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Oque:ASoldagemoprocessodeuniodemateriais
(particularmenteosmetais)mais importantedopontodevista
industrialsendo extensivamente utilizada na fabricao e recuperao de
peas, equipamentos e estruturas. Outro
conceitomuitoutilizado:aoperaoquevisaauniodeduasoumaispeas,assegurandona
junta,acontinuidade das
propriedadesfsicasequmicasdomaterial.Existeumgrandenmerodeprocessosdesoldagemdiferentes,sendonecessriaaseleodoprocesso(ouprocessos)adequadoparaumadadaaplicao.Asoldagemnoocorretofacilmentepoisaaproximaodas
superfcies a distncias suficientes para a criao de ligaes qumicas
entre os seus tomos dificultada pelarugosidade microscpica e
camadas de xido, umidade, gordura, poeira e outros contaminantes
existentes em
todasuperfciemetlica.Usos:Asuaaplicaoatingedesdepequenoscomponenteseletrnicosatgrandesestruturaseequipamentos
(pontes,
navios,vasosdepresso,etc.).Atualmenteasoldagemutilizadatambmemplsticosevidros.muitousadaemdiversasreas:construonaval,civil,ferroviria,indstriaaeronutica,automobilsticaeindstriametalrgica.Histrico:Segundopesquisas,haproximadamentedoismilanos,asoldagemporforjamentofoidescoberta.NosculoXIX,surgiuasoldagem
por arco eltrico e no sculo XX a soldagem TIG, MIG, MAG, entre
outras. Atualmente existem cerca de
50processosusadosindustrialmente.A indstria automobilstica
impulsionou o avano da tecnologia de soldagem no sculo XX. Esse
processo de
fabricaopermitiuareduodepesodochassieareduonoscustosdemontagemdoveculo.Vantagensedesvantagens
Vantagens Desvantagens
1.Juntasdeintegridadeeeficinciaelevadas2.Grandevariedadedeprocessos3.Aplicveladiversosmateriais4.Operaomanualouautomtica5.Podeseraltamenteporttil6.Juntastotalmenteestanques(aocontrriodarebitagem)7.Custo,emgeral,razovel8.
Juntanoapresentaproblemasdeperdadeaperto9. Montagens de um nico
lado de acesso (aocontrriodoaparafusamento)10. Suporta esforos no
prprio plano (aocontrriodarebitagem)
1.Prazodevalidadelimitado2. Apresentam formulaes numerosas
evariadas3. Exigem controle, montagem e
testescomplexos4.Somentetestesdestrutivos5.Exigemmodeobraaltamentecapacitada6.svezessonecessriosprocessosdecura(forno)7.Exigemlimpezaminuciosa8.Exigempreparaodassuperfciesaseremunidas
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1Conceitosimportantes:MaterialdeBase:omaterialqueconstituiaspartesaunir.
MaterialdeAdio:omaterial que serusado comoenchimentonoprocesso
de soldagem, capaz de preencher asfolgasentreas superfcies
aunir.Omaterial adicional demesmanaturezadaspartes e
serusadoparaassegurar
acontinuidadedepropriedadesnocasodasoldagemporfuso,dechapasoupeasrelativamenteespessas.Elepreencherafolgaentreassuperfcies.Observao:Soldagem:oprocessopeloqualseconsegueaunio.Solda:azonadeunioondehouvesolubilizao.Eletrodo:suaprincipalfunoconduziracorrenteeltricaatoarco.Poadefuso:aregioemqueomaterialasersoldadoestnoestadolquido.
2Parmetrosfsicos:Aquantidadedecaloradicionadaaummaterial,porunidadedecomprimentolinear,chamadadeenergiadesoldagemouaportetrmico(representadapelasletrasEouHcujaunidadeusualemkJ/mm,kJ/cmoukJ/cm).Paraasoldagemaarcoeltrico,ovalordeEemJ/mmobtidopelafrmula:
E=V.Iv
ondeaeficinciadetransfernciaVatensoemVolts(V)IacorrenteeltricaemAmpres(A)vavelocidadelineardesoldagememmm/s.Processosdeelevadaenergiasoaquelesprocessosondegrandequantidadedecaloradicionada,devidogeralmenteaaltastensesecorrentes,porexemplo,nasoldagemaarcosubmerso.3Classificaodosprocessos:Asoldagempodeserdivididaemdoisgrandesgruposdeoperaes:
SoldagemporfusoSoldagemporpresso(deformao).
