SOLDAGEM Aula 01

Faculdade Pitágoras – Núcleo de Engenharias

Engenharia Mecânica 9º Período

Barreiro , Agosto 2016

Índice

• Introdução

• Definição

• Formação de uma junta soldada

• Principais processos de soldagem

• Comparação com outros processos de fabricação

Introdução

• Por serem extensos a quantidade de termos no campo da soldagem, iremos abordar de forma resumida os termos de terminologia e simbologia da soldagem.

• Caso necessário um aprofundamento, pode-se consultar bibliografia específica para um estudo mais completo.

Introdução

• Por serem extensos a quantidade de termos no campo da soldagem, iremos abordar de forma resumida os termos de terminologia e simbologia da soldagem.

• Caso necessário um aprofundamento, pode-se consultar bibliografia específica para um estudo mais completo.

Introdução B) Forças microscópicas:

Também denominadas Inter atômicas e intermoleculares, a união é realizada pela aproximação de átomos, ou moléculas das peças as serem unidas, podendo ter materiais adicionais e intermediários.

Introdução

B) Forças microscópicas:

Introdução

A soldagem representa um dos mais importantes processos de união utilizados industrialmente.

Constitui junto com a brasagem aplicações diversas na indústria que vai desde a microeletrônica até fabricação de navios e outras estruturas com centenas ou milhares de toneladas.

Introdução

Utilizada também desde um simples portão até equipamentos de elevado grau de responsabilidade como petrolíferas, químicas e até reatores nucleares.

Definição

Processo de união de materiais usado para obter a coalescência (união) localizada de metais e não-metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem utilização de pressão e/ ou material de adição.

AWS (American Welding Society)

Engloba um aspecto mais operacional.

Definição

“ União de dois materiais é realizada, ou através da fusão dos mesmos em íntimo contato; ou pela fusão de ambos e adição de outro material fundido; ou, ainda, simplismente, por contato destes materiais, nas fases sólidas ou semi-sólida. ”

Machado, 1996

Definição

“ Processo de união de materiais baseados no estabelecimento de força de ligação química de natureza similar às atuantes no interior dos próprios materiais, na região de ligação entre os materiais que estão sendo unidos. ”

Marques, 2009

Formação de uma junta soldada

• De uma forma simples, uma peça metálica pode ser considerada como formada por um grande número de átomos em arranjo espacial (estrutura cristalina).

Formação de uma junta soldada

• Posicionados a uma distância r0, na qual a energia do sistema é mínima. A situação de cada átomo não se tende a se ligar a nenhum átomo extra, por está com sua energia mínima.

Variação de energia potencial para um sistema composto de dois átomos em função da distância de separação entre eles.

Formação de uma junta soldada

• A peça é formada por um grande número de átomos em um arranjo espacial (estrutura cristalina);

• Átomos no interior da estrutura são cercados por um número de vizinhos mais próximos, ou seja, estão ligados a menos vizinhos, tendo maior nível de energia;

Formação de uma junta soldada

• Este efeito poderá acontecer se colocarmos junto dois blocos de gelo.

• Sabe-se que isto não ocorre para duas peças metálicas, exceto em condições muito especiais.

Formação de uma junta soldada

1. Superfícies de um material por mais polida que seja, apresenta uma grande rugosidade em escala macroscópica.

Formação de uma junta soldada

2. Nas superfícies por maior que seja o processo de limpeza existem camadas de óxido, umidade gordura e poeira impedindo um contato real entre as superfícies.

Formação de uma junta soldada

• Para que seja superado estes obstáculos, originam dois grandes grupos de processos de soldagem:

A) Processos de soldagem por pressão;

B) Processos de soldagem por fusão.

Formação de uma junta soldada

A) Processos de soldagem por pressão:

Deformação da superfícies de contato, permitindo a aproximação dos átomos a distância r0.

Exemplos: Forjamento, ultra-som, fricção, difusão,

explosão etc.

