metálicas ao depósito.

Os elementos estabilizadores são aqueles que se dissociam no arco, for-

mando gases de baixo potencial de ionização. Normalmente, os gases gerados

são CO, CO2 e hidrogênio. Há também os elementos formadores de escória que

formam uma camada líquida sobre o banho. Componentes metálicos, quando

adicionados, podem assumir um caráter ativo, pois alguns têm afinidade pelo oxi-

gênio. No entanto, essa adição tem normalmente a finalidade de aumentar a taxa

de deposição, como no caso da adição de pó de ferro.

Basicamente, os eletrodos estão divididos em quatro principais grupos: ce-

lulósicos, rutílicos, ácidos e básicos.

• Celulósicos: possui mais de 20% de materiais celulósicos. Sob ação do arco

se decompõe gerando grandes quantidades de hidrogênio, CO e CO2.

• Rutilicos: possui mais de 20% de dióxido de titânio (T iO2). A proteção gasosa

do arco contém hidrogênio, CO, CO2 e nitrogênio. Muitas vezes, é combinado

com 15% de celulósico para melhorar a proteção gasosa.

• Ácidos: são baseados em óxido de ferro, óxido de manganês e em silicatos.

Tem escória abundante com caráter ácido. Também podem ser chamados de

revestimento oxidante.

• Básicos: é composto de carbonato de cálcio (CaCO3). Sua característica mar-cante é o baixíssimo teor de hidrogênio fornecido à solda, menor que qualquer





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Soldagem

19

outro revestimento. A proteção é dada por CO e CO2 provenientes da decom-

posição do carbonato de cálcio.

Assim, a alternativa que representa o eletrodo com revestimento mais pro-

pício para a menor geração de hidrogênio é a ALTERNATIVA (C), eletrodo com

revestimento básico.

Alternativa (C)


O problema metalúrgico que resulta da utilização de uma excessiva energia de soldagem em aço de médio carbono é o(a)

(A) refino da zona fundida.(B) endurecimento da zona fundida.

(C) estrutura martensítica na zona termicamente afetada.

(D) diminuição da zona termicamente afetada.

(E) granulação grosseira.

Resolução:

A energia da soldagem a arco pode ser entendida como a energia neces-

sária para aquecer e fundir a região a ser soldada. Assim, utilizar uma energia

excessiva de soldagem significa dizer que se está fundindo uma grande parte de

material. Isso proporciona uma região termicamente afetada maior, o que implica

em regiões com baixas taxas de resfriamento. Com um diagrama CRC (curva de

resfriamento contínuo), é possível prever o que acontece com a microestrutura de

um aço dependendo da sua taxa de resfriamento. Abaixo, é apresentado em um

CRC o que acontece com as taxas de resfriamento quando se aumenta a energia

de soldagem.

LOG TEMPO

(Adaptado de WAINER, Emílio, BRANDI, Sérgio Duarte e MELLO, Fábio DécourtHomem de. Soldagem Processos e Metalurgia)





D R A

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Com base no exposto acima, é possível analisar as alternativas e determinar

o que acontece quando se utiliza uma excessiva energia de soldagem.

(A) INCORRETA. Analisando a CRC, observa-se que, com o aumento da energia

de soldagem, temos uma redução da taxa de resfriamento. O refino de grão

acontece na presença de altas taxas de resfriamento.

(B) INCORRETA. O endurecimento acontece quando se forma os constituintes

bainita e martensita, em ordem crescente de dureza. Pelo diagrama CRC

apresentado acima, essas fases são formadas por energia de soldagem mais

baixa, ou seja, uma taxa de resfriamento alta.

(C) INCORRETA. A formação da martensita acontece para energia de soldagem

mais baixa, conforme mencionando na alternativa (B).

(D) INCORRETA. Uma energia de soldagem maior significa uma grande quan-

tidade de material fundido e, consequentemente, uma maior zona termica-

mente afetada.

(E) CORRETA. Conforme analisado no diagrama, uma energia de soldagem

maior provoca baixas taxas de resfriamentos. Com uma taxa de resfriamento

baixa, há maior tempo em temperaturas elevadas, onde a difusão é maior.Assim, ocorre o crescimento de grão.

Alternativa (E)





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O teor de carbono foi alterado de 0,2% para 0,6% na composição do aço utilizado em uma peça a ser soldada. Isso pode

influenciar na ocorrência de

(A) falta de fusão. (B) falta de penetração.(C) fissuração. (D) porosidade.

(E) mordedura.

Resolução:

Quando o teor de carbono de um aço aumenta, a temperatura de fusão do

aço é reduzida. Esse fenômeno é observado no diagrama ferro carbono demons-

trado abaixo.

0 1 2 3 4 5 6 6,70

1600

1400

1200

1000

800

600

400

2500

2000

1500

1000

T e m p e r a t u r a (

) F

o

T e

m p e r a t u r a (

) C

o

Composição (%a C)

Composição (%p C)

0 5 10 15 20 25

912

γ , Austenita

γ + L

1147 Co

2,14 4,30

L

γ + Fe C3

727 Co

α + Fe C3

Cementita (Fe C)3

0,022

0,76

α

γ +

(Fe)0,2 0,6

A

B

Note que a temperatura liquidus (AB) reduz quando se aumenta o teor de

carbono de um aço. O aumento do teor de carbono também propicia um endureci-

mento do material e, dependendo da taxa de resfriamento, há maior possibilidade

da formação de martensita.

Assim, o aumento do teor de carbono em um aço que será submetido a uma

solda irá influenciar na ocorrência de:

(A) INCORRETA. Conforme exposto acima, quando se aumenta o teor de car-

bono, se reduz a temperatura de fusão do metal e, consequentemente, se





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Soldagem

22

reduz a falta de fusão.

(B) INCORRETA. A falta de penetração é análoga ao problema de falta de fu-

são. Portanto, reduzindo a temperatura de fusão do aço, também há a menorincidência do problema de falta de penetração.

(C) CORRETA. A fissuração é um problema que está diretamente ligada com a

fragilidade do aço. Quanto maior a fragilidade do aço, maior a sua suscepti-

bilidade à fissuração. A fragilidade do aço aumenta com o teor de carbono.

Assim, quanto maior o teor de carbono, maior a sua susceptibilidade a fissu-

ração.

(D) INCORRETA. A formação de poros em uma solda está diretamente ao apri-sionamento de gases ou vapores na poça de fusão. Os gases que causam

porosidade são hidrogênio, nitrogênio, e dióxido de carbono. Aumentando

o teor de carbono no aço, não se altera a susceptibilidade de formação de

porosidades.

(E) INCORRETA. A formação de mordedura é basicamente controlada por pa-

râmetros de processo. Dentre eles, podemos citar como causa principal um

elevado aporte térmico.

Alternativa (C)





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Soldagem

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Nas soldas autógenas dos aços pertencentes aos campos I, II, III e IV, identificados no diagrama de Schaeffler acima,

podem ocorrer os seguintes problemas metalúrgicos, característicos de cada campo:

(A) I - trincas a quente; II - fase sigma; III - crescimento de grão; IV - trincas a frio.

(B) I - fase sigma; II - trincas a quente; III - trincas a frio; IV - crescimento de grão.

(C) I - fase sigma; II - trincas a frio; III - trincas a quente; IV - crescimento de grão.

(D) I - fase sigma; II - crescimento de grão; III - trincas a frio; IV - trincas a quente.

(E) I - crescimento de grão; II - trincas a frio; III - trincas a quente; IV - fase sigma.

Resolução:

Uma solda autógena é aquela em que as partes a serem soldadas são de

mesma composição. O Diagrama de Schaeffler é usado, normalmente, para se

determinar a composição da solda quando se usa metal adição distinto do metal

de base. Também é comum o uso do diagrama conhecendo-se as regiões men-

cionadas na questão, pois permite prever que tipo de fragilização poderá sofrer o

aço.

I. Nessa região, o problema metalúrgico característico é a formação de trincas a

quente. Isso acontece porque a susceptibilidade de trincas a quente é maior

em ligas que apresentam maior intervalo de solidificação. Sendo que, para

ligas eutéticas, a susceptibilidade é praticamente nula. O maior intervalo de

solidificação é alcançado pela grande quantidade de elementos de liga, que

é o caso de aços inoxidáveis austeníticos.

II. A fase sigma é uma fase dura e de grande fragilidade. Sua presença é inde-sejável em aços inoxidáveis. Essa fase é rica em elementos estabilizadores





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de ferrita (cromo, molibdênio e silício). Sua precipitação ocorre na decompo-

sição de ferrita em sigma + ferrita, ou de ferrita em sigma + austenita nos aço

inoxidáveis ferrítico-austeníticos. A região (II) é a região que apresenta es-

ses aços. Portanto, com altas quantidades de cromo nessa área, há grandes

chances de formação de fase sigma.

III. Nessa região, estão compreendidos os aços inoxidáveis ferríticos. Esses aços

têm grande tendência ao crescimento de grão na ZTA. Isso acontece porque

boa parte da ZTA não apresenta transformações de fases no estado sólido

durante a soldagem, permanecem ferríticos.

IV. A martensita é uma das fases mais frágeis que pode se formar em um aço.

Um dos fatores que afetam diretamente na susceptibilidade à fragilização por

trincas a frio é a presença de fases frágeis. Na região (IV), o aço possui

grandes quantidades de martensita, portanto tem grande susceptibilidade à

fragilização por trincas a frio.

Logo, ALTERNATIVA (A) é a correta, pois relaciona corretamente as regiões

do diagrama com os tipos de problemas mais comuns daquelas regiões.

Alternativa (A)


Em relaç o terminologia utilizada nos processos de

soldagem, analise as proposições a seguir.

I - No preparo do material para receber a solda, reali-

za-se um corte na peça.II - Na execução da soldagem pode ser utilizado para

conter o metal fundido, e é colocado na parte inferior,

do lado oposto da colocação da solda.

Quais termos se associam corretamente às respecti-

vas proposições?

Abertura da raiz

Face da raiz

Penetração da raiz

Chanfro

Chanfro

Filete veda-juntas

Poça de fusão

Mata-juntas

Filete veda-juntas

Mata-juntas

(A)

(B)

(C)

(D)

(E)

I II





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Resolução:

A terminologia na soldagem é extremamente extensa e, muitas vezes, os

termos técnicos que são utilizados em determinada região não são utilizados eoutras. Para compreender melhor a questão, é interessante representar esquema-

ticamente os termos mais comuns de uma solda. É apresentada abaixo uma solda

com chanfro.

(NERIS, Manoel M. - Soldagem de Metais - Universidade Santa Cecília)

Onde: α = ângulo do chanfro; β = ângulo e bisel; s = nariz; f = abertura ou fresta.

Com isso, é possível identificar os termos de cada afirmação.

