Aula 11 – Introdução à Soldagem

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1 Aula 11 – Introdução à Soldagem
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2 Classificação Processos de Fabricação Processos de Fabricação
Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco Usinagem Conformação Mecânica Laminação Forjamento Extrusão Trefilação Estampagem Convencional Não convencional Soldagem Torneamento Jato D’água Fundição Fresamento Jato Abrasivo Furação Fluxo Abrasivo Metalurgia do Pó Retificação Ultrasom

3 O que é soldagem?

4 Definição “Soldagem é uma família de processos térmicos de união permanente de peças metálicas que pode usar material de adição ou não, através da fusão ou pressão” “Operação que visa obter a união de duas ou mais peças, assegurando, na junta soldada, a continuidade de propriedades físicas, químicas e metalúrgicas”

5 Características Possibilita a junção permanente, tornando as partes soldadas uma só unidade; A junta soldada pode ter resistência mecânica superior às partes que foram unidas; Custo, em geral, razoável; Grande variedade de processos; Operação manual ou automática; Pode ser altamente portátil (importante para a manutenção);

6 Limitações e desvatagens
Não pode ser desmontada; Pode afetar microestrutura e propriedades das partes; Pode causar distorções e tensões residuais; Requer considerável habilidade do operador; Pode exigir operações auxiliares de elevado custo e duração (ex: TT); A maioria dos processos envolve alta energia e é perigosa; As juntas podem ter defeitos difíceis de serem detectados;

7 Características A escolha do processo de soldagem depende de vários fatores: Aplicação Projeto de solda Materiais envolvidos Forma, espessura e tamanho dos componentes que serão soldados

8 Teste seu conhecimento 1) O que é soldagem?

9 Os processos de soldagem podem ser classificados em dois grandes grupos
Soldagem por Fusão: processos que utilizam a fusão parcial dos materiais da peças envolvidas na união. Soldagem por Pressão: são processos nos quais não ocorre a fusão dos materiais envolvidos.

10 Soldagem por Fusão: Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido Soldagem a arco submerso Soldagem a arco com arame tubular Soldagem a arco tungstênio com atmosfera gasosa Soldagem a arco metálico com atmosfera gasosa Soldagem por oxi-gás Soldagem por resistência por ponto, por costura e por projeção Brasagem

11 Soldagem por pressão: se baseiam na aplicação de pressões elevadas de forma a deformar plasticamente as superfícies metálicas permitindo a aproximação atômica. Em geral, as peças são aquecidas localmente para facilitar a sua deformação. Soldagem por explosão Soldagem por ultrassom Soldagem por fricção

12 Teste seu conhecimento Cite pelo menos 03 exemplos de processos de soldagem onde ocorre fusão do metal base e do metal de adição.

13 Fundamentos Metal base: Metal que será soldado (peça)
Metal de adição: material a ser adicionado na soldagem de uma junta. Poça de fusão: volume localizado de metal liquido proveniente de metal de adição e metal de base antes de sua solidificação como metal de solda.

14 Fundamentos Junta: região onde as peças serão unidas. É o posicionamento das peças que determina os vários tipos de juntas. Tipos básicos de juntas:

15 Fundamentos Chanfro: aberturas na superfície da peça (ou peças) a serem unidas e que determinam o espaço para conter a solda.

16 Fundamentos Posições de Soldagem
Posição plana: mais usual, maior facilidade de execução e uma maior produtividade.

17 Fundamentos Regiões de uma junta soldada (soldagem por fusão):
Metal base (MB) Zona termicamente afetada (ZTA): Região do MB aquecida durante a soldagem a temperaturas capazes de causarem mudanças na microestrutura e propriedades do material. Tende a ser a região mais crítica de uma junta soldada. Zona Fundida (ZF): Região que, em algum momento durante a soldagem, esteve no estado líquido.

18 Fundamentos Termos técnicos das regiões dos cordões de solda:
Solda de topo Solda em ângulo Raiz: Tende a ser a região em que a soldagem é mais difícil e, desta forma, mais propensa à formação de descontinuidades em uma solda.

19 Teste seu conhecimento Na ilustração a seguir, as regiões assinaladas são:

20 Fundamentos Execução de uma solda de vários passes:

21 Fontes de energia Fontes elétricas – Arco elétrico = Calor gerado pela descarga elétrica entre um eletrodo e a peça. Fontes elétricas – Resistência elétrica = Calor gerado pelo Efeito Joule (resistência à passagem de corrente elétrica). Fontes químicas – Chama química = Calor gerado pela queima de gases. Fontes mecânicas = calor gerado pelo atrito, vibrações etc.

