Fundamentos e processo de soldagem e corte com gás

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Fundamentos e processo de soldagem e corte com gás
Prof. Kioshy Assis
Descrição
Breve histórico da soldagem, as classificações de soldagem (por deformação e por fusão), os principais processos de soldagem utilizados na
indústria e as particularidades e peculiaridades inerentes aos processos de soldagem e corte a gás.
Propósito
Os processos de soldagem e corte a gás têm grandes aplicações dentro da indústria de base mundial, como nas indústrias naval, metalmecânica e
de petróleo e gás. Conhecer os fundamentos desses processos, os equipamentos e consumíveis utilizados, as vantagens e limitações e suas
aplicabilidades, é de grande importância para a engenharia de processos.
Objetivos
Módulo 1
Classi�cação dos processos de soldagem
Reconhecer aspectos fundamentais e os principais processos de soldagem.
Módulo 2
Soldagem a gás
Analisar as especificidades inerentes a soldagem a gás.
Módulo 3
Oxicorte e processos correlatos
Reconhecer a importância dos processos de corte a gás e suas aplicações.
Introdução
Olá! Antes de começarmos, entenda os principais aspectos que serão abordados ao longo deste conteúdo.
1 - Classi�cação dos processos de soldagem
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer aspectos fundamentais e os principais processos de soldagem.
Vamos começar!

Classi�cação dos processos de soldagem
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados durante a leitura deste módulo.
Breve histórico da soldagem
Desde antes de cristo há relatos da utilização do processo de soldagem para união de peças. Hoje a soldagem ainda é considerada um dos mais
importantes processos industriais de fabricação de peças metálicas. O processo de soldagem pode também ser utilizado para recuperar e/ou
reparar peças desgastadas, ou até mesmo quebradas. Este também é utilizado para aplicação de revestimentos metálicos em outras peças
metálicas.
A soldagem é bastante utilizada por ser um processo relativamente simples e imediato, todavia, cuidados devem ser tomados na realização deste
processo, pois não podemos ignorar que a soldagem pode gerar traumas aos materiais. Esses traumas são oriundos da necessidade da aplicação
de alta densidade de energia em um volume de material muito pequeno. Essa alta densidade de energia pode ocasionar alterações nas
propriedades químicas e físicas do material, em uma região próxima ao ponto de solda.
Desconhecer ou ignorar a probabilidade de gerar pequenas alterações estruturais nos metais por meio do processo de soldagem, na região próxima
ao ponto de solda, pode causar problemas inesperados, que podem ser, desde atraso no projeto, passando por maiores gastos de recursos à falhas
catastróficas, que podem ocasionar perdas de vidas.
Leva em consideração as forças mecânicas macroscópicas entre as partes a serem unidas, tais como: aparafusamento ou rebitagem.
Leva em consideração as forças de ligações interatômicas, ou intermoleculares, em que se promove a aproximação de átomos ou
moléculas, usando por exemplo, a técnica de brasagem.

Forças mecânicas macroscópicas 
Forças microscópicas 
As técnicas de soldagem que aplicamos, atualmente, seja para realizar solda caseira ou solda industrial, são consideradas recentes, uma vez que
possuem cerca de 150 anos de aplicabilidade. Todavia, as técnicas de soldagem por forjamento e por brasagem são relativamente antigas. Como
exemplo, podemos citar um pingente de ouro persa que foi fabricado por soldagem por volta de 4.000 A.C. Veja a foto do pingente que está no
museu do Louvre:
Pingente com a cabeça de Aqueloos.
Nas eras da Antiguidade e da Idade Média, ferramentas cortantes, como facas, espadas, machados etc. eram fabricadas pela técnica de soldagem
porque, no processo de redução do minério de ferro (hematita, por exemplo), o ferro obtido tinha uma porcentagem de carbono muito baixa (0,1%).
Esse baixo teor de carbono garantia que o ferro, ao sofrer o processo de têmpera, não atingia graus elevados de dureza.
Então, como se conseguia uma boa dureza para, por exemplo, criar armaduras e espadas?
Resposta
O aço com maior dureza era um material raro na época, sendo assim produzido a partir de finas tiras de ferro. Essas finas tiras eram soldadas ao
ferro que continha baixo teor de carbono.
Para que a soldagem atingisse o patamar que possui atualmente, mudanças drásticas ocorreram, a contar do século XIX, devido a uma série de
experiências realizadas por Humphrey Davy (1801-1806) para soldagem com arco elétrico e também pelo advento do acetileno, que foi descoberto
por Edmund Davy (1785-1857).
Processos de soldagem por pressão
Estes são os processos de soldagem que exigem aplicação de pressão:
soldagem por ultrassom;
por fricção;
por forjamento;
por resistência elétrica;
por difusão;
por explosão.
Em todos esses processos, a soldagem é obtida realizando a deformação mecânica dos metais a serem soldados.
Essa deformação é empregada na região em que se deseja realizar a soldagem.
Nesses processos, somente a região a ser soldada é aquecida, criando um gradiente de calor em ambas as partes a serem unidas, exceto no
processo de soldagem por fricção. Neste, o calor é obtido por meio da fricção de uma peça de metal cilíndrica que gira em alta velocidade. Essa
peça aquece as partes a serem soldadas e também as deforma, veja:
Desenho esquemático do processo de soldagem por fricção.
Processo industrializado do processo de soldagem por fricção.
