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Soldagem e Elementos de União Profa. Dra. Daniele da Silva Domingos Soldagem É considerada como um método de união, porém, muitos processos de soldagem ou variações destes são usados para a deposição de material sobre uma superfície. Definições: • Operação que visa obter a união de duas ou mais peças , • Operação que visa obter a coalescência localizada produzida pelo aquecimento até uma temperatura adequada; • Processo de união de materiais baseado no estabelecimento, na região de contato entre os materiais sendo unidos de forças de ligação química de natureza similar as atuantes no interior do próprio material. Tipos de Eletrodos O eletrodo tubular (Flux or Metal Cored Electrode) é um eletrodo diferente dos demais: tem sua fabricação a partir da trefilação de uma fina chapa para se transformar em tubo, porém com um fluxo interno, muito parecido com o do eletrodo revestido e com as mesmas aplicações, mas a vantagem em relação a esse processo é que, por ser fabricado em bobinas, ele passa a ser adicionado de forma con nua na soldagem. O eletrodo de tungstênio (em inglês, Tungsten Electrode) é um eletrodo fabricado de tungstênio puro ou ligado com tório ou zircônia, para a soldagem ou corte de materiais metálicos ferrosos ou não ferrosos. O eletrodo de carvão (Carbon Electrode) é para a u lização de corte ou reparos e também pode ser usado para soldagem, porém com menor frequência. Fabricado em grafite, pode ser recoberto por cobre ou outro material condutor. Tipos de Eletrodos Para a verificação de uma solda é necessária a u lização de um gabarito de solda (Weld Gauge), para poder garantir o dimensionamento da solda e a qualidade do produto. Tipos de Solda A terminologia utilizada na soldagem em ângulo é conhecida de três maneiras: a primeira, garganta teórica de solda (Theoretical Fillet Weld Throat), que significa dimensão de uma solda da hipotenusa imaginária do triângulo retângulo que se forma no cordão até o vértice perpendicular à hipotenusa, em sua seção transversal. A segunda, garganta real de solda (Real Fillet Weld Throat), é a distância do reforço do cordão de solda, côncavo ou convexo até a ponta da fusão do cordão contrário à face. A terceira, garganta efetiva de solda (Effective Fillet Weld Throat), é a dimensão entre a raiz da solda até a hipotenusa imaginária do triângulo retângulo, como mostrado na Figura 1.4. Tipos de Solda Termos de Soldagem - O gás inerte (Inert Gas) tem essa nomenclatura porque no momento da soldagem o gás não reage com a poça de fusão. Isso significa que o gás não acrescenta nenhum tipo de elemento no cordão de solda. Mas o gás ativo (Active Gas), diferentemente do gás inerte, no momento da soldagem reage com a poça de fusão, adicionando elementos no cordão de solda. Goivagem (Gouging) é uma operação de preparação de peça, onde o operador poderá executar o bisel ou chanfro, pela remoção térmica do material. Também utilizada para reparos nos cordões de solda. Junta (Joint) é a região das peças onde sera ́executada a soldagem. As juntas podem ser identificadas por suas formas e montagens. A junta de aresta (Edge Joint) é a montagem onde a seção transversal das peças forma aproximadamente 180o em suas bordas. Junta de aresta. A junta de quina (Corner Joint) é montada com os vértices coincidentes formando um ângulo de 90° em sua bordas. Junta de quina Termos de Soldagem - A junta de ângulo (Corner or T Joint) em sua seção transversal forma um ângulo de 90° e uma peça é montada perpendicular sobre a outra peça. Junta em ângulo L Termos de Soldagem - A junta de ângulo (Corner or T Joint) em sua seção transversal forma um ângulo de 90° e uma peça é montada perpendicular sobre a outra peça. Junta em ângulo T. Termos de Soldagem - A junta de ângulo (Joint Angle In) em sua secção transversal forma um ângulo, que pode ser de vários tipos. Junta em ângulo Termos de Soldagem - A junta sobreposta (Lap Joint) é a montagem de duas ou mais peças