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Processo de Soldagem
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SOLDAGEM
SOLDAGEM Referências Bibliográficas
• FREIRE, José de Mendonça. Processos de fabricação VII,
Editora ao Livro Técnico;
• CHIAVERINE, Vicente;
• CALLISTER, Jr Willian D. Ciência e engenharia de materiais –
Uma introdução.
• Telecurso 2000;
• ABNT;
• Soldagem, Processos e Metalurgia;
Autores: Emilio Wainer; Sérgio d. Brandi; Fábio D. homem de
Melo
Editora: Edgar Blucher, LTDA
• Soldagem, Fundamentos e tecnologia;
Autores: Paulo V. Marques; paulo J. Modenesi; Alexandre
Queiroz
Editora: UFMG
• Ensaios Mecânicos dos Materiais Metálicos (Fund. Teóricos e
práticos).
Autor: sérgio Augusto de Souza
Editora: Edgar Blucher, LTDA
Profº Villardo 4
SOLDAGEM
4 - Introdução aos Processos de
Soldagem
De uma forma geral os
processos de soldagem podem ser
divididos segundo diferentes
padrões:
Pela forma de atuação da fonte
energética.
- fusão ou pressão
Por tipo de veículo energético.
- corrente elétrica, gás, movimento,
descarga elétrica, etc.
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SOLDAGEM
4 - Introdução aos Processos de
Soldagem(Cont.)
Por tipo de união metálica.
- por fusão, por resistência elétrica,
união sólida, união líquido – sólido,
adesivos, etc.
Por grau de automação / tipo de
operação.
- manual, semiautomático,
automático e robotizada.
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SOLDAGEM
Para efeito de estudos,
costumamos dividir os processos de
soldagem tomando-se como
referência, a forma de atuação da
fonte de energia:
Por fusão: onde a energia funde o
material e a solubilização ocorre na
fase líquida.
Por pressão: onde a energia produz
uma tensão no material e a
solubilização ocorre na fase sólida.
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SOLDAGEM
Existem três tipos de energia
utilizados em soldagem:
Soldagem por energia elétrica;
Soldagem por energia
termoquímica;
Soldagem por energia mecânica.
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SOLDAGEM
4.1 Soldagem por energia elétrica
Caracteriza-se no uso de energia
elétrica na geração do calor,
necessário para fusão dos
constituintes da solda.
Existem vários processos de
soldagem por energia elétrica, porém
estudaremos apenas os de maior
aplicação nas industrias, são eles:
Soldagem a arco elétrico;
Soldagem por resistência
elétrica.
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SOLDAGEM
I - Soldagem a arco elétrico
Arco elétrico → Centelha (ou faísca)
formada pela passagem de corrente
elétrica no espaço existente entre
dois materiais condutores,
resultando em geração de grande
quantidade de calor.
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SOLDAGEM
Portanto, soldagem a arco
elétrico, é o processo que utiliza o
calor gerado por um arco elétrico,
para fundir os materiais que
constituirão a solda, divide-se em:
Eletrodo revestido;
Arco submerso;
TIG;
MIG/MAG;
Eletrogás;
Resistência;
Eletroescória.
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4.1 - SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO
COM ELETRODO REVESTIDO
É o processo de soldagem no qual
um arco elétrico é estabelecido entre a
extremidade de um eletrodo revestido
consumível e o metal de base na junta
que esta sendo soldada, sendo assim
estabelecida a poça de fusão.
O metal de adição é transferido
para a poça de fusão através do arco,
constituindo o metal de solda ao
solidificar-se (diluição, entre o metal
de base e metal depositado),
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SOLDAGEM
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SOLDAGEM
Eletrodo é o componente
utilizado como um dos condutores
necessários para se obter o arco
elétrico na soldagem, por energia
elétrica.
O outro condutor necessário
para a abertura do arco é a própria
peça.
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SOLDAGEM
O eletrodo revestido, é constituído
por uma alma metálica (vareta),
coberta por um revestimento, que é o
responsável pela adição de algumas
propriedades à solda, tais como:
a. Formação da “nata” ou escória;
b. Poça de fusão;
c. Manutenção do arco elétrico.
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a
b
c
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SOLDAGEM
O processo é aplicado para a
soldagem da maioria de materiais
metálicos, em espessuras variando
entre 2,0 e 200 mm, e em todas as
posições de soldagem.
Apresenta baixo custo de
equipamento porém, exige
considerável habilidade manual, por
parte do soldador e resulta em uma
produtividade, relativamente, baixa
se comparado aos processos
automáticos e semiautomáticos.
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Equipamentos
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Aplicações
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4.2 - SOLDAGEM A ARCO COM PROTEÇÃO POR
GÁS E ELETRODO NÃO CONSUMÍVEL (TIG)
Processo de soldagem no qual a união
entre peças metálicas é produzida pelo
aquecimento e fusão destas, por meio de
um arco elétrico, estabelecido entre um
eletrodo de tungstênio, não consumível, e
as peças a unir.
A poça de fusão e o arco elétrico, são
protegidos contra a contaminação dos
gases da atmosfera por um gás inerte, ou
misturas de gases inertes, injetados
através do bocal da pistola, ver figura 4.3.
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SOLDAGEM
A soldagem TIG, usualmente manual,
poderá ser feita com ou sem emprego de metal
de adição sendo aplicada a maioria dos metais e
suas ligas na soldagem em qualquer posição.