I- Em grande parte das soldas, é utilizado um corte que facilita o acesso à re-

gião a ser soldada e melhora a alocação do metal de adição. Esse corte é

chamado de chanfro, podendo apresentar vários formatos. O formato repre-sentado na figura acima é chamado de chanfro em V.

II- Quando se usa aberturas grandes ou chapas muito finas, onde são formadas

poças muito grandes, é comum o uso de uma parte adicional na parte infe-

rior da junta chamado de mata-junta ou cobre-junta. Esse artifício pode ser

observado na figura acima.

Logo, a alternativa que relaciona corretamente a terminologia com a descri-

ção é a ALTERNATIVA (E).

Alternativa (E)





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A partir do equipamento de soldagem esquematizado na

figura acima, identifica-se que o processo realizado é

denominado soldagem

(A) a arco plasma. (B) a arco submerso.

(C) com eletrodo revestido. (D) com gás inerte (MIG).

(E) com gás inerte (TIG).

Portafluxo

Fonte

Arame

Controle

Trator

Peça

Resolução:

Duas características do aparelho de soldagem esquematizado na figura do

enunciado são marcantes para a caracterização do processo. Uma delas é a pre-

sença de um porta-fluxo. Isso indica que o arco e a poça estão sendo protegidospor um fluxo e não por um gás. O fluxo é adicionado sobre o arco e sofre fusão.

Outra característica é a bobina de arame indicando que o eletrodo é continuamente

consumido. Portanto, o arco é formado entre a peça e o eletrodo consumido, sendo

protegido pela adição do fluxo. Com essas informações, é possível identificar o

processo de soldagem.

(A) INCORRETA. Na soldagem a arco plasma, o arco é protegido por um gás que

também é utilizado para a formação do plasma.

(B) CORRETA. A proteção do arco e da poça feita com um fluxo fundido é uma

característica marcante do processo de soldagem com arco submerso. A

utilização de um eletrodo continuamente consumível também caracteriza o

processo de soldagem a arco submerso.

(C) INCORRETA. Na soldagem por eletrodo revestido, a proteção do arco e da

poça é realizada por minerais que revestem o eletrodo. Não há utilização de

fluxo e o eletrodo é uma vareta que é consumida durante o processo. A vareta

deve ser trocada quando se chega ao fim do revestimento.





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Soldagem

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(D) INCORRETA. A solda MIG utiliza um gás para proteção do arco. O eletrodo

é consumido muito similarmente ao processo a arco submerso. A diferença

marcante entre os dois processos está na forma de proteção do arco. Na

MIG, é utilizado um gás inerte.

(E) INCORRETA. A solda TIG é realizada formando um arco entre um eletrodo

de tungstênio e a peça. A proteção é realizada por um gás. O eletrodo é

virtualmente não consumível, pois não é utilizado como metal de adição.

Alternativa (B)


O arco el trico uma das fontes de calor mais utilizadas

na soldagem por fusão. A respeito desse processo, é

INCORRETO afirmar que o(a)(A) arco elétrico consiste em uma descarga elétrica sus-

tentada através de um gás ionizado, conhecido como

plasma, podendo produzir energia térmica suficiente

para fundir, de forma local, as peças a serem unidas.

(B) processo com eletrodos revestidos (SWAN) utiliza

vareta metálica, denominada alma, recoberta por uma

mistura de diferentes materiais, denominada revesti-

mento, que tem diversas funções na soldagem, entre

elas, estabilizar o arco e conferir características

operacionais, mecânicas e metalúrgicas ao eletrodo e

à solda.

(C) processo TIG (STAW) produz a união das peças metá-licas por aquecimento e fusão, através do arco estabe-

lecido entre o eletrodo de tungstênio, o metal de adi-

ção e o metal de base.

(D) soldagem a arco com arame tubular (FCAW) é um pro-

cesso que utiliza um eletrodo tubular, contínuo e

consumível, em que a proteção do arco é feita por um

fluxo de soldagem contido no eletrodo ou por um fluxo

de gás fornecido por fonte externa.

(E) soldagem a arco com proteção gasosa (GMAW) é um

processo em que a união de peças metálicas é produ-

zida pelo aquecimento destas com um arco elétrico,

estabelecido entre um eletrodo metálico nu, consumível,

e a peça de trabalho.





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Resolução:

O conhecimento do fenômeno formador do arco elétrico é muito importante

para o melhor controle do processo de soldagem. Isso promove a obtenção decontornos de solda sem defeito, diminui a quantidade de respingos, prevê a pe-

netração do passe, quantifica o calor transferido e controla distorções na solda.

Sobre os arcos elétricos, é incorreto afirmar:

(A) CORRETA. A definição mais clássica de um arco elétrico é que ele consiste

em uma descarga elétrica entre dois eletrodos (no caso de solda, eletrodo

e peça) e é sustentado por um gás ionizado. Essa descarga elétrica é res-

ponsável pela geração de calor e, consequentemente, fusão do material a sersoldado.

(B) CORRETA. No processo de eletrodo revestido, o arco elétrico é formado entre

um eletrodo, que serve de metal de adição, e a peça a ser soldada. Esse ele-

trodo é composto por uma alma que é recoberta por uma mistura de materiais

que confere maior estabilidade ao arco. O eletrodo também pode atuar nas

variáveis operacionais, mecânicas ou metalúrgicas da solda.

(C) INCORRETA. No processo TIG (Tungsten Inert Gas ), o arco é produzido entreum eletrodo de tungstênio e a peça. Esse eletrodo não é utilizado como metal

de adição, portanto, não é consumido durante a soldagem. Porém, pode ocor-

rer o seu desgaste e este é comumente chamado de virtualmente consumível.

Um metal de adição pode ser usado, mas ele não participa na formação do

arco.

(D) CORRETA. A soldagem por arame tubular proporcionou uma grande melhora

na qualidade do processo de solda. Esse processo tem duas variantes: pode

ser protegido por gases (inerte, ativo ou misturas destes) ou autoprotegido.Um fluxo é utilizado no interior do eletrodo, o que permite a operação de solda

em lugares sujeitos a intempéries.

(E) CORRETA. A soldagem por proteção gasosa GMAW também pode ser cha-

mada de soldas MIG/MAG. O arco é formado entre um eletrodo consumível

e a peça. Pode ser protegido por gases inertes, como no caso MIG ou por

gases ativos, como no caso MAG.

Alternativa (C)





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Fissuraç o por hidrog nio(A) um processo corrosivo em meio sólido que ocorre,

principalmente, no concreto armado.(B) um processo corrosivo que promove fissuras pela

presença de eletrólito rico em hidrogênio.(C) a formação de trincas em materiais cerâmicos à base

de óxido, como por exemplo nos silicatos (SiO4), que

perdem os átomos de silício pela ligação do hidrogêniocom o oxigênio.

(D) a formação de trincas que ocorre, principalmente, emaços temperáveis durante a soldagem.

(E) a fratura de materiais frágeis quando submetidos àatmosfera de hidrogênio puro.

Resolução:

A fissura por hidrogênio é um fenômeno que ocorre comumente em aços

quando soldados. Elas são causadas pela introdução do hidrogênio na estrutura

metálica. O hidrogênio é proveniente de umidade ou contaminações nos eletrodos

e fluxos. Durante a solidificação do metal, a solubilidade do hidrogênio decai e

ele vai sendo deslocado para regiões com micro trincas ou microcavidades. A

alta concentração de hidrogênio nesses pontos induz a triaxialidade de tensão,

fragilizando o aço. Isso provoca a formação das chamadas trincas a frio induzidas

por hidrogênio. São consideras a frio, pois, normalmente, ocorrem quando o metal

já está em temperatura ambiente. Sobre esse fenômeno, é correto afirmar que:

(A) INCORRETO. É considerado um processo corrosivo, pois deteriora as propri-

edades do metal em uso. No entanto, não é uma característica principal em

armações de concreto.

(B) INCORRETO. Não há a necessidade de um eletrólito para que ocorra o fenô-

meno de fissura por hidrogênio.(C) INCORRETO. Não há relação entre a formação de trincas em materiais cerâ-

micos com a presença de hidrogênio.

(D) CORRETO. A formação induzidas por hidrogênio é muito comum em aços

que foram soldados devido à presença de hidrogênio nos consumíveis do

processo de solda. O mecanismo é agravado quando há a formação de es-

truturas frágeis, como no caso de aços temperáveis.

(E) INCORRETO. Não há a necessidade de uma atmosfera de hidrogênio puropara a formação de fissuras induzidas por hidrogênio. Uma presença de umi-





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Soldagem

30

dade nos consumíveis do processo de soldagem já é suficiente para apareci-

mento do fenômeno.

Alternativa (D)


Em relaç o s alteraç es encontradas nos metais compo-

nentes de uma união por solda, afirma-se que a(o)

(A) variação do campo de temperaturas na superfície da

peça soldada pode ser, aproximadamente, linear,

desde a fonte de calor até a região termicamente

afetada, enquanto que na direção transversal, atemperatura permanece inalterada.

(B) região afetada pelo calor é consequência da veloci-

dade de resfriamento a que o metal de adição é sub-

metido.

(C) zona termicamente afetada é formada em decorrência

das temperaturas acima da temperatura homóloga de

fusão da liga.

(D) zona de fusão aquece o metal de adição, originando a

zona afetada pelo calor na região adjacente à junta

soldada.

(E) metal de base sofre transformações de fase em uma

região próxima ao metal fundido, em função da veloci-

dade de resfriamento e das temperaturas alcançadas.

Resolução:

Quando um metal é soldado, ocorrem diversas alterações no metal de base

devido à influência das temperaturas alcançadas pela solda e às taxas de resfria-

mento que experimenta a região em torno da solda. Essa zona é conhecida como

Zona Termicamente Afetada - ZTA. As alterações afetam o comportamento mecâ-

nico do componente e devem ser muito bem analisadas para se obter uma boa

qualidade da solda. Sobre essas alterações, afirma-se que:

(A) INCORRETA. Em nenhuma direção da solda a temperatura permanece inal-

terada. Sempre que há uma solda, todas as direções ao redor da poça de

fusão são afetadas pelo calor.

(B) INCORRETA. Não é o metal de adição que sofre as alterações que devem ser

levadas em consideração.

(C) INCORRETA. As alterações na ZTA não dependem somente da temperatura

alcançada no processo de solda, mas também das diferentes taxas de resfri-

amento em que é submetido o metal e de sua composição química.





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Soldagem

31

(D) INCORRETA. O que funde o metal de adição durante a solda é a fonte de

calor que está sendo usada. Essa fonte pode ser o arco elétrico nas soldas a

arco ou o maçarico na solda oxi-gás.

(E) CORRETA. A microestrutura na região em torno da poça de fusão é forte-

mente alterada, pois o metal é aquecido de forma que haja transformações

de fase no estado sólido. Com taxas de resfriamento diferentes, quando se

afasta da poça de fusão, o metal sofre diferentes alterações na microestrutura.