SoldagemporfusoAenergiaaplicadaparaproduzircalorcapazdefundiromaterialdebase.Dizsenestecasoqueasolubilizaoocorrenafaselquidaquecaracterizaoprocessodesoldagemporfuso.Assim,nafuso,asoldagemobtidapelasolubilizaonafaselquidadaspartesaunir,esubsequentemente,dasolubilizaodajuno.Soldagemporpresso(oudeformao)
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A energia aplicada para provocar uma tenso nomaterial de base,
capaz de produzir a solubilizao na fase
slida,caracterizandoasoldagemporpresso.
PrincipaisprocessosdeSoldagem
4PrincipaisprocessosdesoldagemporFuso
Soldagem chama: A fuso originase do calor gerado pela queima de
um gs, com o material de
adiointroduzidoseparadamente.atualmenteoprocessomaisrudimentardesoldagem.
SoldagemOxiGs:envolveafusodometaldebaseenormalmentedeummetaldeenchimento,usandoumachamaproduzida
na ponta de ummaarico.O gs combustvel e o oxignio so combinados
empropores
adequadasdentrodeumacmarademistura.Ometalfundidoeometaldeenchimento,seusado,semisturamnumapoacomumesesolidificamaose
resfriar.Nesteprocesso,o soldador temcontrole sobreocalorea
temperatura.muitousadoemoperaes de conserto, peas finas e tubos de
pequeno dimetro. O equipamento utilizado na soldagem oxigs
normalmenteporttil,verstiledecustobaixo.Oacetilenoogsmaisusadonesseprocesso,devidoasuaaltataxadepropagaodechamaealtatemperatura.Usos:osmateriaisfundidosporoxigssoferrofundido,chumbo,alumnio,ligasdezinco,aos,aogalvanizado,lato,ebronze,dependendodachamautilizada.Oequipamentoutilizadoparasoldaoxigsmostradonafigura:
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Soldagemoxiacetilnicacommetaldeadio
RegulagemdachamanomaaricoSoldagemeltricaaarcovoltaico:Afusooriginasedaaodiretaelocalizadadeumarcovoltaico.
Vantagens: o arco permite obter elevadas temperaturas num
pequeno espao, limitando a zona de
influnciacalorfica.Permiteousodequalqueratmosferagasosa,quequandoneutra,proporcionamenorcontaminaodobanhometlico.Origenseevoluo:oarcovoltaicoaplicadosoldagemfoi
introduzidoporN.R.Bernardosem1887.O
princpioeraumarcovoltaicoentreumeletrododecarvoeapea.Fundiaseomaterialdazonaaunirsemconsumiroeletrodo.
O material de adio era introduzido separadamente. Em 1889, Zerener
introduziu no processo umsegundo eletrodo, fazendo o arco entre os
dois eletrodos, sendo que a corrente no mais percorria a
pea,permitindo,portantoasoldagemdemateriaisnocondutores.
OprocessodeSlavianoff,de1892introduziuaconexoeltricanaprpriavaretadomaterialdeadio,tornandooeletrodoconsumvel.
Em 1905 Kjellberg criou o eletrodo revestido, que permitiu
incorporar substncias, para produzir
efeitosespeciaisnasolda.Aevoluoposteriorlevouaousodoarcoprotegido,inicialmentecomhidrognio,eposteriormentecomgasesneutros.
Pouco tempo depois surgiu a solda com arco protegido a
hidrognio. Este processo, conhecido como soldagem
com"hidrognioatmico"ousoldagem"arcatmica",utilizavaumarcovoltaicoematmosferadehidrognio,entredoiseletrodospermanentesdetungstnio.
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Ohidrogniosedissocianoarcoeltrico,passandoparaoestadoatmicocomabsorodeenergia.Emcontato
comometaldesoldaoucomaspeasaunir,maisfrios,ohidrogniovoltaaoestadomolecular,liberandocaloreaumentandoorendimento
trmico do processo. A chama produzida pela queima do hidrognio
tambm contribua para o
rendimentotrmico.Afontedeenergiaeraumtransformadorespecialparaproduziraaltatensoparaacenderoarco(acimade70volts),massemperigoparaosoldador.Oprocessocaiuemdesusoquandogasesneutrospassaramaserusadoscomatmosferadesoldagem.4.1Processosatuaisdesoldagemaarcovoltaico4.1.1Soldagemcomeletrodorevestidooprocessomaisusado,devidoasuaversatilidade.indicadoparasoldagemdeaos.Eletrodorevestido:Osingredientesqueformamorevestimentosotriturados,dosadosemisturadosataobtenodeumamassahomognea.Amassaconformadasobreasvaretasmetlicas,comcomprimentospadroapartirde300mm.Emseguidaorevestimentodeumadasextremidadesremovidoparapermitirocontatoeltricocomoportaeletrodo.Oeletrodopodeterpolaridadenegativaoupositivadependendodapenetraodesejada.A
tomadadecorrente,portantofeita numa extremidade, e o arco arde na
outra. A escolha dos ingredientes do revestimento determina o
resultadodesejado,comoeletrodosbsicos,cidos,etc.
