Soldagem por resistência III

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1 Soldagem por resistência III Rodrigo A. L Satyro rodrigo_satyro@hotmail.com Rogério Veiga rogerio.veiga@pirelli.com Santiago Moreira smbiscaino@yahoo.com.br Moacir Santos moskitows@gmail.com 1 Princípio A soldagem por projeção é caracterizada pela necessidade de passagem de uma corrente de soldagem concentrada sem a utilização de eletrodos (RP), mas através da face dos componentes. Soldagem por pontos Soldagem por projeção (em relevo) Soldagem por projeção (sólidos) Fluxo típico de corrente em soldagem por projeção e ponto. Soldagem por projeção (anelar) A soldagem simultânea com várias projeções reduz a sequência de produção. Esta é a razão pelo qual a soldagem por projeção é mais econômica do que a soldagem ponto. 2 Tipos de geometria na projeção Na prática as aplicações de projeção podem ser padronizadas e não padronizadas. A projeção circular (redonda) (ISO 8167 e EN 28167), a projeção alongada, a projeção anel (ambas DIN 8519) são projeções padronizadas.

2 O anexo A estabelece uma relação entre a espessura t e o diâmetro da projeção d1 Tabela 1: dimensões Dimensões em milímetros 1) O diâmetro projetado d3 deve ser ou igual d1, tem um exemplo mostrado no anexo B. 2) Verificar no parágrafo 3 a tolerância da altura a. Tabela 2: Grupos de diâmetros p/ projeção Espessuras finas t Projeção de diâmetro d1 grupo A grupo B grupo C t 0,5 1,6 2 2,5 0,5< t 0,63 2 2,5 3,2 0,63< t 1 2,5 3,2 4 1< t 1,6 3, ,5 < t 3 5 6,3 8

3 ISO 8167 P32 Padrão não cilíndrico h = 0,8 mm Diâmetro não projetado d2 = 1,0 mm d1 = 3,2 mm Projeção especial Padrão cilíndrico h = 1,8 mm Diâmetro projetado d2 + 1,25 mm V = 15: 1 Projeção padrão (ISO 8167) e projeção não padrão. Outra peculiaridade da soldagem projeção é a aplicação de projeções naturais. Temos como exemplo malhas de fios soldados que são inseridas em concreto de construções. Este tipo de projeção é chamado soldagem fio-cruzado. Fio-anel (3) soldagem de malha. (1) soldagem-anel e mais borda de furo (4) solda ternária O fio-anel substitui a projeção, normalmente com os mesmos materiais (não similares), pode ser útil quando a projeção não pode ser aplicada em um componente Exemplos de soldas por projeção com projeções naturais.

4 3 Valores de orientação e materias soldáveis Similares para soldagem ponto, alguns tipos de aços soldáveis por projeção - aço carbono - aço galvanizado - alumínio - bronze - cobre Soldagem por projeção em materiais moles só é confiável em máquinas especiais. Chapa única espessura mm Série 1 S mm Série 2 S mm F KN Iw KA Tw Per 0,5 0,4 4,0 3 > 0,5 0,63 0,6 4,2 4 > 0,63 1 0,8 4,5 4 > 1,0 1,6 0,63 1,0 1,25 6,3 5 > 1,0 2,5 1,0 1,6 2, ,6 2,5 3, ,5 3,2 6, Se a eficiência da máquina de solda é alta, o calor fornecido deverá ser controlado pela diminuição dp tempo de soldagem ou pelo aumento da corrente e soldagem. Valores de orientação para soldagem por projeção nos dois lados em chapas de aço não revestidos (DVS 2905): Chapa única Força nos eletrodos Corrente Iw (KA) Tempo Tw (Per)³ Diâmetro D1 mm4 Altura H (mm)4 Cisalhamento F (KN) t (mm)² Fel(KN) 0,8 0,8 5,5 4 3,2 0,8 1,3 1,0 1,3 8,0 5 4,0 1,0 2,5 1,25 1,8 8,7 6 4,0 1,0 2,5 1,5 2,3 9,6 9 4,0 1,0 5,5 2,0 3,5 10,2 12 5,0 1,25 9 2,5 4,8 10,6 13 5,0 1, ,0 6,0 12,0 15 6,3 1,6 18 1) Os parâmetros são válidos p/ 1 projeção. Fatores que aumentam com o n de projeções: tempo de corrente constante; corrente de soldagem e força do eletrodo deve ser multiplicado conforme o nº de projeções. A força de cisalhamento deve ser proporcional ao número de projeções. 2) Para 2 chapas de mesma espessura de aço mole é viável seguir a Norma EN 10142, com revestimento zincado com 275 g/m,oleado. 3) Corrente alternada 50 Hz. 4) Projeções de acordo com a norma Din EN 28167, projeções rodadas tabela 1 resposta tabela 1A grupo B.

