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Soldagem por explosão
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SOLDAGEM POR EXPLOSO
EXPLOSIVE WELDING - EXW
ALUNOS: ANTONIO HENRIQUE
PROFESSOR: WALDYR VEG
O QUE ?Consiste na unio de metais com caractersticas especiais, por impossibilidade tcnica em outros processos ou visando reduo de custo
HISTRICOObservado nas Grandes Guerras Mundiais
Projteis de canhes grudavam em carros e pontes
Difcil remoo, descobriram que estavam soldados
HISTRICOInicio da dcada de 40 comeou a ser estudado
Foi testado em laboratrio em 1944
Pases pioneiros: Frana, Itlia, Japo, Rssia e EUA
HISTRICONo Brasil, foi estudado inicialmente pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnolgicas)
Planta da cidade de Lorena-SP
UTILIZAOFabricao de chapas CLAD com 2 materiais
UTILIZAO
CLAD com 3 materiais
UTILIZAO
Revestimentos Internos de tubos
UTILIZAOSoldagem de tubos a espelho de trocador de calor e caldeiras
FINALIDADEDiminuir o custo de equipamentosRealizar a unio de metais no soldveis por outro processoMelhorar o rendimento das caractersticas dos materiais empregados
CHAPA CLADChapas de 2 ou 3 materiais diferentes
Ao Carbono + material nobre
Ao Inox, Alumnio, Cobre, Titnio...
Ou 2 materiais nobres
CLADUtiliza-se a resistncia mecnica do Ao Carbono e a chapa nobre fornece a caracterstica/propriedade especialMelhor qualidade para o atendimento de requisitos tcnicos
APLICAOSiderrgicasIndstria Qumica e PetroqumicaTransmisso de EnergiaConstruo Naval
APLICAOCelulose e papelMineraoIndustria alimentciaIndustria BlicaAeroespacial
APLICAOINDSTRIA CERVEJARIA
PROCESSO
PROCESSORequisitos Materiais com boas resistncias mecnicas
Metais com Alongamento mnimo de 5 a 6% [em 2 pol. (51 mm) de comprimento] e Resistncia ao Impacto (Charpy entalhe em V) de 13,6 J ou melhor, podem ser soldados por este processo
PROCESSORequisitosMetais que sofrem fratura quando expostos a choques associados com a detonao do explosivo e a coliso dos dois componentes no podem se soldados por explosoParmetros utilizados devero ser rigorosamente controladosPara alguns casos tratamentos trmicos de alivio de tenso
DESCRIO DO PROCESSO
FUNDAMENTOS DO PROCESSO um processo de soldagem no estado slido, que produz uma solda pelo impacto em alta velocidade das peas como resultado de uma detonao (exploso) controlada
FUNDAMENTOS DO PROCESSOA solda produzida em frao de segundos, sem adio de metal
O processo ocorre a temperatura ambiente, as superfcies de contato entretanto, so aquecidas pela energia de coliso e a soldagem conseguida pelo fluxo plstico do metal em suas superfcies
PRINCPIOS DO PROCESSO
3 COMPONENTESMetal de Base - Pea 1
Metal de caldeamento - Pea 2
Explosivo
PRINCPIOS DO PROCESSO
COMPONENTES
CHAPASPEA 1: Permanece estacionria e deve possuir massa suficiente para minimizar as distores
PEA 2: Posicionada paralelamente a pea 1 separadas por uma distncia especificada (standoff distance)
COMPONENTES
EXPLOSIVONormalmente em forma granular, distribudo uniformemente sobre a superfcie superior da pea 2Composio normalmente baseada em Nitrato de AmniaVelocidade de detonao entre 2000 e 3000 m/s
DESCRIO DO PROCESSO
Distncia entre chapas
Explosivo: que divide-se em velocidade de exploso e quantidade de explosivo
Os 3 parmetros principais so:
As superfcies a serem soldadas devem ser limpas e livres de imperfeies grosseiras par se obter soldas homogneas, resistentes e dcteis
Superfcie com acabamento de 0,5 mcrons ou melhorDESCRIO DO PROCESSO
PREPARAO DAS CHAPAS
Utilizar espaadores ou suportes para manter a distnciaMateriais de pequeno peso tais como blocos de espuma ou de madeiraEspaadores de mesmo material da pea 1DESCRIO DO PROCESSO
ESPAAMENTO (standoff distance)ESPAADORES
Deve ser bem espalhado sobre a superfcie da pea 2DESCRIO DO PROCESSO
PREPARAO DO EXPLOSIVO
A detonao deve ser efetuada progressivamente atravs da superfcie da pea 2A velocidade da detonao determina a velocidade na qual a coliso progride atravs da rea de junoDESCRIO DO PROCESSO
EXPLOSO
DESCRIO DO PROCESSO
EXPLOSO
Aps a exploso, a pea 2 sofre intensas presses: a da prpria exploso e a da expanso dos gases (jato)Formando um certo ngulo e uma velocidadeDependem do tipo e quantidade do explosivoDESCRIO DO PROCESSO
VELOCIDADE E NGULO
VARIVEIS:
Da espessura de parede e propriedades mecnicas da pea 2
Da distncia de afastamento (standoff distance) empregadaDESCRIO DO PROCESSO
VELOCIDADE E NGULO
DESCRIO DO PROCESSO
