Aula 16 - Processos de Soldagem por Brasagem - Ensaios de Qualificação de Solda e Defeitos

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Processo de Fabricação por Solda
Aula 16
Processos de Soldagem por Brasagem - Ensaios de Qualificação de Soldas e Defeitos
Fontes:
Macedo, M, L, K – Curso – Tecnologia de Fabricação – Técnicas de Montagem/União de Materiais
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BRASAGEM
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BRASAGEM
Denomina-se Brasagem, ao grupo de processos que realizam a união de materiais através da fusão de um metal de adição, cuja linha líquidus é superior a 450°C, mas inferior à linha sólidus dos materiais base, as quais, portanto, permanecem, no estado sólido.
Os processos de Brasagem podem ser divididos em três tipos:
 Brasagem ou Brasagem forte (Brazing) → temperatura de fusão do metal de adição superior a 450°C, sem preparação de chanfro;
 Soldabrasagem (Braze Welding) → com preparação de chanfro;
 Soldagem branda (Soldering) → abaixo de 450°C .
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BRASAGEM
Na brasagem o metal de adição preenche a junta por ação capilar. Assim, para a realização de uma junta brasada com boa qualidade, é necessário que haja um perfeito molhamento das faces a serem unidas pelo metal de adição fundido;
Para isto, é imprescindível que as superfícies do metal de base estejam completamente isentas de óleos, graxas, etc.
A limpeza normalmente é feita por meios químicos ou mecânicos;
Durante o aquecimento os metais devem ser protegidos por um fluxo ou uma atmosfera protetora adequada;
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BRASAGEM
A brasagem pode ser feita em atmosfera ativa, inerte ou sob vácuo. O uso de atmosferas protetoras elimina a necessidade de limpeza após a soldagem;
 No caso de uso de fluxo deve-se limpar a região após a solda pois o mesmo é corrosivo;
Como o fenômeno da solda por brasagem é a capilaridade, então, o espaçamento entre as peças (folga) deve ser de tal forma que não seja muito pequeno, porque o preenchimento da junta torna-se lento e pode haver defeitos de preenchimento e nem tão grande que podem demorar muito para preencher além de ter grandes chances da ocorrência de bolhas (porosidade) ou de inclusões de fluxos e escórias;
A ligação entre o metal de adição e o metal de base se dá por difusão, com a formação de ligas intermetálicas na interface dos materiais;
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CARACTERÍSTICAS
Pouca distorção;
Mínima alteração metalúrgica do metal base;
Juntas de alta qualidade;
Podem ser soldados praticamente todos os aços e não ferrosos, ferros fundidos, cerâmicos. É um bom método para materiais dissimilares;
Aplicações:
Tubulações hidráulicas;
Tubulações para refrigeração e ar condicionado;
União de componentes metálicos em geral;
Quadros tubulares;
Indústria de eletrodomésticos;
União de ferramentas de metal duro.
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PROCESSOS DE BRASAGEM 
Brasagem com maçarico  o aquecimento é feito por uma ou mais tochas. Dependendo da temperatura e da quantidade de calor requerido pode se utilizar como gás combustível o acetileno, propano, GLP, gás natural, etc. O metal de adição pode ser colocado previamente na junta ou alimentado manualmente. Para esse processo o uso do fluxo é essencial.
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PROCESSOS DE BRASAGEM 
Brasagem por indução  o calor é obtido por uma corrente induzida nas peças a serem unidas. É necessário um cuidadoso projeto da junta e da bobina para garantir que as superfícies a serem brasadas atinjam ao mesmo tempo a temperatura de trabalho. O metal de adição normalmente é colocada antes na junta e a proteção é feita por fluxo.
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PROCESSOS DE BRASAGEM 
Brasagem por resistência elétrica  o calor é obtido pelo efeito Joule. O metal de adição é colocado antés na junta e a proteção é feita por fluxo.
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PROCESSOS DE BRASAGEM 
Brasagem por infravermelho  é um processo que utiliza o calor emitido por fontes de radiação infravermelha, em geral lâmpadas de quartzo de alta intensidade (até 5.000W).
