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1 TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM 2 ÍNDICE 1 - TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM-----------------------------------------------9 2 - TERMINOLOGIA DE DESCONTINUIDADES--------------------------------30 9 3 1 – TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM Em soldagem, no que se refere à terminologia, é difícil a desvinculação dos termos técnicos da língua inglesa. Estes, sempre que possível, serão mencionados entre parênteses para permitir um perfeito entendimento da matéria. Os termos relacionados, a seguir, são apenas alguns dos mais usais. Os termos técnicos em língua inglesa e suas definições são encontrados numa abordagem mais complexa na AWS A3.0. As designações abreviadas dos processos de soldagem mais usuais, segundo a norma AWS A3.0, encontram-se na Tabela 2.1. Abertura da raiz (root opening) - mínima distância que separa os componentes a serem unidos por soldagem ou processos afins. (Figura 2.1 A e E). Acopladeira - maquinário empregado geralmente nas operações de montagem de dutos e componentes a serem soldados. Alma de eletrodo (core electrode) - núcleo metálico de um eletrodo revestido, cuja seção transversal apresenta uma forma circular maciça. (Figura 2.2). Ângulo de deslocamento ou de inclinação de eletrodo (travel angle) - ângulo formado entre o eixo do eletrodo e uma linha referência perpendicular ao eixo da solda, localizado num plano determinado pelo eixo do eletrodo e o eixo da solda. (Figura 2.3). Ângulo de trabalho (work angle) - ângulo que um eletrodo faz com uma linha de referência posicionada perpendicularmente à superfície da chapa, passando pelo centro do chanfro, localizada em um plano perpendicular ao eixo da solda. (Figura 2.3). Ângulo do bisel (bevel angle) - ângulo formado entre a borda preparada do componente e um plano perpendicular à superfície do componente (Figura 2.1) Ângulo do chanfro (groove angle) - ângulo integral entre as bordas preparadas dos componentes (Figura 2.1) Arame - ver definição do Eletrodo Nu. Arame tubular - ver definição do eletrodo tubular. Atmosfera protetora (protective atmosphere) - envoltório de gás que circunda a parte a ser soldada ou brasada, sendo o gás de composição controlada com relação à sua composição química, ponto de orvalho, pressão, vazão, etc. Como exemplo temos: gases inertes, gases ativos, vácuo, etc. Atmosfera redutora (reducing atmosphere) - atmosfera protetora quimicamente ativa que, a temperaturas elevadas, reduz óxidos de metais a seu estado metálico. Bisel (bevel) - borda do componente a ser soldado, preparado na forma angular (Figura 2.1). Brasagem (brazing, soldering) - processo de união de materiais onde apenas o metal de adição sofre fusão, ou seja, o metal de base não participa da zona fundida. O metal de adição se distribui por capilaridade na fresta formada pelas superfícies da junta, após fundir-se. Camada (layer) - deposição de um ou mais passes consecutivos situados aproximadamente num mesmo plano. (Figura 2.4) Certificado de qualificação de soldador (welder certification) - documento certificando que o soldador executa soldas de acordo com padrões pré estabelecidos. Chanfros (groove) - abertura ou sulco na superfície de uma peça ou entre dois componentes, que determina o espaço para conter a solda. Os principais tipos de chanfros são os seguintes: (Figura 2.5) a) Chanfro em J (single-J-groove) b) Chanfro em duplo J (double-J-groove) c) Chanfro em U (single-U-groove) d) Chanfro em duplo U (double-U-groove) e) Chanfro em V (single-V-groove) f) Chanfro em X (doube-V-groove) g) Chanfro em meio V (single-bevel-groove) h) Chanfro em K (doublé-bevel-groove) i) Chanfro reto ou sem chanfro (square-groove) Chanfro de teste de produção (production test plate ou vessel test plate) - chapa soldada e identificada como extensão de uma das juntas soldadas do equipamento, coma finalidade de executar ensaios mecânicos, químicos ou metalográficos. Chapa ou tubo de teste (test coupon) - peça soldada e identificada para qualificação de procedimento de soldagem ou de soldadores ou de operadores de soldagem. 4 Cobre-junta (backing) - material ou dispositivo colocado no lado posterior da junta, ou em ambos os lados (caso dos processos eletroescória e eletrogás), cuja finalidade é suportar o metal fundido durante a execução da soldagem. O material pode ser parcialmente fundido, já que não precisa se fundir necessariamente durante a soldagem. O mesmo pode ser metálico ou não metálico. Exemplos de cobre-junta: Metal de base, cordão de solda, material granulado (fluxo), cobre, cerâmica, carvão. (Figura 2.6) Consumível - material empregado na deposição ou proteção da solda, tais como: eletrodo revestido, vareta, arames, anel consumível, gás, fluxo, entre outros. Cordão de solda (weld bead) - depósito de solda resultante de um passe (Figura 2.4) Corpo de prova (test specimen) - amostra retirada e identificada da chapa ou tubo de teste, quando se objetiva conhecer as propriedades mecânicas, entre outras propriedades, do material analisado. Corrente elétrica de soldagem (welding current) - corrente elétrica que passa pelo eletrodo na execução de uma solda. Corte com eletrodo de carvão (carbon arc cutting) - processo de corte a arco elétrico, no qual metais são preparados por fusão devido ao calor gerado pelo arco formado entre um eletrodo de grafite e o metal de base. Para a retirada do metal líquido localizado na região do corte, utiliza-se o ar comprimido. Diluição (dilution) - modificação na composição química de um metal de adição causado pela mistura do metal de base ou do metal de solda anterior. È medido pela percentagem do metal de base ou do metal de solda anterior no cordão de solda (Figura 2.7). Dimensão da solda (weld size): para solda de aresta: é a medida da espessura do metal de solda até a raiz da solda (Figura 2.8) para solda em chanfro: é a penetração da junta de uma solda em chanfro, ou seja, é a profundidade do bisel, adicionada à da raiz, caso esta seja especificada, excetuando os reforços (Figura 2.9). para solda em ângulo-(Figura 2.10) - para solda em ângulo de pernas iguais: é comprimento dos catetos do maior triângulo retângulo isósceles que pode ser inscrito na seção transversal da solda (Figura 2.10A, B, C, D). - para soldas em ângulo de pernas desiguais: é comprimento dos catetos do maior triângulo retângulo que pode ser inscrito na seção transversal da solda (Figura 2.10 E). Eficiência de Deposição (deposition efficiency) - relação entre o peso do metal depositado e o peso do consumível utilizado, expressa em percentual. Eficiência de Junta - relação entre a resistência de uma junta soldada e a resistência do metal de base, expressa em percentual. Eletrodo de carvão (carbon electrode) - eletrodo não consumível usado em corte ou soldagem a arco elétrico, consistindo de uma vareta de carbono ou grafite, que poder ser revestida com cobre ou outros revestimentos. Eletrodo nu (bare electrode) - metal de adição consistindo de um metal ligado ou não, produzido em forma de arame, fita ou barra e sem nenhum revestimento ou pintura nele aplicado, além daquele concomitante à sua fabricação ou preservação. Eletrodo revestido (covered electrode) - metal de adição composto, consistindo de uma alma de eletrodo no qual um revestimento é aplicado, suficiente para produzir uma camada de escória no metal de solda. O revestimento pode conter materiais que foram uma atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabilizam o arco e que servem de fonte de adições metálicas à solda. (Figura 2.2) Eletrodo para solda a arco (arc welding electrode) - componente do circuito de solda através do qual a corrente é conduzida entre o porta-eletrodo e o arco. Eletrodo tubular (flux cored electrode)- metal de adição composto, consistindo de um tubo de metal ou outra configuração oca, contendo produtos que formam uma atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabilizam o arco, foram escória ou que contribuam com elementos de liga para o metal de solda. Proteção adicional externa pode ou não ser usada. Eletrodo de tungstênio (tungsten electrode) - eletrodo metálico, não consumível, usado em soldagem ou corte a arco elétrico, feito principalmente de tungstênio. Equipamento (weldment) - produto da fabricação, construção e/ou montagem soldada, tais como: equipamentos de caldeiraria, tubulação, estruturas metálicas, oleodutos e gasodutos, etc. Equipamento de soldagem - máquinas, ferramentas, instrumentos, estufas, dispositivos empregados na operação de soldagem. 