Aescriaretiradapelapicadeira(umtipodemartelo)edepoisumaescovadefiosdeaolimpaocordodesolda.4.1.2SoldagemTIG
CaractersticasGerais:TIGsiglaprovenientedoinglsTungstenInertGas(noalemodenominaseWIG,sendooWosmbolo
qumico do tungstnio=wolfrmio) a denominao dada ao processo de
soldagem que utiliza eletrodos
detungstnioematmosferadegsinerte.Oprocessopodeserempregadocomesemmetaldeadio.AproteodaregiodapoadefusofeitaporgasesinertescomoHlio,Argniooumisturadeambos(dependendodometalasersoldado).Eletrodos:
embora chamados de permanentes, os eletrodos de tungstnio so
consumveis. Em condies normais,
oseletrodosmaiscomuns(150mme170mm)duramcercade30horasdearcoaberto.Graudeautomao:Namaioriadoscasosoprocessomanual.Umadasmosconduzatochaeaoutraconduzavaretadomaterialdeadio,
comonoprocessodesoldagemoxiacetilnica.Oprocesso tambmpodeser
semiautomticooutotalmenteautomtico,emboraestasopesnosejamcomuns.
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Observao:asoldagemTIGautomticaexisteemduasverses:semmetaldeadioecommetaldeadio.Ambasasversesaplicamseparafabricaoemsrie,nocasodechapasfinasde
ligas leves,
inoxidveis,algunsaoscomunsouligas.Asoldatemumbeloaspecto,comexcelenteregularidadedepenetraoealtaprodutividade.indicadaparagrandessries
onde sejam exigidos: trabalho limpo, esmero e preciso de
montagem.Usos: O processo TIG
especialmenteindicadoparaalumnio,magnsioesuasrespectivasligas,aoinoxidveleparametaisespeciaiscomotitnioemolibdnio.tambmutilizadoparaaoscomunseligadossobretudoparaespessuraspequenasemdias.Comautilizaodemetaldeadiopodesesoldarchapasespessas,principalmenteemligasleveseaosinoxidveis.
Custos:osmateriaisdeconsumo(gsinerteeeletrododetungstnio)sorelativamentecaros.Amodeobraempregadadeveterboaformao.
Indicaes:oprocessoTIGusadoparaaoscomunseespeciais,principalmenteparapequenasespessuras(menoresdoque2ou3mm)ondepossvelobtermelhoraspectodasoldaemenoresdeformaesnaspeas.oprincipalprocessoquandose
tratade ligas levesemetaisespeciais
(porexemplo,quadrosdebicicletase
indstriaaeroespacial).OTIGconsiderado insubstituvel quando se trata
de obter bom aspecto da junta combinado com baixas tenses internas
epequenasdeformaesnoaoinoxidvel.4.1.3SoldagemPlasma
Caractersticas:Emboraoarcovoltaicosejaumplasma,somenteumdosprocessosrecebeonomedesoldagemplasma.Aparticularidadequelevouaestadesignaoofatoqueocalorchegaatapeasemaexistnciadeumarcoconectadoaela.Oarcoexistenteestabelecidodentrodeumatocha,entreumeletrododetungstnioeumbocaldecobrequeocircunda.
4.1.4SoldagemMIG/MAGCaractersticas:MIG(MetalInertGas)adenominaoquesedaoprocessoqueutilizaumarcoematmosferadegsinertequeardevisvelentreapeaeumeletrodonuconsumvel.Nocasodeserusadogsativo,denominaseoprocessodeMAG(doingls,MetalActiveGas).NosEstadosUnidos,oprocessoconhecidocomoGMAW(GasMetalArcWelding).Esses
dois processos se diferenciam pelo tipo de gs usado. A soldagem MIG
comumente usada emmateriais
noferrosos(ex.:alumnio).AsoldagemMAGusadaemmateriaisferrososcomooao.
