SOLDAGEM Aula 01. Faculdade Pitágoras Núcleo de Engenharias Engenharia Mecânica 9º Período Barreiro, Agosto 2016

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1 SOLDAGEM Aula 01 Faculdade Pitágoras Núcleo de Engenharias Engenharia Mecânica 9º Período Barreiro, Agosto 2016

2 Índice Introdução Definição Formação de uma junta soldada Principais processos de soldagem Comparação com outros processos de fabricação

3 Introdução Por serem extensos a quantidade de termos no campo da soldagem, iremos abordar de forma resumida os termos de terminologia e simbologia da soldagem. Caso necessário um aprofundamento, pode-se consultar bibliografia específica para um estudo mais completo.

4 Introdução Por serem extensos a quantidade de termos no campo da soldagem, iremos abordar de forma resumida os termos de terminologia e simbologia da soldagem. Caso necessário um aprofundamento, pode-se consultar bibliografia específica para um estudo mais completo.

5 Introdução B) Forças microscópicas: Também denominadas Inter atômicas e intermoleculares, a união é realizada pela aproximação de átomos, ou moléculas das peças as serem unidas, podendo ter materiais adicionais e intermediários.

6 Introdução B) Forças microscópicas:

7 Introdução A soldagem representa um dos mais importantes processos de união utilizados industrialmente. Constitui junto com a brasagem aplicações diversas na indústria que vai desde a microeletrônica até fabricação de navios e outras estruturas com centenas ou milhares de toneladas.

8 Introdução Utilizada também desde um simples portão até equipamentos de elevado grau de responsabilidade como petrolíferas, químicas e até reatores nucleares.

9 Definição 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 utilização de pressão e/ ou material de adição. AWS (American Welding Society) Engloba um aspecto mais operacional.

10 Definição União de dois materiais é realizada, ou através da fusão dos mesmos em íntimo contato; ou pela fusão de ambos e adição de outro material fundido; ou, ainda, simplismente, por contato destes materiais, nas fases sólidas ou semisólida. Machado, 1996

11 Definição Processo de união de materiais baseados no estabelecimento de força de ligação química de natureza similar às atuantes no interior dos próprios materiais, na região de ligação entre os materiais que estão sendo unidos. Marques, 2009

12 Formação de uma junta soldada De uma forma simples, uma peça metálica pode ser considerada como formada por um grande número de átomos em arranjo espacial (estrutura cristalina).

13 Formação de uma junta soldada Posicionados a uma distância r0, na qual a energia do sistema é mínima. A situação de cada átomo não se tende a se ligar a nenhum átomo extra, por está com sua energia mínima. Variação de energia potencial para um sistema composto de dois átomos em função da distância de separação entre eles.

14 Formação de uma junta soldada A peça é formada por um grande número de átomos em um arranjo espacial (estrutura cristalina); Átomos no interior da estrutura são cercados por um número de vizinhos mais próximos, ou seja, estão ligados a menos vizinhos, tendo maior nível de energia;

15 Formação de uma junta soldada Este efeito poderá acontecer se colocarmos junto dois blocos de gelo. Sabe-se que isto não ocorre para duas peças metálicas, exceto em condições muito especiais.

16 Formação de uma junta soldada 1. Superfícies de um material por mais polida que seja, apresenta uma grande rugosidade em escala macroscópica.

17 Formação de uma junta soldada 2. Nas superfícies por maior que seja o processo de limpeza existem camadas de óxido, umidade gordura e poeira impedindo um contato real entre as superfícies.

18 Formação de uma junta soldada Para que seja superado estes obstáculos, originam dois grandes grupos de processos de soldagem: A) Processos de soldagem por pressão; B) Processos de soldagem por fusão.

19 Formação de uma junta soldada A) Processos de soldagem por pressão: Deformação da superfícies de contato, permitindo a aproximação dos átomos a distância r0. Exemplos: Forjamento, ultra-som, fricção, difusão, explosão etc.

20 Formação de uma junta soldada A) Processos de soldagem por pressão: Aplicação de pressão elevada. Produz deformação plástica nas superfícies metálicas. Permite a aproximação atômica a distâncias da ordem de r0. Em geral, as peças são aquecidas localmente para facilitar a sua deformação, não havendo porém fusão do material.

21 Formação de uma junta soldada B) Processos de soldagem por fusão: Ocorre a fusão dos materiais e são separados de acordo com a fonte de energia, sendo um dos mais utilizados a energia a arco elétrico.

22 Formação de uma junta soldada B) Processos de soldagem por fusão: Aplicação localizada de calor na região de união. Produz fusão do metal base e do metal de adição (quando este for utilizado). Produz a ligação pela solidificação do metal fundido. Destruição das interfaces.

23 Principais processos de soldagem

24 Principais processos de soldagem

25 Principais processos de soldagem Processos que promovem a união por fusão localizada Soldagem a arco elétrico Soldagem a plasma Soldagem por eletro escória Soldagem a chama Soldagem por bombeamento de elétrons Soldagem por eletrogás Soldagem por laser Soldagem por Hidrogênio Atômico

26 Principais processos de soldagem Soldagem que promovem união por aplicação de pressão no estado sólido Soldagem por resistência Soldagem por Explosão Soldagem por Difusão Soldagem por Atrito Soldagem por Ultra-som Soldagem por Pressão

27 Principais processos de soldagem

28 Vantagens Comparação com outros processos de Fabricação Permite montagem de conjuntos com rapidez, segurança e economia de material; Juntas soldadas e executadas corretamente, são por si mesmas estanques, mesmo em pressões elevadas;

29 Vantagens Comparação com outros processos de Fabricação Comparado à fundição, podem ter variações de espessuras em uma mesma peça, inexistência de uma espessura mínima para preenchimento, possibilidade de materiais diferentes na mesma peça e menor investimento inicial.

30 Vantagens Comparação com outros processos de Fabricação Possui grande versatilidade (jóias, componentes eletrônicos, vasos de pressão compreendendo desde materiais simples a grandes estruturas e equipamentos complexos.) Grandes produções com enormes custoxbenefício

31 Desvantagens Comparação com outros processos de Fabricação União permanente (desmontagem com destruição parcial ou total). A aplicação de energia térmica e mecânica (distorções e tensões residuais) metalúrgicas (mudança de microestrutura e alteração de propriedades. Podem ter formação de descontinuidades, poros e trincas causando falhas prematuras, estendendo a grande parte ou toda a peça.

32 Desvantagens Comparação com outros processos de Fabricação Consequências de uma falha ou um componente soldado pode ser ampliados devido à natureza monolítica. Ex. Rebite falhas pontuais. Soldagem Falha tende a estender toda a estrutura devido à eliminação de separação de peças.

33 Exercícios 1) O que é soldagem? 2) Por que é possível soldar dois blocos de gelo por aproximação? 3) Quais as principais vantagens e desvantagens da soldagem? 4) Que tipo de materiais além dos metais podem ser soldados? 5) Existem produtos impossíveis de serem fabricados sem a utilização da soldagem? Cite alguns se for o caso. 6) Em que casos a soldagem não é recomendada como Processo de união?

34 SEGURANÇA EM SOLDAGEM Dúvidas?

35 Bibliografia Machado, Ivan Guerra Soldagem e técnicas conexas: processos. 1 ed. UFRGS Rio Grande do Sul p.: il CDU Marques, Paulo Villani Soldagem: Fundamentos e tecnologia / PauloVillani Marques, Paulo José Modenesi, Alexandre Queiroz Bracarense 3. ed. UFMG Belo Horizonte p. IBSN

36 Desenvolvido por Julio Cesar de Jesus