Nos processos de soldagem por deformação, em geral, as temperaturas atingidas pelo material são inferiores àquelas atingidas na soldagem por
fusão. Desta forma, as alterações de estrutura e propriedades mais significativas (e, geralmente, com maior potencial de causar efeitos mais
negativos) ocorrem na soldagem por fusão. Os processos de soldagem por deformação têm como principais limitações, atualmente, o
desenvolvimento de equipamentos com robustez suficiente para união de chapas de espessuras elevadas e de elevadas propriedades mecânicas,
juntas fora da posição plana (soldagem na posição vertical), o acabamento superficial e o desenvolvimento de ferramentas, que são responsáveis
pelo processo de união com resistência mecânica, durabilidade e custo mais acessível.
Relembrando
É um processo que realiza a soldagem dentro do estado sólido, ou seja, sem que haja formação de poça de fusão e, por isso, apresentam menores
possibilidades de alterações metalúrgicas que resultem em perda de propriedades da região soldada.
Contudo, o desenvolvimento de tecnologias utilizando carbetos e carbonitretos de dureza elevada (a base de tungstênio, por exemplo) para
fabricação de ferramentas, motores com elevada potência de rotação e equipamentos como manipuladores e posicionadores automatizados, vêm
proporcionando a aplicação dos processos de soldagem por deformação dentro de setores industriais produtivos, onde os processos de soldagem
por fusão são mais tradicionais, como a indústria de óleo e gás e indústria aeroespacial.
Processos de soldagem por fusão
Devido ao grande número de processos de soldagem por fusão, estes são normalmente separados em subgrupos. Uma classificação muito útil
agrupa os processos de acordo com o tipo de fonte de energia usada para fundir as peças. A seguir, apresentamos os principais processos de
soldagem por fusão e suas principais características.
Fontes de calor: Aquecimento por resistência da escória líquida.
Tipo de corrente e polaridade: Contínua ou alternada.
Agente de proteção ou corte: Escória.
Aplicações: Soldagem de aços carbono, baixa e alta liga, espessura ≥ 50mm. Soldagem de peças de grande espessura, eixos etc.
Fontes de calor: Arco elétrico.
Eletroescória 
Arco submerso 
Tipo de corrente e polaridade: Contínua ou alternada / Eletrodo + .
Agente de proteção ou corte: Escória e gases gerados.
Aplicações: Soldagem de aços carbono, baixa e alta liga. Espessura ≥ 10mm. Posição plana ou horizontal de peças estruturais, tanques,
vasos de pressão etc.
Fontes de calor: Arcoelétrico.
Tipo de corrente e polaridade: Contínua ou alternada / Eletrodo + ou -
Agente de proteção ou corte: Escória e gases gerados.
Aplicações: Soldagem de quase todos os metais, exceto cobre puro, metais preciosos, reativos e de baixo ponto de fusão. Usado na
soldagem em geral.
Fontes de calor: Arco elétrico
Tipo de corrente e polaridade: Contínua / Eletrodo +
Agente de proteção ou corte: Escória e gases gerados ou fornecidos por fonte externa. Em geral o CO2.
Aplicações: Soldagem de aços carbono com espessura ≥ 1mm. Soldagem de chapas
Fontes de calor: Arco elétrico.
Tipo de corrente e polaridade: Contínua / Eletrodo +
Agente de proteção ou corte: Argônio ou hélio, argônio + O2, argônio + CO2, CO2.
Aplicações: Soldagem de aços carbono, baixa e alta liga, não ferrosos, com espessura ≥ 1 mm. Soldagem de tubos, chapas etc. Qualquer
posição.
Fontes de calor: Arco elétrico.
Tipo de corrente e polaridade: Contínua / Eletrodo -
Agente de proteção ou corte: Argônio, hélio ou argônio + hidrogênio.
Aplicações: Todos os metais importantes em engenharia, exceto Zn, Be e suas ligas, com espessura de até 1,5mm. Passes de raiz.
Fontes de calor: Arco elétrico.
Tipo de corrente e polaridade: Contínua ou alternada / Eletrodo -
Agente de proteção ou corte: Argônio, hélio ou misturas destes.
Aplicações: Soldagem de todos os metais, exceto Zn, Be e suas ligas, espessura entre 1 e 6mm. Soldagem de não ferrosos e aços inox.
Passe de raiz de soldas em tubulações.
Fontes de calor: Feixe de elétrons.
Tipo de corrente e polaridade: Contínua / Alta Tensão / Peça +
Agente de proteção ou corte: Vácuo (»10-4mm Hg)
Aplicações: Soldagem de todos os metais, exceto nos casos de evolução de gases ou vaporização excessiva, a partir de 25mm de
espessura. Indústria nuclear e aeroespacial.
Eletrodo revestido 
Arame tubular 
MIG/MAG 
Plasma 
TIG 
Feixe de elétrons 
Laser 
Fontes de calor: Feixe de luz.
Tipo de corrente e polaridade: -
Agente de proteção ou corte: Argônio ou hélio.
Aplicações: Como acima. Corte de materiais não metálicos.
Fontes de calor: Oxiacetileno.
Tipo de corrente e polaridade: -
Agente de proteção ou corte: Gás (CO, H2, CO2, H2O).
Aplicações: Soldagem manual de aço carbono, Cu, Al, Zn, Pb e bronze. Soldagem de chapas finas e tubos de pequeno diâmetro.
Confira agora as principais informações sobre os processos de soldagem de maior utilidade e aplicação prática na indústria.