Entretanto, dado ao custo relativamente alto do
equipamento e a baixa velocidade de soldagem
(manual), o processo resulta em pouca
produtividade. Por essas razões, o seu principal
emprego é na soldagem de metais não ferrosos e
aços inoxidáveis, na soldagem de pequenas
espessuras (da ordem de milímetros) e, no passe
de raiz na soldagem de tubulações.
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SOLDAGEM
O equipamento completo é
apresentado na figura 4.4. As fontes
de energia para o processo
fornecem corrente mínima em torno
de 5 a 10 A e corrente máxima de
200 a 500 Amperes.
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Equipamentos
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4.3 - SOLDAGEM A ARCO COM PROTEÇÃO
POR GÁS E ELETRODO CONSUMÍVEL (MIG/MAG)
O processo de soldagem
MIG/MAG produz a união de peças
metálicas pelo aquecimento e fusão
destas, com um arco elétrico
estabelecido entre um eletrodo nu
(arame) consumível, e as referidas
peças na junta de solda.
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SOLDAGEM
O metal de adição é transferido
para a poça de fusão através da
coluna do arco, sendo o mesmo e a
própria poça protegidos contra a
contaminação dos gases da
atmosfera por um gás ou mistura de
gases que podem ser inertes ou
ativos.
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TOCHA PARA MIG/MAG
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Equipamentos
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Aplicações
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SOLDAGEM
A soldagem MIG/MAG é um
processo normalmente
semiautomático, em que a
alimentação do arame eletrodo é
feita mecanicamente e o soldador
controla o movimento da pistola
além da iniciação e interrupção do
arco.
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TRANSF.POR SPRAY
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TRANSF.POR ARCO PULSANTE
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O processo é empregado na
soldagem de materiais, numa ampla
faixa de espessuras, tanto em
ferrosos quanto em não ferrosos e
em todas as posições de soldagem.
O mesmo propicia uma alta taxa
de deposição, aliada a elevado fator
de trabalho.
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SOLDAGEM
Como desvantagens pode-se
considerar o ajuste rigoroso dos
parâmetros para soldagem isenta de
defeitos e também o custo do
equipamento comparativamente ao
do processo de soldagem com
eletrodos revestidos.
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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
O processo consiste em um
arame-eletrodo nu, continuamente
alimentado, o qual produz arco
elétrico com a peça, formando assim
a poça de fusão, sendo ambos
recobertos por uma camada de fluxo
granular fusível, que protege o metal
da contaminação atmosférica e
possui outras funções metalúrgicas.
O arco e a poça de fusão não são
visível daí a denominação – “arco
submerso”, ver detalhe na figura 4.7.
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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
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O equipamento para soldagem a
arco submerso, utiliza fonte de
energia capaz da gerar altas
correntes, até 2000A, com arames
maciços de diâmetro variando entre
1,6 a 6,4mm. A taxa de deposição
atinge valores altos, próximos a 20
kg/hora, com um único arame,
podendo ser aumentada caso sejam
utilizados múltiplos arames.
Existe também a variação em que o
consumível está na forma de fita.
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Quanto ao emprego, a grande
penetração resultante das elevadas
correntes não recomendam o
processo para espessuras inferiores
a 6,0mm. O processo é limitado as
posições de soldagem plana e
horizontal em ângulo, as quais
oferecem sustentação para o fluxo.
Os materiais soldados são
praticamente todos os metais
ferrosos e alguns não ferrosos
incluindo ligas de níquel, cobre e
outras.
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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
RECURSO PARA SUSTENTAÇÃO DO FLUXO
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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
Consumíveis
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4.6 - SOLDAGEM A GÁS
É o processo no qual a união das
partes é devida ao aquecimento
produzido por uma chama, usando ou
não metal de adição, com ou sem
aplicação de pressão.
A chama empregada no processo
resulta da mistura entre um gás
combustível, o gás comburente
(oxigênio), na presença de ignição.
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4.6 - SOLDAGEM A GÁS
Os gases mais usados são:
Combustíveis:
Acetileno;
Propano;
Hidrogênio.
Comburente:
Oxigênio.
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Entre os gases combustíveis, o gás
acetileno é o que apresenta melhor
desempenho para operação de soldagem.
Esta característica se deve as
propriedades físicas de sua chama, chama
oxi-acetilênica, quanto a alta Temperatura
(TMÁX
.= 3120ºC) e elevado Poder Calorífico
concentrado, junto ao cone interno. Estas
propriedades são essenciais à soldagem
por permitirem a fusão do metal de base e
constituição da poça de fusão. Na figura
4.9, consta, respectivamente, o
esquemático da chama e do equipamento
completo para soldagem oxi-acetilênica
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SOLDAGEM
O processo de soldagem oxigas
apresenta vantagens sobre os demais
assim como também algumas
desvantagens. São elas:
Vantagens: baixo custo, emprega
equipamento portátil, não necessita de
energia elétrica, é empregado para
soldagem de diversos materiais em todas
as posições de soldagem.
Além destas, apresenta alta
versatilidade pois, com pequena alteração
do equipamento poderá ser utilizado para
o corte, brasagem e aquecimento de
metais.
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Desvantagens: requer grande
habilidade manual do soldador, baixa
taxa de deposição, promove grande
aquecimento do metal de base (ZTA
extensa)/ empenamento, apresenta
riscos de acidente com cilindros de
gases.