5 Escama de solda (stringer bead, weave bead) - aspecto da face da solda semelhante à escamas de peixe. Em deposição sem oscilação transversal (stringer bead), assemelha-se a uma fileira de letras V; em deposição com oscilação transversal (weave bead), assemelha-se a escamas entrelaçadas. (Figura 2.11). Escória (slag) - resíduo não metálico proveniente da dissolução do fluxo ou revestimento e impurezas não metálicas na soldagem e brasagem. Face do chanfro (groove face) - superfície de um componente localizado no interior do chanfro. (Figura 2.12) Face da raiz (root face) - parte da face do charuto adjacente à raiz da junta (Figura 2.12) Face da fusão (fusion face) - superfície do metal de base que será fundida na soldagem. (Figura 2.13). Face da solda (weld face) - superfície exposta da solda, pelo lado por onde a solda foi executada (Figura 2.14). Fluxo (flux) - composto mineral granular cujo objetivo é proteger a poça de fusão, purificar a zona fundida, modificar a composição química do metal de solda, influenciar as propriedades mecânicas. Gabarito de solda (weld gage)- dispositivo para verificar a forma e a dimensão de soldas. Também chamado de “Calibre de Solda”. Garganta de solda (fillet weld throat) - dimensão em uma solda em ângulo determinada de três modos: teórica: altura do maior triângulo retângulo inscrito na seção transversal da solda (Figura 2.10 A, B); efetiva: distância mínima da raiz da solda à sua face, excluindo qualquer reforço (Figura 2.10 A, B, C, D, E e Figura 2.15). real: distância entre a raiz da solda e a face da solda (Figura 2.10 A, B, C, D, E). Gás de proteção (shielding gás) - gás utilizado para prevenir contaminação indesejada pela atmosfera. Gás inerte (inert gás) - gás que não combina quimicamente com o metal de base ou metal de adição. Geometria da junta (joint geometry) - forma e dimensões da seção transversal de uma junta antes da soldagem. Goivagem (gouging) - variação do processo de corte térmico que remove metal por fusão com objetivo de fabricar um bisel ou chanfro. Goivagem a arco (arc gouging) - goivagem térmica que usa uma variação do processo de corte a arco para fabricar um bisel ou chanfro. Goivagem por trás (back gouging) - remoção do metal de solda e do metal de base pelo lado oposto de uma junta parcialmente soldada, para assegurar penetração completa pela subseqüente soldagem pelo lado onde foi efetuada a goivagem. Inspetor de soldagem (welding inspector) - profissional qualificado, empregado pela executante dos serviços para exercer as atividades de controle de qualidade relativa a soldagem. Junta (joint) - região onde duas ou mais peças serão unidas por soldagem. Junta de aresta (edge-joint) - junta entre as extremidades de dois ou mais membros paralelos ou parcialmente paralelos (Figura 2.16). Junta de ângulo (corner joint, T-joint) - junta em que, numa seção transversal, os componentes a soldar apresentam-se sob forma de um ângulo (Figura 2.17) As juntas podem ser: Junta de ângulo em quina; Junta de ângulo em L; Junta de ângulo em T; e Junta de ângulo em ângulo Junta dissimilar (dissimilar joint) - junta soldada cuja composição química do metal de base dos componentes difere entre si significativamente. Junta sobreposta (lap joint) - junta formada por dois componentes a soldar, de tal maneira que suas superfícies sobrepõem- se (Figura 2.18) Junta soldada (welded joint) - união obtida por soldagem, de dois ou mais componentes incluindo zona fundida, zona de ligação, zona afetada termicamente e metal de base nas proximidades da solda. (Figura 2.19) Junta de topo (butt joint) - junta entre dois membros alinhados aproximadamente no mesmo plano (Figura 2.20). Margem da solda (weld toe) - junção entre a face da solda e o metal de base (Figura 2.14) 6 Martelamento (peening) - trabalho mecânico, aplicado à zona fundida da solda por meio de impactos, destinado a controlar deformações da junta soldada. Metal de adição (filler metal) - metal ou liga a ser adicionado para a fabricação de uma junta soldada ou brasada. Metal de base (base metal) - metal ou liga a ser soldado, brasado ou cortado. Metal depositado (deposited metal) - metal de adição que foi depositado durante a operação de soldagem. Metal de solda (weld metal) - porção de solda que foi fundida durante a soldagem. Operador de soldagem (welding operator) - profissional capacitado a operar equipamento de soldagem automático mecanizado ou robotizado. Passe de solda (weld pass) - progressão unitária da soldagem ao longo de uma junta. O resultado de um passe, cordão de solda, camada (Figura 2.4). Passe estreito (stringer bead) - depósito efetuado seguindo a linha de solda, sem movimento lateral apreciável (Figura 2.11 A). Passe oscilante (weave bead) - depósito efetuado com movimento lateral (oscilação transversal), em relação à linha de solda (Figura 2.11 B). Passe de revenimento (temper bead) - passe ou camada depositada em condições que permitam a modificação estrutural do passe ou camada anterior e de suas zonas afetadas termicamente. Penetração da junta (joint penetration) - numa junta de topo, é a profundidade da solda medida entre a face da solda e sua extensão na junta, exclusive reforços. A penetração da junta pode incluir a penetração da raiz (Figuras 2.8 e 2.9). Numa junta em ângulo, é a distância entre a margem e a raiz da solda, tomada de uma reta perpendicular à superfície do metal de base (Figura 2.9 C). Penetração total da junta (complete joint penetration) - penetração de junta na qual o metal de solda preenche totalmente o chanfro, fundindo-se completamente ao metal de base em toda a extensão das faces do chanfro (Figura 2.15A). Penetração da raiz (root penetration) - profundidade com que a solda se prolonga na raiz da junta (Figura 2.9 C, D). Perna da solda (fillet weld leg) - distância da raiz da junta à margem da solda em ângulo (Figura 2.10). Poça de fusão (weld pool) - volume localizado de metal líquido proveniente de metal de adição e metal de base antes de sua solidificação como metal de solda. Polaridade direta (straight polarity) - tipo de ligação para soldagem com corrente contínua, onde os elétrons deslocam-se do eletrodo para a peça (a peça é considerada como pólo positivo e o eletrodo como pólo negativo (Figura 2.21 A). Polaridade inversa (reverse polarity) - tipo de ligação para soldagem com corrente contínua, onde os elétrons deslocam-se da peça para o eletrodo (a peça é considerada como pólo negativo e o eletrodo como polo positivo (Figura 2.21 B). Porta-eletrodo (electrode holder) - dispositivo usado para prender mecanicamente o eletrodo revestido, enquanto conduz corrente através dele. Pós-aquecimento (postheating) - aplicação de calor na junta soldada, imediatamente após a deposição da solda, com a finalidade principal de remover hidrogênio difusível. Posição horizontal (horizontal position) - em soldas em ângulo, posição na qual a soldagem é executada pelo ladosuperior entre um metal de base posicionado aproximadamente horizontal e um outro posicionado aproximadamente vertical (Figura 2.22); em soldas em chanfro, posição na qual o eixo da solda está num plano aproximadamente horizontal e a face da solda se encontra em um plano aproximadamente vertical. (Figura 2.22 B e 2.26). Posição plana (flat position) - posição de soldagem utilizada, quando a junta é soldada pelo seu lado superior; a face da solda se encontra em um plano aproximadamente horizontal (Figura 2.23 e Figura 2.26). Posição vertical (vertical position) - posição de soldagem na qual o eixo da solda é aproximadamente vertical. Na soldagem de tubos, é a posição da junta na qual a soldagem é executada com o tubo na posição horizontal, caso o tubo possa ser girado, é possível que o tubo seja soldado apenas na posição vertical dependendo onde se posicione o soldador. Com o tubo fixo, o soldador terá que soldar nas posições plana, vertical e sobre-cabeça para executar toda a solda (Figuras 2.23 e 2.26). Posição sobre-cabeça (overthead position) - posição na qual executa-se a soldagem pelo lado inferior da junta. (Figura 2.25 e 2.26). 7 Preaquecimento (preheat) - aplicação de calor no metal de base imediatamente antes da soldagem, brasagem ou corte. Preaquecimento localizado (local preheating) - preaquecimento de uma porção específica de uma estrutura. Procedimento de soldagem ou procedimento de soldagem da executante (welding procedure, welding procedure specification) - documento emitido pela executante dos serviços, descrevendo detalhadamente todos os parâmetros e as condições da operação de soldagem para uma aplicação específica para garantir repetibilidade. Processo de soldagem (welding process) - processo para unir materiais pelo aquecimento destes a temperatura adequada, com ou sem aplicação de pressão e com ou sem a participação de metal de adição. Profundidade de fusão (depth of fusion) - distância que a fusão atinge no metal de base ou no passe anterior, a partir da superfície fundida durante a soldagem (Figura 2.13). Qualificação de procedimento (procedure qualification) - demonstração pela qual soldas executadas por um procedimento específico podem atingir os requisitos preestabelecidos. Qualificação de soldador (welder perfomance qualification) - demonstração da habilidade de um soldador em executar soldas que atendam padrões preestabelecidos. Raiz da junta (joint root) - porção da junta a ser soldada onde os membros estão o mais próximo possível entre si. Em seção transversal a raiz pode ser um ponto, uma linha ou