a serem soldadas, que têm a necessidade de soldas em suas laterais, como mostra a abaixo Junta Sobreposta Termos de Soldagem - Termos de Soldagem - Formação de uma junta soldada • De uma forma simplificada, uma peça metálica é formada por um grande número de átomos dispostos em um arranjo espacial característico Variação de energia potencial Superfície metálica Aproximação de superfícies Formação de uma junta soldada • Dois métodos principais são utilizados para superar estes obstáculos, os quais originam os dois grandes grupos de processos de soldagem Soldagem por pressão Soldagem por fusão CLASSIFICAÇÃO DOS PRINCIPAIS PROCESSOS DE SOLDAGEM Classificação dos processos de soldagem quanto à fonte de energia Tipos de fontes na soldagem por fusão Tipos de fontes na soldagem por pressão Apesar das falhas não ocorrerem em grande número e a sua freqüência ser bastante baixa do ponto de vista estatístico, a ocorrência das mesmas abriu um novo campo de investigação relacionado aos aspectos físicos e metalúrgicos envolvidos na analise de uma falha. São bastante conhecidos os problemas que ocorreram com navios onde muitos deles foram desativados por durante a segunda guerra falhas estruturais acarretadas pelas juntas soldadas. Classificação dos processos de soldagem Terminologia de soldagem Terminologia Tipos de junta Tipos de chanfro Elementos de um chanfro Passes numa junta soldada Posições de soldagem Simbologia com elementos de soldagem AWS A 2.4 - 86 Tipos Básicos e Símbolos Soldas em Chanfro Símbolos Suplementares Simbologia de soldagem Exemplos Exemplos As condições e parametros de soldagem sempre serão analisados de acordo com o material a ser soldado, sua espessura e o projeto da peça e equipamento Processos de Soldagem A raiz da junta (Joint Root) é a região da junta em que primeiro vai ser executada a soldagem e onde os pontos são mais próximos. Nessa região a soldagem precisa ser feita de maneira mais cuidadosa, pois se a raiz não tiver sua fusão por completo o restante do cordão não podera ́ ser executado. Raiz da Junta Sequência de Soldagem As soldas podem ser definidas conforme sua execução ou resultado final. Assim temos três situações. A solda autógena (Autogenous Weld) é uma solda cuja execução não utiliza o metal de adição, somente a energia calorífica do arco elétrico ou de indução; A solda homogênea (Homogeneous Weld) tem a composição química do cordão muito parecida com a do metal base. Já quando o cordão de solda tem uma composição química diferente da do metal de base, ele é identificado como solda heterogênea. Sequência de Soldagem Símbolos Básicos A simbologia de soldagem no Brasil é normalizada pela norma AWS A2.4 (Symbols for Welding and Nondestrutive Testing), e essa norma é composta de vários caracteres, cada um dos quais será abordado e detalhado para uma melhor compreensão. O símbolo básico de soldagem é composto de três partes importantes: a primeira é a linha de seta, que tem a função de indicar o local onde a solda sera ́executada, facilitando a interpretação, e que pode ser colocada em qualquer posição. A segunda é a linha de referência, que sempre é feita na posição horizontal, sobre e sob os outros caracteres de informações. Já a terceira é a cauda, elemento do símbolo básico que é utilizado somente quando existem informações especiais de normas ou procedimentos para uma determinada junta solda. Símbolos Básicos Posições em que a linha de seta pode ser colocada no desenho. Símbolos Básicos Os símbolos que estiverem do lado de baixo da linha de referência estarão indicando que a soldagem deverá ser executada do mesmo lado que a linha de seta está mostrando. A linha de seta é construída em uma das extremidades da linha de referência e indica o local da soldagem. Dessa maneira, o símbolode soldagem pode ser colocado na linha onde terá a solda. Tipos de Chanfros e suas representações Tipos de Chanfros e suas representações Tipos de Chanfros e suas representações Simbologia Para preparação de