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PROCESSOS DE BRASAGEM 
Brasagem em forno  é muito usada quando o metal de adição pode ser colocado previamente na junta. Esse processo é aplicável em produção em série e em grande escala. A proteção é feita por fluxo, por atmosfera controlada ou a vácuo.
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PROCESSOS DE BRASAGEM 
Brasagem por imersão  pode ser realizada em imersão em banho químico ou em metal fundido. 
Em imersão em banho químico  o metal de adição é colocado previamente na junta e o conjunto é imerso em um banho de sal fundido, aquecido por resistência elétrica. A proteção pode ser feita pelo próprio banho ou por fluxo;
Em imersão em metal fundido  as partes a serem unidas são imersas em um banho fundido do metal de adição.
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TIPOS DE JUNTAS
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ESPAÇAMENTO NAS JUNTAS
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CONSUMÍVEIS
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FLUXOS
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PROCESSO DE SOLDABRASAGEM
Soldabrasagem  é um processo similar a brasagem, porém o que difere, é a forma da junta e a forma de deposição do metal de adição, que são similares a soldagem convencional. 
A temperatura de fusão do metal de adição é superior a 450°C;
A soldabrasagem pode ser realizada com chama, em forno e arco elétrico (pode se utilizar os processos de TIG ou MIG/MAG);
Atualmente se utiliza um processo conhecido como MIG-Brazing – o qual utiliza o arco elétrico como fonte de calor porém com baixo aporte térmico;
Processo utilizado para soldagem de chapas galvanizadas, em situações onde é necessária a preservação da camada de zinco, utilizando como metal de adição arames de bronze, ligas de Cu-Si e Al-Bronze e gás de proteção com Argônio;
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PROCESSO DE SOLDA BRANDA
Solda branda  diferencia-se da brasagem pela menor resistência mecânica e pela temperatura de trabalho do metal de adição sempre ser inferior à 450º C;
Possibilita a obtenção de juntas e obturações lisas e isentas de poros, podendo unir entre si diversos tipos de metais como cobre e suas ligas, ferro, ferro fundido, zinco e aços inoxidáveis;
Os metais de adição são do tipo: estanho-zinco, estanho-prata, estanho-chumbo, estanho-antimônio, zinco-alumínio, entre outras.
Aplicações: 
Radiadores;
Contatos elétricos;
Reservatórios.
 Os ensaios devem ser realizados, usinando os corpos de prova a partir dos corpos de teste, conforme croquí apresentado a seguir, obedecendo a Norma AWS D 1.1 para chapas soldadas com espessura até 3/4 polegada ou (19,05mm).
Qualificação do Processo de Soldagem
 Corpos de Prova para Qualificação de Processo
Para a qualificação de processo de soldagem, 
são realizados os seguintes Ensaios Mecânicos:
 Ensaio de Dobramento de Face do Cordão
 Ensaio de Dobramento da Raiz do Cordão
 Ensaio de Tração
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Corpos de Prova para Qualificação de Processo
Cordão de Solda
20 mm
50 mm
Descarte
Dobramento de Face
20 mm
Descarte
Dobramento de Raiz
Dobramento de Face
Dobramento de Raiz
Ensaio de Tração
Ensaio de Tração
40 mm
40 mm
40 mm
40 mm
50 mm
Qualificação do Processo de Soldagem
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Tipos de Junta
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Ensaio de Dobramento para Qualificação de Processo
Ensaio de Dobramento
na Raiz do Cordão
Ensaio de Dobramento
na Face do Cordão
Qualificação do Processo de Soldagem
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Corpo de Prova Reprovado no Ensaio de Dobramento
Qualificação do Processo de Soldagem
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Corpo de Prova para Ensaio de Tração - Qualificação de Processo
Cordão de Solda
R. 25 mm
250 mm
Lo = 80 mm
40 mm
40 mm
Qualificação do Processo de Soldagem
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Conhecendo uma EPS
Na soldagem ocorrem alguns defeitos que temos que ter muito
cuidado, para obter uma ótima qualidade em nossos processo de soldagem .