Soldagem com eletrodos revestidos (Shielded Metal Arc Welding - SMAW)
É um processo em que os metais são aquecidos até o seu ponto de coalescência. O aquecimento é realizado por um arco elétrico existente entre
o eletrodo revestido e a peça metálica. Esse eletrodo tem duas funções: a primeira é conduzir a eletricidade para gerar o aquecimento na peça; e a
segunda é servir de metal de adição para que o processo de soldagem seja realizado. O revestimento produz uma escória e gases que
efetivamente protegem a região soldada do ataque da atmosfera e contribuem também para a estabilidade do arco. O revestimento pode ainda
incluir elementos que possam ser inseridos na solda, alterando positivamente sua composição química e suas características metalúrgicas. O
equipamento necessário ao processo consiste de porta-eletrodo, cabos e fonte de energia, que pode ser de corrente contínua (CC) ou alternada
(CA), dependendo do tipo de eletrodo e material sendo soldado.
Soldagem GTAW (Gas Tungsten Arc Welding)
Também conhecida como TIG (Tungsten Inert Gas), ocorre quando a soldagem é gerada por um arco. Mas nesse caso, o eletrodo não serve como
metal de adição, ou seja, o eletrodo é de tungstênio e não consumível. Nessa soldagem, faz-se a proteção da zona fundida com aplicação de um
fluxo de gás inerte (argônio por exemplo). Observação: A soldagem FTAW pode ser mecanizada ou manual, e é vista como a que apresenta maior
capacidade de controle das variáveis envolvidas na soldagem. Além disso, essa técnica permite realizar a soldagem com e sem o metal de
adição.
Soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding)
Na técnica de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding - Soldagem por arco de núcleo fundido), estabelece-se um arco entre um eletrodo metálico
e as partes a serem soldadas, porém a proteção da soldagem é feita pela poça de solda existente, formada pelo gotejamento do eletrodo
consumível. Esse processo também é conhecido pelos nomes de: MIG (Metal Inert Gas - Gás metálico inerte) e MAG (Metal Active Gas - Gás
metálico ativo).
Soldagem com arame tubular (Flux Cored Arc Welding ‒ FCAW)
A soldagem com arame tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW) é a que funde os metais por aquecimento. Os metais são aquecidos com o
auxílio de um arco posicionado entre um eletrodo tubular contínuo e o metal. O eletrodo tubular possui em seu interior um fluxo elétrico que
desempenha as funções de: 1 - estabilizar o arco elétrico; 2 - controlar a composição do metal de solda.
A gás 
Soldagem a arco submerso (Submerged Arc Welding ‒ SAW)
A soldagem a arco submerso (Submerged Arc Welding – SAW) é realizada com a utilização de um arco que promove a união das peças metálicas
a serem soldadas. Coloca-se um material granulado sobre as peças a serem unidas, e o eletrodo que prova o arco fica soterrado pelo material
granulado em contato com as peças. Esse eletrodo é consumível e age como metal de adição para a solda.
Soldagem a gás oxicombustível
Conhecida simplesmente como soldagem a gás, é um processo no qual a coalescência ou junção dos metais é obtida pelo aquecimento destes
até a fusão com uma chama do gás combustível e do oxigênio. Quando utilizado, o metal de adição também é fundido durante a operação de
soldagem. Uma importante característica deste processo é o excelente controle que se pode exercer sobre a entrada de calor e a temperatura das
peças que estão sendo soldadas, devido ao controle independente da fonte de calor e da entrada do metal de adição. Os equipamentos utilizados
são de baixa complexidade e de baixo custo de implementação. Os mesmos equipamentos utilizados para a soldagem podem ser utilizados, com
variações, para simples aquecimento, dobramento, desempeno de peças metálicas e pré e pós aquecimento em processos de soldagem.
Ainda falando sobre a soldagem com gás oxicombustível, durante a operação, o calor da chama proveniente da queima da mistura formada pelo
combustível e oxigênio na ponta do maçarico é utilizado para fundir os metais a serem soldados e formar a poça de fusão. Quando necessário, o
metal de adição é adicionado separadamente a partir de uma vareta.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Em termos de processos de soldagem por pressão, a principal característica é:
Parabéns! A alternativa C está correta.
A soldagem maleável, ou soldagem por pressão, apresenta menores possibilidades de alterações metalúrgicas que resultem em perda de
propriedades da região soldada, pois o processo se dá aquecendo o pedaço de metal a ser unido para um estado maleável e, em seguida,
forçado a união por pressão externa, sem que haja formação de poça de fusão.
Questão 2
Com relação aos principais processos de soldagem por fusão, é correto afirmar:
A a junção através da formação de uma poça de fusão.
B a junção utilizando combustível e oxigênio para realizar a fusão que junto com pressão promovem a união entre as peças.
C a junção através da deformação, o que resulta na soldagem sem que haja poça de fusão.
D a junção utilizando o argônio como gás de proteção.
E a junção utilizando a escória como responsável pela pressão entre as partes.
A Dentro do processo por eletroescória, a fonte de calor é o arco elétrico.
B No arco submerso, a proteção é realizada por um gás de proteção inerte.
C O eletrodo revestido utiliza como fonte de calor o aquecimento por resistência da escória líquida.
Parabéns! A alternativa D está correta.
A eletroescória tem como fonte de calor o aquecimento por resistência da escória líquida, enquanto que a proteção da poça de fusãono
processo de arco submerso é a escória. O eletrodo revestido utiliza como finte de calor o arco elétrico e a soldagem a gás a fonte de calor é o
oxigênio – acetileno. Logo, o único processo de soldagem que possui afirmações coerentes dentro das propriedades inerentes a soldagem é o
processo MIG/MAG.
2 - Soldagem a gás
Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar as especi�cidades inerentes a soldagem a gás.
Vamos começar!