uma área. (Figura 2.27). Raiz da solda (weld root) - pontos, nos quais a parte posterior da solda intersecta as superfícies do metal de base (Figura 2.10 e 2.28). Reforço da solda (weld reinforcement) - metal de solda em excesso, além do necessário para preencher a junta; excesso de metal depositado nos últimos passes (ou na última camada), podendo ser na face da solda e/ou na raiz da solda (Figura 2.14 A). Reforço da face (face reinforcement) - reforço de solda localizado no lado onde a solda foi feita (Figura 2.14 A). Reforço da raiz (root reinforcement) - reforço da solda localizado no lado oposto por onde a solda foi feita (Figura 2.14 A). Registro de Qualificação de Procedimento de soldagem (RQPS) (procedure qualification record) - documento emitido pela executante dos serviços, que fornece as variáveis reais de soldagem usadas para produzir uma chapa ou tubo de teste aceitável, onde também estão incluídos os resultados dos testes realizados na junta soldada para qualificar uma especificação de procedimento de soldagem. Revestimento de chanfro (buttering) - também conhecido como “Amanteigamento”. Revestimento produzido por uma ou mais camadas de solda depositada na face do chanfro com objetivos de produzir um metal de solda compatível metalurgicamente com o metal de base do outro componente. Revestimento do eletrodo (covering electrode) - material sob a forma de pó, extrudado ao redor da alma do eletrodo, consistindo de diferentes tipos de substâncias, que tem como função estabilizar o arco, gerar gases, formar escória, fornecer elementos de liga. Seqüência de passes (joint buildup sequence) - ordem pela qual os passes de uma solda multi-passe são depositados com relação à seção transversal da junta (Figura 2.4). Seqüência de soldagem (welding sequence) - ordem pela qual são executadas as soldas em um equipamento. Solda (weld) - união localizada de metais ou não-metais, produzida pelo aquecimento dos materiais a temperatura adequada, com ou sem aplicação de pressão, ou pela aplicação de pressão apenas, e com ou sem a utilização de metal de adição. Solda autógena (autogenous weld) - solda de fusão sem participação de metal de adição. Solda automática (automatic welding) - soldagem com equipamento que executa toda a operação sob observação e controle de um operador de soldagem. Solda de aresta (edge weld) - solda executada numa junta de aresta (Figura 2.8 e 2.29). Solda de costura (seam weld) - solda contínua entre ou em cima de membros sobrepostos, na qual a união pode iniciar e ocorrer nas superfícies de contato (Figura 2.30), ou pode se dar pela parte exterior de um dos membros. A solda contínua pode consistir de um único passe ou de uma série de soldas por pontos. Solda de selagem (seal weld) - qualquer solda projetada com a finalidade principal de impedir vazamentos. Solda de tampão (plug weld/slot weld) - solda executada através de um furo circular ou alongado num membro de uma junta sobreposta ou em T, unindo um membro ao outro. As paredes do furo podem ser ou não paralelas e o furo pode ser parcial ou totalmente preenchido com metal de solda. 8 Solda de topo (butt weld) - solda executada em uma junta de topo. Solda descontínua (intermittent weld) - solda na qual a continuidade é interrompida por espaçamentos sem solda (Figura 2.31). Solda descontínua coincidente - ver definição de solda em cadeia. Solda descontínua intercalada - ver definição de solda em escalão. Solda em ângulo (fillet weld) - solda de seção transversal aproximadamente triangular que une duas superfícies em ângulo, em uma junta sobreposta, junta em T, junta de aresta. (Figuras 2.3 B; 2.9 C; 2.10; 2.13 B). Solda em cadeia(chain intermittent fillet weld) - solda em ângulo composta de cordões intermitentes (cordões igualmente espaçados) que coincidem entre si, de tal modo que a um trecho de cordão sempre se opõe a um outro (Figura 2.31A). Solda em chanfro (groove weld) - solda executada em um chanfro localizado entre componentes. Solda em escalão (staggered intermittent fillet weld) - solda em ângulo, usada nas juntas em T, composta de cordões intermitentes que se alternam entre si, de tal modo que a um trecho do cordão se opõe uma parte não soldada (Figura 2.31). Solda heterogênea - solda cuja composição química da zona fundida, difere significativamente da do (s) metal (ais) de base, no que se refere aos elementos de liga. Solda homogênea - solda cuja composição química da zona fundida é próxima a do metal de base. Solda por pontos (spot weld) - solda executada entre ou sobre componentes sobrepostos cuja fusão ocorre entre as superfícies em contato ou sobre a superfície externa de um dos componentes. A seção transversal da solda no plano da junta é aproximadamente circular (Figura 2.32). Solda provisória (tack weld) - também conhecida como “Ponteamento”, é a solda destinada a manter membros ou componentes adequadamente ajustados até a conclusão da soldagem. Soldabilidade (weldabillity) - capacidade de um material a ser soldado, sob condições de fabricação obrigatórias a uma estrutura específica adequadamente projetada, e de apresentar desempenho satisfatório em serviço. Soldador (welder) - profissional capacitado a executar soldagem manual e/ou semi-automática. Soldagem (welding)- processo utilizado para unir materiais por meio de solda. Soldagem a arco (arc welding) - grupo de processos de soldagem que produz a união de metais pelo aquecimento destes por meio de um arco elétrico, com ou sem a aplicação de pressão e com ou sem o uso de metal de adição. Soldagem automática (automatic welding) - processo no qual toda a operação é executada e controlada automaticamente sem a interveniência do operador. Soldagem com passe a ré (backstep sequence) - soldagem na qual trechos do cordão de solda são executados em sentido oposto ao da progressão da soldagem, de forma que cada trecho termine no início do anterior, formando ao todo, um único cordão (Figura 2.33). Soldagem manual (manual welding) - processo no qual toda a operação é executada e controlada manualmente. Soldagem semi-automática (semiautomatic arc welding) - soldagem a arco com equipamento que controla somente o avanço do metal de adição. O avanço da soldagem é controlado manualmente. Sopro magnético (arc blow) - deflexão de um arco elétrico, de seu percurso normal, devido a forças magnéticas. Taxa de deposição (deposition rate) - peso de material depositado por unidade de tempo. Técnica de soldagem (welding techique) - detalhes de um procedimento de soldagem, que são controlados pelo soldador ou operador de soldagem. Temperatura de interpasse (interpass temparature) - em soldagem multi-passe, temperatura (mínima ou máxima como especificado) do metal de solda antes do passe seguinte ter começado. Tensão do arco (arc voltage) - tensão através do arco elétrico. Tensão residual (residual stress) - tensão remanescente numa estrutura ou membro, estando este livre de forças externas ou gradientes térmicos. Tensão térmica (thermal stress) - tensão no metal resultante de distribuição não uniforme de temperaturas. 9 Tratamento térmico (postweld heat treatment) - qualquer tratamento térmico subseqüente à soldagem destinado a aliviar tensões residuais ou alterar propriedades mecânicas ou características metalúrgicas da junta soldada. Velocidade de avanço - é a velocidade de deslocamento da poça de fusão durante a soldagem. Vareta de solda(welding rod) - tipo de metal de adição utilizado para soldagem ou brasagem, o qual não conduz corrente elétrica durante o processo. Zona afetada termicamente (heat-affected zone) - região do metal que não foi fundida durante a soldagem, mas cujas propriedades mecânicas e microestrutura foram alteradas devido à geração de calor, imposta pela soldagem, brasagem ou corte (Figura 2.19). Zona de fusão (fusion zone) - região do metal de base que sofre fusão durante a soldagem (Figura 2.19). Zona fundida - região da junta soldada que sofre fusão durante a soldagem (Figura 2.19). Zona de ligação - região da junta soldada que envolve a zona que sofre fusão durante a soldagem (Figura 2.19). TABELA 2.1 – Designação abreviada dos processos de soldagem – AWS A 30 DESIGNAÇÃO AWS PROCESSOS DE SOLDAGEM EGW Electrogas welding Soldagem eletrogás ESW Electroslag welding Soldagem por eletroescória FCAW Fluxcored arc welding Soldagem com arame tubular GMAW Gas metal arc welding Soldagem MIG/MAG GTAW Gas tungsten arc welding Soldagem TIG OAW Oxyacetylene welding Soldagem oxiacetilênica OFW Oxyfuel gas welding Soldagem a gás PAW Plasma arc welding Soldagem a plasma RW Resistance welding Soldagem por resistência elétrica SAW Submerged arc welding Soldagem a arco submerso SMAW Shielded metal arc welding Soldagem com eletrodo revestido SW Stud arc welding Solda de pino Figura 2.1 - Ângulo do Bisel, Ângulo do chanfro, Profundidade do Bisel, Raio do Chanfro e Abertura de Raiz. Profundidade do Bisel 10 Figura 2.2 - Eletrodo Revestido: alma e revestimento Eixo da Solda Ângulo de deslocament o Ângulo de Trabalho Ângulo de deslocament o (B) (A) Progressão da