Alternativa (E)


Ao final de uma soldagem, realizou-se um corte transversalde forma que se pudesse ver, em verdadeira grandeza, alargura da solda e observar as regiões da zona de fusão, azona termicamente afetada e o metal de base. Localizandoo ponto médio (O) da largura da zona de fusão, é possíveltraçar um segmento de reta desde o ponto O até um pontofora da região da solda (P), com estrutura metálicainalterada. Esse segmento de reta passa por diferentesregiões microestruturais na direção OP, que são, além da

zona de fusão, as regiões de(A) crescimento do grão, de refino do grão, intercrítica e

termicamente inalterada.(B) crescimento do grão, intercrítica, de superaquecimen-

to, de refino do grão e termicamente inalterada.(C) crescimento do grão, intercrítica, de refino do grão e

termicamente inalterada.(D) refino do grão, de crescimento do grão, intercrítica e

termicamente inalterada.(E) refino do grão, de crescimento do grão, intercrítica, de

superaquecimento e termicamente inalterada.

Resolução:

A região mencionada na questão é conhecida como junta soldada. Consiste

em toda a região que sofreu alteração devido ao processo de soldagem. Existe a

região que foi fundida pela ação do calor e a região que sofreu alterações microes-

truturais no estado sólido. Nessa região, o metal sofre distintas alterações quando

se afasta da região que foi fundida. O metal não fundido experimenta diferentes

taxas de resfriamentos e, portanto, apresenta diferentes microestruturas. Abaixo,

estão esquematizadas as alterações que ocorre em aço comum ao carbono.





D R A

F T

Soldagem

32

(Adaptado de WAINER, Emílio, BRANDI, Sérgio Duarte e MELLO, Fábio Décourt

Homem de. Soldagem Processos e Metalurgia)

Também está representada na figura a linha OP descrita na questão, que

parte do ponto médio da junta soldada e vai em direção ao metal base. Nota-se

que saindo da zona fundida acontece a zona de ligação e, posteriormente, entra-se

na ZTA. Nessa zona, ocorre em sequência:

• a região com crescimento de grão devido à baixa taxa de resfriamento;

• a região de refino de grão devido à moderada taxa de resfriamento;• a zona intercrítica, onde ocorrem transformações parciais devido ao aqueci-

mento não tão alto e alta taxa de resfriamento;

• a zona termicamente inalterada, onde a temperatura alcançada não foi sufici-

ente para provocar qualquer alteração na estrutura do aço.

Logo, a alternativa que representa a sequência acima é a ALTERNATIVA

(A).

Alternativa (A)





D R A

F T

Soldagem

33


A soldabilidade dos aços inoxidáveis é função dos elemen-

tos do metal e do tipo de aço. A soldagem de aços inox

austeníticos exige alguns cuidados. Entre eles está o de

evitar a

(A) formação de trincas a quente, utilizando aço com teor

baixo de enxofre e fósforo.

(B) formação de trincas a quente, reduzindo a energia de

soldagem até a menor possível.

(C) formação de trincas a frio que aparecem imediatamen-

te após o passe da solda, ao esfriar o metal de base.

(D) fragilização do material, utilizando metais de adição que

gerem um teor de cementita ao redor de 8% no cordão

de solda.

(E) fragilização a frio do metal, modificando a geometria

da junta para acelerar a redução da temperatura

durante a soldagem.

Resolução:

É previsto no Diagrama de Scheaffler quais os tipos de defeitos mais comuns

nos aços inoxidáveis. Abaixo está representado esse diagrama, informando os

tipos de defeitos em cada tipo de aço inoxidável.

As fases mencionadas no diagrama indicam qual tipo de aço inoxidável é

formado em relação à composição química. Respectivamente, austenita, ferrita emartensita representam os aços inoxidáveis austeníticos, ferríticos e martensíticos.





D R A

F T

Soldagem

34

Os números representam a região onde há maior incidência de determina-

dos tipos de defeitos.

Região 1, delineada pela cor vermelha, representa maiores chances deocorrer formação de trincas a quente. Região 2, delineada pela cor verde, indica

maiores chances de ocorrer a precipitação de fases intermetálicas e fase sigma.

Região 3, representada pela cor azul, indica inconvenientes como o crescimento

de grão. Região 4, demarcada pela cor roxa, determina a região com maior inci-

dência de trincas a frio ou induzidas por hidrogênio.

Com base nisso, é possível determinar quais os cuidados que se deve ter

com a soldagem de aços inoxidáveis austeníticos.

(A) CORRETA. Conforme observado no diagrama acima, na soldagem de aços

inoxidáveis austeníticos é muito comum a formação de trincas a quente. A for-

mação de trincas a quente em aços inoxidáveis austeníticos é, basicamente,

guiada pela presença de enxofre e fósforo. Esses dois elementos têm pouca

solubilidade na austenita, sendo segregados no líquido remanescente. Esse

líquido tem maior dificuldade de solidificação e se acumula no contorno de

grão fragilizando o aço.

(B) INCORRETA. A redução da energia de soldagem pode ajudar a minimizar a

formação das trincas a quente, porém não vai evitá-la. Como dito anterior-

mente, a formação de trincas a quente depende intrinsecamente da presença

de fósforo e enxofre.

(C) INCORRETA. Conforme visto no diagrama de Schaeffler, para aços austeníti-

cos é mais comum a formação de trincas a quente. As trincas a frio, também

conhecidas como trincas induzidas por hidrogênio, aparecem geralmente dias

depois da solda e são frequentemente observadas nos aços martensíticos.

(D) A fragilização que tem que ser evitada é a causada por trincas a quente. Os

cuidados que devem ser tomados com o metal de adição é somente com

relação à presença de enxofre e fósforo.

(E) As trincas que se devem evitar são as trincas a quente. A geometria da junta

não evita a formação caso haja uma concentração elevada de fósforo e enxo-

fre.

Alternativa (A)





D R A

F T

Soldagem

35


A soldabilidade é definida pela AWS (American Welding

Society) como a capacidade de um material ser soldado

nas condições de fabricação impostas por uma estrutura

específica, projetada de forma a se comportar adequada-

mente em serviço. Aços com baixo carbono apresentam

alguns problemas de soldabilidade, tais como a(o)

(A) perda de tenacidade na zona termicamente afetada.

(B) formação de crateras na estrutura, principalmente na

zona termicamente afetada.

(C) formação de extensa zona termicamente afetada com

a formação de bainita na zona de fusão, quando

apresenta baixo aporte térmico.

(D) aumento da tenacidade na zona termicamente afetada.

(E) aumento da tensão de escoamento com a deformação

plástica da zona de fusão de estruturas coquilhada.

Resolução:

Conforme mencionado, a soldabilidade determina a facilidade com que o

material é soldado em condições satisfatórias de uso. Sobre os problemas de

soldabilidade de aços com baixo teor carbono, podemos dizer que:

(A) CORRETA. A principal alteração que ocorre em aços baixo carbono é a perda

de tenacidade na ZTA (zona termicamente afetada). A queda de tenacidadeestá diretamente ligada às alterações microestruturais que ocorrem na ZTA.

Na zona mais perto da poça de fusão, ocorre o crescimento de grão favo-

recendo a formação de martensita. Essa fase diminui consideravelmente a

tenacidade do material.

(B) INCORRETA. O defeito de cratera ocorre na poça de fusão, onde se teve a

fusão de metal. Na zona termicamente afetada, somente ocorrem transforma-

ções no estado sólido.

(C) INCORRETA. Com um baixo aporte térmico, a extensão da ZTA será reduzida,

pois terá uma menor região aquecida.

(D) INCORRETA. Um aumento de tenacidade seria um efeito benéfico, mas o que

ocorre é uma queda de tenacidade, conforme observado na alternativa (A).

(E) INCORRETA. Não ocorre uma deformação plástica na zona de fusão.

Alternativa (A)





D R A

F T

Soldagem

36


O diagrama de Schaeffler indica graficamente a composição da microestrutura de uma liga em função do cálculo dos

alores de Níquel e Cromo equivalentes, que podem ser obtidos a partir das equações a seguir.

Nieq

= Ni + 30.C + 0,5.Mn

Cr eq

= Cr + Mo − 1,5.Si + 0,5.Nb

Esta ferramenta é utilizada para aços austeníticos, ferríticos e martensíticos, como por exemplo, para realizar uma solda de

aço inox ferrítico de composição 0,03%C, 0,9%Mn, 0,4%Si e 17,3%Cr (ABNT430), utilizando eletrodo de composição

0,06%C, 0,7%Mn, 0,7%Si, 22,1%Cr e 12,5%Ni (AWS E309) com 50% de diluição. A partir do diagrama de Schaeffler

acima, conclui-se que o metal da solda resultante terá estrutura(A) austenítica.

(B) com composição entre 5 e 20% de ferrita. .

(C) com composição entre 30 e 40% de ferrita. .

(D) com composição entre 40 e 60% de ferrita. .

(E) martensítica.

CROMO EQUIVALENTE

N Í Q U E L E Q U I V A L E N T E

0 % F E R R

I T A

5 % F E R R

I T A

2 0 %

F E R R

I T A

3 0 %

F E R R

I T A

4 0 %

F E R R

I T A

6 0 % F E R

R I T A

1 0 0 % F E R

R I T A

FERRITAM+F

MARTENSITA

A+M

AUSTENITA

F+M

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 2 24 26 28 30 32 34 36 38 40

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

Resolução:

Para identificar a microestrutura formada na solda, é preciso conhecer a

composição química do metal de base, do metal de adição e da diluição utilizada

na solda. Tendo essas informações, é utilizado o Diagrama de Schaeffler paradeterminar a composição da solda. Porém, é necessário utilizar os conceitos de

cromo equivalente e níquel equivalente no Diagrama de Schaeffler. Estes devem

ser calculados com as expressões dadas na questão. Descoberto o cromo e níquel

equivalente para o metal base e metal de adição, o próximo passo é representá-los

no diagrama. Então, é traçado uma reta entre o metal de base e o metal de adição.

A diluição representa quanto metal de adição foi diluído no metal de base, para

isso é considerado 0% no ponto do metal de adição e 100% no ponto do metal de

base.





D R A

F T

Soldagem

37

• Cálculo de cromo e níquel equivalente para o metal de base.

Composição: Aço inox ferrítico (ABNT430) 0,03% C, 0,9% Mn, 0,4% Si e17,3%Cr

Níquel equivalente:

Nieq = N i + 30 × C + 0, 5 ×Mn

Nieq = 0, 0 + (30 × 0, 03) + (0, 5 × 0, 9)

Nieq = 1, 35

Cromo equivalente:

Creq = Cr + Mo− 1, 5 × Si + 0, 5 ×Nb

Creq = 17, 3 + 0, 0 − (1, 5 × 0, 04) + (0, 5 × 0, 0)

Creq = 16, 7

• Cálculo de cromo e níquel equivalente para o metal de adição.