Aspectos introdutórios da soldagem a gás
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados durante a leitura deste módulo.
D O processo MIG/MAG tem como fonte de calor um arco elétrico.
E Na soldagem a gás, a fonte de calor é um arco elétrico.

Fundamentos da soldagem oxigás
A soldagem oxigás é definida, conforme a American Welding Society (AWS), como sendo um grupo de processos no qual o coalescimento
ocorre devido ao aquecimento produzido por chama, usando ou não metal de adição e com ou sem aplicação de pressão. É um processo de
soldagem que data do século XIX. Especificamente, foi o cientista francês Le Châtelier (1850-1936) que, em 1895, observou o quanto o acetileno
queima com o oxigênio e produz uma chama que atinge a temperatura aproximada de 3000°C. Comercialmente, o processo de soldagem
oxiacetilênico foi explorado a partir do século XX, devido ao desenvolvimento de processos eficazes de oxigênio e acetileno.
Como principais aspectos acerca do processo de oxigás, podemos citar:
merican Welding Society
Sociedade Americana de Soldagem
O processo de combustão do oxiacetileno ocorre em duas etapas: combustão primária, na qual o oxigênio do cilindro participa da reação;
combustão secundária, cuja a reação ocorre com a participação do gás atmosférico. Para volumes iguais de oxigênio e acetileno, as reações
primárias e secundarias são, respectivamente:
Rotacione a tela. 
Rotacione a tela. 
Observando as duas equações, fica claro que, na primeira, a combustão é parcial, gerando uma atmosfera predominantemente redutora com a
presença do gás hidrogênio. A segunda equação completa o processo de combustão, gerando uma atmosfera oxidante com temperatura mais
baixa, devido à entrada do nitrogênio do ar, que participa somente para retirar calor. As combustões primária e secundária ocorrem na chama em
regiões específicas: no dardo ocorre a combustão primária e no penacho ocorre a combustão secundária, veja:
Vantagens acerca do processo de oxigás
Custo relativamente baixo;
 
Equipamento portátil;
 
Não há necessidade de energia elétrica.
Desvantagens acerca do processo de oxigás
Exigência de soldador com alta habilidade;
 
Muito baixa taxa de deposição de metal de adição;
 
Possibilidade de superaquecimento;
 
Possibilidade de acidentes devido ao manuseio dos cilindros de gases.
C2H2 + O2 → 2CO + H2
2CO + H2 +
3
2
(O2 + 4N2) → 2CO2 + H2O + 6N2
Desenho esquemático do formato da chama, mostrando as regiões do dardo e penacho.
Ilustração do maçarico.
O calor produzido pela chama depende do combustível que a alimenta (acetileno, hidrogênio, propano ou GLP) e do comburente (oxigênio). Para
regular a chama, dosamos a quantidade de combustível e comburente na região de combustão primária.
Dessa forma, com base na regulagem da chama, podemos definir três tipos de chama: neutra, redutora (ou carburante) e oxidante, cujas
características podem ser observadas nesta tabela:
Tipo Característica Aplicação
Neutra Penacho longo, dardo branco, brilhante e arredondado
Soldagem de aços, cobre e suas
ligas e níquel e suas ligas
Redutora
Penacho esverdeado, véu branco circundando o dardo, dardo branco,
brilhante e arredondado e chama menos quente
Revestimento duro, ferro fundido,
alumínio e chumbo
Oxidante
Penacho azulado ou avermelhado, mais curto e turbulento, dardo branco,
brilhante, pequeno e pontiagudo, chama mais quente, ruído bem
característico
Aços galvanizados, latão e bronze
Tabela 2: Principais características dos 3 tipos de chama.
Kioshy Assis.
Assim como a chama apresenta suas características com base na sua regulagem, o gás, cuja combustão resultará na chama, é responsável pelo
tipo dessa. Independentemente do tipo de chama, esta deve possuir uma elevada temperatura máxima, sendo que esta depende da propriedade
física do gás combustível, obtida a partir do calor de reação.
Equipamentos e consumíveis
O equipamento para soldagem oxigás consiste basicamente de cilindros de oxigênio e gás combustível, reguladores de pressão, mangueiras e o
maçarico ou tocha, veja:
Maçarico ou tocha.
Reguladores e mangueiras.
Cilindros.
Dentro de uma indústria, os gases utilizados na soldagem oxigás podem ser distribuídos pelas diversas áreas que compõem a planta industrial,
através dos cilindros que podem ser transportados sobre carrinhos ou por linhas de gases adequadamente projetadas. Em plantas, onde o consumo
é pequeno, os gases oxigênio e acetileno são colocados próximos à área de soldagem.
Os maçaricos são dispositivos que recebem oxigênio e o gás combustível e fazem a mistura na proporção, volumes e velocidade adequados ao tipo
de chama desejado. Veja mais sobre essas grandezas:
Volume
O volume de gás determinará o tamanho da chama e sua capacidade de aquecimento.
Velocidade
A velocidade do gás determinará se a chama será violenta, intermediária ou suave.
Proporção
A proporção dos gases determinará o caráter oxidante, neutro ou carburante.
Existem os maçaricos de média pressão (misturador) e os de baixa pressão. Os maçaricos de média pressão são utilizados com cilindros de
acetileno de média pressão, onde as pressões tanto do oxigênio quanto do acetileno são iguais. O maçarico de baixa pressão ou injetor deverá ser
utilizado com cilindros de acetileno de baixa pressão. No maçarico do tipo injetor, não ocorre variação na proporção da mistura provocada por
flutuações na pressão de oxigênio, tendo em vista que a quantidade de acetileno arrastada é proporcional a esta pressão.
