0 Introdução à Soldagem. Professor: Luiz Cláudio Furlan

Transcrição

1 0 Introdução à Soldagem Professor: Luiz Cláudio Furlan 1

2 SOLDAGEM FUNDAMENTOS E TECNOLOGIA Terminologia e Simbologia de Soldagem; Princípios de Segurança em Soldagem. Normas e Qualificação em Soldagem. Elementos da Metalurgia da Soldagem. Processos de Soldagem Convencionais. Processos de Soldagem de Alta Intensidade. Soldagem e Corte a Plasma. Outros Processos de Soldagem. 2

3 BIBLIOGRAFIA ADOTADA MARQUES, P. et al, 2005, Soldagem: Fundamentos e Tecnologia, 3ª Edição, Editora UFMG, Belo Horizonte /MG, 363pp. CHIAVERINI, V., 1986, Processos de Fabricação e Tratamento, vol. II, 2a Ed.. OKUMURA, T.; Taniguchi, C., 1982, Engenharia de Soldagem e Aplicações, LTC, Rio de Janeiro, Brasil. 3

4 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR QUITES, A.M.; Dutra, J.C., 1979, Tecnologia da Soldagem e Arco Voltáico, EDEME, Florianópolis, Brasil. WAINER, E.; Brandi, S.D.; Melo, F.D.H., 1992, Soldagem Processos e Metalurgia, Ed. Edgard Blucher Ltda, São Paulo, Brasil. 4

5 Introdução A soldagem está intimamente ligada às mais importantes atividades industriais que existem no mundo moderno: Construção naval, ferroviária, aeronáutica e automobilística, caldeiraria, construção civil metálica, indústria metalúrgica, mecânica e elétrica. 5

6 Avanços Apesar de importantíssimo, teve seu maior avanço nos últimos 100 anos. Os avanços na metalurgia obrigam a soldagem a procurar novas técnicas e materiais que sejam compatíveis com as novas ligas criadas. 6

7 Definição Soldagem é o processo de união de materiais usado para obter a coalescência (união) localizada de metais e não metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão e/ou material de adição (American Welding Society- AWS). 7

8 Vantagem Podemos unir dois materiais parafusando, rebitando e colando. Porém, a grande vantagem da soldagem é a possibilidade de obter uma união em que os materiais têm uma continuidade não só na aparência externa, mas também nas suas características e propriedades mecânicas e químicas, relacionadas à sua estrutura interna. 8

9 Fatores imprescindíveis Calor e/ou pressão. O calor é necessário porque grande parte dos processos de soldagem envolve a fusão dos materiais, ou do material de adição, no local da solda. Mesmo quando se usa pressão e, às vezes, o ponto de fusão não é atingido, o aquecimento facilita a plasticidade do metal e favorece a ação da pressão para a união dos metais. 9

10 Evolução dos processos O primeiro processo de soldagem por fusão com aplicação prática foi patenteado nos Estados Unidos em Ele utilizava o calor gerado por um arco estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça. 10

11 Evolução dos processos O calor do arco fundia o metal no local da junta e quando o arco era retirado, o calor fluía para as Zonas adjacentes e provocava a solidificação do banho de fusão. 11

12 Evolução dos processos Alguns anos mais tarde, o eletrodo de carvão foi substituído por um eletrodo metálico. O processo de aquecimento passou, então, a ser acompanhado da deposição do metal fundido do eletrodo metálico na peça. 12

13 Evolução dos processos A utilização do oxigênio e de um gás combustível permitiu a obtenção de chama de elevada temperatura facilitando a fusão localizada de determinados metais e a formação de um banho de fusão que, ao solidificar, forma a ponte entre as peças a serem unidas. 13

14 Evolução dos processos A soldagem por fusão inclui a maioria dos processos mais versáteis usados atualmente. 14

15 Evolução dos processos Outros processos se baseiam na aplicação de pressões elevadas na região a ser soldada. O aquecimento das peças a serem unidas facilita a ligação entre as partes. (a) Soldagem por pontos (b) Soldagem por costura. Para unir duas chapas de 0,8mm de espessura, trabalha-se com uma corrente de aproximadamente 1500A e uma força de 300kg. 15

