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Pontifícia Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia Curso: Engenharia de Controle e Automação Disciplina: Processos de Fabricação Prof.

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1 Pontifícia Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia Curso: Engenharia de Controle e Automação Disciplina: Processos de Fabricação Prof. Jorge Marques dos Anjos Aula 14 Processos de soldagem - Noções

2 Introdução A união de peças pode ser feita por processos de parafusamento, rebitagem, colagem e soldagem, entre outros. Soldagem é, segundo a definição da American Welding Society (AWS), a operação que visa obter a coalescência (fusão) localizada produzida pelo aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem aplicação de pressão e de metal de adição

3 Introdução Soldagem é um processo de união de metais por meio da fusão localizada, seguida de solidificação. No entanto... – Solda-se também não metais – Processos de soldagem também são usados para deposição de metal sobre uma superfície. – Variações de processos de soldagem são utilizados para corte de metais e não metais e também para o tratamento térmico e termoquímico de superfícies.

4 Principais processos de soldagem Oxigas Arco elétrico – Eletrodo revestido – MIG/MAG – TIG – Arco submerso – Plasma Laser Feixe de eletrons Por pressão

5 Terminologia Soldagem: diz respeito ao processo Solda: região onde ocorreu o processo de soldagem, caracterizada pela existência de um cordão ou de um ponto. Metal base: peças que serão soldadas. Metal de adição: material que será depositado na região de soldagem. Junta: região onde será aplicada a solda, forma como a solda é realizada. Tipos de Junta: Topo, sobreposta, em ângulo. Chanfro: abertura que se faz no metal base para garantir adequadamente a soldagem. Tipos de Chanfro: I, ½V, V, K, X, J, U.

6 Terminologia Cordão: forma geométrica da solda, caracterizado por uma área secional (ou medidas de largura, altura, diâmetro, etc.) e pelo comprimento. Filete: cordão obtido apenas devido à junção em ângulo, sem a necessidade de chanfro. Poça de fusão: região que está liquefeita. Penetração: distância de alcance da fusão do metal base, medida perpendicularmente à superfície soldada. Zona Termicamente Afetada (ZTA): região não fundida, mas que sofreu alteração na estrutura do material devido à ação do calor de soldagem.

7 Ilustração de processo de soldagem e de solda Fonte: Apostila Soldagem I. P. Mondenesi e P. Marques. UFMG.

8 Processo Oxigás Processo de soldagem que usa a energia da combustão para promover a coalescência do metal de adição e/ou metal de base. O principal gás combustível utilizado é o acetileno, devido ao seu poder calorífico superior, mas outros gases podem ser utilizados.

9 Avaliação comparativa entre gases e aplicação ou não de oxigênio comprimido Fonte: apostila de soldagem UFTPR

10 Soldagem Oxiacetilênica Fonte: apostila de soldagem oxiacetilênica UFTPR

11 Processos a arco elétrico A energia de coalescência é fornecida pelo calor gerado na resistência da condução de gás ionizado. Eletrodo revestido MIG/MAG TIG Arco submerso

12 Eletrodo Revestido Processo muito flexível: solda diferentes metais, em diferentes posições. Baixa produtividade.

13 Eletrodo Revestido O eletrodo é formado por uma alma de 250 a 500 mm de comprimento (o mais usual é 350 mm), com diâmetro de 2 a 8mm O revestimento é formado por minerais (argila, fluorestos, carbonatos) ou outros materiais (celulose e ligas metálicas) capazes de melhorar as condições de soldagem

14 Funções do Revestimento Função elétrica: Tornar o ar entre o eletrodo e a peça melhor condutor, o que permite estabelecer e manter o arco estável. Função metalúrgica : Formar uma cortina gasosa que envolve o arco e o metal em fusão, impedindo a ação prejudicial do ar (oxigênio e nitrogênio) e também adicionar elementos de liga e desoxidantes, para diminuir as impurezas. Função física: Guiar as gotas de metal em direção à poça de fusão, facilitando a soldagem nas diversas posições. Atrasar o resfriamento do cordão através da formação da escória, proporcionando melhores propriedades mecânicas à solda.

15 Soldagem com Eletrodo Revestido

16 Operação ER 16

17 Processo MIG/MAG A diferença básica em relação ao ER é que no MIG/MAG, a solda é protegida por um fluxo de gás e não pelos gases e líquidos formados pelo revestimento fundido. Outra diferença é que o eletrodo é na forma de arame, garantindo continuidade da solda por mais tempo. O arame é nu, isto é, não recebe revestimento. Alta produtividade para chapas finas

18 MIG/MAG - Equipamento

19 Soldagem MIG/MAG

20 Processo TIG TIG (Tungsten Inert Gas) Processo de soldagem por arco elétrico, sob proteção gasosa, com eletrodo não consumível de Tungstênio ou ligas deste metal, com ou sem metal de adição.

21 TIG (Tungsten Inert Gas) Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) Gás inerte: Argônio ou mistura (Ar e He) Método utilizado para juntas pequenas (inferior a 10mm, comumente 0,2 e 0,3mm) Utilizado para aços ligas, aços inoxidáveis e ligas não ferrosas Geralmente é utilizado nos primeiros passes (pequenas espessuras) e depois completa-se a solda com outros processos O gás não interage com a soldagem e tem a função de proteção da zona de solda

22 TIG (Tungsten Inert Gas)

23 Processo Arco Submerso

24 O fluxo é depositado, formando uma camada protetora de material granular sobre a poça e o cordão de solda. Parte do fluxo funde-se e vira gás ou escória. A parte não fundida é peneirada e volta a ser usada no processo. O metal de adição é o próprio eletrodo, que pode ter a forma de arame sólido, arame tubular ou fita. Por estar coberto pelo fluxo, o arco elétrico não é visível. Não há faíscas, respingos ou fumos, exceto nas falhas operacionais do processo.

25 Arco Submerso Parte do fluxo funde-se e vira gás ou escória. A parte não fundida é peneirada e volta a ser usada no processo. O metal de adição é o próprio eletrodo, que pode ter a forma de arame sólido, arame tubular ou fita.

26 Arco Submerso - Equipamento

27

28 Processos a Resistência 4 tipos de soldagem por resistência: 1.Soldagem por ponto 2.Soldagem de projeção 3.Soldagem por costura 4.Soldagem de topo por resistência

29 Soldagem por Resistência É a soldagem através da aplicação de pressão entre dois eletrodos não consumíveis, fazendo passar por eles uma alta corrente elétrica (contínua) e fundindo o metal pelo calor provocado pelo efeito joule. Equação de Joule: Q = R I² t. Q = Carga térmica R = Resistência elétrica I = Corrente elétrica t = tempo.

30 Soldagem a Resistência Soldagem por ponto Soldagem ponto a ponto com eletrodo não consumível

31 Soldagem a Resistência Soldagem por costura Soldagem com eletrodo em forma de disco e aplicação de uma seqüência de pulsos de corrente.

32 Soldagem a Resistência Soldagem por projeção A projeção em uma das peças formada na usinagem são soldadas pela pressão e corrente aplicada nos pontos de projeção

33 Soldagem a Resistência Soldagem de topo Destinada a soldagem de arames e tubos, anéis e tiras da mesma seção transversal


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