juntas em que uma ou as duas peças sejam convexas, o caractere será desenhado com uma linha con nua na vertical e 1⁄4 (um quarto) de circunferência para a direita, para que o entendimento seja claro. Soldagem de 01 peça convexa Simbologia No caso de duas peças serem convexas, a mudança no símbolo é que a linha con nua é subs tuída por outro quarto de circunferência, voltado para o lado esquerdo. Soldagem de Peças Convexas Simbologia Quando a soldagem é de aresta ou de fechamento os caracteres mudam, para duas linhas retas verticais con nuas com um arredondamento nas extremidades que tocam a linha de referência. Soldagem de aresta Simbologia Muitas vezes o tamanho da peça é muito grande e ela não tem como ser transportada. Por esse ou outros motivos existe um símbolo de soldagem no campo, que é representado por um triângulo cheio ligado a uma linha vertical, no vértice final da linha de seta e início da linha de referência, e significa que deve ser soldado no final da montagem. A posição da bandeira deve sempre estar voltada para o lado oposto. Soldagem de Campo Simbologia Existem situações em que os componentes a serem soldados precisam ter todo o seu contorno soldado. Nesse caso a simbologia u lizada é um círculo em torno do vértice de ligação entre a linha de referência e a linha de seta. Esse tipo de soldagem acontece muito nas juntas em ângulo T. Soldagem de Contorno Simbologia O símbolo de perfil de solda convexo é representado por um semicírculo colocado no símbolo de chanfro e significa que o cordão de solda deve apresentar um excesso de material. Simbologia O símbolo de perfil de solda côncavo é representado por um semicírculo colocado no símbolo de chanfro e significa que o cordão de solda deve apresentar uma concavidade ou depressão de material. Simbologia Dimensionamento da Solda Para que a soldagem seja executada, além das informações de junta, chanfros, acabamentos etc. são necessárias as informações de dimensão da solda, com os valores colocados em forma de algarismos ao lado dos símbolos ou dentro deles. Esses algarismos indicam a altura da perna de soldagem, a penetração do cordão de solda, o ângulo do chanfro a ser executado, a abertura da raiz, a garganta efetiva, o espaçamento do cordão de solda. Quando o cordão de solda é em ângulo, a medida da perna é colocada à esquerda do símbolo. Quando se tratar de solda executada nos dois lados, cotam se os dois símbolos e as duas medidas, sejam elas iguais ou diferentes. Dimensionamento da perna. Dimensionamento da Solda Ja ́ quando as pernas não forem do mesmo tamanho, deve ser colocado do lado esquerdo o primeiro algarismo identificando a altura da perna e o segundo identificando o comprimento da perna Dimensionamento de pernas desiguais. Dimensionamento da Solda Quando o chanfro tem ângulo, deve-se colocar o valor em graus dentro do caractere do chanfro. Se a profundidade do chanfro tem que ser informada, ela é colocada do lado esquerdo do caractere. Dimensão do chanfro e da profundidade Dimensionamento da Solda A medida de penetração ou a garganta é colocada do lado esquerdo entre parênteses. Assim não se tem nenhum tipo de confusão nas informações. Dimensionamento da Solda Existem situações em que não é necessária a execução de um cordão em toda a sua extensão. Dessa maneira, precisam ser informadas no símbolo as dimensões de comprimento de cordão com o primeiro algarismo e o espaçamento entre cordões com o segundo algarismo. Todos os dois são colocados à direita do caractere. O alinhamento dos caracteres mostra que os cordões serão executados alinhados; já o desalinhamento dos caracteres mostra que havera ́cordões desalinhados. Dimensionamento da Solda Dimensionamento da Solda Observações: A simbologia de soldagem é um conhecimento a que muitos profissionais não representam o devido valor, o que pode levá-los a cometer equívocos. Assim, esse conhecimento deve ser estudado, principalmente com exercício, para melhor entendimento. Dimensionamento da Solda