A intensa presso necessria para se produzir a soldagem gerada no ponto de colisoAs presses foram as superfcies dos dois componentes a um intimo contato e causa um fluxo plstico localizado na rea imediatamente prxima ao ponto de colisoAo mesmo tempo o jato formado no ponto de coliso, que varre qualquer filme de contaminao que possa estar presenteDESCRIO DO PROCESSO
COLISO, JATO E SOLDAGEM
DESCRIO DO PROCESSO
EFEITOS DO PROCESSO
ACABAMENTO DA SOLDAA chapa sofrer empenamentoUtilizar prensas ou rolosAntes necessrio tratamento de alivio de tenses
A interface entre os dois componentes de uma soldagem a exploso normalmente como uma onda em uma microescala
O tamanho da onda depende das condies de coliso encontradas na soldagemNATUREZA DA ADESO
NATUREZA DA ADESOCorte transversal de uma junta de soldagem por explosoAO CARBONOAO INOXIDVEL
NATUREZA DA ADESOALUMNIOCOBRE
NATUREZA DA ADESOLATOAO CARBONO
NATUREZA DA ADESOVANDIOTUNGSTNIO
QUALIDADE DA ADESOA qualidade de uma soldagem a exploso depende apenas da natureza da interface
Dos efeitos que o processo causou nas propriedades dos componentes metlicos
As propriedades dos metais incluem Resistncia, maleabilidade e ductilidade
Os efeitos da soldagem nestas propriedades podem ser determinadas por ensaios de:
TraoImpactoDobramentoEnsaios de fadiga na solda e materiais base
QUALIDADE DA ADESO
A qualidade da adeso pode ser determinada por ensaios no destrutivos
Ultrassom
Radiografia
QUALIDADE DA ADESO
ENSAIOS NO DESTRUTIVOSULTRASSOM
Verificamos falta de integridadeO equipamento de ultrassom deve ser calibrado em amostras padres contendo reas aderidas e reas conhecidamente no aderidasO ensaio sempre ser realizado pelo lado do CLAD
ULTRASSOM
ENSAIOS NO DESTRUTIVOSRADIOGRAFIA
Materiais possuam uma diferena significante nas suas densidades executada perpendicularmente a superfcie do lado com o metal de maior densidadeO filme deve estar em intimo contato com a superfcie do lado de menor densidade
QUALIDADE DA ADESO
DEFEITOSFalta de unio (desplacamento)Oxidao nas ondasMicro trincas nas ondas
OUTRAS UTILIZAESRevestimentos de cilindros
Unio de tubulaes
Tamponamento de tubos de trocadores de calor
Chapas TRICLAD
OUTRAS UTILIZAESREVESTIMENTOS DE CILINDROS
Superfcies internas ou externasAo forjado com ao inoxidvel para fabricao de luvas para conexo de vasos de pressoLuvas revestidas com dimetros internos de 13 a 610mm x 900mm
REVESTIMENTOS DE CILINDROS
OUTRAS UTILIZAESUNIO DE TUBULAES (PIPELINE)
Utilizao a partir de 1980Juno de tubulaes de oleodutos e gasodutosA primeira aplicao comercial foi executada para unir uma linha de 6 km de tubos com 1067 mm de dimetro em 1984
UNIO DE TUBULAES(PIPELINE)
OUTRAS UTILIZAESTAMPONAMENTO DE TUBOS DE TROCADORES DE CALOR
Conter vazamentos em tubos de trocadores de calorRpido, fcil e confivelTampes so pr-fabricados
TAMPONAMENTO DE TUBOS DE TROCADORES DE CALOR
OUTRAS UTILIZAESCHAPAS TRICLAD
Solda entre alumnio e aoSubstitui antigos e tradicionais mtodos de fixao, como rebites e juntas aparafusadasAo Carbono + alumnio 99,5 + AlMg4.5Mn (resistente corroso)
CHAPAS TRICLAD
VANTAGENSCapacidade da unio de grande variedade de metais similares ou noreas de superfcie menores que 6,5 cm a acima de 37 mA espessura da pea 2 (CLAD) pode variar de 0,25 a 31,8 mmMelhor custo em relao aos processos convencionais de soldagem
VANTAGENSEconomia de custos:fina camada dematerial caro revestidoemuma camada mais espessa dematerial barato
Propriedades dos materiais originais permanecem
DESVANTAGENSPessoal qualificado e bem treinadoGrandes reas para realizaes das explosesNecessita diversas autorizaes e licenasNecessrio desempenamento e alivio de tenses
MATERIAIS SOLDVEIS
LICENAS / DOCUMENTOS ESPECIAIS NECESSRIOSAlvar para Uso de Produtos Controlados : Policia CivilCertificado de Registro para Produtos Controlados : Ministrio do ExrcitoCarteira de Blaster (Cabo de Fogo) : Policia CivilLicena de Operao da Secretaria do Meio Ambiente (CETESB / FEAM)Auto de Vistoria do Corpo de Bombeiros
VDEO RESUMO
SEGURANA Essa soldagem s deve ser executada por pessoas capacitadas e treinadas, em virtude da natureza do processo. Principalmente porque todo o explosivo controlado pelo governo, e seu armazenamento requer cuidados (normas para estoque e armazenamento e detonao)
BIBLIOGRAFIAPROCESSO DE SOLDAGEM POR EXPLOSO EXWProf. Alexandre Queiroz Bracarense, PhDUniversidade Federal de Minas Gerais Grupo de Robtica, Soldagem e SimulaoEmpresa MULTICLADhttp://www.multiclad.com.br/Empresa CECALhttp://www.cecal.com.br/Empresa Shockwave Metalworking Technologies BV (Holanda) Eng. Metalurgista Ko Buijshttp://www.smt-holland.com/ INFOSOLDAhttp://www.infosolda.com.br
SOLDAGEM POR EXPLOSO
EXPLOSIVE WELDING - EXWDVIDAS ?
OBRIGADO!!!!!ANTONIOHENRIQUE