solda Alma do eletrodo Revestimento Alma do eletrodo Revestimento 11 Figura 2.3 – Ângulo de deslocamento (Ângulo de Inclinação e Ângulo de Trabalho). A B Figura 2.4 – Camada, cordão de solda ou passe e seqüência de passes. Linha de Centro de tubo Linha de Tangência Ângulo de deslocamento Ângulo de Trabalho Ângulo de deslocamento Progressão da Solda (C) 12 Figura 2.5 – Principais tipos de chanfros Figura 2.6 – Cobre-junta, mata-junta ou backing Figura 2.7 - Diluição Figura 2.7 - Diluição Figura 2.8 - Dimensão da Solda de Aresta Cordão de Solda A B Diluição (%) = ___B___ (100) Onde: A – Metal de solda A + B B – Metal de base ou Metal de Solda do cordão anterior 13 Figura 2.9 – solda em chanfro, penetração da junta e penetração da raiz. 14 Garganta Efetiva 15 Figura 2.10 – Dimensão da solda em ângulo – Pernas iguais e desiguais Figura 2.10 – Dimensão da solda em ângulo - Pernas iguais e desiguais (continuação). (E) Dimensões da solda em ângulo: Pernas desiguais. Figura 2.10 – Dimensão da solda em ângulo – Pernas iguais e desiguais (continuação). Escamas, passe oscilante - B Escamas, passe estreito - A 16 Figura 2.11 – Escamas de solda, passe estreito e passe oscilante. Face da raiz e Face do Chanfro ( C) Face da raiz e Face do chanfro Face do Chanfro Figura 2.12 – Face da raiz e face do chanfro Face do chanfro Profundidade de fusão Face da Raiz e Face do Chanfro Face da Raiz e Face do Chanfro Face da Raiz e Face do Chanfro 17 Figura 2.13 – Face de fusão e profundidade de fusão A Reforço da face Reforço da raiz Face da Fusão Linha de Fusão Linha de Fusão A B Face de fusão Linha de Fusão Profundidadede Fusão Linha da fusão Dimensão Superfície sobrepostas 18 (B) Figura 2.14 – Face da solda, reforço da face e reforço da raiz Penetração completa da junta (garganta efetiva) A B Figura 2.15 – Garganta Efetiva Figura 2.16 – Junta de aresta Penetração da junta (garganta efetiva) para solda em chanfro Penetração da raiz para solda em ângulo Raiz da Solda Margem da Solda Face da Solda 19 Figura 2.17 – Juntas de ângulo Figura 2.17 – juntas de ângulo (continuação) 20 Figura 2.18 – Juntas sobrepostas Figura 2.19 – Zonas de uma junta soldada Zona Fundida ou Metal de solda Zona de Ligação ou Linha de Fusão Zona de Ligação ou Linha de Fusão Metal de Base Metal de Base Zona de Fusão ZAT ZAT 21 Figura 2.20 – Juntas de topo 22 Figura 2.21 A – Polaridade direta (CC-) Figura 2.21 B – Polaridade inversa (CC+) 23 A B Vertical Figura 2.22 – Posição de soldagem horizontal BFigura 2.23 – Posição de soldagem plana. Eixo da Solda Eixo da Solda Vertical Vertical A B A 24 Figura 2.24 - Posição de soldagem vertical A B Figura 2.25 – Posição de soldagem sobre-cabeça Eixo da solda (vertical) Vertical 125º Vertical A B Eixo da solda (vertical) 25 Figura 2.26 – Posições de soldagem de juntas circunferenciais de tubos. 26 A B E C D Raiz da Junta F 27 Figura 2.27 – Raiz da junta Raiz da Solda Raiz da Solda Figura 2.28 – Raiz da solda Superfície da raiz 28 Figura 2.29 - Solda de aresta Figura 2.30 – solda de costura A B Figura 2.31 – Solda descontínua, A em cadeia, B em escalão Figura 2.32 – Solda por pontos 29 Figura 2.33 - Soldagem com passe a ré 2 - TERMINOLOGIA DE DESCONTINUIDADES Os termos referentes à terminologia de descontinuidades estão baseados na norma PETROBRÁS N-1738 Julho/97 – Descontinuidade em juntas soldadas, fundidas, forjadas e laminados (Terminologia). Esta Norma define os termos empregados na denominação de descontinuidades em materiais metálicos semi-elaborados, oriundos de processos de fabricação e/ou montagem, soldagem por fusão, fundição, forjamento e laminação. Nesta mesma norma é também encontrado um glossário de termos Português-Inglês e Inglês-Português sobre descontinuidades. NOTA: Descontinuidades é a interrupção das estruturas típicas de uma peça no que se refere à homogeneidade de características físicas, mecânicas ou metalúrgicas. Não é necessariamente um defeito. A descontinuidade só deve ser considerada defeito, quando, por sua natureza, dimensões ou efeito acumulado, tornar a peça inaceitável, por não satisfazer os requisitos mínimos da norma técnica aplicável. Baseado na N-1738 serão adotadas as seguintes definições: 2.1 - DESCONTINUIDADES EM JUNTAS SOLDADAS Abertura de arco - Imperfeição local na superfície do metal de base resultante da abertura do arco elétrico. Ângulo excessivo de reforço - Ângulo excessivo entre o plano da superfície do metal de base e o plano tangente ao reforço de solda, traçado a partir da margem da solda (Figura A.1). Cavidade alongada - Vazio não arredondado com a maior dimensão paralela ao eixo da solda, podendo estar localizado: a) na solda (Figura A.2a) b) na raiz da solda (Figura A.2b) Concavidade - Reentrância na raiz da solda, podendo ser: a) central, situada ao longo do centro do cordão (Figura A.3a) b) lateral, situada nas laterais do cordão (Figura A.3b) Concavidade excessiva: Solda em ângulo com a face excessivamente côncava (Figura A.4). Convexidade excessiva - Solda em ângulo com a face excessivamente convexa (Figura A.5). Deformação angular - Distorção angular da junta soldada em relação à configuração de projeto (Figura A.6). Sentido de progressão da solda 30 Deposição insuficiente - Insuficiência de metal na face da solda (Figura A.7). Desalinhamento - alinhadas, excedendo à configuração de projeto (Figura A.8). Embicamento – deformação angular da junta soldada de topo (Figura A.9). Falta de Fusão - Fusão incompleta entre a zona fundida e o metal de base, ou entre passes da zona fundida, podendo estar localizada: a) na zona de ligação (Figura A.10a) b) entre os passes (Figura A.10 b) c) na raiz da solda (Figura A.10 c e 10 d) Falta de Penetração - Insuficiência de metal na raiz da solda (Figura A.11) Fissura - Ver tempo preferencial: trinca Inclusão de escória - Material sólido não metálico retido no metal de solda ou entre o metal de solda e o metal de base podendo ser: a) alinhada (Figura A.12a e 12 b); b) isolada (Figura A.12 c); c) agrupada (Figura A.12 d). Inclusão metálica - Metal estranho retido na zona fundida. Micro-trinca - Trinca com dimensões microscopias. Mordedura - Depressão sob a forma de entalhe, no metal de base acompanhando a margem da solda (Figura A.13). Mordedura na raiz - Mordedura localizada na margem da raiz da solda (Figura A.14). Penetração excessiva - Metal da zona fundida em excesso na raiz da solda (Figura A.15). Perfuração - Furo na solda (Figura A.16 a) ou penetração excessiva localizada (Figura A.16 b) resultante da perfuração do banho de fusão durante a soldagem. Poro - Vazio arredondado, isolado e interno à solda. Poro superficial - Poro que emerge à superfície da solda. Porosidade - Conjunto de poros distribuídos de maneira uniforme, entretanto não alinhado (Figura A.17). Porosidade agrupada - Conjunto de poros agrupados (Figura A.18) Porosidade alinhada - Conjunto de poros dispostos em linha, segundo uma direção paralela ao eixo longitudinal da solda (Figura A.19). Porosidade vermiforme - Conjunto de poros alongados ou em forma de espinha de peixe situados na zona fundida (Figura A.20). Rachadura - Ver tempo preferencial: trinca Rechupe de cratera - Falta de metal resultante da contração da zona fundida, localizada na cratera do cordão de solda (Figura A.21). Rechupe Interdendrítrico - Vazio alongado situado entre dendritas da zona fundida. Reforço excessivo - Excesso de metal da zona fundida, localizado na face da solda (Figura A.22). Respingos - Glóbulos de metal de adição transferidos durante a soldagem e adendos à superfície do metal de base ou à zona fundida já solidificada. Sobreposição - Excesso de metal da zona fundida sobreposto ao metal de base na margem da solda, sem estar fundido ao metal de base (Figura A.23). Solda em ângulo assimétrica - solda em ângulo, cujas pernas são significativamente desiguais em desacordo com a configuração de projeto (Figura A.24). Trinca - Tipo de descontinuidade planar caracterizada por uma ponte aguda e uma alta razão comprimento e largura. 31 Trinca de cratera - Trinca localizada na cratera do cordão de solda, podendo ser: a) longitudinal (Figura A.25 a); b) transversal (Figura A.25 b); c) em estrela (Figura A.25 c). Trinca em estrela - Trinca irradiante de tamanho inferior à largura de um passe da solda considerada (ver trinca irradiante). Trinca interlamelar - Trinca em forma de degraus, situados em planos paralelos à direção de laminação, localizada no metal de base, próxima à zona fundida (Figura A.26). Trinca irradiante - Conjunto de trincas que partem de um mesmo ponto, podendo estar localizada: a) na zona fundida (Figura A.27); b) na zona afetada (Figura A.27 b); c) no metal de base (Figura A.27 c). Trinca longitudinal - Trinca com direção aproximadamente paralela ao eixo longitudinal do cordão de solda, podendo estar localizada: a) na zona fundida (Figura A.28 a); b) na zona de ligação (Figura A.28 b) c) na zona afetada termicamente (Figura A.28 c); d) no metal de base (Figura A.28 d). Trinca na margem - Trinca que se inicia na margem da solda, localizada geralmente na zona afetada termicamente (Figura A.29). Trinca na raiz - Trinca que se inicia na raiz da solda, podendo estar localizada: a) na zona fundida (Figura A.30a); b) na zona termicamente (Figura A.30 b) Trinca ramificada - Conjunto de trincas que partem de uma trinca, podendo estar localizada: a) na zona fundida (Figura A.31 a); b) na zona afetada termicamente (Figura A.31 b); c) no metal de base (Figura A.31 c). Trinca sob cordão - Trinca localizada na zona afetada termicamente não se estendendo à superfície da peça (Figura A.32). Trinca transversal - Trinca com direção aproximadamente perpendicular ao eixo longitudinal do cordão de solda, podendo estar localizada: a) na zona fundida (Figura A.33 a); b) na zona afetada termicamente (Figura A.33 b); c) no metal de base (Figura A.33 c). 