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18 Evolução dos processos 18

19 Evolução dos processos - resumo 19

20 Propriedade imprescindível na soldagem - Soldabilidade Pouco adianta desenvolver um novo material sem que ele possibilite alcançar boa soldabilidade. Por isso, os processos de soldagem estão em contínua evolução. 20

21 Soldabilidade - definição Soldabilidade é a facilidade que os materiais têm de se unirem por meio de soldagem e de formar em uma série contínua de soluções sólidas coesas, mantendo as propriedades mecânicas dos materiais originais. 21

22 Soldabilidade fatores que a afetam O principal fator que afeta a soldabilidade dos materiais é a sua composição química. Outro fator importante é a capacidade de formar a série contínua de soluções sólidas entre um metal e outro. Assim, devemos saber como as diferentes ligas metálicas se comportam diante dos diversos processos de soldagem. 22

23 Soldabilidade alta ou baixa? Se o material a ser soldado exigir muitos cuidados, tais como: Controle de temperatura de aquecimento e de interpasse, ou tratamento térmico após a soldagem, por exemplo, dizemos que o material tem baixa soldabilidade. Por outro lado, se o material exigir poucos cuidados, dizemos que o material tem boa soldabilidade. 23

24 Soldabilidade 24

25 Terminologia da Soldagem Soldagem é uma operação que visa obter a união de peças, e solda é o resultado desta operação; O material da peça, ou peças, que está sendo soldada é o metal de base; Frequentemente, na soldagem por fusão, um material adicional é fornecido para a formação da solda, este é o metal de adição; Durante a soldagem, o metal de adição é fundido pela fonte de calor e misturado com uma quantidade de metal de base também fundido para formar a poça de fusão; 25

26 Metal de base, de adição e poça de fusão 26

27 Denomina-se junta a região onde as peças serão unidas por soldagem; Aberturas ou sulcos na superfície da peça ou peças a serem unidas e que determinam o espaço para conter a solda recebem o nome de chanfro; 27

28 Tipos de chanfros mais comuns usados em soldagem 28

29 Chanfros em diferentes tipos de junta 29

30 Principais elementos de um chanfro Face da raiz ou nariz (s): Parte não chanfrada de um componente da junta; Abertura da raiz, folga ou fresta (f): Menor distância entre as peças a soldar; Ângulo de abertura da junta ou ângulo de bisel (β): Ângulo da parte chanfrada de um dos elementos da junta; Ângulo de chanfro (α): Soma dos ângulos de bisel dos componentes da junta. 30

31 Principais elementos de um chanfro Existe um grande numero de termos para definir o formato e características técnicas dos cordões de solda. Apenas alguns destes termos serão apresentados. Nas figuras a seguir são mostrados alguns destes termos para uma solda de topo e uma solda em ângulo (filete) 31

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34 Zonas de uma junta soldada Cobre-junta ou mata-junta: Peça colocada na parte inferior da solda (raiz) que tem por finalidade conter o metal fundido durante a execução da soldagem; Zona fundida (ZF): Constituída pelo metal de solda, que é a soma da parte fundida do metal de base e do metal de adição; Zona termicamente afetada (ZTA): Região do metal de base que tem sua estrutura e/ou suas propriedades alteradas pelo calor de soldagem 34

35 Passe de solda: Formado por um deslocamento da poça de fusão na região da junta; 35

36 Posições de soldagem 36

37 Posições de soldagem 37

38 Classificação da soldagem pela forma em que é executada Manual: toda a operação é realizada e controlada manualmente pelo soldador; Semiautomática: Soldagem com controle automático da alimentação do metal de adição, mas com controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu deslocamento; Mecanizada: soldagem com controle automatico da alimentação do metal de adição, controle de deslocamento do cabeçote de soldagem pelo equipamento, mas com posicionamento e acionamento pelo soldador; Automática: soldagem com controle automático de praticamente todas as operações. 38

39 Simbologia da Soldagem 39

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