5 Valores de orientação para soldagem por projeção dos 2 lados para chapas galvanizadas à quente 1) (DVS 2910): Chapa única Revestimento zincado µm Força nos eletrodos Corrente Iw (KA) Tempo Tw (Per)³ Diâmetro D1 mm4 Altura H (mm)4 t (mm)² Fel(KN) 0,8 2,5 7,5 1, ,2 0,8 1,0 2,5 7,5 1, ,2 0,8 1,25 2,5 7,5 2, ,0 1,0 1,5 2,5 7,5 3, ,0 1,25 2,0 2,5 7,5 4,0 10,5 11 5,0 1,25 2,5 2,5 7,5 5, ,0 1,25 3,0 2,5 7,5 6, ,3 1,6 1) Os parâmetros são válidos p/ 1 projeção. [Fatores que aumentam como n] de projeções: tempo de corrente constante; corrente de soldagem e força no eletrodo devem ser multiplicadas conforme o número de projeções. A força de cisalhamento deve ser proporcional ao número de projeções. 2) Para 2 chapas de mesmo material, de aço mole sem revestimento, de acordo com a EN 10130, dois lados com galvanização eletrolítica, oleado. 3) Corrente alternada 50hz. 4) Projeções de acordo com DIN EN 28167, projeções rodadas tabela 1 resp. Tabela 1 A grupo B. Valores de orientação para soldagem projeção em ambos os lados para chapas de aço cogalvanização eletrolítica. 1) (DVS 2926). Os parâmetros são válidos para soldagem de uma projeção. Se for usual mais projeções soldadas ao mesmo tempo, a corrente de soldagem e a força aplicada no eletrodo devem ser multiplicadas pelo número de projeções. A corrente de soldagem é independente a partir do número de projeções.

6 4 Máquinas de soldagem O princípio estrutural das máquinas de soldagem projeção é quase o mesmo das máquinas de soldagem ponto. Devido aos altíssimos esforços no eletrodo a construção da máquina deve ser mais robusta. A corrente de soldagem, necessariamente maior, requer um dimensionamento maior do circuito secundário (Ex: transformador). Outra diferença para a máquina de soldagem ponto são as bases deslizantes com canais. Sua função é de prender diferentes fixadores de peças e permitir um tempo de preparação menor na mudança da tarefa de soldagem. Máquina de soldagem por projeção Devido ao efeito de flexão, é possível uma distribuição de força desigual. Os motivos para uma distribuição desigual de corrente são: efeito superficial (efeito Kelvin) (corrente alternada) ou mudança da resistência ohmica (corrente contínua). Distribuição de forças no interior de uma prensa de projeção tipo C com ferramental rígido.

7 Distribuição de corrente usando corrente alternada. Devido ao efeito superficial o aumento da corrente de soldagem é de dentro para fora. Distribuição de corrente usando corrente contínua. Devido à mudança da resistência ôhmica, a corrente de soldagem diminui de dentro p/ fora. Possível corrente e distribuição de força do eletrodo em uma máquina de soldagem por projeção. Soldagem de topo 1 Princípio A soldagem de topo por resistência deve ser dividida em: - soldagem de topo resistência pura. - soldagem de topo por centelhamento.

8 Soldagem de topo Solda Solda Metal recalcado Soldagem de topo Soldagem de topo Soldagem de topo por centelhamento RA sem pré- aquecimento Ex: ferro chato; aços RA com pré- aquecimento Ex: aços roletados;trilhos. Variantes da soldagem de topo. As diferenças principais entre as características dos procedimentos de soldagem a topo e soldagem a topo por centelhamento são dados pela máxima seção soldável, formação da solda e as qualidades de solda alcançáveis. 1.1 O procedimento de soldagem de topo A solda = 1 600mm² pode ser descrito em 5 passos; - pressionamento das peças a serem unidas; - início da corrente de soldagem; - aquecimento da face da solda; - atuação; - interrompimento da corrente de soldagem Superfícies livres de irregularidades e paralelas são requisitos para uma boa solda a topo. Somente essas condições permitem um aquecimento constante sobre toda a seção cruzada. Quaisquer impurezas em superfícies irregulares podem criar inclusões na solda, o que causa uma redução na qualidade da solda. Durante o processo de atuação as impurezas deverão se mover para fora da solda, por esse motivo, deve ser levada em consideração uma redução no comprimento. 1.2 A soldagem a topo com centelhamento (A solda = mm²), é mais complexa. Existem 2 procedimentos diferentes: a) Soldagem de topo sem pré-aquecimento soldagem de topo a frio b) Soldagem de topo com pré- aquecimento

