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LIGAÇÕES PERMANENTES Processo de soldadura

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LIGAÇÕES PERMANENTES

Processo e processos de soldadura

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Tipos de Juntas Soldadas


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Tipos de Juntas Soldadas


Processo de soldadura

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Soldadura com Elétrodos Não Fusíveis (GTAW)



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Introdução

O Processo Gas Tungsten Arc Welding habitualmente referido como TIG é um processo de soldadura por arco voltaico no qual o calor é produzido por um arco que arde no intervalo entre a peça e um elétrodo não fusível,

O método popularizou-se nos anos 1940 na soldadura de magnésio e alumínio com o uso de gás inerte no lugar de fluxo para a proteção do banho de solda



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Benefícios do Processo (GTAW)

Produz soldas de qualidade superior, geralmente livres de defeitos, ótimas propriedades mecânicas e acabamento. Está livre dos respingos que ocorrem em outros processos a arco; Permite excelente controle na penetração de passes de raiz; Pode produzir excelentes soldagem autógenas (sem adição) a altas velocidades;

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Permite um controle preciso das variáveis da soldagem; Solda praticamente todos os metais industrialmente utilizados, inclusive metais dissimilares; Permite um controle independente da fonte de calor e do material de adição. O processo pode ser automatizado Solda em todas as posições Pouca geração de fumos

http://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Metais_dissimilares&action=edit&redlink=1



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Principio de Funcionamento (GTAW)



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Tipos de Elétrodos e Gases de Soldadura

Elétrodos

Elétrodos de carvão Elétrodos de Tungsténio Elétrodos de Volfrâmio



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Tipos de Elétrodos e Gases de Soldadura Gases de Proteção Árgon Árgon + Hidrogenio Árgon/Hélio O hélio é geralmente adicionado para aumentar o calor introduzido no processo (aumentar a velocidade ou penetração)

Hidrogenio produz uma soldadura com um aspecto limpo e também aumenta o calor introduzido contudo, pode promover porosidade ou fissuras de hidrogene



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Descontinuidades

Cortes por queima Inclusões de Tungsténio Porosidade Fissuras no cordão de solda Fissuras na zona de influencia térmica



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Limitações e Potenciais Problemas do Processo

Este processo requer um soldador de grande destreza do que com os processos MIG/MAG e manual

Possui baixo indexe de deposição Mais caro soldar metais de grandes espessuras



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Arco firme Consumo Excessivo dos elétrodo Porosidade Arco de difícil ignição



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Taxas de deposição inferiores comparativamente com processos de eléctrodos consumíveis; Há necessidade de maior destreza e coordenação do operador em relação ao SMAW e GMAW; Requer soldadores altamente qualificados. É menos económico que os processos de elétrodos consumíveis para espessuras superiores de 10 mm; Há dificuldade de manter a proteção em ambientes turbulentos;

http://pt.wikipedia.org/wiki/El%C3%A9trodo

http://pt.wikipedia.org/wiki/SMAW

http://pt.wikipedia.org/wiki/GMAW



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Pode haver inclusões de tungstênio, no caso de haver contato do mesmo com a banho de soldadura; Pode haver contaminação da solda se o metal de adição não for adequadamente protegido; Há baixa tolerância a contaminantes no material de base ou adição;


Parametros do Processo de soldadura

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Diâmetro do alame. Gás de proteção (Árgon, Hélio, Argon/hidrogenio) Metal de adição. Intensidade da corrente. Tensão. Tipo de eletrodo. Tipo de Corrente Elétrica, Continua: DC(+) / DCEP e AC. Velocidade da soldadura. Posicisão da soldadura.



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Soldadura Por Plasma (PAW)



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O processo é similar ao TIG com a significante diferença de que neste caso o gás é confinado no bico e forma o plasma que atinge elevadíssimas temperaturas 10.000-20.000oC O processo é sustentado por um arco transferido do elétrodo para o metal base enquanto que com outros processos o arco é formado no espasso entre o elétrodo e o metal base

Introdução



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PLASMA

Plasma é definido como sendo uma coleção de partículas carregadas contendo quase a mesma quantidade de electrões e iões positivos, e embora apresente quase todas as características dos seus gases formadores, se difere deles por ser um bom condutor de eletricidade.



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PLASMA

A ionização do gás causa a criação de electrões livres e iões positivos entre os átomos de gás. Quando isso ocorre, o gás em questão torna-se eletricamente condutivo com excelente capacidade para transmissão de corrente elétrica

Esse processo utiliza um arco eléctrico concentrado que derrete o material através de um feixe de plasma de alta temperatura.


Processo e processos de soldadura

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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO

O plasma é um gás ionizado i.e, superaquecido tornando-se condutor de corrente elétrica. Tal como no processo TIG o processo PAW usa o plasma para aquecer as peças a trabalhar. O metal a soldar é fundido pelo colar intenso do arco até a fusão



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Modos de execução do processo (PAW)

Soldadura por plasma pode ser executada manualmente o chamado micro ou min-plasma em correntes que variam de 0.1-15A

Também aplicam correntes que variam de 15-100A para soldadura com jacto não imergente

Jacto imergente (Keyhole mode) com correntes acima 100A

(Keyhole mode) - modo de fechadura do buraco



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Modos de execução do processo (PAW)


Parametros do Processo de soldadura

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Diâmetro do orificio. Fluxo de Gás de proteção e de plasma (Árgon, Hélio, Argon/hidrogenio) Intensidade do corrente. Tensão. Tipo de polaridade: DC(+) / DCEP e AC. Velocidade de soldadura.