Composição: Eletrodo (AWS E309) 0,06% C, 0,7% Mn, 0,7% Si e 22,1%Cr

12,5% Ni

Níquel equivalente:

Nieq = N i + 30 ×C + 0, 5 ×Mn

Nieq = 12, 5 + (30 × 0, 06) + (0, 5 × 0, 7)Nieq = 14, 65

Cromo equivalente:

Creq = Cr + Mo− 1, 5 × Si + 0, 5 ×Nb

Creq = 22, 1 + 0, 0 − (1, 5 × 0, 7) + (0, 5 × 0, 0)

Creq = 21, 05

• Representando-os no diagrama de Schaeffler, utilizando a diluição de 50%.





D R A

F T

Soldagem

38

CROMO EQUIVALENTE

N Í Q U E L E

Q U I V A L E N T E

0 % F E R R

I T A

5 % F E R R

I T A

2 0 %

F E R R

I T A

3 0 %

F E R R

I T A

4 0 %

F E R R

I T A

6 0 % F E R

R I T A

1 0 0 % F E R

R I T A

FERRITAM+F

MARTENSITA

A+M

AUSTENITA

F+M

0 2 4 6 8 10 1 2 14 16 18 20 22 24 2 6 28 30 3 2 34 36 38 40

30

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

ç nox

letro o

olda5

Note que com 50% de diluição a microestrutura da solda fica localizada entre

os campos de 30% e 40% de ferrita. Logo, a alternativa correta é a ALTERNATIVA

(C).

Alternativa (C)





D R A

F T

Soldagem

39


Cada ponto do metal de base exposto ao calor com diferente intensidade, em funç o da dist ncia da fonte de calor. variação de temperatura que um ponto sofre é expressa através de uma curva chamada de ciclo térmico de soldagem.

Em relação aos efeitos da temperatura na peça, as afirmativas a seguir apresentam características e valores relevantesdesta curva.

I - A temperatura de pico, isto é, a temperatura máxima atingida pelo ponto que indica a possibilidade de transforma-ções microestruturais.

II - O tempo de permanência acima da temperatura crítica, que indica transformações microestruturais ou mudança daspropriedades do material no ponto.

III - A velocidade de esfriamento, representada pela derivada da curva ou pelo tempo que a temperatura passa de uma

temperatura T1 a uma temperatura T

2.

É(São) correta(s) a(s) afirmativa(s)(A) I, apenas. (B) I e II, apenas. (C) I e III, apenas. (D) II e III, apenas. (E) I, II e III.

Resolução:

Conforme mencionado na questão, cada ponto do metal base sofre um ciclo

térmico diferente em função da distância da fonte de calor. Para cada ponto, esse

ciclo térmico pode ser representado esquematicamente pela curva a seguir.

(MODENESI, Paulo J. MARQUE, Paulo V. SANTOS Dagoberto B. - Introdução à

Metalurgia da Soldagem. Universidade de Federal de Minas Gerais - 2012).

Os principais fatores que descrevem o ciclo térmico são:

• Temperatura de pico (Tp) - Essa é a temperatura máxima que sofreu o ponto

durante a soldagem, ou seja, indica a possibilidade de ocorrências de transfor-

mações microestruturais. É uma função das condições de soldagem, geome-

tria da peça, propriedades térmicas do metal, temperatura inicial e distânciada fonte de calor. Abaixo, é representada a variação das temperaturas de pico





D R A

F T

Soldagem

40

em função da distância de cada ponto da fonte de calor e da intensidade da

energia de solda (H).

(MODENESI, Paulo J. MARQUE, Paulo V. SANTOS Dagoberto B. -

Introdução à Metalurgia da Soldagem. Universidade de Federal de Minas

Gerais - 2012).

• Temperatura crítica - é a temperatura mínima para a ocorrência de uma alte-

ração relevante, como uma transformação de fase ou uma mudança de pro-priedade

• Tempo de permanência (tc) acima da temperatura critica (Tc). É um parâmetro

importante, pois indica o tempo em que o material foi submetido a temperatu-

ras em que pode ocorrer uma transformação.

• Velocidade de resfriamento (φ). Também é um parâmetro importante, pois

indica a velocidade de resfriamento que cada ponto está sendo submetido.

Muitas microestruturas são alcançadas por taxas de resfriamento elevadas.Ela é determinada pela tangente da curva de ciclo térmico, ou seja, a derivada

em cada ponto da curva. Também pode ser representa por uma variação de

tempo (∆t) entre duas temperaturas determinadas.

Com base no texto acima, é possível determinar quais afirmativas são ver-

dadeiras.

I. VERDADEIRA. A temperatura de pico é máxima temperatura que um ponto

pode alcançar durante a solda. Ela indica se o ponto irá sofrer alteração

microestrutural ou de propriedade.





D R A

F T

Soldagem

41

II. VERDADEIRA. O tempo de permanência acima da temperatura crítica de-

monstra quanto tempo o metal teve para promover as alterações microestru-

turais ou de propriedades.

III. VERDADEIRA. A taxa de resfriamento é a inclinação da curva, ou seja, de-

rivada da função em cada ponto da curva. Porém, também pode ser repre-

sentada por um ∆t ao mudar de uma temperatura T1 para uma temperatura

T2.

Logo, a alternativa correta é a ALTERNATIVA (E).

Alternativa (E)





D R A

F T

Soldagem

42


Durante paradas de operaç o em instalaç es industriais,

adota-se frequentemente a soldagem de manutenção como

uma técnica eficiente para prolongar a vida residual de

equipamentos. Em aços ligados, a zona termicamente

afetada formada durante a operação de soldagem deverá

apresentar, como característica principal,

(A) região de granulação grosseira.

(B) região de granulação fina.

(C) baixa ductilidade.

(D) baixa dureza.

(E) alta resistência ao impacto.

Resolução:

Todo aço, quando soldado, sofre alterações microestruturais em torno do

cordão de solda. Isso acontece devido à temperatura alcançada nessa região.

Essa região não possui uma microestrutura uniforme, pois as taxas de resfriamento

não são as mesmas em toda extensão da zona termicamente afetada (ZTA). As

propriedades dos aços, quando soldados, são drasticamente alteradas. Nos aços

ligados, a principal característica que deve ser considerada é:

(A) INCORRETA. A granulação grosseira é uma característica de aços comum ao

carbono. É formada na região adjacente ao metal de solda devido à alta tem-

peratura alcançada e tempo de permanência elevado. Em aço ligado nessa

zona, devido à alta temperabilidade provocada pelos elementos de liga, é

mais comum a formação de uma estrutura martensítica.

(B) INCORRETA. Assim como a granulação grosseira, o refino de grão também

é uma característica marcante de aços carbono. Em aço ligado, o refino tam-

bém pode ocorrer, porém não é uma característica principal.

(C) CORRETA. A baixa ductilidade é marcante em aços ligados, justamente pela

microestrutura gerada na zona termicamente afetada. Normalmente, são for-

mados martensita e bainita, que são duas fases duras e que fragilizam o aço.

(D) INCORRETA. A dureza aumenta na zona termicamente afetada em aço ligado

pela formação de estruturas duras como a martensita e bainita.

(E) INCORRETA. A alta resistência ao impacto é uma característica de materiais

dúcteis. A formação de materiais frágeis na ZTA de aço ligado provoca uma

baixa resistência ao impacto.

Alternativa (C)





D R A

F T

Soldagem

43


O conhecimento das caracter sticas do material de

fundamental importância para a confiabilidade de juntas

soldadas em serviço. Uma das característica de juntas

soldadas de aços inoxidáveis é o(a)

(A) encruamento.

(B) corrosão.

(C) segregação.

(D) fragilização a quente.

(E) fragilização a frio.

Resolução:

O aço, quando soldado, sofre uma série de alterações na junta soldada. Es-

sas alterações vão desde a composição no local da poça fundida até alterações

microestruturais na zona termicamente afetada. Em aços inoxidáveis, alguns cui-

dados devem ser tomados durante a solda para que as alterações não afetem o

desempenho do material em uso. Uma das características da junta soldada em

aços inoxidáveis é:

(A) INCORRETA. Não há encruamento na junta, pois não há conformação mecâ-

nica durante o processo de solda.

(B) CORRETA. A corrosão é freqüente em juntas soldadas de aços inoxidáveis.

Esse fenômeno é conhecido como sensitização. Ocorre durante a soldagem

uma precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão, provocando

uma corrosão ativa-passiva.

(C) INCORRETA. A segregação é o processo de separação das impurezas do aço

durante a solidificação do mesmo. Alguns aços, dependendo da composição

química, apresentaram esse fenômeno. Porém, isso não é uma característica

comum a todos os aços inoxidáveis.

(D) INCORRETA. A fragilização a quente é uma característica apenas de aços

inoxidáveis austeníticos, não é comum a todos os aços inoxidáveis.

(E) INCORRETA. Assim como a fragilização a quente, a fragilização a frio não

é comum a todos os aços inoxidáveis. Ela é comum em aços inoxidáveis

martensíticos.

Alternativa (B)





D R A

F T

Soldagem

44


Duas barras de alum nio foram laminadas a frio e soldadas de topo, formando uma junta que apresentava tr s regi es

distintas, indicadas esquematicamente na figura abaixo: metal de base (posição 9), zona termicamente afetada

(posições 10-11-12) e metal de solda (posições 13-14).

Após a soldagem, houve a retirada de amostras dessas três regiões da junta, que sofreram distintamente tratamentos

térmicos de recozimento (amostras 1), alívio de tensão (amostras 2) ou permaneceram sem qualquer tratamento

(amostras 3). Em sequência, foram determinadas as propriedades mecânicas das amostras e realizadas análises

metalográficas, o que permite concluir que

(A) as amostras (1), (2) e (3) retiradas do metal de solda apresentaram módulos de elasticidade diferentes.

(B) a amostra (1) retirada da zona termicamente afetada apresentou maior resistência mecânica do que as amostras

(2) e (3) retiradas da mesma região.

(C) em relação ao metal de solda, as amostras (1) e (2) apresentaram grãos deformados, enquanto que a amostra (3)

apresentou grãos livres de deformação.

(D) em relação ao metal de base, a amostra (1) apresentou maior ductilidade do que as amostras (2) e (3).

(E) todas as amostras (2) apresentaram a mesma dureza.

14

13

12

10

9

11

Resolução:

Com base no que foi exposto pela questão, é interessante relacionar as re-

giões mencionadas com as amostras que foram retiradas da junta soldada. Dessa

maneira, segue abaixo a relação:

• Amostras 1 e 2: foram retiradas da zona termicamente afetada representadas

pelas posições 10, 11 e 12. Conforme dito, as amostras 1 sofreram recozi-mento, ou seja, tiveram um aquecimento relativamente alto, no qual a taxa de

difusão é alta, portanto são representadas pela posição 11. As amostras 2 so-

freram apenas alívio, ou seja, não sofreram um aquecimento muito alto para

que fosse possível um recozimento, portanto são representadas pela posição

10.