22 Fontes de energia – Arco elétrico
O Arco elétrico é a fonte de energia que está presente na maioria dos processos comuns de soldagem, e devido a isso, as características do arco elétrico serão discutidos mais detalhadamente.

23 Soldagem a Arco Elétrico - Variáveis
Nos processos de soldagem à arco, a quantidade de calor fornecida à junta influencia nas dimensões e o formato do cordão de solda, dependendo da corrente e tensão elétricas fornecidas ao arco. Principais variáveis do processo de soldagem: Velocidade de Soldagem: maior Vs menor Energia por unidade de comprimento; Corrente: penetração cordão e taxa de fusão do arame; Tensão: controla o comprimento do arco.

24 Soldagem a Arco Elétrico - Variáveis

25 Teste seu conhecimento Quais os principais parâmetros de soldagem?

26 Fundamentos – Regiões do Arco elétrico
Coluna de Plasma: é a região central Ânodo: terminal positivo (>T) Cátodo: terminal negativo (<T)

27 Fundamentos – Corrente no Arco elétrico
Direta CC- : > aquecimento da peça > fusão da peça < fusão do eletrodo Reversa CC+ : < aquecimento da peça < fusão da peça > fusão do eletrodo CA > veloc de solda < consumo de energia > agitação no banho CC melhor p chapas finas e soldagem fora de posição

28 Fundamentos - Modo de transferência por Arco elétrico

29 Gases de proteção São utilizados para proteger de forma eficiente a região do arco elétrico e do metal fundido (poça de fusão) contra a contaminação do ar atmosférico e do vapor de água. Os gases mais utilizados são: Ar He CO2 H2 O2 N2 São usados na condição de misturados com gases inertes

30 Modos de operação Manual: toda operação é realizada pelo soldador.
Semiautomática: Soldagem com controle automático da alimentação de metal de adição, mas com controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu acionamento. Mecanizado: Soldagem com controle automático da alimentação de metal de adição e do deslocamento do cabeçote de soldagem, mas com o posicionamento, acionamento do equipamento e supervisão da operação sob responsabilidade do operador de soldagem. Automático: Soldagem com controle automático de praticamente todas as operações necessárias.

31 Simbologia A simbologia é usada em desenhos de engenharia para indicar a localização da solda, detalhes do chanfro e outras informações referente as operações de soldagem. Símbolos básicos: Linha de referência: serve como suporte para informações a respeito da soldagem Linha de seta: indica a região a ser soldada

32 Simbologia Exemplos de solda chanfro e seus símbolo de acordo com a AWS A. 2.4

33 Soldabilidade Entende-se soldabilidade como a facilidade com que uma junta soldada é fabricada. Em geral, pode-se dizer que o aumento do teor de carbono reduz a soldabilidade. Altos teores de enxofre também são prejudiciais à soldagem. Reduz tensões de contração Reduz a dureza da ZTA

34 Soldabilidade Alumínio – Comparado aos aços baixo carbono mais dificultoso (maior condutividade térmica) Ferro Fundido – Comparado aos aços mais dificultosa (teor de carbono alto) Fofo cinzento sendo este soldável; Fofo maleável e nodular são também soldável mas eles requerem um tratamento térmico após a soldagem para restabelecer a seu estado normal de resistência e ductilidade; Fofo fundido branco não é soldável.

35 Soldabilidade

36 Segurança Os principais riscos das operações de soldagem são: incêndios e explosões, queimaduras, choque elétrico, inalação de fumos e gases nocivos e radiação. O soldador deve proteger-se contra perigos das queimaduras provocadas por fagulhas, respingos de material fundido e partículas aquecidas e também dos choques elétricos e das radiações de invisível (raios infravermelhos e ultravioleta).

37 EPIs Assim durante a soldagem, o operador deve-se proteger com EPIs.
As roupas do soldador devem ser de tecido não inflamável, e devem estar sempre limpas, secas e isentas de graxa e óleo para evitar que peguem fogo com facilidade.

38 Acessórios Limpeza da escória

39 Seria mais fácil soldar um aço 1020 ou um 1080? Porque?
Teste seu conhecimento Seria mais fácil soldar um aço 1020 ou um 1080? Porque?

40 Classificação do processo de soldagem
Síntese Solgadem Soldagem é uma família de processos térmicos de união permanente de peças metálicas que pode usar material de adição ou não, através da fusão ou pressão Classificação do processo de soldagem Soldagem por Fusão Soldagem por Pressão EPIs Soldabilidade Principais variáveis Velocidade de Soldagem Corrente Tensão