2.2 - DESCONTINUIDADES EMFUNDIDOS Chapelin - Descontinuidade proveniente da fusão incompleta dos suportes de resfriadores ou machos. Chupagem - Ver tempo preferencial: rechupe. Crosta - Saliência superficial constituída de inclusão de areia, recoberta por fina camada de metal poroso. Desencontro - Descontinuidade proveniente de deslocamento das faces de contacto das caixas de moldagem. Enchimento incompleto - Insuficiência de metal fundido na peça. Gota fria - Glóbulos parcialmente incorporados à superfície da peça, provenientes de respingos de metal líquido nas paredes de molde. Inclusão - Retenção de pedaços de macho ou resfriadores no interior da peça. Inclusão de areia - Areia desprendida do molde e retida no metal fundido. Interrupção de vazamento - Ver tempo preferencial: metal frio. 32 Metal frio - Descontinuidade proveniente do encontro de duas correntes de metal fundido que não se caldearam. Porosidade - Conjunto de poros causado pela retenção de gases durante a solidificação. Queda de bolo - Descontinuidade proveniente de esboroamento dentro do molde. Rabo de Gato - Depressão na superfície da peça causada por ondulações ou falhas na superfície do molde. Rechupe - Vazio resultante da contração de solidificação. Segregação - Concentração localizada de elementos de liga ou impurezas. Trinca de contração - Descontinuidade bidimensional resultante da ruptura local do material. Causada por tensões de contração, podendo ocorrer durante ou subseqüentemente a solidificação. Veio - Descontinuidade na superfície da peça, tendo a aparência de um vinco, causado por movimentação ou trinca do molde de areia. 2.3 - DESCONTINUIDADE EM FORJADOS E/OU LAMINADOS. Dobra - Descontinuidade localizada na superfície da peça, resultante do caldeamento incompleto durante a laminação ou forjamento. Dupla-laminação - Descontinuidade bidimensional paralela à superfície da chapa, proveniente de porosidade ou rechupe do lingote que não se caldeou durante a laminação. Lasca - Descontinuidade superficial alinhada proveniente da inclusão ou de porosidade não caldeada durante a laminação. Segregação - Concentração localizada de elementos de liga ou de impurezas. Anexo A - Figuras das Descontinuidades Necessárias ao Entendimento das Definições; Anexo B - Glossários Português-Inglês e Inglês-Português das Descontinuidades. ANEXO A NORMAL EXCESSIVO Figura A.1 – ângulo excessivo de reforço 33 Figura A.2 – Cavidade alongada A B Figura A.3 – Concavidade NORMAL EXCESSIVA Figura A.4 - Concavidade excessiva NORMAL EXCESSIVA Figura A.5 – Convexidade excessiva c 34 NORMAL EXCESSIVA Figura A.6 – Deformação angular Figura A.7 – Deposição insuficiente Figura A.8 – Desalinhamento Figura A.9 – Embicamento 35 Figura A.10 – Falta de fusão Figura A.11 – Falta de penetração 36 Figura A.12 - Inclusão de escória Figura A.13 – Mordedura Figura A.14 - Mordedura na raiz Figura A.15 – Penetração excessiva 37 Figura A.16 – Perfuração Figura A.17 – Porosidade Figura A.18 – Porosidade agrupada Figura A.19 – Porosidade alinhada • 38 Figura A.20 – Porosidade vermiforme A : A´ Figura A.21 – Rechupe de cratera NORMAL EXCESSIVO Figura A.22 – Reforço excessivo 39 Figura A.23 – Sobreposição Figura A.24 – Solda em ângulo assimétrica Figura A.25 – Trinca em cratera 40 Figura A.26 – Trinca interlamelar Figura A.27 - Trinca irradiante Figura A.28 – Trinca longitudinal (a) (c) (b) A B C 41 Figura A.29 – Trinca na margem Figura A.30 – Trinca na raiz Figura A.31 – Trinca ramificada (b) 42 Figura A.32 - Trinca sob cordão Figura A.33 – Trinca transversal ANEXO B GLOSSÁRIO DE DESCONTINUIDADES Glossário Português-Inglês Abertura de arco Arc strike Ângulo excessivo de reforço Bad reinforcemente angle Cavidade alongada Elongated cavity Cavidade alongada na raiz Hollow bead Chapelin (fundição) Chaplet Chupagem (fundição) Shrinkage cavity Concavidade Concavity Concavidade central Root concavity Concavidade lateral Shrinkage groove Concavidade excessiva Excessive concavity Convexidade excessiva Excessive convexity Crosta (fundição) Scrab Deformação angular Angular misalignment (c) (b) 43 Deposição insuficiente Incompletely filled groove Desalinhamento Linear misalignment, hig-low Desencontro (fundição) Shift Dobra Lap Dupla laminação Lamination Embicamento Angular misalignment Enchimento incompleto Underfill, misrun Falta de fusão Lack of fusion, incomplete fusion Falta de penetração Lack of penetration, inadequate penetration Fissura Crack, fissure Gota Fria (fundição) Cold shut Inclusão (fundição) Insert Inclusão de areia Sand inclusion Inclusão de escória Slag inclusion Inclusão metálica Metallic inclusion Interrupção de vazamento (fundição) Shut metal Lasca (forjado) Seam Metal frio (fundição) Shut metal Micro trinca Micro crack Mordedura Undercut Penetração excessiva Excessive penatration Perfuração Bum through, excessive melt through Poro Gas pore Porosidade Gas pocket, porosity, blow hole Porosidade (fundição) Porosity Porosidade agrupada Clustered porosity Porosidade alinhada Linear porosity Porosidade vermiforme Worm-hole Queda de bolo (fundição) Crush Rabo de rato (fundição) Rat tail Rechupe (fundição) Shrinkage cavity Rechupe de cratera Crater pipe Rechupe interdendrítico Interdentritic shrinkage Reforço excessivo Excessive reinformcement Respingos Spatter Segregação (fundição, forjamento, laminação) Segragation Sobreposição Overlap Solda em ângulo assimétrica Assymetrical fillet weld Trinca Crack Trinca em cratera Crater crack Trinca em contração (fundição) Hot tear Trinca em estrela Star crack Trinca interlamenlar Lamellar tearing Trinca irradiante Radiating crack Trinca longitudinal Longitudinal crack Trinca na margem Toe crack Trinca na raiz Root crack Trinca ramificada Branching crack Trinca sob cordão Underbead crack Trinca transversal Transverse crack Veio (fundição) Veininf, fin Glossário Inglês-Português Angular misalignment Embicamento, deformação angular Arc strike Abertura de arco Assymetrical fillet weld Solda em ângulo assimétrica Bad reiforcemente angle Ângulo excessivo de reforço Blow hole Porosidade Branching crack Trinca ramificada Burn through Perfuração Chaplet Chapelim (fundição) Clustered porosity Porosidade agrupada Cold shut Gota fria (fundição) Concavity Concavidade 44 Crack Trinca Crater crack Trinca de cratera Crater pipe Rechupe de cratera Crush Queda de bolo (fundição) Elongated cavity Cavidade alongada Excessive concavity Concavidade excessiva Excessive convexity Convexidade excessiva Excessive melt through Perfuração Excessive penetration Penetração excessiva Excessive reinforcement Reforço excessivo Fin Veio (fundição) Fissure Trinca, fissura Gas pocket Porosidade Gas pore PoroHigh low Desalinhamento Hollow bead Cavidade alongada na raiz Hot tear Trinca de contração (fundição) Inadequate penetration Falta de penetração Incomplete fusion Falta de fusão Incompletey filled groove insuficient Deposição Insert Inclusão (fundição) Interdendritic shrinkage Rechupe interdendritico Lack of fusion Falta de fusão Lack of penetration Falta de penetração Lamellar tearing Trinca interlamelar Lamination Dupla laminação (laminação) Lap Dobra (laminação, forjamento) Linear misalignment desalinhamento Linear porosity Porosidade alinhada Longitudinal crack Trinca longitudinal Metalic inclusion Inclusão metálica Micro crack Micro-trinca Overlap Sobreposição Porosity Porosidade Radiating crack Trinca irradiante Rat tail Rabo de rato (fundição) Root concavity Concavidade central Root crack Trinca de raiz Sand inclusion Inclusão de areia (fundição) Scab Crosta (fundição) Seam Lasca (forjamento, laminação) Segregation Segregação (fundição, forjamento, laminação) Shift Desencontro (fundição) Shrinkage cavity Rechupe, chupagem (fundição) Shrinkage groove Concavidade lateral Shut metal Metal frio, interrupção de vazamento (fundição) Slag inclusion Inclusão de escória Spatter Respingo Star crack Trinca na margem Transverse crack Trinca transversal Underbead crack Trinca sob cordão Undercut Mordedura Underfill Enchimento incompleto Veining Veio (fundição) Worm hole Porosidade vermiforme 45 SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM ÍNDICE 1– INTRODUÇÃO--------------------------------------------------------------------------------------------51 