Processos Soldagem

5/10/2018 Processos Soldagem - slidepdf.com

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Capítulo: Processos de soldagemCarga Horária: 24 horas

Objetivos: Apresentar ao estudante os diferentes processos de soldagem, suascaracterísticas, vantagens, desvantagens e peculiaridades de uma forma resumida,pois muitos são os processos disponíveis atualmente.

Desenvolvimento:

Intuitivamente até podemos concluir que, se fazemos uso de eletrodosrevestidos, equipamento gerador, retificador, ou (no caso de necessidade decorrente alternada), de uma fonte transformadora, estamos usando o processoSMAW ou “eletrodo revestido ou ER”

De outra forma, se temos uma fonte elétrica de tensão constante, carretelcom arame consumível sólido, e proteção gasosa temos o processo MIG se o gásfor inerte; MAG se fizermos uso de misturas ou gases ativos. Portanto estamosfalando do processo MIG-MAG (ou conforme a AWS processo GMAW).

Como fica claro a primeira vista, cada um desses processos tem suascaracterísticas e desde já devemos ter em mente que não existe um processo queseja melhor que o outro. O que se tem são processos vantajosos para cada situaçãoem especial.Ex: para soldagem no campo, em diversas posições em juntas de espessura emtorno de 8 mm, surge como boa opção o processo por eletrodo revestido, e assim

por diante. Tem situações nas quais o arco submerso aparece como vantajoso, oMIG-MAG, etc.Nesse capitulo, muita discussão pode ser gerada e mediada pelo grupo de

estudo, de forma a que antigos paradigmas sejam revisados e também que aexperiência de todos seja colocada para enriquecimento geral.

Em todos os processos de soldagem, as boas práticas de soldagem e desegurança devem ser mantidas. Assim sendo, cabos elétricos bem isolados, dediâmetro adequado, mantidos sempre desenrolados para evitar o surgimento deindutâncias, soldadores sempre protegidos, esclarecidos e bem orientados, e acorreta inspeção visual a cada passe executado (para verificar ausência de escória,trincas de solidificação, mordeduras que indicam amperagem elevada para aquela

espessura, etc)A seguir, apresentamos croquis ilustrativos de alguns processos de soldagem,

e suas vantagens e desvantagens.Basicamente, todos os processos que estudaremos nesse momento terão a

seguinte estrutura básica de funcionamento:

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Soldagem por eletrodo revestido (Shielded metal arc welding –SMAW)

Vantagens e desvantagens obtidas pelo uso do processo ER (ou SMAW)

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Ilustração básica de umasoldagem por fusão

Existe o caso em que não se utilizametal de adição na soldagem. E ocaso da soldagem autógena, possívelde ser realizada com o processo TIG

por exemplo, chamado também popularmente como caldeamento.

O correto mesmo é solda autógena.

Croqui explicativo do processo de soldagem ER (SMAW)

Ainda é, no Brasil, o processo desoldagem mais usado.



Exemplo: Sistema lógico de classificação dos eletrodos revestidos para aços

carbono (AWS 5.1)

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Tópicos importantes sobre o processo ER

• A proteção da poça de fusão é exercida pelo revestimento existente no eletrodo;

• O revestimento, dependendo da classificação do eletrodo pode contribuir comelementos de liga (cromo, molibdênio, etc). Disso decorre que a alma não podeser usada isoladamente (em situações emergenciais como vareta de TIG por exemplo);

• A escória deve ser retirada somente após a solidificação completa da poça defusão. Ela serve como elemento de controle de resfriamento do cordão de solda;

• A maioria dos eletrodos é utilizada com polaridade inversa, ou seja, eletrodoligado no positivo da máquina de solda, CC+ ou CCEP (corrente contínua-

eletrodo positivo). Essa configuração oferece a vantagem de maior penetraçãoda poça de fusão na junta e menores taxas de derretimento do eletrodo;

• O raciocínio inverso também é verdadeiro, quando se trata de CC- / CCEN;

• Apesar de ser mais tolerante a presença de ventos, mesmo o processo ER deveser interrompido durante vento fortes e chuvas;

• Um item extremamente importante quando se trata desse processo é a secagemdos eletrodos antes de seu uso. A camada de revestimento geralmente tem acaracterística de ser higroscópica, isto é tem afinidade pela umidade e água.

• Não considere a caixa embalagem como estanque. Os eletrodos não estãosecos dentro da caixa.

• A soldagem de alta qualidade com eletrodo revestido prevê a secagem de todoeletrodo que entra na área de produção, e a manutenção desses eletrodos emestufas de manutenção e em estufas portáteis (chamados popularmente decochichos);

• Deve ser feita uma inspeção visual na chegada dos consumíveis na empresa,de forma que se verifique defeitos de produção do mesmo tais como:

o Falta de identificação na ponta de pega

o Falta de conicidade na ponta de arco

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A norma N-0133 Rev. J da Petrobrásé uma fonte muito importante de

conhecimento e informações paraaumentar nosso acesso aos conceitos einstruções ligadas a soldagem.É fundamental que tenhamosfamiliaridade com a mesma.



o Oxidação na alma do eletrodo

o Trincas no revestimento

o Falta de compacidade

o Envelhecimento do revestimento

o Falta de identificação mínima na embalagem (classificação por norma

– bitola do eletrodo – numeração do lote, etc)

Soldagem por MIG-MAG (Gas metal arc welding –GMAW)

Mais uma vez se reforça: a diferença entre MIG e MAG é que MIG utiiza gás inerte(helio, argônio) e MAG utiliza gases ativos (CO2 ou misturas de CO2 + ...). PorissoMIG= Metal Inert Gás / MAG = Metal Active Gas

Vantagens e desvantagens obtidas pelo uso do processo MIG-MAG (ouGMAW)

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Croqui explicativo do processo de soldagem MIG-MAG (GMAW)



• Um problema que pode ocorrer com freqüência em soldagens MAG, pelomodo de transferência curto-circuito (Short-Arc) é o fenômeno de colagem. Ou seja,as gotas de metal de adição depositadas na junta somente “colam” sobre asuperfície e não fundem o material abaixo da mesma. Esse fenômeno acarreta a

condenação da junta toda. Devemos portanto utilizar esse processo comconhecimento e cautela, ajustando devidamente os vários parâmetros envolvidos.