• Amostra 3: Não sofreu alteração alguma. Sua microestrutura continuou a

mesma após a solda. Essas amostras são representadas pela região 9. Con-

forme citado na questão, a soldagem foi realizada em duas barras de alumíniolaminadas a frio, assim a microestrutura sem alteração é compostas por grãos





D R A

F T

Soldagem

45

encruados.

Com isso, é possível determinar qual alternativa conclui as melhores carac-

terísticas de cada amostra.

(A) INCORRETA. Apesar de as três amostras apresentarem microestruturas dis-

tintas, as três ainda possuem o mesmo módulo elástico. O módulo elástico é

uma propriedade determinada pelas ligações químicas entre cada átomo do

metal. Como as três regiões de onde foram retiradas as amostras não sofre-

ram alteração na composição química, elas ainda permanecem com o mesmo

módulo elástico.

(B) INCORRETA. As amostras 1 sofreram um tratamento de recozimento que

atua na recuperação da microestrutura encruada, devolvendo ao aço a capa-

cidade de nova deformação plástica. As amostras 2, com um alívio de tensão,

ainda apresentam uma microestrutura encruada. As amostras 3 não sofre-

ram nenhuma alteração. A resistência mecânica de um metal é proporcional

ao seu encruamento. Portanto, em ordem crescente de resistência mecânica

temos amostras 1, 2 e 3.

(C) INCORRETA. O metal de solda é representado pelas posições 13 e 14. Nes-sas posições, ocorreu a fusão do metal e uma precipitação de grãos livres

de deformação. As amostras 1 sofreram recozimento, o que eliminou a de-

formação dos grãos. As amostras 2 sofreram alívio de tensão, o que reduz o

estado de tensão, porém ainda mantém os grãos deformados. As amostras

3 ainda mantém o estado deformado gerado durante a laminação das barras

de alumínio.

(D) CORRETA. A ductibilidade pode ser representada pela capacidade do mate-

rial se deformar plasticamente. Dessa forma, as amostras 1, que sofreram

recozimento, apresentam maior ductilidade que as amostras 2 e 3, pois estas

ainda apresentam uma estrutura deformada.

(E) INCORRETA. Não apresentam a mesma dureza, pois cada ponto da zona

termicamente afetada da solda recebe uma quantidade de calor diferente e

também sofre resfriamentos distintos. Esses dois fatores são cruciais para

determinação da dureza, que é uma função da microestrutura do metal.

Alternativa (D)





D R A

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Soldagem

46

Questão 29(Engenheiro(a) de Equipamentos Pleno - Inspeção - Petrobras 2006)

Na soldagem de linha de dutos s o utilizados processos de

soldagem com proteção gasosa. Em relação ao processo

MAG, observe as afirmações a seguir.

(A) O processo MAG pode utilizar uma mistura de gases

em que o CO2 é combinado com o argônio ou o oxigênio.

(B) A presença de argônio no gás de proteção diminui a

estabilidade do arco elétrico e aumenta a formação de

respingos.

(C) A adição de oxigênio ao gás de proteção diminui a

velocidade de deposição, mas aumenta a quantidade de

escória formada.

(D) A adição de oxigênio ao gás de proteção piora a aparência

do cordão.

(E) A adição de argônio ao gás de proteção causa uma

diminuição na freqüência de transferência das gotas

para a poção de fusão.

Resolução:

No processo de soldagem MAG (Metal Active Gas ), ocorre formação do arco

entre um eletrodo consumível e a peça a ser soldada. O eletrodo serve como me-

tal de adição para a solda e é consumido continuamente. A proteção do arco é

realizada com gases ativos que ajudam, principalmente, na estabilidade do arco,

reduzem a formação de respingos, mudam a forma do cordão de solda e aumen-

tam a penetração, quando comparados com o processo MIG (Metal Inerte Gas ).

Sobre o processo de soldagem, é possível afirmar:

(A) CORRETA. O CO2 e o O2 são os gases ativos que são utilizados no processo

MAG. Podem ser misturados com argônio, onde haverá um controle ainda

maior na estabilidade do arco e na formação de respingos. Normalmente, as

misturas com gases ativos são utilizadas para a soldagem de aços.

(B) INCORRETA. A mistura de gases ativos, CO2 e O2, com gases inertes, como

o argônio, é realizada justamente para se aumentar a estabilidade do arco e

reduzir a formação de respingos.

(C) INCORRETA, A adição deO2 permite um aumento da velocidade de soldagem

por aumentar a taxa de deposição. Também no processo MAG não há a

formação de escória sobre o cordão de solda.

(D) INCORRETA. A mistura de gases inertes (argônio) com gases ativos (O2 e/ou

CO2) melhora a aparência do cordão de solda, pois reduz respingos, melhorapenetração, reduz distorções e mordeduras.





D R A

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Soldagem

47

(E) INCORRETA. A utilização de argônio no gás de proteção favorece a mudança

de transferência globular, na qual ocorrem poucas gotas e de grande volume,

para transferência por spray, na qual ocorrem muitas gotas com pequeno vo-

lume. Portanto, o argônio aumenta a frequência de transferência de gotas.

Alternativa (A)


A figura a seguir apresenta esquematicamente o Diagrama

de Schaeffler, que correlaciona os diferentes tipos deestruturas metalúrgicas passíveis de serem encontradas emaços inoxidáveis, em função de sua composição química,traduzidas em termos dos equivalentes percentuais deníquel e cromo.

O Diagrama de Schaeffler é muito utilizado para a previsãoda microestrutura da solda e da possibilidade de ocorrênciados seguintes problemas:

a. surgimento de trincas durante a solidificação;b. precipitação de fases intermetálicas;c. fragilização e fissuração por formação de martensita;d. crescimento de grão na zona termicamente afetada.

Assinale a opção que relaciona corretamente os problemastípicos na soldagem de aços inoxidáveis e os pontos indica-dos no diagrama.(A) 1-a, 2-b, 3-c, 4-d (B) 1-b, 2-c, 3-a, 4-d(C) 1-b, 2-c, 3-d, 4-a (D) 1-c, 2-d, 3-a, 4-b(E) 1-d, 2-a, 3-b, 4-c

Resolução:

O diagrama de Schaeffler é muito útil para previsão da microestrutura que

será composta pela junta soldada em função da composição química do metal

de adição e metal base. Além desse auxílio, é possível com ele indicar a maiorsusceptibilidade da junta para alguns defeitos. Seguem abaixo a identificação da





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Soldagem

48

microestrutra de cada região mencionada no diagrama, também são listados os

principais problemas de cada região e suas causas.

1) Aço inoxidável martensítico: nessa região é mais propícia a formação de mar-

tensita. Dessa maneira, essa região é mais propensa à formação de trincas a

frio induzida por hidrogênio. A estrutura frágil é um dos requisitos para forma-

ção de trincas a frio induzidas por hidrogênio.

2) Aço inoxidável ferrítico: esses aços têm grande tendência ao crescimento de

grão na ZTA, pois não apresentam transformações no estado sólido. Assim,quando aquecidos durante uma solda, haverá uma região da ZTA que sofrerá

grande crescimento de grão devido às baixas taxas de resfriamento nesses

pontos.

3) Aço inoxidável austenítico: nessa região o problema metalúrgico característico

é a formação de trincas a quente. Isso acontece porque a susceptibilidade de

trincas a quente é maior em ligas que apresentam maior intervalo de solidifica-

ção. Sendo que a susceptibilidade é quase nula para ligas eutéticas.

4) Aço inoxidável ferrítico-austenítico: nesse aço há grande possibilidade de ocor-

rer a precipitação de fases intermetálicas e fase σ. São fases duras que fragili-

zam o aço.

Com isso, a relação entre a região mencionada no diagrama de Schaeffler e

a possibilidade da ocorrência de alguns problemas pode ser encontrada. Portanto,

a ALTERNATIVA (D) é a correta.

Alternativa (D)





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Soldagem

49


Em relaç o ocorr ncia de trincas a frio na zona termica-mente afetada, assinale a afirmação INCORRETA.

(A) Para evitá-las, devem-se preferir os aços que contêm,em sua composição química, baixos teores de elemen-tos que tendem a promover seu endurecimento.

(B) A influência dos elementos de liga na suscetibilidadea trincas a frio da ZTA pode ser estimada por meio deíndices de carbono equivalente.

(C) Quando o grau de restrição na zona de solda é elevado eas chapas de aço utilizadas são espessas, surgem, nometal depositado, durante a solidificação, trincas a friodevidas ao alívio de tensões caracterizadas por suapropagação em forma de trechos retos ao longo deinclusões não metálicas no aço próximo à ZTA.

(D) As trincas de solda são grandemente afetadas pelohidrogênio proveniente do metal de solda e que se difunde

na zona termicamente afetada.(E) O metal depositado no estado fundido absorve uma grande

quantidade de hidrogênio, mas, durante o seuresfriamento, ele se difunde ou é parcialmente eliminado,devido à sua baixa solubilidade no aço a baixas tempe-

raturas.

Resolução:

Dos tipos de trincas, as trincas a frio são as mais críticas. Normalmente,

aparecem um tempo após o processo de soldagem. Elas são causadas pela intro-

dução do hidrogênio a estrutura metálica. À medida que o metal vai solidificando,a solubilidade do hidrogênio decai e este vai sendo deslocado para regiões com

microtrincas ou microcavidades. A alta concentração de hidrogênio nesses pontos

provoca a triaxialidade de tensão fragilizando o aço. Dentre os principais fatores

que afetam a fragilização por hidrogênio, podemos citar a fonte de hidrogênio, a

microestrutura do aço, temperatura e tensões residuais.

Sobre a ocorrência de trincas a frio, é incorreto afirmar:

(A) CORRETO. Conforme mencionado acima, a microestrutura é um dos princi-

pais fatores que auxiliam na formação de trincas a frio. Quanto mais frágil for

o material, mais susceptível ele será a formação de trincas a frio.

(B) CORRETO. A presença de elementos de liga no aço auxilia na formação de

martensita, que é uma microestrutura frágil. Assim, a suscetibilidade a trin-

cas é proporcional a temperabilidade do aço, que pode ser estimada com o

conceito de carbono equivalente.

(C) INCORRETO. As trinca a frio estão relacionadas com o alívio de tensão de

forma oposta ao exposto pela alternativa. Um alívio de tensão provocaria uma





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Soldagem

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redução na susceptibilidade a trincas a frio.

(D) CORRETO. O hidrogênio é um dos principais fatores que causam a formação

de trincas a frio. Uma das fontes de hidrogênio é a umidade nos revestimentosde eletrodos ou nos fluxos. Esse hidrogênio é introduzido no metal de solda e

durante o resfriamento é segregado para a ZTA.