2 – POSICIONAMENTO DOS SÍMBOLOS-----------------------------------------------------------51 3 – SÍMBOLOS BÁSICOS DE SOLDA----------------------------------------------------------------53 4 – SÍMBOLOS SUPLEMENTARES DE SOLDA---------------------------------------------------53 5 – REPRESENTAÇÃO DOS SÍMBOLOS------------------------------------------------------------54 6 – DIMENSIONAMENTO DAS SOLDAS-------------------------------------------------------------55 7 – SIMBOLOGIA DE ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS-----------------------------------------66 46 INTRODUÇÃO Os símbolos de soldagem constituem um importante meio técnico em engenharia para transmitir informações. Os símbolos fornecem todas as informações necessárias á soldagem, tais como: geometria e dimensões do chanfro, comprimento da solda, se a solda deve ser executada no campo, etc. Este item se baseia nas normas AWS A2.1, AWS A2.4 e NBR 5874, que tratam especificamente deste assunto. A figura 3.1 mostra os locais padronizados para os vários elementos de um símbolo de soldagem. A - Ângulo do chanfro, incluindo o ângulo de escariação para solda de tampão (E) - Garganta efetiva F - Símbolo de acabamento L - Comprimento da solda (N) - Número de soldas por pontos ou de solda por projeção P - Espaçamento entre centros de soldas descontínuas R - Abertura da raiz; altura do enchimento para soldas de tampão e de fenda S - Profundidade de preparação dimensão ou resistência para certas soldas T - Especificação, processo ou outra referência 1 - Cauda do símbolo. Pode ser omitida quando não se usar nenhuma referência 2 - Símbolo básico de solda ou referência de detalhe de solda a ser consultado. 3 - Linha de referência 4 - Seta ligando a linha de referência ao lado indicado na junta 5 - Os elementos constantes nesta área permanecem inalterados mesmo nos casos emque a cauda e a seta do símbolo são invertidos. Figura 3.1 – Localização dos elementos no símbolo de soldagem 2 – POSICIONAMENTO DOS SÍMBOLOS Os símbolos de soldagem são posicionados acima ou abaixo da linha de referência, dependendo da localização da seta em relação à junta, a saber: Símbolo abaixo da linha de referência corresponde a uma solda realizada no mesmo lado que a seta aponta. 47 Símbolo acima da linha de referência corresponde a uma solda realizada do lado oposto ao que a seta aponta. A figura 3.2 ilustra o posicionamento dos símbolos de soldagem. Figura 3.2 – Exemplos do posicionamento dos símbolos de soldagem para soldas realizadas em apenas um lado da junta. NOTA : Soldas envolvendo operações em ambos os lados da junta, possuem símbolos nos dois lados da linha de referência (ver figura 3.3). 48 Figura 3.3 – Exemplo do posicionamento do símbolo de soldagem para solda realizada em ambos os lados da junta. 3 – SÍMBOLOS BÁSICOS DE SOLDA A simbologia básica referente à soldagem divide as soldas em: solda em chanfro, solda em ângulo, solda de aresta, solda de suporte e outros tipos de soldas. Em geral, os símbolos são semelhantes à configuração da solda a ser realizada. Os símbolos de solda em ângulo, solda em chanfros em meio V, em K, em J, em duplo J e com uma face convexa e soldas de arestas entre uma peça curva ou flangeada e peça plana são, sempre indicados como uma perna perpendicular à esquerda do símbolo. A figura 3.4 apresenta os desenhos dos símbolos básicos de soldagem, os quais, na prática, podem ser executados por meio de um esquadro e alguns gabaritos correspondentes. Figura 3.4 – Símbolos básicos de solda Figura 3.4 – Símbolos básicos de solda (continuação) 4 – SÍMBOLOS SUPLEMENTARES DE SOLDA Os símbolos suplementares são aqueles que detalham ou explicam alguma característica do cordão de solda. Em geral, são representados na linha de referência junto à linha de chamada. A figura 3.5 apresenta os símbolos suplementares de solda. 49 Figura 3.5 – Símbolos suplementares 5 – REPRESENTAÇÃO DOS SÍMBOLOS A linha de referência deve estar na horizontal e a linha de chamada deve fazer um ângulo de 60º com esta, segundo a figura 3.6. Figura 3.6 – Representação das linhas Quando a linha de chamada é “quebrada” significa que a mesma aponta para um membro específico da junta que dever ser chanfrado (ver exemplos da figura 3.7). Solda desejada Vista Lateral Vista de Frente Solda desejada Vista Lateral Vista de Frente 60° 60° 50 Solda desejada Vista Lateral Vista de Frente Figura 3.7 – Exemplos de aplicações de seta quebrada Referências, tais como: especificações. Processos de soldagem, número do procedimento, direções e outros dados, quando usados como um símbolo de soldagem, devem ser indicados na cauda do símbolo. Se tais referências não são usadas, a cauda poderá ser dispensada (ver figura 3.8). Figura 3.8 – Emprego da cauda no símbolo 6 – DIMENSIONAMENTO DAS SOLDAS A seguir veremos alguns exemplos práticos do dimensionamento de juntas soldadas. 6.1 – JUNTAS DE ÂNGULO – SOLDA EM ÂNGULO a) A penetração da raiz da solda em ângulo virá indicada entre parênteses (conforme figura 3.9). b) As pernas da solda estão indicadas ao lado esquerdo do símbolo de solda em ângulo. Figura 3.9 – Exemplos de dimensionamento de soldas em ângulo c) No caso de pernas desiguais, os valores indicados, conforme figura 3.10. MIG mig ui Procedimento 057 51 Figura 3.10 – Dimensionamento de soldas com pernas desiguais. d) A abertura da raiz em todos os tipos de solda dever ser representada dentro do símbolo de solda, conforme mostrado na figura 3.11. Figura 3.11 – Exemplos de dimensionamento da abertura da raiz. SOLDA DESEJADA SÍMBOLO SOLDA DESEJADASÍMBOLO 52 e) As dimensões de uma solda descontínua são indicadas à direita do símbolo. Indica-se primeiro o comprimento da solda, e a seguir o espaçamento entre os centros destas, conforme mostrado na figura 3.12. Figura 3.12 – Dimensionamento de uma solda descontínua 6.2 – JUNTAS DE ÂNGULO – SOLDAS EM CHANFROS Figura 3.13 – Exemplos de dimensionamento de soldas em chanfro NOTAS: 1) Observar que a profundidade de preparação do bisel vem indicada à esquerda da penetração da junta e sem parênteses. 2) Nas soldas em chanfro a penetração da junta e a dimensão da solda são idênticas. 50 - 100 L - P L = comprimento (lenght) da solda P = espaçamento (litch) entre centros de soldas 53 6.3 – JUNTAS DE TOPO Figura 3.14 – Exemplo de dimensionamento de soldas em chanfro NOTAS : 1) A dimensão da solda é indicada entre parênteses à esquerda do símbolo de solda. 2) A profundidade de preparação do bisel é indicada à esquerda da dimensão da solda, fora do parêntese. 3) Para juntas com chanfros simples ou chanfros duplos, quando não houver indicação quanto à dimensão da solda e a profundidade de preparação do bisel, significa que a solda deverá ser executada com penetração total. (ver figura 3.15 A e 3.15B). Figura 3.15 – Exemplos de dimensionamento de soldas em chanfro com penetração total SOLDA DESEJADA SÍMBOLO SOLDA DESEJADA SOLDA DESEJADA SÍMBOLO SIMBOLO 54 6.4 – JUNTAS DE ÂNGULO – SOLDAS EM ÂNGULO DESCONTÍNUAS A B Solda desejada C Solda desejada Figura 3.16 – Exemplos de dimensionamento para símbolos de solda descontínua. Localizar soldas nas extremidades da junta Localizar soldas nas extremidades da junta Solda desejada solda Localizar soldas nas extremidades da junta Localizar soldas nas extremidades da junta Localizar soldas nas extremidades da junta Localizar soldas nas extremidades da junta Símbolo 55 6.5 – JUNTAS DE ÂNGULO EM “L” E EM “T” – SOLDAS EM CHANFRO COMBINADA COM SOLDA EM ÂNGULO Figura 3.17 – Exemplos de dimensionamento de soldas em chanfro combinadas com solda em ângulo. 6.6 – SOLDA DE TAMPÃO EM FURO CIRCULAR Nota: A omissão da profundidade de enchimento (1/2”) indica que o enchimento é total SOLDA DESEJADA SÍMBOLO 56 Figura 3.18 – Exemplos de dimensionamento de solda de tampão em furo circular 6.7 – SOLDA DE TAMPÃO EM FURO ALONGADO Neste caso a orientação, localização e todas as dimensões exceto a profundidade de enchimento são indicadas no desenho, não sendo representados no símbolo de soldagem. (ver figura 3.19). Figura 3.19 – Exemplos de dimensionamento de solda de tampão em furo alongado. 6.8 – SOLDA DE ARESTA (A) Solda de aresta (B) Solda de aresta 57 (C) Solda de aresta Figura 3.20 – Exemplos de solda de fechamento ou de aresta. 6.9 – SOLDA POR PONTO OU POR PROJEÇÃO (A) QUANTIDADE DE SOLDAS SOLDA DESEJADA SÍMBOLO (B) DIMENSÃO (diâmetro da solda) 58 (C) ESPAÇAMENTO (distância de centro a centro) DAS SOLDAS Figura 3.21 – Exemplo de dimensionamento para símbolos de solda por ponto ou por projeção. 6.10 – SOLDA DE COSTURA (A) DIMENSÃO (largura da solda), INCREMENTO E ESPAÇAMENTO (B) RESISTÊNCIA DA SOLDA EM N/mm LINEAR 59 (C) DIMENSÃO (largura da solda) Figura 3.22 – Exemplos de dimensionamento para símbolos de solda de costura. 6.11 – SOLDA DE REVESTIMENTO (A) ALTURA DO DEPÓSITO Nota: Orientação, localização e todas as dimensões outras que não a espessura do revestimento, devem estar indicadas no desenho. 