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Vantagens e desvantagens do Processo (PAW)

Uma das grandes vantagens do processo Plasma, principalmente por se tratar da logística (operações de compra, transporte e armazenamento de material), é a possibilidade de supressão do uso de arame (metal de adição).

Devido à intensidade e concentração do arco (calor), é possível soldar chapas até 10 mm de espessura numa única passagem.



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Processo Plasma tem maior tolerância à variação do comprimento de arco (distância da tocha em relação à peça a soldar) e maior eficiência térmica de fusão, resultando em soldas de menor volume e com menores níveis de tensões ou distorções residuais.



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Essas vantagens, aliadas a outras características positivas, têm colocado o processo de soldagem a plasma em concorrência direta com outros processos convencionais, não só com o TIG, mas mesmo com o MIG/MAG, em diversas aplicações.



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Vantagens A principal vantagens deste processo é alta estabilidade do seu arco que resulta em:

A rigidez do arco possibilita o melhor controle da potência a aplicar

Permite grandes variações da distância entre a ponta da tocha a peça a soldar sem alterar a solda



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Vantagens

Produz uma estreita zona de influencia térmica

Grandes velocidades de soldadura

Micro solda de 0.1-1mm

Arco não emergente solda de 1.0-3.5

Keyhole modo solda de 3.5-10mm



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Desvantagens

A confinação do gás do plasma resulta num barulho durante o processo.

O bico do maçarico requer constante substituição

A espessura a soldar no processos manual e bastante limitado



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Campo de Aplicação do Processo (PAW)

Apesar de já ser conhecido há anos através da literatura clássica, o processo Plasma ainda não encontra grande aplicação no meio industrial, principalmente em países onde o desenvolvimento industrial ainda está em crescimento.

Porém, na Alemanha esse processo tem sido amplamente utilizado em aplicações específicas por se mostrar mais eficiente que outros processos a arco.



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Uma das explicações para o insucesso inicial da soldadura por arco de plasma pode estar no modo como o processo foi introduzido no mercado; a expressão “Soldadura por Plasma” trazia na mente dos usuários um processo complexo e com alta tecnologia agregada.

Sob o ponto de vista de “marketing”, usar a palavra Plasma para descrever uma modificação do processo TIG pode ter prejudicado sua receptividade



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Também é relatada a aplicação na indústria aeroespacial, na soldagem de ligas especiais de alumínio.

Apesar de menos comum, o processo Plasma pode ser aplicado em uniões de aços ao carbono, como na soldagem da parte superior de amortecedores destinados à indústria automobilística.



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A maior aplicação industrial do processo de soldadura por

arco de plasma reside na fabricação de equipamentos de

aços inoxidáveis, com chapas de espessuras médias (3 a 8

mm) e dos que requerem cordões longos, como é o caso de

tanques e reatores para a indústria química e de bebidas.



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Como outros exemplos de aplicação pode-se mencionar a fabricação de radiadores, a soldadura de pontos críticos em motores de automóveis e a soldadura de componentes elétricos, como chapas para transformadores e alternadores.

Também é relatada a aplicação na indústria aeroespacial, na soldadura de ligas especiais de alumínio



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Campo de Aplicação do Processo (PAW) Apesar de menos comum, o processo Plasma pode ser aplicado em uniões de aços ao carbono, como na soldadura da parte superior de amortecedores destinados à indústria automotiva. Como outros exemplos de aplicação pode-se mencionar a fabricação de radiadores, a soldadura de pontos críticos em motores de automóveis e a soldadura de componentes eléctricos, como chapas para transformadores e alternadores.



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O campo de aplicações deste processo se estende à soldagem de compressores e demais componentes, além de eixos e componentes estruturais para veículos automotores, o que incluiria a confecção dos chamados “tailored blanks”.

Tailored blanks - espaços em branco personalizados



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O termo “tailored blanks” se refere a painéis conformados a partir de várias chapas de aço soldadas como uma “colcha de retalhos” (cada uma das partes podendo ter espessura e propriedades mecânicas diferentes). A Figura em baixo ilustra esta técnica de fabricação.



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De uma forma geral, a aplicação do processo Plasma se torna típica em soldagens de alta produção, quando as desvantagens relacionadas com os custos são superadas pelas vantagens intrínsecas ao processo.



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Campo de Aplicação do Processo (PAW) Mas é importante apontar que este processo tem uma inerente complexidade operacional.

Há exigência de melhor preparação da junta (menor tolerância) e maior domínio da regulagem dos parâmetros.

A exigência de menor tolerância na preparação e fixação das partes da junta direciona este processo para linhas automatizadas, como se vê na Figura em baixo



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Outra desvantagem é a limitada oferta de sistemas de soldadura a plasma e o custo relativamente alto destes equipamentos, principalmente se comparado ao processo TIG.



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