Se a velocidade de saída de um maçarico for maior que a combustão, a queima ocorrerá a certa distância da ponta, o que poderá levar a extinção da
chama. Caso contrário, isto é, a velocidade de saída for menor que a combustão, a queima ocorrerá dentro do bico, provocando o aquecimento e
dilatação da saída com a consequente queda na velocidade e que poderá acarretar no fenômeno conhecido como engolimento de chama. O uso de
pressões corretas e de maçaricos em bom estado de conservação resolvem esse problema.
O regulador de pressão é um instrumento que permite reduzir a pressão interna de armazenagem dos gases nos cilindros, para que ela possa atingir
a pressão de trabalho e mantendo-a constante ao longo da soldagem. No regulador, o gás proveniente do cilindro entra por uma câmara de alta
pressão que possui um indicador. Na saída do gás, este passa por outra câmara que permite regular a pressão de saída, através do acionamento de
uma alavanca ou registro que está diretamente ligada a um obturador.
Como consumíveis utilizados na soldagem a gás, temos os gases oxigênio e acetileno e o metal de adição. Estes últimos são fornecidos geralmente
na forma de varetas de comprimentos e diâmetros variados, porém, padronizados, segundo normas específicas. A escolha do consumível
dependerá do volume de metal a ser depositado, espessura do material a ser soldado e propriedades mecânicas desejadas da região a ser soldada.
Comentário
De forma geral, a especificação dos consumíveis de soldagem para o processo oxigás possuem as iniciais ER. Em seguida, na especificação, são
colocados dois números que definem as propriedades mecânicas do metal de adição. Por exemplo, ER60 é um consumível na forma de vareta com
60Ksi de limite de escoamento.
Um aspecto importante e que devemos abordar dentro do processo de soldagem a gás é a segurança. O manuseio de cilindros de gás, maçaricos e
o emprego especificamente do processo envolvendo calor em elevadas temperaturas, requerem a aplicação de conceitos de segurança de forma
rígida e muito bem controlada.Dessa forma, as principais recomendações devem ser identificadas:
Evitar choques violentos nos cilindros e reguladores de pressão.
Em hipótese alguma armazenar os cilindros em locais próximos a fontes de calor de qualquer espécie.
Armazenar os cilindros na posição vertical e muito bem seguros através de correntes.
O acetileno é mais leve que o ar e não se acumula em locais baixos.
Não permitir o esvaziamento completo do cilindro durante a operação, para evitar a entrada de ar ou saída de vapor de acetona misturado com o
acetileno.
Estar atento a todo tempo a vazamentos, pois a mistura do acetileno com o ar pode ser explosiva.
Verificar constantemente o estado de conservação dos cilindros e reguladores de pressão para evitar vazamentos.
Evitar o contado do acetileno com tubulações e conexões de cobre e de suas ligas, pois o contato do acetileno com o cobre pode gerar compostos
explosivos.
Nunca usar o oxigênio em lugar do ar comprimido para retirada de resíduos dos locais que estejam sujos de óleo e graxa para evitar combustão
espontânea.
Nunca lubrificar qualquer parte que tenha contato com oxigênio.
Evitar de toda forma possível o choque com os reguladores de pressão do cilindro de oxigênio, pois, devido a elevada pressão, o cilindro poderá
voar como um míssil.
Utilizar sempre o capacete de pressão quando o cilindro não estiver em uso.
Durante a soldagem, caso haja retrocesso de chama, fechar imediatamente os cilindros de gás e o maçarico.
Ter extremo cuidado na soldagem de recipientes ou peças que tenham tido contato com quaisquer combustíveis, para evitar a explosão.
Aplicações
Embora todas as características em termos de elevada temperatura e quantidade de calor gerado pela chama oxigás tornem o processo utilizável
dentro da soldagem, estes ainda são baixos, se comparado com outras fontes e processos utilizados para soldagem por fusão, como a soldagem a
arco elétrico, o que limita, em muito, a velocidade do processo. Esse fato está intrinsecamente ligado às perdas térmicas durante a soldagem. A
exposição da chama ao ar atmosférico leva a perdas térmicas consideráveis, visto que o ar tem um percentual razoável de nitrogênio, que absorve
grande parte do calor da chama.
Dessa forma, apesar da simplicidade e versatilidade, a soldagem a gás tem restrições dentro de aplicações industriais, principalmente devido à
baixa produtividade. Neste sentido, o uso da soldagem oxigás fica restrito a situações em que se deseja um ótimo controle do calor cedido e
transferido à peça. Exemplos clássicos em que se utiliza a soldagem oxigás dentro de aplicações industriais são a soldagem de chapas finas, tubos
de pequeno diâmetro, em operações de brasagem e na soldagem de reparo, devido também à sua portabilidade.
Podemos destacar algumas ligas cuja soldagem por oxigás tem grandes aplicações industriais:
1. Alumínio
2. Bronze
3. Cobre
4. Ferro fundido
5. Níquel
6. Aço de baixo carbono
7. Aço de alto carbono
8. Aço inoxidável
Algumas dessas ligas necessitam de um recurso técnico para viabilizar o uso da soldagem oxigás. Ligas que apresentam camada formadora de
óxido de alta temperatura de fusão, como as ligas de alumínio (onde a camada de apresenta temperatura de fusão elevada) e aços
inoxidáveis (onde a camada de ) também possui alta temperatura de fusão) que necessitam do uso de um fluxo.