Formação de uma junta soldada A) Processos de soldagem por pressão:

• Aplicação de pressão elevada.

• Produz deformação plástica nas superfícies metálicas.

• Permite a aproximação atômica a distâncias da ordem de r0.

• Em geral, as peças são aquecidas localmente para facilitar a sua deformação, não havendo porém fusão do material.

Formação de uma junta soldada

B) Processos de soldagem por fusão:

Ocorre a fusão dos materiais e são separados de acordo com a fonte de energia, sendo um dos mais utilizados a energia a arco elétrico.

Formação de uma junta soldada

B) Processos de soldagem por fusão:

• Aplicação localizada de calor na região de união.

• Produz fusão do metal base e do metal de adição (quando este for utilizado).

• Produz a ligação pela solidificação do metal fundido.

• Destruição das interfaces.

Principais processos de soldagem

Principais processos de soldagem

Principais processos de soldagem

Processos que promovem a união por fusão localizada

Soldagem a arco elétrico

Soldagem a plasma

Soldagem por eletro escória

Soldagem a chama

Soldagem por bombeamento de elétrons

Soldagem por eletrogás

Soldagem por laser

Soldagem por Hidrogênio Atômico

Principais processos de soldagem

Soldagem que promovem união por aplicação de pressão no estado sólido

Soldagem por resistência

Soldagem por Explosão

Soldagem por Difusão

Soldagem por Atrito

Soldagem por Ultra-som

Soldagem por Pressão

Principais processos de soldagem

Comparação com outros processos de Fabricação

Vantagens

• Permite montagem de conjuntos com rapidez, segurança e economia de material;

• Juntas soldadas e executadas corretamente, são por si mesmas estanques, mesmo em pressões elevadas;

Comparação com outros processos de Fabricação

Vantagens

• Comparado à fundição, podem ter variações de espessuras em uma mesma peça, inexistência de uma espessura mínima para preenchimento, possibilidade de materiais diferentes na mesma peça e menor investimento inicial.

Comparação com outros processos de Fabricação

Vantagens

• Possui grande versatilidade (jóias, componentes eletrônicos, vasos de pressão – compreendendo desde materiais simples a grandes estruturas e equipamentos complexos.)

• Grandes produções com enormes custoXbenefício

Comparação com outros processos de Fabricação

Desvantagens

• União permanente (desmontagem com destruição parcial ou total).

• A aplicação de energia térmica e mecânica (distorções e tensões residuais) – metalúrgicas (mudança de microestrutura e alteração de propriedades.

• Podem ter formação de descontinuidades, poros e trincas causando falhas prematuras, estendendo a grande parte ou toda a peça.

Comparação com outros processos de Fabricação

Desvantagens

Consequências de uma falha ou um componente soldado pode ser ampliados devido à natureza monolítica.

Ex. Rebite falhas pontuais.

Soldagem – Falha tende a estender toda a estrutura devido à eliminação de separação de peças.

Exercícios

1) O que é soldagem?

2) Por que é possível soldar dois blocos de gelo por aproximação?

3) Quais as principais vantagens e desvantagens da soldagem?

4) Que tipo de materiais além dos metais podem ser soldados?

5) Existem produtos impossíveis de serem fabricados sem a utilização da soldagem? Cite alguns se for o caso.

6) Em que casos a soldagem não é recomendada como

Processo de união?

SEGURANÇA EM SOLDAGEM

Dúvidas?

Bibliografia Machado, Ivan Guerra Soldagem e técnicas conexas: processos. 1 ed. UFRGS Rio Grande do Sul 1996. 477 p.: il CDU621.791 Marques, Paulo Villani Soldagem: Fundamentos e tecnologia / PauloVillani Marques, Paulo José Modenesi, Alexandre Queiroz Bracarense 3. ed. UFMG Belo Horizonte 2009. 363 p. IBSN 978-85-7041-748-0

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