• Veja o apêndice especial de modos de transferência em GMAW

Soldagem por TIG ( Gas tungsten arc welding –GTAW)

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Bocal cerâmico

Croqui explicativo do processo de soldagem TIG (GTAW)



Vantagens e desvantagens obtidas pelo uso do processo TIG (ou GTAW)

• Muito utilizado em passes de raiz de tubulações, quando usado em açosinoxidáveis deve vir acompanhado da chamada purga da raiz através degases inertes, visto que essa raiz não será removida por goivagem.

Soldagem por plasma ( plasma arc welding –PAW)

(Discuta em sala, até onde esse processo se assemelha ao TIG)

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Croqui explicativo do processo de soldagem plasma (PAW)

Gás A

Gás B



O equipamento utilizado no processo de soldagem por plasma é contudo mais caro

que o TIG, e são utilizados bastante para o corte de chapas.

Usado em pouca escala, pois possui baixa taxa de deposição como o TIG associadoa um equipamento mais caro e pouco versátil no que diz respeito a manuseio datocha e necessidade de controle e regulagem de duas fontes de gás A e B.

Soldagem por arco submerso ( submerged arc welding –SAW)

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fluxo

Croqui explicativo do processo de soldagem AS (SAW)



Vantagens e desvantagens obtidas pelo uso do processo Arco Submerso (ASou SAW)

• A penetração na junta é proporcional à corrente elétrica utilizada;

• Quanto maior a tensão, maior a largura do cordão;

• Corrente continua polaridade inversa (CC+), gera maior penetração e menor taxa de deposição;

• Pode ocorrer inclusão de escória devido a falta de remoção adequada e por inclinação adequada da tocha com relação à junta (comum em soldagenscircunferenciais de tubulações em dispositivos rotativos);

• Mordeduras também podem ocorrer por corrente excessiva associada achapa já aquecida pelos passes anteriores;

• A escolha adequada do fluxo deve ser criteriosa pois fluxos ativos, com apresença de Mn em excesso, em soldas mutipasses (diversos passes, umsobre o outro) podem gerar endurecimento da junta e propensão à trincas.

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Soldagem a gás ( oxifuel gas welding –OFW)

•Existem basicamente 3 tipos de chamas que podem ser geradas pelasoldagem OFW, neutral, redutora e oxidante;

• A chama neutra possui um cone interno chamado também de dardo, branco emuito brilhante;

• A chama redutora, com deficiência de oxigênio, gera uma fumaça negra, enão atinge as temperaturas atingidas pela chama neutra;

• A chama oxidante tem excesso de oxigênio e gera um ruído característico,possui um dardo pequeno e brilhante.;

• A proteção visual também deve ser feita, porem com filtros mais brandos queos usados em soldas a arco. Recomenda-se o filtro com numeração 6;

• As dificuldades ligadas a esse processo estão ligadas aos fatos de senecessitar de boa habilidade dos soldadores e ligadas também ao fato de secolocar grande aporte de calor para a execução da solda.

• Pode ser utilizada para a execução de brazagem – definida como o processode união onde o ponto de fusão do metal de adição é bem inferior ao ponto defusão dos metais-base a serem unidos.

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Mistura previamente regulada de gáscombustível e oxigênio

Croqui ilustrativo do processo de soldagem à gás (OFW)



Soldagem com arame tubular AT (Flux Cored Arc Welding)

Muito parecido com o exterior de uma instalação de MIG-MAG.

Observe a seguinte característica típica de um arame tubular: O arame não é maciçomas sim “recheado com elementos semelhantes ao revestimento do ER ou o fluxo

do AS, com a finalidade de agregar elementos de liga, estabilizar o arco e ajudar ogás na proteção da poça de fusão.

Vantagens e desvantagens obtidas pelo uso do processo com arame tubular (FCAW)

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Croqui explicativo do processo de soldagem arame tubular (FCAW)

Existem diversas formas de se “fechar”um arametubular mantendo em seu interior, os elementosdesejados. A figura ao lado da somente uma idéiaconceitual.



• Existem arames tubulares que necessitam de proteção adicional por gás ealgumas outras classificações que não requerem essa proteção adicional.

• Dentro do mesmo conceito de arame tubular existem também os chamados“metal-cored”, ou seja, o núcleo não é preenchido por fluxo mas sim por elementos de liga com o propósito de adicionar elementos de liga por exemplo. Nesse caso, a presença do gás de proteção é indispensável.

Soldagem por eletroescória (ESW)

• Suas vantagens estão ligadas à execução rápida de juntas grossas

posicionadas na vertical;• Dispensa a preparação de chanfros nessas chapas grossas – somente

limpeza;

• Limitada a posição plana (observe a ocorrência de progressão vertical);

• Seu equipamento é caro pela robustez e porte reforçado que o mesmo deveter.

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Croqui explicativo do processo de soldagem por eletroescória (ESW)

Vista em corte da seção

Sapatas móveis, normalmente feitas de cobreou suas ligas, refrigeradas a água



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Resumo prático de processos de soldagem (somente os principais) e suas característicasbásicas

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