60 (B) LARGURA E COMPRIMENTO DO DEPÓSITO (C) ALTURA DO DEPÓSITO EM SOLDA MULTIPASSE EM EIXOS OU TUBOS (D) CORREÇÃO DIMENSIONAL Figura 3.23 – Exemplos de dimensionamento para símbolos de solda de revestimento 6.12 – SOLDA EM CHANFRO COM UMA FACE CONVEXA OU COM FACES CONVEXAS (A) SOLDA EM CHANFRO ENTRE FACES CONVEXAS Reduzir a abertura da raiz para 3/16” max. 61 (B) SOLDA EM CHANFRO ENTRE UMA FACE PLANA E UMA CONVEXA (C) SOLDA EM CHANFRO ENTRE FACES CONVEXAS (D) SOLDA EM CHANFRO ENTRE UMA FACE PLANA E UMA CONVEXA (E) SOLDA EM CHANFRO ENTRE UMA FACE PLANA E UMA CONVEXA Figura 3.24 – Exemplos de dimensionamento para símbolos de solda em chanfro com uma face convexa ou com faces convexas 62 (F) SOLDA EM CHANFRO ENTRE UMA FACE PLNA E UMA CONVEXA Figura 3.24 –(continuação) - Exemplos de dimensionamento para símbolos de solda em chanfro com uma face convexa ou com faces convexas 7 – SIMBOLOGIA DE ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS Os símbolos de ensaios não-destrutivos não análogos aos de soldagem e têm elementos dispostos conforme mostrado na figura 3.25. Figura 3.25 – Localização dos elementos no símbolo de ensaio não-destrutivo 7.1 – SÍMBOLO BÁSICOS DE ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS São os seguintes os símbolos básicos empregados para os ensaios não-destrutivos em uso. ENSAIOS NA PETROBRAS NA AWS A2.4 Radiografia RAD RT Ultra-som US UT Partículas magnéticas PM MT Líquido penetrante LP PT Teste por ponto TP - Teste de estanqueidade ES LT Visual EV VT Gamagrafia - NRT Emissão acústica - AET Eletromagnético - ET 7.2 – SÍMBOLOS SUPLEMENTARES DE ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS A tabela abaixo apresenta os símbolos suplementares de ensaios não-destrutivos em uso: 63 Ensaio a ser realizado em todo o contorno Ensaio a ser realizado no campo (Nota um) Figura 3.26 – Exemplo da aplicação do símbolo indicativo da direção da penetração 7.3 – REGRAS PARA LOCALIZAÇÃO, ORIENTAÇÃO E EXTENSÃO DE ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS a) Para especificar ensaios de soldas ou partes de um equipamento onde somente o comprimento da seção necessite ser considerado, a dimensão correspondente deve ser colocada à direita do símbolo básico, figura 3.27. Nota : As dimensões devem ser indicadas em mm Figura 3.27 – Exemplo de indicação da seção a ser parcialmente ensaiada. b) Quando o ensaio for realizado em todo o comprimento da junta não há necessidade de incluir o valor do comprimento no símbolo, figura 3.28 Figura 3.28 – Exemplo de indicação da seção a ser totalmente ensaiada c) Quando o ensaio for realizado em menos de 100% do comprimento total da solda, a percentagem correspondente deve ser colocada no lado direito do símbolo básico, figura 3.29. Figura 3.29 – Exemplo de indicação da percentagem da solda a ser ensaiada d) Para especificar um determinado número de ensaios a serem conduzidos, o número correspondente deve ser colocado entre parênteses acima ou abaixo do símbolo básico, dependendo do lado da junta a ser ensaiado, figura 3.30. LP 100 PM 8O LP PM RAD 25% PM 50% RAD (3) (2) US 64 Figura 3.30 – Exemplo de indicação do número de ensaios não-destrutivos a ser realizado (no caso de RAD, o número entre parênteses indica a quantidade de filmes a seremexecutados em posições aleatórias). e) Quando não houver obrigatoriedade de executar o ensaio por um lado específico, o posicionamento dos símbolos será na interrupção da linha de referência, figura 3.31. Figura 3.31 – Exemplo de indicação de ensaio não-destrutivo sem lado específico para ser realizado. 7.4 – EXEMPLOS DE INDICAÇÕES DE ENSAIOS NÃO-DESTRUTIVOS E SEUS SIGNIFICADOS Os exemplos a seguir (figura 3.32) ilustram a utilização dos símbolos de ensaios não-destrutivos com os diversos elementos que os compõem. 65 Figura 3.32 – Exemplos de símbolos de ensaios não-destrutivos Significado dos símbolos de END apresentados na figura 3.32: A - Radiografia do lado da seta em toda a extensão da junta; B - Partículas magnéticas sem lado específico em toda a junta; C - Ensaios combinados de partículas magnéticas e líquido penetrante do lado oposto à seta em toda a extensão da junta; D - Ensaios combinados de ultra-som e radiografia do lado da seta e ensaio visual do lado oposto à seta em toda extensão da junta; E - Partículas magnéticas realizada em 100 mm da extensão soldada, do lado oposto à seta; 66 F - Líquido penetrante realizado em 200 mm da extensão soldada, do lado da seta; G - Radiografia em 25% da extensão soldada, do lado oposto à seta; H - Partículas magnéticas em 50% da extensão soldada, do lado da seta; I - Radiografia, um número de cinco filmes em posições aleatórias a ser realizada do lado oposto à seta; J - Ultra-som, em número de dois, a ser realizado do lado da seta; L - Partículas magnéticas, em todo o contorno da peça, a ser realizado no lado da seta, em conformidade com o procedimento 03; M - Ultra-som, em todo o contorno da peça a ser realizado do lado oposto à seta, em conformidade com o procedimento 254; 7.5 – EXEMPLOS DE COMBINAÇÃO DE SÍMBOLOS DE END COM SÍMBOLOS DE SOLDAGEM Figura 3.33 – Símbolos combinados Significados dos símbolos combinados apresentados na figura 3.33: Exemplo A: 1ª operação: Soldagem do chanfro em “V” do lado da seta com solda de suporte pelo lado oposto; 2ª operação: Realizar ensaio de partículas magnéticas em ambos os lados em toda a extensão da junta soldada. Exemplo B: 1ª operação: Soldagem do chanfro em “X”. 2ª operação: Realizar ensaio por ultra-som em ambos os lados em toda extensão da junta soldada. 67 Exemplo C: 1ª operação: Soldagem de chanfro em “V” do lado oposto a seta; 2ª operação: Realizar ensaios combinados, visual e radiográfico pelo lado a seta em toda a extensão da junta soldada. Exemplo D: 1ª operação: Soldagem do chanfro em “V” do lado da seta; 2ª operação: Após goivagem, realizar a soldagem do chanfro em “U” pelo lado oposto à seta. 3ª operação: Realizar ensaio por ultra-som do lado oposto à seta em toda a extensão da junta soldada. Exemplo E: 1ª operação: Soldagem do chanfro em “V” do lado da seta; 2ª operação: Após goivagem, realizar ensaio de líquido penetrante pelo lado oposto à seta em toda a extensão da junta soldada. 3ª operação: Soldagem do chanfro em “U” do lado oposto à seta; 4ª operação: Realizar ensaios combinados, visual e radiológico do lado da seta em toda extensão da junta soldada. Exemplo F: 1ª operação: Soldagem do chanfro em “K”; 2ª operação: Realizar ensaio de partículas magnéticas, em 50 mm da extensão soldada, em ambos os lados, conforme procedimento 253. 68 PROCESSOS DE SOLDAGEM ÍNDICE 1 - SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO-------------------------------------------------------72 2 - SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO--------------------------------------------------------------------75 3 - SOLDAGEM TIG-------------------------------------------------------------------------------------------79 4 - SOLDAGEM MIG/MAG----------------------------------------------------------------------------------83 5 - SOLDAGEM A ARCO COM ARAME TUBULAR-------------------------------------------------88 6 - SOLDAGEM POR ELETROESCÓRIA---------------------------------------------------------------91 7 - SOLDAGEM ELETROGRÁS---------------------------------------------------------------------------95 8 - SOLDAGEM A GÁS--------------------------------------------------------------------------------------99 9 - DESCONTINUIDADES INDUZIDAS PELOS PROCESSOS-----------------------------------103 10 - PROCESSOS DE CORTE-----------------------------------------------------------------------------103 11 - EQUIPAMENTOS E TÉCNICAS DE PRÉ E PÓS-AQUECIMENTO E DE TRATAMENTO TÉRMICO-----------------------------------------------------------------------------108 69 1 - SOLDAGEM A ARCO COM ELETRODO REVESTIDO (SAER) 1.1 - DEFINIÇÃO A soldagem a arco com eletrodo revestido é um processo que produz a coalescência entre metais pelo aquecimento e fusão destes com um arco elétrico estabelecido entre a ponta de um eletrodo revestido e a superfície do metal de base na junta que está sendo soldada. 