O fluxo tem por finalidade prática minimizar as perdas de calor para o ambiente, minimizando o contato com o ar
atmosférico, aumentando a eficiência térmica do processo e, consequentemente, viabilizando a soldagem dessas
ligas.
De certa forma, a aplicabilidade da soldagem por oxigás vem se limitando às aplicações já citadas (chapas finas, tubos de pequeno diâmetro etc.),
não somente pela baixa produtividade e perdas térmicas. Fatores de segurança também impactam para o uso deste processo. Os gases utilizados
apresentam alto poder de combustão e em situações onde a região de soldagem é distante dos cilindros de gases, vazamentos podem ocorrer e
podem ocasionar acidentes graves em ambientes confinados, desde explosões até mesmo ocorrência de incêndios.
Al2O3
Cr2O3
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Observe as afirmações abaixo acerca da soldagem pelo processo oxigás:
I – Custo relativamente baixo;
II – Necessidade de energia elétrica;
III – Equipamento portátil.
Podemos afirmar que:
A somente a afirmativa I está correta.
Parabéns! A alternativa E está correta.
A soldagem pelo processo oxigás oferece várias vantagens: o equipamento é barato, versátil, portátil, é ótima para chapas finas, é realizada
com pequenos ciclos térmicos, não usa energia elétrica e solda em todas as posições.
Questão 2
Com base na regulagem do maçarico, a chama pode ser classificada em:
Parabéns! A alternativa D está correta.
De acordo com as proporções dos gases, é possível obter três tipos diferentes de chamas: neutra, oxidante e carburante. A chama carburante
ou redutora é usada para solda de alumínio e de revestimentos. A chama neutra ou normal é utilizada para o aquecimento e solda da maioria
dos metais. A chama oxidante é utilizada na soldagem de latão e bronze.
B somente a afirmativa II está correta.
C somente a afirmativa III está correta.
D as afirmativas I e II estão corretas.
E as afirmativas I e III estão corretas.
A ácida / básica / redutora.
B ácida / oxidante / básica.
C neutra / básica / redutora.
D neutra / carburante / oxidante.
E neutra / carburante / redutora.
3 - Oxicorte e processos correlatos
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer a importância dos processos de corte a gás e suas aplicações.
Vamos começar!
Oxicorte
Veja os principais conceitos e aspectos que devem ser observados durante a leitura deste módulo.
Fundamentos do processo de oxicorte
O processo de oxicorte ou corte a gás é definido como um processo no qual o corte do metal é obtido devido à reação do oxigênio puro com o metal
em temperatura elevada. Essa é obtida e conseguida devido à interação da chama oxigás – combustível. Em materiais que apresentam camada de
óxido resistente, o corte é feito com auxílio de fluxo e de pós-metálicos.
Neste caso, o metal é aquecido por uma chama de pré-aquecimento até uma temperatura em que ocorre a
interação do oxigênio com o metal.
Ao atingir essa temperatura, chamada de temperatura de ignição, o metal é exposto a um jato de oxigênio de alta pureza e, com isso, a oxidação do
metal produz uma quantidade de calor suficiente para fusão do óxido formado e que é expulso pelo jato de oxigênio, ocorrendo, assim, o corte e
aquecimento do metal adjacente.

Veja uma ilustração desse processo:
Esquema do processo de corte.
Dentro do processo de corte, o calor gerado é suficiente para dar continuidade ao corte na direção de avanço. Mesmo assim, a chama de pré-
aquecimento é mantida durante toda a operação, preservando a quantidade de calor necessária à peça e também preservando a peça livre de
contaminações de impurezas do ar atmosférico.
O corte a gás é um processo extremamente versátil, podendo ser utilizado tanto para o corte de chapas finas como também para cortar materiais
com mais de um metro de espessura de aço. Equipamentos manuais, semiautomatizados, mecanizados e completamente automatizados podem
ser utilizados, possibilitando o corte com geometrias mais simples, mas também cortes de regiões curvilíneas.
Re�exão
A velocidade de avanço do corte dependerá do equipamento utilizado. Sendo manual, a velocidade é a menor possível de se obter, porém, quando
acoplados a equipamentos automatizados, semiautomatizados e mecanizados, obtém-se maior velocidade de corte e também melhor acabamento
superficial.
Os equipamentos automatizados e mecanizados podem ainda ser acoplados ao corte a gás, permitindo que os cortes sejam executados dentro de
moldes predeterminados. Veja um exemplo:
Exemplo de um processo automatizado de corte a gás.
As reações que ocorrem na temperatura deignição com o ferro são:
, Primeira reação
Rotacione a tela. 
, Segunda reação
Rotacione a tela. 
, Reação final
Rotacione a tela. 
Como efeito prático, estequiometricamente, seriam necessários de oxigênio para oxidar de ferro a . Na prática, a demanda é bem
maior, já que nem todo ferro é oxidado, sendo parte dele (30\%) removido pela cinética do jato de oxigênio.
No Brasil, existem diversos equipamentos instalados e disponíveis que são fornecidos ampla e comercialmente por diversas empresas. Tanto
equipamentos manuais quanto automatizados são encontrados em plantas de fabricação da indústria naval e do setor de óleo e gás, com
capacidade de corte simples ou complexos e múltiplos dentro de uma ampla faixa de espessuras. Dessa forma, é possível ter uma exata noção da
importância e grande aplicação do processo de corte a gás para produção e manutenção industrial.
