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
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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.

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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.

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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.
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
Forças mecânicas macroscópicas 
Forças microscópicas 
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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:
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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.
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Processos de soldagem por fusãoDevido 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.
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: Arco elétrico.
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.
Eletroescória 
Arco submerso 
Eletrodo revestido 
Arame tubular 
MIG/MAG 
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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.
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.
Plasma 
TIG 
Feixe de elétrons 
Laser 
A gás 
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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)
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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.
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 partirde
uma vareta.
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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
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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.
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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
fusão no 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.

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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:
American 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:
 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.
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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:
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,
Soldagem de aç
cobre e suas lig
níquel e suas lig
C2H2 + O2 → 2CO + H2
2CO + H2 +
3
2
(O2 + 4N2) → 2CO2 + H2O + 6N2
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brilhante e
arredondado
Redutora
Penacho
esverdeado, véu
branco circundando
o dardo, dardo
branco, brilhante e
arredondado e
chama menos
quente
Revestimento d
ferro fundido
alumínio e chum
Oxidante
Penacho azulado
ou avermelhado,
mais curto e
turbulento, dardo
branco, brilhante,
pequeno e
pontiagudo, chama
mais quente, ruído
bem característico
Aços galvanizad
latão e bronz
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:
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Maçarico ou tocha.
Reguladores e mangueiras.
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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 determinaráse 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.
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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.
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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.
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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,
Al2O3
Cr2O3
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vazamentos podem ocorrer e podem ocasionar acidentes graves em
ambientes confinados, desde explosões até mesmo ocorrência de
incêndios.
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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:
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:
A somente a afirmativa I está correta.
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.
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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.
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.
C neutra / básica / redutora.
D neutra / carburante / oxidante.
E neutra / carburante / redutora.

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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
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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 de ignição com o ferro são:
, Primeira reação
, Segunda reação
, Reação final
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 + 1
2 O2 → FeO + 64kCal
3Fe + 2O2 → Fe3O4 + 266kCal
2Fe + 3
2 O2 → Fe2O3 + 109, 7kCal
103m3
1kg Fe2O3
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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:
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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 realizadasnos 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.
 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.
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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 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.
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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
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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.
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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 _________________.
A argônio / oxigênio.
B metal puro / oxigênio.
C oxigênio / acetileno.
D argônio / acetileno.
E
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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.
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.
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.
E Somente a afirmativa II está correta.
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Considerações �nais
A soldagem e corte a gásé 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.
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metalurgia, de Emílio Wainer e Sergio Duarte Brandi.
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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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