1.2 - FUNDAMENTOS DO PROCESSO Soldagem com eletrodo revestido (SAER) é a união de metais pelo aquecimento oriundo de um arco elétrico estabelecido entre a ponta de um eletrodo revestido e a superfície do metal de base, na junta que está sendo soldada. O metal fundido do eletrodo é transferido através do arco elétrico até a poça de fusão do metal de base, formando assim o metal de solda. Uma escória líquida de densidade menor do que a do metal líquido, que é formada do revestimento do eletrodo e das impurezas do metal de base, sobrenada a poça de fusão protegendo-a da contaminação atmosférica. Uma vez solidificada esta escória controlará a taxa de resfriamento do metal de solda já solidificado. O metal de adição vem da alma metálica do eletrodo (arame) e o do revestimento que em alguns casos é constituído de pós de ferro e elementos de liga (ver Figura 9.1). A soldagem com eletrodo revestido é o processo de soldagem mais usado de todos que falaremos, devido à simplicidade do equipamento à qualidade das soldas, e do baixo custo dos equipamentos e dos consumíveis. Ele tem grande flexibilidade e solda a maioria dos metais numa grande faixa de espessuras. A soldagem, com este processo pode ser feita em quase todos os lugares e em condições extremas. A soldagem com eletrodo revestido é usada extensivamente em fabricação industrial, estrutura metálica para edifícios, construção naval, carros, caminhões, comportas e outros conjuntos soldados. Figura 9.1 – Soldagem com eletrodo revestido 1.3 - EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM Como mostrado na figura 5.2, o equipamento consiste de uma fonte de energia, cabos de ligação, um porta eletrodo, um grampo (conector de terra), e o eletrodo. Alma do Eletrodo Poça de Fusão Escória AtmosferaP rotetora Metal de Base Revestimento do Eletrodo 70 Fonte de Energia O suprimento de energia pode ser tanto corrente alternada (transformadores) como corrente contínua (geradores ou retificadores) com eletrodo negativo (polaridade direta), ou corrente contínua com eletrodo positivo (polaridade inversa), dependendo das exigências de serviço. a) Corrente contínua – Polaridade direta (CC-): eletrodo ligado ao pólo negativo. Comessa configuração produz-se uma menor taxa de fusão do eletrodo, associada a uma maior profundidade de penetração. b) Corrente contínua – Polaridade inversa (CC+): eletrodo positivo e a peça negativa. Com essa configuração, menores penetrações e maiores taxas de fusão do eletrodo são obtidas. c) Corrente alternada (CA) – A polaridade alterna a cada inversão da corrente. Com este tipo de configuração, a geometria do cordão será intermediária àquela obtida em CC+ e CC-. Cabos de Soldagem São usados para conectar o porta eletrodo e o grampo à fonte de energia. Eles devem ser flexíveis para permitir fácil manipulação. Eles fazem parte do circuito de soldagem e consistem de vários fios de cobre enrolados juntos e protegidos por um revestimento isolante e flexível (normalmente borracha sintética). Os cabos devem ser mantidos desenrolados, quando em operação, para evitar a queda de tensão e aumento de resistência por efeito Joule. Porta eletrodo É simplesmente um dispositivo que permite ao soldador segurar e controlar o eletrodo. Grampo (Conector de Terra) É um dispositivo para conectar o cabo terra à peça a ser soldada. Figura 9.2 – Equipamento para soldagem com eletrodo revestido 1.4 - CONSUMÍVEIS – ELETRODOS O eletrodo, no processo de soldagem com eletrodo revestido, tem várias funções importantes. Ele estabelece o arco e fornece o metal de adição para a solda. O revestimento de eletrodo também tem funções importantes na soldagem. Didaticamente podemos classificá-las em funções elétricas, físicas e metalúrgicas. Funções Elétricas de Isolamento e Ionização a) Isolamento: o revestimento é um mal condutor de eletricidade, assim isola a alma do eletrodo evitando aberturas de arco laterais, orientando o arco para locais de interesse. b) Ionização: o revestimento contém silicatos de Na e K que ionizam a atmosfera de arco. A atmosfera ionizada facilita a passagem da corrente elétrica, dando origem a um arco estável. 71 Funções Físicas e Mecânicas a) Fornece gases para formação da atmosfera protetora das gotículas do metal contra a ação do hidrogênio da atmosfera. b) O revestimento funde e depois solidifica-se sobre o cordão de solda, formando uma escória de material não metálico que protege o cordão de solda da oxidação pela atmosfera normal, enquanto a solda está resfriando. c) Proporciona o controle da taxa de resfriamento e contribui no acabamento do cordão. Funções Metalúrgicas a) Pode contribuir com elementos de liga de maneira a alterar as propriedades da solda. Os eletrodos revestidos são classificados de acordo com especificações da AWS (American Welding Society). Especificações comerciais para eletrodos revestidos podem ser encontradas nas especificações AWS da série AWS A5 (Ex: AWS A5.1). 1.5 - CARACTERÍSTICAS E APLICAÇÕES É importante para um inspetor de soldagem lembrar que o processo de soldagem com eletrodo revestido tem muitas variáveis a considerar. Por exemplo, ele pode ser usado numa ampla variedade de configurações das juntas encontradas na soldagem industrial, e numa ampla variedade de combinações de metal de base e metal de adição. Ocasionalmente, vários tipos de eletrodos são usados para uma solda específica. Um inspetor de soldagem deve ter conhecimento profundo sobre a especificação do consumível usada para o serviço, para saber como e quais variáveis afetam a qualidade da solda. O processo de soldagem com eletrodo revestido pode ser usado para soldar em todas as posições. Ele pode ser usado para soldagem da maioria dos aços e alguns dos metais não ferrosos, bem como para deposição de metal de adição para se obter determinadas propriedades ou dimensões. Apresenta possibil idade de soldar metal de base numa faixa de 2 mm até 200 mm, dependendo do aquecimento ou requisitos de controle de distorção e da técnica utilizada. O controle da energia de soldagem (heat input) durante a operação é um fator relevante em alguns materiais, tais como aços temperados e revenidos, aços inoxidáveis e aços de baixa liga contendo molibdênio sendo também de grande importância para aplicações em baixas temperaturas. Controle inadequado da energia de soldagem durante a operação de soldagem, quando requerido, pode facilmente causar trincas ou, perda das propriedades primárias do metal de base, como perda de resistência a corrosão em aços inoxidáveis ou mesmo a queda de capacidade de absorção de energia ao impacto (ensaio Charpy). A taxa de deposição deste processo é pequena comparada com os outros processos de alimentação contínua. A taxa de deposição varia de 1 a 5 kg/h e depende do eletrodo escolhido. O sucesso do processo de soldagem com eletrodo revestido depende muito da habilidade e da técnica do soldador, pois toda a manipulação de soldagem é executada pelo soldador. Há quatro itens que o soldador deve estar habilitado a controlar: comprimento do arco; ângulo de trabalho e de deslocamento do eletrodo; velocidade de deslocamento do eletrodo; amperagem. 1.6 - PREPARAÇÃO E LIMPEZA DAS JUNTAS As peças a serem soldadas, devem estar isentas de óleo, graxa, ferrugem, tinta, resíduos do exame por líquido penetrante, areia e fuligem do preaquecimento a gás, numa faixa de no mínimo 20 mm de cada lado das bordas e desmagnetizadas. 1.7 - DESCONTINUIDADES INDUZIDAS PELO PROCESSO 72 A solda obtida pela soldagem a arco com eletrodo revestido pode conter quase todos os tipos de descontinuidades. A seguir estão listadas algumas descontinuidades mais comuns que podem ser encontradas quando este processo é usado. Porosidade – de um modo geral é causada pelo emprego de técnicas incorretas (grande comprimento do arco ou alta velocidade de soldagem), pela utilização de metal de base sem limpeza adequada ou por eletrodo úmido. A porosidade agrupada ocorre, à vezes, na abertura e fechamento do arco. A técnica de soldagem com um pequeno passe à ré, logo após começar a operação de soldagem, permite ao soldador refundir a área de início do passe, liberando o gás deste e evitando assim este tipo de descontinuidade. A porosidade vermiforme ocorre geralmente pelo uso do eletrodo úmido. Inclusões – são provocadas pela manipulação inadequada do eletrodo e pela limpeza deficiente entre passes. É um problema previsível, no caso de projeto inadequado no que se refere ao acesso à junta a ser soldada ou mesmo com pequenos ângulos de bisel. Falta de Fusão – resulta de uma técnica de soldagem inadequada: soldagem rápida, preparação inadequada da junta ou do material, corrente baixa demais. Falta de Penetração – resulta de uma técnica de soldagem inadequada: soldagem rápida, preparação inadequada da junta ou do material, corrente baixa demais e eletrodo com o diâmetro grande demais. Concavidade e Sobreposição – são devidas a erros do soldador. Trinca Interlamelar – esta descontinuidade não se caracteriza como sendo uma falha do soldador. Ocorre, quando o metal de base, não suportando tensões elevadas, geradas pela contração da solda, na direção da espessura, trinca-se em forma de degraus, situados em planos paralelos à direção de laminação. Trincas na Garganta e Trincas na Raiz – quando aparecem, demandam para serem evitadas, mudanças na técnica de soldagem ou troca de materiais. Trincas na Margem e Trincas Sob Cordão - são trincas como veremos, devidas à fissuração a frio. Elas ocorrem em um certo tempo após a execução da solda e, portanto, podem não ser detectadas por uma inspeção realizada imediatamente após a operação de soldagem. Elas ocorrem, normalmente, enquanto há hidrogênio retido na solda. Como exemplo de fontes de hidrogênio, podemos cita: elevada umidade do ar, eletrodos úmidos, superfícies sujas. Este hidrogênio aliado a uma microestrutura frágil e a um nível de tensões residuais suficientemente elevado, contribuem para o aparecimento desses tipos de trincas. Mordedura – amperagem elevada, peça muito
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