Alguns desses problemas ocorrem por falha do operador.
EPS - Especificação do Processo de Soldagem
Possui as informações necessárias para regulagem e tipo de solda
Exemplo - EPS 027
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Mau direcionamento na soldagem
Respingos
 Gotas de metal de adição transferidos durante a soldagem e aderidos à superfície do metal de base ou à zona fundida já solidificada.
Solução: ajustar a indutância e usar um comprimento de arco mais curto
Solução: manter a tocha posicionada sobre a emenda da junta a ser soldada e posicionar – se corretamentepara manter um ângulo de visão adequado.
Direcionamento
Descontinuidade
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Descontinuidade
Solução: conduzir o cordão de solda levemente a frente do cordão anterior, realizando uma boa fusão na emenda dos cordões ou Iniciar o cordão de solda levemente a frente do cordão anterior, voltando ao final do cordão para realizar uma boa fusão e prosseguir o cordão normalmente.
 Solda não contínua
Junta soldada de topo, cujas superfícies das peças, embora paralelas apresentam-se desalinhadas, excedendo à configuração de projeto.
Solução: alinhar a junta a ser soldada e pontear a peça com pontos de solda mais próximos entre si.
Desalinhamento
Descontinuidade
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Mordedura
Colagem (falta de fusão)
 Falta de Penetração do metal de solda.
Solução: Diminuir a velocidade de soldagem ou 
Aumentar energia de soldagem – Aporte térmico 
 
 
 
 
Solução: soldar com a tocha inclinada 45°. Soldar com velocidade mais lenta. 
É caracterizada pela fusão do metal base adjacente à margem do cordão de solda.
Descontinuidade
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Solda em ângulo assimétrica
Solução: soldar com inclinação da tocha com um ângulo de 45°.
Solda em ângulo, cujas dimensões não estão proporcionais.
Trinca de cratera e olho de peixe
Trinca localizada na cratera (olho de peixe) do cordão de solda. 
Solução: não interrompes o fim do cordão durante a soldagem, bruscamente.
Descontinuidade
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Porosidade
Vazio arredondado, isolado e interno à solda. O poro é resultante da evolução de gases durante a solidificação da solda.
A porosidade é um dos problemas mais frequentes na soldagem MIG/MAG e sua presença geralmente estão associadas as seguintes causas:
Descontinuidade
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Causas da Porosidade
Solução: Aumentar a vazão do gás para valores mais elevados e adequados.
Solução: Proteger o posto de soldagem de correntes de ar.
Causa: Corrente de ar (vento) impedindo a proteção completa do gás de proteção sobre a poça de fusão.
Causa: Vazão insuficiente do gás de proteção
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Causas da Porosidade
Causa: Vazão excessiva do gás de proteção provocando, turbilhonamento do gás.
Solução: Manter o bico da tocha sempre livre de respingos, aplicando líquidos apropriados contra a aderência de respingos.
Solução: Diminuir a vazão para valores adequados.
Causa: Obstrução do bico de contato e do bocal da tocha, por acúmulo excessivo de respingos, provocando turbilhonamento do gás.
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Causas da Porosidade
Causa: Tocha muito inclinada.
Causa: Afastamento demasiado entre a tocha e a peça. 
Solução: Posicionar a tocha corretamente.
Solução: Utilizar uma distância adequada entre a tocha e a peça.
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EXEMPLOS DE UNIÕES POR BRASAGEM
Brasagem cobre X latãoBrasagem cobre X cobre
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EXEMPLOS DE UNIÕES POR BRASAGEM
Brasagem cobre X latão
Brasagem cobre X cobre
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1- Duplo maçarico chuveirinho
2- Quatro maçaricos simples e chama com fluxo
3- Maçarico chuveirinho com aplicação automática
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1- Duplo maçarico chuveirinho
2- Quatro maçaricos simples e chama com fluxo
3- Maçarico chuveirinho com aplicação automática
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Vento
 
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