Atividade 3 - Tecnicas Conexas e Soldagem

Prévia do material em texto

Leia o trecho a seguir.
“Existe um grande número de processos por fusão que podem ser separados em subgrupos, por exemplo, de acordo com o tipo de fonte de energia usada para fundir as peças. Dentre estes, os processos de soldagem a arco (fonte de energia: arco elétrico) são os de maior importância industrial na atualidade. Devido à tendência de reação do material fundido com os gases da atmosfera, a maioria dos processos de soldagem por fusão utiliza algum meio de proteção para minimizar estas reações. A Tabela 1.1 mostra os principais processos de soldagem por fusão e suas características principais” (MARQUES; MODENESI, BRACARENSE, 2016, p. 6).
	PROCESSO
	FONTE DE CALOR
	TIPO DE CORRENTE E POLARIDADE
	AGENTE PROTETOR
	OUTRAS CARACTERÍSTICAS
	APLICAÇÕES
	Soldagem por Eletroescória
	Aquecimento por resistência da escória líquida
	Contínua ou alternada
	Escória
	Automática/Mecanizada. Junta na vertical. Arame alimentado mecanicamente na poça de fusão. Não existe arco elétrico.
	Soldagem de aços-carbono, baixa e alta liga, espessura ≥ 50 mm. Soldagem de peças de grande espessura, eixos etc.
	Soldagem a Arco Submerso
	Arco elétrico
	Contínua ou alternada.
Eletrodo +
	Escória
	Automática/mecanizada ou semiautomática. O arco arde sob uma camada de fluxo granular.
	Soldagem de aços-carbono, baixa e alta liga. Espessura ≥ 10 mm. Posição plana ou horizontal de peças estruturais, tanques, vasos de pressão etc.
	Soldagem com Eletrodo Revestido
	Arco elétrico
	Contínua ou alternada.
Eletrodo + ou -
	Escória e gases gerados
	Manual. Vareta metálica recoberta por camada de fluxo.
	Soldagem de quase todos os metais, exceto cobre puro, metais preciosos, reativos e de baixo ponto de fusão. Usado na soldagem em geral.
	Soldagem
TIG
	Arco elétrico
	Contínua ou alternada.
Eletrodo -
	Argônio, Hélio ou misturas destes
	Manual ou automática. Eletrodo não consumível de tungstênio. O arame é adicionado separadamente.
	Soldagem de todos os metais, exceto Zn, Be e suas ligas, com espessura entre 1 e 6 mm. Soldagem de não ferrosos e aços inox. Passe de raiz de soldas em tubulações.
Quadro 3.1 — Processos de soldagem por fusão
Fonte: Adaptado de Marques, Modenesi e Bracarense (2016).
 
#PraCegoVer: o quadro apresenta a comparação de quatro tipos de soldagem e suas características. A Soldagem por Eletroescória possui fonte de calor de aquecimento por resistência da escória líquida, pode ser feita com corrente contínua ou alternada e tem, como agente protetor, a escória formada. Pode ser automática/mecanizada, junta na vertical, e o arame alimentado, mecanicamente, na poça de fusão não possui arco elétrico. Tem como aplicações: soldagem de aços-carbono, baixa e alta liga, espessura ≥ 50 mm. Soldagem de peças de grande espessura, eixos etc. A Soldagem a Arco Submerso possui, como fonte de calor, o arco elétrico com corrente contínua ou alternada; tem, como agente protetor, a escória formada. Pode ser automática/mecanizada ou semiautomática. Possui como característica o arco arder sob uma camada de fluxo granular. Tem como aplicações: soldagem de aços-carbono, baixa e alta liga; com espessura ≥ 10 mm; na posição plana ou horizontal de peças estruturais, tanques, vasos de pressão etc. A Soldagem com Eletrodo Revestido possui, como fonte de calor, o arco elétrico com corrente contínua ou alternada; tem, como agente protetor, a escória formada e os gases gerados. É realizada de forma manual com vareta metálica recoberta por camada de fluxo. Tem como aplicações: soldagem de quase todos os metais, exceto cobre puro, metais preciosos, reativos e de baixo ponto de fusão. Usada na soldagem em geral. Já a Soldagem TIG possui, como fonte de calor, o arco elétrico com corrente contínua ou alternada; tem, como agente protetor, os gases Argônio, Hélio ou misturas destes. Pode ser automática/mecanizada, o eletrodo não consumível de tungstênio. O arame do metal de adição é adicionado separadamente. Tem como aplicações: soldagem de todos os metais, exceto Zn, Be e suas ligas, com espessuras entre 1 e 6 mm; soldagem de não ferrosos e aços inox. Passe de raiz de soldas em tubulações.