Eletrodo: constitudo de um arame fino (0,8 a 1,6mm), bobinado em
carretis apropriados e conduzido at o
arcoatravsdepequenosrolosimpulsionadoresacionadosporummotor.Ocontatoeltricofeitoporumdeslizamentoentreofioeumpequenotubodecobrecolocadonointeriordobocaldegs,imediatamenteantesdoarcoeltrico.Observao:
Densidade de Corrente: Como o eletrodo continuamente renovado e seu
comprimento relativamente
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pequeno,podeseusardensidadesdecorrenteextraordinariamentealtas(300A/mm2),resultandoemelevadasvelocidadesdefuso,atcincovezesaqueseconseguecomeletrodosrevestidos.
4.1.5SoldagemaArcoSubmersoCaractersticas:conhecidonaAlemanhaporprocessoElliraenosEstadosUnidosporUniomelt.No
processo, umaramenu alimentado continuamente e fundese no arco
voltaico sob a proteo de um fluxo de p. Dependendo dascondies
(material, espessura da chapa, natureza da superfcie exterior)
trabalhase com diferentes ps. Os ps
sodiferenciadospor:tipodefabricao,composioegranulao.Oarcoardenumacavernadentrodeumbanhodeescria,queaosolidificarserecobreocordo.
Correntesevelocidade:asdensidadesdecorrenteatingem150A/mm2emarameseletrodode2,4mm(duasvezesodimetrousadonoprocessoMIG/MAG).Comooarcoenclausurado(naescrialquida),orendimentotrmicoelevado.Estesdoisfatorespropiciamumagrandevelocidadedefuso.
Indicaes:Podesesoldarchapasdeat15mmdeespessurasemchanfrarosbordos.Custo:Parachapasespessas,soldadascomvriaspassadas,umdosprocessosmaiseconmicos.Entretantosecaracterizaporaltoinvestimentoinicial.Limitaes:Limitaseasoldagemnaposioplanaehorizontaldofilete.Observaes
adicionais: Quando este processo bem usado, revelase como o mais
econmico entre todos
osprocessos.Podeserempregadodesdepequenasespessurasdechapa(2ou2,5mm)atespessurasdeat60mmempasses
mltiplos. Entretanto a m preparao dos bordos (chanfro de oxicorte
ou mecnico), a errnea seleo
deparmetrosdesoldagemeomauposicionamentodas partes so responsveis
pela subutilizaodeste processo.O
usoadequadoaceleraemcurtoprazoaamortizaodainstalao.4.1.6SoldagemsobEscriaEletrocondutoraCaractersticasGerais:DesenvolvidonaRssia,oprocessodenominadosoldagemsobescriaeletrocondutoraumavariantedoarco
submerso. Prestase somentepara a soldagemvertical ascendente e
insubstituvel para
soldagemdepeascompactascomparedesdemaisde60mmdeespessura.Apesardesuainclusonogrupodeprocessosaarco,noexistepropriamenteumarcovoltaico.Acorrenteproduzocalornecessrioparaasoldagem,aoatravessarumbanhodeescria.Aescriageradadafusodopdesoldar.Apoade
fusose formaentreaspeas(juntaem l)entredoisencostosdecobre,
refrigeradosagua,comoparedeslaterais,eomaterialdeadiosolidificadocomofundo.Este
tipodesoldagemusadoem juntasde
topoeemngulo,soldagemdetopodetuboseoperaesderecobrimento.
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4.1.7SoldagemcomeletrodotubularCaractersticas Gerais: o processo
tambm denominado MAG com eletrodo tubular. Apresenta as vantagens
deautomaodoMIG/MAGemconjuntocomasvantagensdasoldagemsobescriaprotetoradoseletrodosconvencionais,noestandosujeitomanipulaodefluxoscomonocasodearcosubmerso.semelhanteaoMG/MAG,mascomescria.Eletrodo:
O arameeletrodo tubular, contendo no seu ncleo ingredientes
fluxantes do metal fundido, alm
decomponentesgeradoresdegasesevaporesprotetoresdoarcoeformadoresdeescriadecobertura.