(E) CORRETO. A solubilidade do hidrogênio em função da temperatura pode ser

analisada no gráfico apresentado abaixo.

(WAINER, Emílio, BRANDI, Sérgio Duarte e MELLO, Fábio Décourt Homem de.

Soldagem Processos e Metalurgia)

Note que no estado líquido a solubilidade é extremamente grande e quando

a temperatura é reduzida, a solubilidade de hidrogênio no aço também é. Com a

queda de temperatura, o hidrogênio é difundido dentro do aço e é acumulado em

microcavidades, onde provocam a concentração de tensões.

Alternativa (C)





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51


A porosidade no metal depositado pode ocorrer:

I - devido à geração de gases como resultado de reaçõesquímicas na poça de fusão, sendo a presença demonóxido de carbono (CO) na poça de fusão um exemplotípico de gases gerados por reações químicas;

II - devido à segregação causada pela transformaçãogradual dos componentes, como a que ocorre desde a

vizinhança da linha de fusão até o centro do cordão desolda, bem como dentro e no contorno do grão cristalinodendrítico;

III - pela expulsão de gás de solução, à medida que a soldasolidifica, como, por exemplo, na soldagem de ligas dealumínio, quando o hidrogênio originado da umidade é

absorvido pela poça e, mais tarde, liberado.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmação(ões):(A) II, apenas.(B) I e II, apenas.(C) I e III, apenas.

(D) II e III, apenas.(E) I, II e III.

Resolução:

A porosidade é uma descontinuidade da solda que acontece no aprisiona-

mento de gases ou vapores durante a solidificação da poça de fusão. O aprisi-

onamento é resultado do decréscimo da solubilidade dos gases na poça durante

o resfriamento. Reações químicas no metal de solda também podem causar a

porosidade. Sobre a porosidade no processo de soldagem, é possível afirmar que:

I. VERDADEIRA. Reações químicas que acontecem na poça de fusão entre

os gases de proteção, como Ar e CO2, geram normalmente monóxido de

carbono. O gás é aprisionado na solda e gera a porosidade.

II. FALSA. O grão cristalino, uma vez solidificado, não há mais possibilidade de

formar a porosidade. À medida que a poça é solidificada, os gases geradoresde porosidade são segregados para dentro do líquido, onde a solubilidade de

gases é significativamente maior.

III. VERDADEIRA. O hidrogênio é o principal causador de porosidades em sol-

dagem de ligas de alumínio. A solubilidade do hidrogênio no alumínio líquido

é maior que no sólido. Quando o metal solidifica, o gás é expulso para a parte

ainda fundida. Uma das fontes de hidrogênio é a presença de umidade nos

consumíveis ou no metal de base.

Alternativa (C)





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Soldagem

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A seguir est o listados alguns defeitos comumente encon-

trados na soldagem manual a arco elétrico com eletrodo

revestido.

I - Mordeduras

II - Superposição

III - Falta de penetração

IV - Inclusão de escória

V - Falta de fusão

Algumas medidas preventivas que podem ser utilizadas como

forma de combater cada um destes defeitos são listadas

abaixo.

P) Reduzir a corrente

Q) Aumentar a corrente

R) Diminuir o diâmetro da alma do eletrodoS) Aumentar o diâmetro da alma do eletrodo

T) Reduzir a velocidade de avanço do eletrodo

U) Aumentar a velocidade de avanço do eletrodo

A relação correta do tipo de defeito com medida(s)

preventiva(s) possível(eis) é:

(A) I – P ; II – Q ; III – Q, R, T ; IV – P, T ; V – P

(B) I – P ; II – Q ; III – Q , R, T ; IV – Q , U ; V – Q

(C) I – Q ; II – P ; III – P, S, U ; IV – P, T ; V – P

(D) I – Q ; II – P ; III – Q, R, T ; IV – Q, U ; V – P

(E) I – Q ; II – Q ; III – P, S, U ; IV – Q , U ; V – P

Resolução:

Para determinar qual medida mais indicada para evitar os defeitos mais co-

muns em soldagem manual com eletrodo revestido, é interessante conhecer a de-

finição de cada defeito e suas possíveis causas.

I- Mordedura: é observada sempre no pé do cordão de solda, ou seja, entre o

metal de base e o cordão. Ocorre a formação de uma depressão, ou seja, um

entalhe que reduz a resistência mecânica da junta. A mordedura é formada,

principalmente, por um aporte térmico elevado. Ocorre a fusão excessiva do

metal de base, fazendo com que a poça escorra pela junta.

II- Superposição: é conhecida também com sobreposição ou ainda overlap.

Acontece quando o metal de adição solidifica-se sobre a borda da junta sem

fundir o metal de base. Uma das causas desse defeito é um baixo aporte

térmico, não provocando a fusão do metal de base ou uma alta taxa de depo-

sição.

III- Falta de penetração: é vista na raiz da solda, ocorre em função da dificul-

dade de preenchimento completo da raiz da solda. A raiz incompleta causa





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Soldagem

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uma região com grande concentração de tensão que facilita a propagação de

trincas. A causa de falta de penetração está relacionada ao projeto da junta

e os parâmetros de soldagem. Manipulação incorreta, junta muito pequena

comparada com o diâmetro do eletrodo, baixa corrente de fusão ou alta velo-

cidade de avanço podem causar a falta de penetração.

IV- Inclusão de escória: ocorre um aprisionamento de uma descontinuidade me-

tálica ou não metálica na zona fundida. Normalmente, são materiais de alto

ponto de fusão que não fundiram durante o processo de soldagem. Essa

inclusão também age como concentrador de tensão, fragilizando o compo-

nente. Frequentemente, esses materiais são oriundos do eletrodo, fluxos for-

madores de escória em soldas multipasses ou tungstênio no caso de soldaTIG. Assim, as principais causas são a manipulação inadequada do eletrodo,

remoção incompleta de sujeiras e escória e aporte térmico insuficiente para

a fusão da escória. Velocidades de avanço reduzidas também contribuem

para a inclusão, pois permitem que a escória formada penetre no metal ainda

fundido.

V- Falta de fusão: é causada por uma falha na continuidade metalúrgica entre

o metal depositado e o metal base ou entre dois passes de solda. A falta

de fusão é resultado de um aquecimento não adequado e a presença de

camadas de óxidos, que dificultam a fusão. O aporte térmico baixo, uma

limpeza deficiente das bordas da junta e a manipulação incorreta do eletrodo

são os causadores da falta de fusão.

Com base no exposto acima, é possível fazer a relação entre o defeito e as

medidas de prevenção como forma de combate.

P) Reduzir a corrente: ajuda a prevenir o defeito de morderdura (I), pois reduz a

fusão excessiva do metal de base.

Q) Aumentar a corrente: ajuda na superposição (II), já que aumenta o aporte

térmico e consegue a fusão do metal de base; também combate a falta de pene-

tração (III), pois aumenta a poça de fusão com maior aporte térmico; a inclusão

de escória (IV) também é prevenida com um maior aporte térmico, pois consegue

a fusão efetiva da escória; e reduz a falta de fusão (V).

R) Diminuir diâmetro da alma do eletrodo: essa medida combate a falta de pene-tração (III), porque facilita o alcance da raiz da solda.





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S) Aumentar o diâmetro da alma do eletrodo: não combate nenhum dos proble-

mas mencionados.

T) Reduzir a velocidade de avanço do eletrodo: com uma velocidade de avançodo eletrodo menor, há mais tempo de contato com o metal fundido e ele alcança

a raiz, reduzindo a falta de penetração (III).

U) Aumentar a velocidade de avanço do eletrodo: essa medida é bem vinda para

prevenir as inclusões de escória (IV). Tendo uma velocidade extremamente baixa,

a escória formada tende a penetrar no metal fundido, aumentado as inclusões.

Logo, a alternativa que relaciona corretamente os defeitos de soldagem com

as medidas preventivas é a ALTERNATIVA (B).

Alternativa (B)


m re aç o aos processos e so agem u zan o arametubular, assinale a afirmativa correta.

(A) Os processos sem proteção gasosa utilizam eletrodonão consumível e os que adotam gás de proteçãoutilizam eletrodo consumível com alimentação auto-mática.

(B) No processo sem proteção gasosa, o interior do arameé preenchido com um fundente que contém elementosformadores de escória, estabilizadores de arco edesoxidantes.

(C) No processo sem proteção gasosa, a eficiência desoldagem é inferior à obtida com eletrodos revestidos.

(D) No processo com proteção gasosa, o gás para a proteçãoda poça de fusão é conduzido pelo interior do arametubular até alcançar a ponta do eletrodo.

(E) No processo com proteção gasosa, o gás utilizado pode

ser inerte, ativo ou mesmo uma mistura destes, sendo aeficiência de soldagem inferior à obtida com eletrodosrevestidos.

Resolução:

O processo de solda com arame tubular é uma evolução dos processos

MIG/MAG, no qual foi introduzido um arame tubular no lugar de um arame sólido.

No interior do arame é posto um fluxo que tem a finalidade de melhorar o arco

elétrico e a transferência do metal, proteger o banho com formação de escória e,

em alguns casos, adicionar elementos de liga. Nesse processo é possível a utili-zação dos mesmos equipamentos para as soldas MIG/MAG. As proteções gaso-





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sas também podem ser utilizadas caracterizando o processo por proteção gasosa.

Quando a proteção é realizada somente com os elementos presentes no fluxo no

interior do arame, o processo é dito autoprotegido. As vantagens alcançadas com

o uso de arames tubulares são uma excelente aparência do cordão de solda, boas

características de arco, redução na formação de respingos e a possibilidade de

solda em todas as posições.

Sobre o processo de solda com arame tubular, é possível afirmar:

(A) INCORRETO. Tanto no processo sem proteção gasosa (autoprotegido),

quanto no processo com proteção gasosa é utilizado eletrodos que são con-

sumidos continuamente durante a soldagem.(B) CORRETA. No processo sem proteção gasosa (autoprotegido), toda a esta-

bilidade e proteção do arco são realizadas pelo material que é inserido no

interior do tubo. Ele funde durante o processo e forma uma escória sobre o

cordão, além de auxiliar como desoxidante.

(C) INCORRETA. O processo de solda com arame tubular normalmente é ope-

rado de forma automática ou semi-automática. Isso proporciona uma alta

eficiência da soldagem, o que não é alcançado no processo com eletrodosrevestidos que é um processo manual.

(D) INCORRETA. O gás é conduzido por volta do arame tubular. O seu interior é

preenchido pelo fluxo.

(E) INCORRETA. O gás de proteção pode ser inerte, ativo ou uma mistura destes.

Sua eficiência é superior ao processo de eletrodos revestidos por ser semi-

automático ou automático, enquanto o eletrodo revestido é manual.