Suponha que você é o engenheiro de uma empresa de soldagem e recebeu dois projetos em que deve selecionar o tipo de solda apropriada e suas condições de realização. Os processos de soldagem que sua empresa utiliza estão listados no Quadro 3.1.
O Projeto A constitui na seleção do planejamento de soldagem para a fabricação de tubos de aço inox em uma fábrica. Os tubos apresentam espessura de 5 mm.
O Projeto B consiste no planejamento de uma solda a ser utilizada na fabricação de caldeiras de aço carbono, que possuem paredes de 12 mm de espessura. O processo será realizado na própria fábrica.
Dessa forma, analise a necessidade de chanfro, as características da solda e o processo mais adequado para a soldagem (posição, manual ou automatizada, tipo de corrente e agente protetor). 
MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. Soldagem: fundamentos e tecnologia. São Paulo: LTC, 2016.
RESPOSTA:
O Projeto A constitui na seleção do planejamento de soldagem para a fabricação de tubos de aço inox em uma fábrica. Os tubos apresentam espessura de 5 mm.
- Soldagem TIG:
É um processo de soldagem utilizado para unir preferencialmente tubos e conectores de parede fina, em geral de ligas inoxidáveis, ferrosas ou não. Com o uso de material de adição, aquece-se as bordas da junta com o arco até sua fusão, e adiciona-se material conforme necessidade, este material é depositado manualmente ou automaticamente no processo automatizado. No caso, a preferência é o automatizado.
Precisa-se de: Uma fonte de alimentação elétrica (gerador, retificador ou transformador); uma fonte de alimentação para proteção do ar atmosférico (cilindro de argônio), equipado com válvula de redução e manômetro; uma tocha resfriada a água ou ar; um eletrodo não consumível (tungstênio puro, tungstênio toriado ou tungstênio zirconizado).
A fonte de alimentação elétrica pode ser qualquer máquina de soldagem pelo processo convencional (eletrodo revestido) de C.C. ou C.A. Em corrente contínua os elétrons fluem do polo negativo (-) para o positivo (+). Em corrente alternada não existe polaridade porque o fluxo de eletrons muda de direção de modo que um borne as vezes é positivo e as vezes é negativo. E, quanto maior a amperagem, maior a vazão de gás. A presença de correntes de ar que podem prejudicar a proteção ao levar o gás.
Quanto à posição, quanto menor a distância, melhor; distancias grandes requerem maiores vazões com mais possibilidades de captação do ar ambiente por turbulência. Atentar para o uso do gás utilizado, já que o argônio é mais pesado que o ar, o hélio é mais leve, portanto, a posição de soldagem deve levar em consideração isso. 
Quanto a necessidade de chanfro, para 5mm não há. Apenas, quando se deseja uma penetração total em materiais com espessuras entre 10mm a 25mm, as chapas deveriam ser chanfradas em V com angulo total de 60 a 75 grau, deixando uma abertura elas (fresta).
O Projeto B consiste no planejamento de uma solda a ser utilizada na fabricação de caldeiras de aço carbono, que possuem paredes de 12 mm de espessura. O processo será realizado na própria fábrica.