9 O procedimento pode ser descrito da seguinte forma: Pré-aquecimento - fixação da corrente de soldagem - movimentação do rolete até o contato das faces - manter o fluxo da corrente de soldagem - mover os rolos para trás - repetir o movimento variando o tempo Pulsado - mover o rolo lentamente para frente - as peças serão unidas durante o pulso Préaquecimento Centelhamento Fases da soldagem topo por centelhamento

10 2 Valores de orientação para soldagem de materiais Valores de orientação para soldagem de topo com centelhamento. Comprimento livre de aperto (um lado) Seção cruzada [mm²] Um lado com comp. Livre Fina espessura Seção transversal Valores de orientação: 0,8 x d Distância fixada 1,6 x d (aço baixo carbono) Com a mudança do material deve ser feita a seguinte observação: - materiais com baixa condutividade: aperto curto no comprimento - materiais com alta condutividade: aperto longo no comprimento Comprimento com sobre metal para cada peça Seção transversal (mm²) Pré aquecimento e deficiência no Recalque deficiente (mm) centelhamento (mm) 2,0 3,5 4,5 8,0 9,0 12,0 1,5 2,0 2,5 4,0 5,0 6,0 Perda total no comprimento total da peça (mm) 3,5 5,5 7,0 12,0 14,0 18,0 Configuração de força requerida: Aço até 0,2% de C N/mm² Aço com teor de C > 0,2% N/mm² Aço baixo C N/mm² Aço alto C N/mm² Metal polido N/mm² Outros metais não ferrosos N/mm²

11 Outros valores característicos Préaquecimento corrente específica 2, A/mm² Corrente pulsada específica 1, A/mm² Voltagem com circuito aberto (secundário) < 15 V Velocidade de pré-aquecimento 2 mm/s Velocidade de centelhamento 0, mm/s Velocidade de referência mm/s Pré-centelhamento 0,1... 0,2 mm/s Tempo de soldagem por segundo seção transversal/50 C1, C2: Comprimento livre de travamento em cada extremidade da peça de trabalho. C1+ C2: Distância entre os grampos de travamento carregadores de corrente. P1, P2: F1, F2: Perda de comprimento devido ao préaquecimento de cada extremidade da peça (inclui a perda por précentelhamento, se necessário). Perda por centelhamento em cada extremidade da peça. Largura paralela até a superfície de pega Perda total de comprimento (aço baixa liga seção) U1, U2: Perda por atuação em cada extremidade da peça. L1= P1+F1+U1: L2= P2+F2+U2: L1+L2: Adição no comprimento em cada extremidade da peça. Perda Total de comprimento

12 Parâmetro de soldagem para aço Materiais 1. Distância o grampo de pega ~1,6 x d peça 2. Adição por centelhamento = 0,7-0,9 da adição total 3. Tempo de centelhamento 20 seg. A cada 650mm2 ou 10 seg. a cada 2,54mm de espessura de chapa 4. Corrente de centelhamento = 1/3-1/5 da corrente de curto-circuito 5. Pressão de atuação = N/mm2, aço carbono N/mm2, aço liga 6. Força de pega Fcj = 1,5-2,0 x força de atuação 7. Parâmetro de saída da máquina = 4-8 kva/cm2 8. Corrente de centelhamento ~3 A/mm2 Aço, cobre, alumínio, bronze, titânio e molibdênio. A soldagem a topo por centelhamento depende essencialmente das propriedades da máquina. 3. Máquinas de soldagem Os componentes principais de uma máquina de soldagem a topo são: -Corpo da máquina -Torres de pega com grampos de pega -Mesa -Circuito secundário com transformador -Controle de soldagem

13 4. Exemplos de aplicação Muitos exemplos de componentes soldados com solda a topo e com solda a topo por centelhamento demonstram a DVS-guideline 2901 parte 3. Indústrias nas quais a solda a topo (por centelhamento) é utilizada: -Indústria automobilística -Indústria de arames, correntes e cabos -Engenharia mecânica e elétrica -Indústria de construções -Indústria de ferro e aço, mineração e ferrovias -Indústria química