Alternativa (B)





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A soldagem de manutenção é uma operação adotada industri-

almente para se prolongar a vida útil de equipamentos.Tal tipo de soldagem resulta em economia para o setor

produtivo, pois reduz as paradas não programadas e a

necessidade de manter estoques de peças de reposição.

Nesta perspectiva, quando da soldagem de manutenção em

peças, deve-se considerar que a(s):

(A) soldabilidade de peça de aço não depende da sua quan-

tidade de carbono.

(B) velocidade de soldagem não depende do diâmetro do

eletrodo.

(C) largura da zona termicamente afetada da peça não

depende da velocidade de soldagem.

(D) proteção do metal fundido depositado na peça não

depende do revestimento do eletrodo.(E) características metalúrgicas do metal de base da peça

não dependem do número de passes.

Resolução:

A soldagem de manutenção, conforme mencionado pela questão, é muito

utilizada para prolongar a vida útil de equipamentos industriais. Uma redução de

custos acontece, já que a soldagem de manutenção reduz paradas não programa-

das e a necessidade de manter peças de reposição em estoque. Sobre a soldagemde manutenção, considera-se que:

(A) INCORRETA. A soldabilidade de um componente de aço depende da sua

quantidade de carbono. O percentual de carbono no aço influi diretamente

na microestrutura formada e, consequentemente, na temperatura de fusão e

desempenho do componente soldado.

(B) INCORRETA. A velocidade de deposição também é dependente do diâmetro

do eletrodo. Um eletrodo com maior diâmetro diminui a taxa de deposição, jáque para fundir esse eletrodo é necessária maior quantidade de energia.

(C) INCORRETA. A largura da zona termicamente afetada é influenciada direta-

mente pela velocidade de soldagem. Com uma velocidade pequena, há maior

região aquecida e, consequentemente, maior zona termicamente afetada.

(D) INCORRETA. A proteção do metal fundido, principalmente em soldas com

eletrodo revestido, é realizada justamente pelo tipo de revestimento. Há basi-

camente quatro tipos de revestimento. A sua escolha depende dos cuidadosque são necessários para cada tipo de metal.





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(E) CORRETA. As características metalúrgicas do metal de base não são altera-

das pela quantidade de passes. O metal de base é considerado aquele onde

não há interação da solda, ou seja, além da zona termicamente afetada.

Alternativa (E)


Em relaç o prevenç o de ocorr ncia de defeitos em

soldagem, indique a afirmaçãoERRADA.

(A) Na soldagem manual e por arco submerso, quanto maior

a basicidade do fluxo, menor será o teor de oxigênioincluído.

(B) Nas linhas de dutos, há predominância da soldagem

executada apenas pelo lado externo da tubulação e,

conseqüentemente, a qualidade do passe de raiz é de

vital importância.

(C) A presença de oxigênio, sob a forma de inclusões de

óxidos, diminui consideravelmente o valor da energia

absorvida no Ensaio Charpy.

(D) A porcentagem de oxigênio incluída no metal de solda

depende do processo de soldagem e dos materiais

empregados.

(E) Um meio eficaz de melhorar as características de

resistência à propagação de trincas dos aços de baixo

carbono é diminuir o teor de manganês e elevar o de

carbono, considerando que a temperatura de transição

diminui com o aumento do valor C/Mn.

Resolução:

Os defeitos de uma solda podem ser interpretados como uma interrupção

ou violação estrutural na região soldada. Eles podem ser evidenciados como uma

falta de homogeneidade nas propriedades mecânicas, físicas, metalúrgicas e vi-

suais da região soldada. O conhecimento do tipo de defeito e seu mecanismode formação representam a diferença entre uma solda realizada com sucesso e a

indesejada falha do componente.

Sobre os defeitos de solda, é incorreto dizer que:

(A) CORRETA. A basicidade de um fluxo na solda por arco submerso e do reves-

timento na solda manual é representada pela relação entre os óxidos básicos

e óxidos ácidos. De um modo geral, fluxos com maior quantidade de óxidos

básicos tendem a gerar soldas com menor teor de oxigênio. Esse comporta-mento pode ser observado pelo gráfico abaixo.





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(MODENESI, Paulo J. - Soldabilidade dos Aços Transformáveis.

Universidade de Federal de Minas Gerais - 2012).

(B) CORRETA. A predominância da execução de soldagem apenas pelo lado ex-

terno acontece pela maior facilidade de acesso a região a ser soldada. Dessamaneira, o passe de raiz, ou seja, o primeiro passe, aquele que estará em

contato com o interior da tubulação, deve ser processado com extremo cui-

dado. Isso previne uma descontinuidade nessa região, que é muito crítica.

(C) CORRETA. A presença de qualquer inclusão na rede cristalina de um metal

proporciona uma concentração de tensão. Essa tensão concentrada fragiliza

o metal, reduzindo a energia absorvida no ensaio de impacto Charpy.

(D) CORRETA. Conforme analisado na alternativa (A), depende do tipo de fluxoutilizado para proteção do metal. Condições de processo, como aporte tér-

mico e velocidade, também podem contribuir para o aprisionamento de oxigê-

nio no metal de solda.

(E) INCORRETA. Aumentando o teor de carbono no aço, a formação de microes-

truturas frágeis na junta soldada é favorecida. A martensita, por exemplo, se

forma com maior facilidade em teores de carbono mais elevados.

Alternativa (E)





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om re aç o aos processos e so agem a arco e trco,

assinale a afirmação correta.(A) No processo de soldagem a arco submerso, é utilizado

um eletrodo não consumível, que consiste em um arame

metálico, coberto com um revestimento fundente, que é

consumido através de um arco gerado entre sua extre-

midade livre e o metal que se deseja soldar.

(B) No processo de soldagem a arco elétrico com eletrodo

revestido, é utilizado um eletrodo consumível, que con-

siste em um arame metálico, coberto com um revesti-

mento fundente, que é consumido através de um arco

gerado entre sua extremidade livre e o metal que se de-

seja soldar.

(C) No processo de soldagem MIG, é utilizado um eletrodo

não consumível, que consiste em um arame metálico,

sendo a zona do arco e a poça de fusão protegidas da

contaminação atmosférica pelo gás alimentado pela tocha

de solda, e os gases tradicionalmente utilizados para

esta finalidade são o hélio e o argônio.

(D) No processo de soldagem MAG é utilizado um eletrodo

não consumível, que consiste em um arame metálico,

sendo a zona do arco e a poça de fusão protegidas da

contaminação atmosférica pelo gás alimentado pela tocha

de solda, e o gás tradicionalmente utilizado para esta

finalidade é o CO2

.

(E) No processo de soldagem TIG é utilizado um eletrodo

consumível, coberto com um revestimento fundente, que

é consumido através de um arco gerado entre sua extre-

midade livre e o metal que se deseja soldar.

Resolução:

A soldagem a arco envolve a maior parte dos métodos de soldagem utiliza-

dos na indústria. A fonte de calor utilizada é proveniente de uma descarga elétrica

que acontece em um meio gasoso entre um eletrodo e a peça. Existem diversos

tipos de eletrodos e mecanismos de formação de arco. Cada mecanismo carac-

teriza um processo de soldagem. Sobre os diversos processos a arco elétrico écorreto afirmar que:

(A) INCORRETA. No processo a arco submerso, o eletrodo é consumido, já que

serve de metal de adição para o processo de soldagem. O eletrodo é um

arame metálico nu que fica enrolado na forma de bobina. A proteção do arco

e da poça fundida é realizada com um fluxo que é depositado continuamente

sobre arco.

(B) CORRETA. Na solda com eletrodo revestido, o arco é formado entre o eletrodoe a peça a ser soldada. Esse eletrodo é composto por uma alma metálica e





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Soldagem

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recoberto com um revestimento fundente. O eletrodo e o revestimento são

consumidos durante o processo de soldagem.

(C) INCORRETA. No processo de solda MIG (Metal Inert Gas ), o arco é formadoentre o um eletrodo metálico nu e peça a ser soldada. O mesmo é consumido

continuamente durante o processo de soldagem. A proteção do arco e da

poça é realizada por uma mistura gasosa inerte que é alimentada pela tocha.

Normalmente, na solda MIG são utilizados o argônio e o gás hélio como gases

de proteção.

(D) INCORRETA. Assim como no processo MIG, no processo MAG (Metal Active

Gas ) o arco é formado por um eletrodo nu e a peça a ser soldada, O eletrodo

também é consumido continuamente durante o processo de soldagem. Neste

caso, os gases de proteção são ativos e são fornecidos pela tocha. Na solda

MAG, é utilizado dióxido de carbono (CO2) como gás de proteção e, em alguns

casos, uma mistura de gases ativos (CO2, O2) com gases inertes (Ar, He).

(E) INCORRETA. Diferentemente das soldas MIG/MAG, o eletrodo é virtualmente

não consumível na solda TIG, ou seja, não é utilizado como metal de adição.

O arco é formado entre o eletrodo de tungstênio e a peça a ser soldada. O

metal de adição pode ser utilizado, porém não faz parte do arco elétrico. Aproteção do arco e da poça, nesse caso, é realizada por gás argônio, hélio ou

uma mistura dos dois.

Alternativa (B)





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Soldagem

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ss na e a opç o que apresenta corretamente os t pos e

defeitos e suas possíveis causas, na soldagem manual a

arco elétrico.

(A) Mordeduras – corrente excessiva, arco muito longo. Fal-

ta de penetração – diâmetro da alma do eletrodo muito

grande, corrente insuficiente, velocidade de avanço alta.

(B) Falta de fusão – corrente excessiva. Inclusão de escória

– corrente excessiva, arco muito curto.

(C) Porosidades – corrente insuficiente, sujeira na zona de

solda (óleo, graxa, ferrugem, tinta etc). Mordeduras –

corrente insuficiente, arco muito curto.

(D) Falta de penetração – diâmetro da alma do eletrodo muito

pequeno, corrente excessiva, velocidade de avanço bai-

xa. Falta de fusão – corrente insuficiente.

(E) Inclusão de escória – corrente insuficiente, arco muito

longo. Porosidades – corrente excessiva, ângulo do

chanfro inadequado.

Resolução:

Existem diversos defeitos de soldagem que podem surgir durante a opera-

ção ou após o processo de soldagem. Os defeitos de soldagem estão intimamente

ligados às condições de processo utilizadas e a escolha e operação inadequada

de consumíveis. É considerado um defeito de soldagem a alteração na homo-

geneidade nas propriedades mecânicas, físicas, metalúrgicas e visuais do metal

de base ou do metal de solda. Para resolver a questão é interessante, primeiro,

esclarecer os defeitos mencionados nas alternativas.

• Mordedura: é o defeito que acontece no pé do cordão de solda, entre o metal

de base e a zona de fusão. É caracterizada por uma depressão que é obser-

vada na borda superior da junta ou na raiz da solda. Normalmente, é causada

por um elevado aporte térmico, ou seja, elevada corrente e arco elétrico longo.