Correntes: Em relao ao processo com eletrodo revestido
convencional, permite o alcance demaiores densidades
decorrente.Tipos/verses:Soduas as verses doprocesso.Naprimeira a
proteodo arco feita somente pela ao fsica
equmicadopinvestidonoarameeletrodo(figura).Nasegundaoarcoficaenvolvidoporumfluxoadicionaldegsprotetorquefluidomesmobocaldeondeemergeoeletrodotubular.5PrincipaisprocessosdesoldagemporPresso5.1SoldagemporresistnciaA
soldagem por resistncia (Resistance Welding, RW) engloba um grupo
de processos de soldagem no qual o
calornecessrioformaodajuntasoldadaobtidopelaresistnciaapassagemdacorrenteeltricaatravsdaspeasqueestosendosoldadas.Oaquecimentodaregiodajuntapelapassagemdacorrenteeltrica,abaixaaresistnciamecnicadomaterial,permitindo,atravsdaaplicaodepresso,adeformaolocalizadae,assim,asoldagempordeformaodajunta.Emalgunscasos,ocorreumafusolocalizadanaregiodajunta.Assimnesseprocessodesoldagempodeocorreraformao
de solda tanto por fuso como por deformao. Entretanto, por razes
didticas, este tipo de soldagem
serconsideradoumprocessodesoldagempordeformao.Existemquatrotiposdeprocessosdesoldagemporresistncia:
1.Soldagemporponto(ResistanceSpotWeldingRSW)2.SoldagemdeProjeo(ResistanceProjectionWeldingRPW)3.Soldagemporcostura(ResistanceSeamWeldingRSEW)4.Soldagemdetopoporresistncia(UpsetWeldingUW).
5.2Soldagemporcentelhamento
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Asoldagemporcentelhamento (FlashWelding FW) comumente
classificada comoumprocesso por resistncia, poisapresenta diversas
caractersticas e aplicaes similares soldagem de topo por resistncia
(UW). As peas a
seremsoldadassoaproximadassem,contudo,assuassuperfciesentrarememcontato.Aenergiaeltricaligadae,ento,aspeas
so aproximadas uma da outra com velocidade constante. Essa
aproximao causa o aparecimento de um arcoeltrico
(centelhamento).Essecentelhamento causa a vaporizaodospontos em
contato, permitindo, dessa forma, quenovos pontos entrem em
contato. Aps certo tempo de centelhamento, quando todas as
superfcies a serem
unidasestiveremsuficientementeaquecidas,acorrentedesoldagemdesligadaeaspeassofortementepressionadasumaoutra,levandoformaodasolda.Nafiguraseguinte,V1eavelocidadedeaproximaodaspeaseV2avelocidadecomqueaspeassopressionadas,apsoaquecimentoadequado.SendoqueV2maiordoqueV1.
5.3Soldagemporfrico(atrito)A soldagempor frico (FrictionWelding
FW) um processo que utiliza energiamecnica, em geral associada cm
arotaodeumapea,paraageraodecalornaregiodajuntaasersoldada.Apsoaquecimentoadequadodajunta,aspeassopressionadasparaaformaodajunta.Esseprocessogeralmenteusadoparaasoldagemdepeasdesimetriacilndrica
(tubos e barras). Na figura seguinte, em (a), uma pea colocada em
rotao em (b) iniciada a fora
decompressoem(c)iniciaseaformaodasoldaeem(d)asoldaecompletada.
5.4SoldagemporUltrasomA soldagem por ultrasom (Ultrasonic
Welding USW) produz a unio das peas pela aplicao localizada de
energiavibracionaldealtafreqncia(ultrasom),enquantoaspeassomantidassobpresso.Aunioocorreporaquecimentoedeformao
plstica localizada das superfcies em contato. O processo comumente
utilizado na soldagem de juntassobrepostas de metais dcteis,
similares ou no, de pequena espessura e para a unio de plsticos
(por exemplo, naindstriaeletrnicaenafabricaodeembalagens).
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5.5SoldagemafrioAsoldagemafrio(ColdWeldingCW)consistenaaplicaodeumafortedeformaolocalizada,temperaturaambiente,naspeasaseremunidas.utilizadaemmetaisdealtaductilidade,comooalumnioeocobre,tendocomoaplicaotpicaauniodecondutoresdeeletricidade.Anexo:TABELADESOLDABILIDADE
SoldabilidadeMaterial TIMA BOA REGULAR DIFCIL
Aobaixocarbono X Aomdiocarbono X X Aoaltocarbono XAoinox X X
Aosliga X Ferrofundidocinzento X Ferrofundidomalevelenodular X
Ferrofundidobranco XLigasdealumnio X Ligasdecobre X