Fe + 12 O2 → FeO + 64kCal
3Fe + 2O2 → Fe3O4 + 266kCal
2Fe + 32 O2 → Fe2O3 + 109, 7kCal
103m3 1kg Fe2O3
Características dos equipamentos
Uma instalação de oxicorte é semelhante a uma instalação de soldagem a gás. A diferença está no maçarico utilizado. O maçarico utilizado no
processo de corte a gás tem as seguintes características:
Misturar o oxigênio e combustível, produzindo a chama para preaquecer e manter a temperatura alta e constante ao longo do processo.
Fornecer um jato de oxigênio puro, que vai oxidar e remover mecanicamente pelo arraste o material fundido. Desse modo, o maçarico é deslocado
em velocidade constante e tanto menor quanto maior for a espessura a ser cortada. São exemplos de equipamentos acoplados ao maçarico de
corte: tartarugas, pantógrafos, multimaçaricos com controle numérico ou computadorizado etc.
O maçarico de corte possui as partes essenciais de um maçarico de soldagem, incluindo, porém, uma tubulação de oxigênio de corte acoplada a
uma válvula de controle e comando, veja:
Esquema do maçarico de corte.
A extremidade que atua diretamente no corte é chamada de bico de corte ou cabeça e é nessa parte que estão as saídas da chama de aquecimento
e do jato de corte. Cada maçarico possui diferentes bicos de corte, que são especificados em função da espessura a ser cortada e o tipo de gás
combustível a ser utilizado.
A perfeição dos cortes fica diretamente ligada ao modo utilizado: manual, mecanizado, automatizado. Em processos manuais, a qualidade do corte
dependerá da habilidade do soldador. Em processos mecanizados e automatizados, a substituição da questão manual e adaptação de um suporte
dentro de um sistema, que manterá o avanço constante e retilíneo resultará em processo de corte de alta qualidade e precisão, dispensando,
frequentemente, a etapa de usinagem posteriormente.
Entretanto, para melhorar ainda mais a execução do corte, são necessárias algumas precauções a serem tomadas:
Selecionar e empregar suportes de corte em bom estado e adequados com a espessura e material a ser cortado.
Utilizar pressão corretas para o gás combustível.
Utilizar velocidades de cortes apropriadas em função da espessura e material a ser cortado.
Qualidade do oxigênio.
Correta distância entre o bico e o material a ser cortado.
Com todos esses cuidados, possivelmente o corte transcorrerá de forma contínua, com jato de corte abundante, pouca defasagem e feixe de corte
brilhante com projeção de gotas finas de escória.
Mas existem alguns defeitos característicos que podem ocorrer durante o corte. Em alguns deles, a causa é facilmente identificada. Veja a seguir
uma série de defeitos de corte, cuja identificação do problema é imediata:
Execução do processo de oxicorte
Além das observações já realizadas nos tópicos anteriores, no qual destacamos informações que se entrelaçam com aspectos inerentes ao
procedimento de execução do corte, principalmente, informações relativas aos possíveis defeitos que podem ocorrer durante o corte, podemos
destacar outros aspectos de extrema relevância.
Dentro do processo de corte, selecionar o adequado suporte para o maçarico, regular vazão do gás combustível e pressão do oxigênio de corte, bem
como regular velocidade de avanço e distância do bico a peça são informações que já foram discutidas. Entretanto, a pureza do gás oxigênio possui
alta relevância.
A pureza de oxigênio comercializada, atualmente, é acima de 99,5%, o que possibilita eficiência técnica e econômica extremamente satisfatória.
Vários estudos foram realizados para levantar a influência da pureza do gás na velocidade, qualidade e consumo do processo de corte. Neste
contexto, observou-se que uma redução de pureza de 1% (ou seja, queda para 98,5%) resultava em redução de 25% de velocidade de corte e
aumento de 25% de consumo de oxigênio, além de maior dificuldade de destacamento da escória e baixa qualidade da superfície de corte.
Além disso, a operação de oxicorte impõe calor, que grande parte é transferido à peça na região a ser cortada, mas também às regiões adjacentes a
esta.
O deslocamento da fonte de calor ao longo do corte resulta em sucessivos aquecimentos e resfriamentos, o que
poderá acarretar eventualmente em endurecimento do aço. O processo de endurecimento dependerá do teor de
carbono, do percentual em peso dos elementos de liga e da taxa de resfriamento.
Para a maioria dos casos, não há necessidade de remoção da região termicamente afetada, seja por usinagem, seja por esmerilhamento. Contudo,
em aços de alta liga (percentual em peso superior a 2% de elementos de liga), o procedimento de remoção da região termicamente afetada deve ser
Fusão de arestas
As possíveis causas são velocidade insuficiente com aquecimento normal ou aquecimento excessivo com a velocidade correta.
Desprendimento de meta
A causa mais frequente é a velocidade de avanço insuficiente.
Defasagem considerável
Exagerada velocidade de avanço ou insuficiente pressão do oxigênio de corte com a velocidade normal.
empregado para minimizar a possibilidade de defeitos.
O emprego do processo de corte a gás tem sua execução aplicação garantida dentro dos setores naval, óleo e gás, e metal – mecânico. Devido à
sua versatilidade, é utilizado desde a produção até em operações de montagem e desmontagem de estruturas. Na desmontagem, o processo de
corte é utilizado para separação de uniões metálicas em geral, sejam elas soldas, rebites ou peças parafusadas. Na montagem, o emprego é grande
na preparação das chapas em estaleiros e empresas de caldeiraria pesada. O processo de oxicorte também tem emprego em operações de
salvamento, devido ao seu fácil manuseio e mobilidade.
Maçarico de oxiacetileno cortando o casco de aço no estaleiro.