• Falta de penetração: é observada na raiz de solda, onde o arco não teve ca-

pacidade de fundir completamente. Isso pode ser ocasionado por um eletrodo

com diâmetro grande, no qual há dificuldade de alcançar o fundo da junta pro-

jetada. Outros fatores que contribuem para a falta de penetração são uma

corrente insuficiente e uma velocidade de avanço elevada. Essas práticas

reduzem o aporte térmico e, consequentemente, a capacidade de fusão da

junta.

• Falta de fusão: é causada por uma descontinuidade metalúrgica entre o metal

depositado e o metal base ou entre dois passes de solda. É ocasionada por





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Soldagem

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uma dificuldade de fusão do metal, normalmente é relacionada com uma baixa

corrente de soldagem.

• Inclusão de escórias: ocorre um aprisionamento de materiais metálicos ounão metálicos de alto ponto de fusão que não foram fundidos durante a sol-

dagem. Normalmente, esses materiais são provenientes do revestimento do

eletrodo. O uso de uma corrente maior pode ajudar a fundir a escória formada

em cada passe e reduzir o aparecimento de inclusões. O arco muito curto

também ajuda a prevenir, pois aumenta o aporte térmico.

• Porosidades: é a consequência de aprisionamento de gases ou vapores dis-

solvidos na poça de fusão durante a solidificação do metal. À medida que

o metal vai solidificando a solubilidade de gases, decresce drasticamente o

que provoca uma segregação dos gases para a parte ainda líquida. Caso a

velocidade de solidificação for maior que a velocidade de segregação, ocorre

o aprisionamento de gases. Normalmente, este tipo de defeito está relacio-

nado com a composição química do metal de base, do revestimento ou gases

de proteção. Contaminações na superfície a ser soldada como graxa, óleo,

ferrugem ou tintas também contribuem para a formação de porosidades.

Assim, a alternativa que relaciona o tipo de defeito com suas principais cau-

sas é a ALTERNATIVA (A).

Alternativa (A)





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Soldagem

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egun o o cr t r o o mecan smo s co, os processos esoldagem se classificam em soldagem por fusão, por pres-são e brasagem. São exemplos de processos por fusão epor pressão, respectivamente, as soldagens:(A) MIG e TIG.(B) por pontos e MAG.(C) por arco submerso e por feixe de elétrons.(D) fraca e oxiacetilênica.(E) por eletroescória e por resistência.

Resolução:

Considerando o critério do mecanismo físico que é envolvido no processo

de soldagem, podemos citar os seguintes processos:

• Soldagem por fusão: é considerado como sendo o processo que envolve a

fusão do metal por meio de energia elétrica ou química sem haver a pressão

dos componentes a serem soldados.

• Soldagem por pressão: é considerado como sendo o processo que envolve o

coalescimento das partes a serem soldadas por uma pressão que é exercida

por dois eletrodos.

• Brasagem: é o processo no qual ocorre a união das partes por meio da fusão

de uma liga metálica. Neste caso, o metal de base não sofre a fusão, somente

a liga metálica.

Dessa maneira, é possível identificar os dois processos que são classifica-

dos como processo de soldagem por fusão e processo de soldagem por pressão.

(A) INCORRETO. MIG e TIG são considerados processos de soldagem por fu-são. Nos dois casos, o metal de base é fundido pela ação de um arco elétrico

formado entre o eletrodo e a peça a ser fundida. A proteção do arco é reali-

zada por meio de gases inertes. No processo MIG, o próprio eletrodo serve

de metal de base. Na solda TIG, o eletrodo não é consumido, mas um metal

de adição pode ser usado.

(B) INCORRETO. A soldagem por ponto pode ser considera como uma solda por

pressão. Dois eletrodos pressionam as partes a serem soldadas e um curto

pulso de baixa tensão e alta corrente é gerado. A resistência dos metais debase provoca a geração de calor suficiente para haver a coalescência/união





D R A

F T

Soldagem

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dos metais. A solda MAG é caracterizada pela fusão das partes a serem

soldadas por meio de um arco elétrico. A proteção do arco, neste caso, é

causada por gases ativos.

(C) INCORRETO. Tanto a soldagem a arco submerso, quanto a soldagem por

feixe de elétrons são consideradas soldagens por fusão, já que fundem o

metal sem haver pressão. Na soldagem a arco submerso, o arco elétrico é

formado pela peça e um eletrodo nu. A proteção do arco é realizada pela

deposição de um fluxo que se funde sobre o arco. Na soldagem por feixe de

elétrons, ocorre a fusão localizada da junta. O calor gerado para a fusão é

resultado do bombardeamento de elétrons na superfície metálica.

(D) INCORRETO. A solda fraca, também conhecida por solda branda, é um pro-

cesso que é classificado como brasagem. Neste processo de soldagem, o

metal de adição tem temperatura de fusão abaixo do ponto de fusão do metal

de base e abaixo de 450◦C. Na solda oxiacetilênica, ocorre a fusão do metal

por meio de uma chama entre um combustível gasoso e oxigênio.

(E) CORRETO. No processo de soldagem por eletroescória, a fusão do metal de

adição e da peça acontece por meio do calor proveniente de uma escória fun-

dente que é mantida em altas temperaturas. No processo de resistência, aunião das partes acontece devido a uma corrente que passa pela peça ao

mesmo tempo em que é exercida uma pressão. Em certas ocasiões pode

acontecer a fusão localizada, porém ainda se considera um processo de sol-

dagem sob pressão.

Alternativa (E)





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Soldagem

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Na soldagem por fricção, também chamada soldagem poratrito, pode-se afirmar que:(A) cada parte a ser soldada é aquecida separadamente pelo

atrito com uma ferramenta especial, para em seguidaserem reunidas e soldadas uma à outra pela aplicaçãode altas pressões e neste momento atingindo a tempe-ratura de fusão.

(B) cada parte a ser soldada é aquecida separadamente,pelo atrito com uma ferramenta especial, para em segui-da serem reunidas e soldadas uma à outra pela aplica-ção de altas pressões, sem que seja atingida a tempe-ratura de fusão.

(C) as partes a serem soldadas são postas em contato eaquecidas por atrito até que seja atingida a temperaturade fusão, sendo freqüente a existência de altas pres-sões na região da solda.

(D) as partes a serem soldadas são postas em contato eaquecidas por atrito, sem que seja atingida a temperatu-ra de fusão, sendo freqüente a existência de altas pres-sões na região da solda.

(E) as partes a serem soldadas são postas em contato eaquecidas por atrito, juntamente com o metal de adição,até que seja atingida a temperatura de fusão, sendo fre-qüente a existência de altas pressões na região da solda.

Resolução:

A soldagem por atrito é uma soldagem que acontece no estado sólido, ou

seja, não ocorre a fusão dos metais. A união das partes é realizada por um aque-cimento gerado mecanicamente. Esse aquecimento é devido à rotação de uma

das partes mantida em contato sobre a outra que está fixa. Normalmente, há o

uso de elevadas pressões durante o processo para que seja possível a soldagem.

No início do processo, a fricção aumenta as áreas de contato, fazendo com que

a temperatura aumente. O material torna-se plástico e começa a fluir devido às

pressões exercidas. Nesse momento, ocorre a ligação das partes. Como não há

a formação de fases líquidas, não ocorrem os inconvenientes dos processos de

solidificação.

Com base no exposto acima, é possível identificar a alternativa correta. A

ALTERNATIVA (D) é a que descreve corretamente o processo de soldagem por

atrito. Ela diz que as partes a serem soldadas são postas em contato e aquecidas

por atrito sem que haja a fusão das partes envolvidas e que, frequentemente, há

o uso de elevadas pressões. As demais alternativas descrevem erroneamente

que a soldagem por atrito: promove a fusão das partes envolvidas; as partes são

aquecidas separadamente; utiliza-se metal de adição.

Alternativa (D)





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a so agem ox acet n ca, ut zan o-se c ama:

(A) neutra, o oxigênio e o acetileno são fornecidos em partesiguais através do maçarico e o restante do oxigênio ne-

cessário para a combustão é fornecido pelo ar ambiente.

(B) neutra, todo o oxigênio utilizado para a combustão é for-

necido pelo ar ambiente.

(C) redutora, o oxigênio e o acetileno são fornecidos em

partes iguais através do maçarico e o restante do oxigê-

nio necessário para a combustão é fornecido pelo ar

ambiente.

(D) oxidante, todo o oxigênio utilizado para a combustão é

fornecido através do maçarico.

(E) oxidante, o oxigênio e o acetileno são fornecidos em

partes iguais através do maçarico e o restante do oxigê-

nio necessário para a combustão é fornecido pelo arambiente.

Resolução:

Na soldagem oxiacetilênica, ocorre a fusão do metal base e do metal de

adição por meio de uma chama proveniente da queima de um combustível com

um oxidante. O combustível usado é o acetileno (C 2H 2) e o oxidante é o oxigênio

(O2). A queima estequiométrica do acetileno com oxigênio é descrita abaixo:

2C 2H 2 + 5O2 → 4CO2 + H 2O + calor

Nota-se que, para cada molécula de acetileno, são necessárias 2,5 molé-

culas de oxigênio para que a combustão seja completa (estequiométrica). Ideal-

mente, deveria ser fornecida à chama, pelos cilindros, uma molécula de acetileno

e 2,5 moléculas de oxigênio. No entanto, isso é inviável comercialmente. Na prá-

tica, para uma combustão completa, são fornecidas pelos cilindros uma molécula

de C 2H 2 e uma molécula de O2, o restante do oxigênio é fornecido pelo próprio aratmosférico.

Existem, basicamente, três tipos de chamas que são utilizadas no processo

de soldagem oxiacetilênica.

• Chama neutra - é aquela com queima completa do combustível e sem excesso

de oxidante. Acontece a reação de combustão estequiométrica.

• Chama redutora - é aquela com um excesso de combustível.

• Chama oxidante - é aquela com um excesso de oxidante (O2).





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Assim, é possível identificar a alternativa correta.

(A) CORRETA. Conforme citado acima, para uma chama neutra é necessário a

queima completa do acetileno. Para isso, o maçarico é suprido com partes

iguais de acetileno e oxigênio e, por uma questão comercial, o restante de O2

necessário é fornecido pelo ar ambiente.

(B) INCORRETA. Uma parte do O2 necessário é fornecida pelo cilindro de oxigê-

nio e outra parte é proveniente do ar ambiente.

(C) INCORRETA. Para que se tenha uma chama redutora, é necessário que se

forneça um excesso de combustível.

(D) INCORRETA. Em uma chama oxidante, é necessário fornecer mais oxidante.

(E) INCORRETA. Em uma chama oxidante, é necessário fornecer mais oxidante.

Alternativa (A)


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07486919443-2014-09-19-21-09-09-EngInspecao-Soldagem-1a