- Soldagem a Arco Submerso:
O processo de soldagem por arco submerso é um processo no qual o calor para a soldagem é fornecido por um (ou alguns) arco (s) desenvolvido (s) entre um (s) eletrodo(s) de arame sólido ou tubular e a peça obra. Como já está explícito no nome, o arco ficará protegido por uma camada de fluxo granular fundido que o protegerá, assim como o metal fundido e a poça de fusão, da contaminação atmosférica. Como o arco elétrico fica completamente coberto pelo fluxo, este não é visível, e a solda se desenvolve sem faíscas, luminosidades ou respingos, que caracterizam os demais processos de soldagem em que o arco é aberto. O fluxo, na forma granular, para além das funções de proteção e limpeza do arco e metal depositado, funciona como um isolante térmico, garantindo uma excelente concentração de calorque irá caracterizar a alta penetração que pode ser obtida com o processo. Em soldagem por arco submerso, a corrente elétrica flui através do arco e da poça de fusão, que consiste em metal de solda e fluxo fundidos. O fluxo fundido é, normalmente, condutivo.
O processo pode ser semiautomático com a pistola sendo manipulada pelo operador. Esta, porém não é a maneira que o processo oferece a maior produtividade. Esta é conseguida com o cabeçote de soldagem sendo arrastado por um dispositivo de modo a automatizar o processo. 
Somente solda na Posição Plana ou Plana Horizontal, sendo necessária a união das virolas das caldeiras da partir do perímetro destes anéis sendo girados e o equipamento geralmente estático e o cabeçote guiado pelo operador, sobre a peça a ser soldada.
Possibilita também ouso de elevadas correntes de soldagem (até 4000 A) o que, aliado as altas densidades de corrente (60 a 100 A/mm2), oferecerá ao processo alta taxa de deposição, muitas vezes não encontradas em outros processos de soldagem. As faixas mais usuais de trabalho estão entre 400 e 1500 A. As diferenças entre os tipos de corrente fornecidas pelas fontes refletem em diferenças nos cordões de solda: CA - Corrente Alternada - permite melhor controle da forma do cordão, profundidade de penetração e velocidade de soldagem. Esta forma da corrente é também a que possibilita a melhor abertura de arco; CC+ - Corrente Contínua Eletrodo Positivo - Permite melhor penetração e controle do cordão; CC- - Corrente Contínua Eletrodo Negativo - É a forma que apresenta a maior taxa de deposição. Consequentemente, apresentará menor penetração do que as duas outras formas anteriormente citadas. É a forma ideal para revestimentos e soldagem de chapas finas.
As soldas realizadas apresentam boa tenacidade e boa resistência ao impacto, além de excelente uniformidade e acabamento dos cordões de solda. Através de um perfeito ajustamento de fluxo, arame e parâmetros de soldagem, consegue-se propriedades mecânicas iguais ou melhores que o metal de base.
Os fluxos tem várias funções na soldagem a arco submerso. Entre elas se destacam: estabilizar o arco, fornecer elementos de liga para o metal de solda, proteger o arco e o metal aquecido da contaminação da atmosfera, minimizar impurezas no metal de solda e formar escória com determinadas propriedades físicas e químicas que podem influenciar o aspecto e o formato do cordão de solda, sua destacabilidade, e a ocorrência de defeitos. Os fluxos são compostos por uma mistura de óxidos e outros minerais, podendo ainda conter ferroligas.
O projeto da junta depende: da espessura e tipo do metal de base, tipos de junta e códigos que estão sendo utilizados. Juntas de topo, em chapas de até 8 mm de espessura, podem ser soldadas sem chanfro e sem abertura de raiz. Com aberturas da ordem de 10% da espessura podem ser soldadas juntas de até 15 mm, caso exemplo em questão. Nestes casos deve-se usar cobre-junta. Além de permitir maior penetração, a abertura entre as peças afeta também o perfil do cordão, e em particular a altura do reforço. A soldagem de peças mais espessas pode exigir tanto a soldagem com mais de um passe quanto a abertura de chanfros, para garantir a penetração total. Finalmente, a soldagem mecanizada exige, em geral, melhor preparação das juntas, já que irregularidades na preparação poderiam levar a soldas não uniformes.