Fenômenos de dilação de contração são possíveis de ocorrer durante as operações. Durante o corte, por exemplo, a alma de perfil I ou H para
confeccionar uma peça T, pode apresentar curvamento. O processo de correção requer o uso de martelamento manual. Processos de aquecimento
são comumente utilizados para minimizar distorções durante o corte. A finalização do procedimento de corte em pontos de maior espessura
também é considerada um artifício técnico operacional para minimizar as distorções, tendo em vista que maior massa metálica apresenta maior
resistência à deformação.
Após toda abordagem feita acerca do corte, podemos focar nos processos afins. Os mesmos princípios das reações envolvendo metais e ligas com
o oxigênio podem ser estendidos a outras aplicações industriais, modificando somente o maçarico utilizado. Por exemplo, durante os cortes em alta
velocidade, o procedimento de corte é feito com auxílio de um jato auxiliar de oxigênio.
Veja mais detalhes sobre a os processos de goivagem, escarfagem e similares a seguir:
Goivagem
A goivagem é uma extensão do corte que se resume à operação de remoção de defeitos de soldagem como técnica de repara de junta soldada,
eliminação de trincas, inclusões de escória ou outros defeitos de fabricação. É uma técnica utilizada para preparação de juntas com seções
complexas, como chanfros U e J.
Escarfagem
Escarfagem,remoção de trincas, escamas, inclusões e outros defeitos das superfícies de peças semiacabadas, podem ser localizadas ou
generalizadas, manuais ou automáticas.
Perfuração
A perfuração consiste na execução de furos nas regiões rebitadas ou parafusadas para iniciar o processo de corte.
A aplicação do processo de corte se estende por grande parte de aplicações industriais, como:
Oficina de manutenção;
Arqueamento de tubulações;
Caldeiraria;
Construções metálicas;
Construções de material ferroviário;
Aciaria;
Construção naval;
Construção mecânica;
Oficina mecânica.
Um processo no qual se utiliza a soldagem e corte a gás é a têmpera superficial. Este processo possui grande aplicabilidade, pois é possível limitar
a profundidade de têmpera e consequentemente endurecimento da região onde se realiza o processo.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
O oxicorte é uma técnica que consiste no processo de separação de metais, em que o _________________, após ser aquecido, é submetido a um
jato de _________________.
Parabéns! A alternativa B está correta.
O oxicorte é uma técnica muito utilizada para o corte de objetos metálicos. Esse método consiste na ruptura do material (corte) por meio da
erosão térmica, em que o objeto metálico, após ser aquecido, é submetido a um jato de oxigênio, causando sua oxidação.
Questão 2
Observe as afirmações a seguir sobre processo de corte a gás e de oxicorte e marque a alternativa correta:
I. O processo de corte a gás é um processo extremamente versátil;
II. O processo de oxicorte não pode ser utilizado para o corte de chapas finas;
III. O processo de oxicorte não pode em hipótese alguma ser mecanizado ou automatizado.
A argônio / oxigênio.
B metal puro / oxigênio.
C oxigênio / acetileno.
D argônio / acetileno.
E metal / argônio.
A As afirmativas I, II e III estão corretas.
B Somente as afirmativas I e II estão corretas.
C Somente a afirmativa III está correta.
D Somente a afirmativa I é correta.
Parabéns! A alternativa D está correta.
O corte a gás, também conhecido como oxicorte, é uma técnica muito versátil empregada no corte preciso de materiais metálicos, sendo muito
comum no setor industrial, visto que ele aumenta a produtividade, diminui o tempo gasto na produção e corta de forma padronizada. Pode ser
realizado de forma automática ou manual, e deve ser sempre realizado por operadores treinados utilizando os equipamentos de proteção
individual (EPIs): óculos de proteção, protetor auricular, luvas, aventais, perneiras etc.
Considerações �nais
A soldagem e corte a gás é um universo extremamente abrangente tanto do ponto de vista teórico quando do ponto de vista prático. A solda faz
parte de uma série de processos produtivos e construtivos da atualidade, desde pequenas peças, como componentes de computador e joias, até
maquinário pesado e construções. Cada tipo de soldagem tem processos específicos e particularidades, com diferentes características, funções e
equipamentos. Dentro desse contexto, abordamos as principais características do processo de soldagem, especificidades dos equipamentos e
consumíveis, vantagens e limitações e também a aplicabilidade dentro de situações práticas.
Agora falando um pouco sobre o corte de materiais, podemos afirmar que é uma das mais importantes etapas na cadeia dos aços. De todos os
métodos existentes, o oxicorte se destaca em ser o processo mais barato de implementar, com equipamentos mais simples, com a maior facilidade
de treinamento do operador e ser o processo que propicia o menor custo por metro cortado. Pode cortar espessuras de 0,5mm a 250mm e sua
velocidade de corte e qualidade da aresta de corte são determinadas principalmente pela pureza da corrente de oxigênio. Nesse sentido, também
abordamos as principais características do oxicorte, as especificidades dos equipamentos e consumíveis, vantagens e limitações e também a
aplicabilidade dentro de situações práticas.
Podcast
Para encerrar, ouça o resumo dos principais tópicos abordados.
E Somente a afirmativa II está correta.

Referências
CASTRO, R.; CADENET, J. J. Welding metallurgy of stainless steel and heat-resisting steels. Londres: Cambridge University Press, 1974.
KOU, S. Welding metallurgy. 2. ed. Nova Jersey: John Wiley & Sons, inc., 2003.
MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. Soldagem fundamentos e tecnologia. 3. ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2011.
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Pesquise sobre soldagem e corte a gás na obra Soldagem: processos e metalurgia, de Emílio Wainer e Sergio Duarte Brandi.