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Universidade Federal do Piaui-UFPI
Departamento de Engenharia Mecânica
Curso de Engenharia de Produção
Componente curricular: Introdução ao Projeto de Sistemas Mecânicos
SOLDAGEM
	
Componentes:
 Allan Guedes Bezerra
Guilherme Tell de Araújo Costa Neto
Iannuan Kauê Silva Gomes
Raimundo Bacelar de Carvalho Neto
Teresina, 13 de Setembro de 2013
SUMÁRIO
Classificação dos processos de soldagem
1.0 INTRODUÇÃO
Denomina-se soldagem o processo de união entre duas partes metálicas, usando uma fonte de calor, com ou sem aplicação de pressão. A solda é o resultado desse processo.
O processo de soldagem teve seu grande impulso durante a II Guerra Mundial , devido à fabricação de navios e aviões soldados, apesar de o arco elétrico ter sido desenvolvido no século XIX. Os processos de soldagem são utilizados para fabricar produtos e estruturas metálicas, aviões e veículos espaciais, navios, locomotivas, veículos ferroviários e rodoviários, pontes, prédios, oleodutos, gasodutos, plataformas marítimas, reatores nucleares e periféricos, utilidades domesticas etc.
Segundo Houldcroft, cada processo de soldagem deve preencher os seguinte requesitos:
Gerar quantidades de energia capaz de unir dois materiais,similares ou não.
Remover as contaminações das superfícies a serem unidas
Evitar que o ar atmosférico contamine a região durante a soldagem.
Propiciar o controle da transformação de fase, para que a solda alcance as propriedades desejadas,sejam físicas,químicas ou mecânicas. 
O desenvolvimento e o aperfeiçoamento dos processos de soldagem são alcançados com a interação de três áreas: projetos de equipamentos soldados, desenvolvimento e aperfeiçoamento dos equipamentos de soldagem, bem como materiais, visando obter boa soldabilidade. Realmente, pouco adianta desenvolver um novo material sem que ele possibilite alcançar boa soldabilidade. Por isso , os proceso de soldagem estão em continua evolução.
2.0 PROCESSOS DE SOLDAGEM
Os processos de soldagem podem ser classificados pela tipo de fonte de energia ou pela natureza da união.
Classificação pelos tipos de fonte de energia.
As fontes de energia empregadas nos processos de soldagem são: mecânica, química, elétrica e radiante.
Fonte mecânica- o calor é gerado por atrito ou por ondas de choque, ou por deformação plástica do material.
Fonte química- O calor é gerado por reação químicas exotérmicas como, como por exemplo, a queima de um combustível(chama) ou reação de oxidação do alumínio.
Fonte elétrica- O calor é gerado ou pela passagem de corrente elétrica ou com a formação do arco elétrico. No primeiro caso, o aquecimento é realizado por efeito Joule, enquanto no segundo é através do potencial de ionização, corrente e outros parâmetros de soldagem.
Fonte radiante- O calor é gerado por radiação eletromagnética(laser) ou por um feixe de elétrons acelerados através de um potencial.
Como dito anteriormente, os processos de soldagem devem assegurar condições de proteção especificas capazes de evitar que a solda seja contaminada pelo ar atmosférico. Assim, a soldagem pode ser feita sob vácuo, com gás inerte , gás ativo, fluxo (escória) e sem proteção. Evidentemente, os métodos de proteção não são gerais para todos os processos de soldagem. 
Classificação pela natureza de união
 A classificação dos processos de soldagem de acordo com a natureza da união, partindo das distinção entre soldagem no estado solido e por fusão. São eles: 
Fusão:
Gás(brasagem,soldabilidade e oxiacetilênica).
Arco elétrico: eletrodo não consumível (plasma e TIG), eletrodo consumível(MIG*,MAG**)
Sem proteção: soldagem de prisioneiro.
Proteção de escoria: eletrodo tubular,revestido e submerso.
Observ.:(*) com argônio ou Helio.
(**) com argônio, oxigênio, CO2 ou mistura de gases.
3.0 Higiene e segurança na soldagem
3.1 Perigos causados por Partículas.
Na preparação como também na finalização de trabalhos de solda se faz necessário o uso de esmelhilhadeiras, rebolos ou outros abrasivos. Nesse tipo de trabalho partículas de diferentes tamanho, e na maioria dos casos com pontas agudas, podem atingir os olhos e ferir dessa forma a sua superfície(sem falar de irritações da pele, quando a mesma for atinginda).
É facil imaginar, que objetos maiores podem causar graves ferimentos(p.ex pedaços de um disco abrasivo desmanchado de uma esmerilhadeira que trabalha com rotações de 8000 rpm). 
Os serviços de solda são acompanhados também por perigos são acompanhados também por perigos constantes. Enquanto a solda oxi-acetilênica sempre traz complicação de respingos finos(fato, que facilmente pode ser obervado através do depósitos nos vidros dos óculos de proteção), a soldagem com eletrodo revestido inevitavelmente obriga o soldador a remoção de escoria, que , dependendo do tipo de eletrodo, pode se soltar em forma de pequenos projeteis, fazendo-se necessário cuidados especiais.
3.1.1 Comportamento e equipamentos de proteção individuais adequados.
Na execução de vários trabalhos na oficina torna-se necessário ou pelo menos aconselhável o uso de óculos(brancos) de proteção, tais como:
Trabalhos de lixamento;
Remoção de escória
Execução de oxi-corte;
Aspersão térmica
Aquecimento de peças;
Trabalhos no torno;
Trabalhos na fresadora;
Uso de ácidos p. limpeza;
Trabalhos com talhadeira;
Remoção de tintas por chama.
Mesmo que as possíveis origens de perigo sejam bastante diversas, a forma certa de proteção é única: o uso de óculos de proteção. Devido ao seu baixo custo, deixamos de lado o aspecto econômico, porém, em termos de segurança no trabalho e com a experiência que temos é indispensável sempre insistir nesse equipamento de proteção simples e barato, porém eficaz.
3.2. Perigos elétricos para o corpo humano
Embora a eletricidade nos facilite a vida diariamente, ela apresenta um perigo constante. A energia elétrica, tratada com seriedade pode ser uma grande amiga, entretanto, é capaz de se tornar até em uma inimiga mortal sem os cuidados adequados.
Eletricidade, que nem tem cheiro nem sabor e também é invisível, só pode ser medida com aparelhos ou sentida na própria pele. Esta ultima forma de medição deve ser evitada absolutamente.
Vários fatores podem agravar este encontro. Matematicamente é possível se avaliar exatamente cada parâmetro que possa alterar os valores obtidos.
Na prática é impossível se evitar perigos elétricos, porém, conhecendo o funcionamento da eletricidade e as possíveis formas de atuação no corpo humano, estamos em condições reais de reduzir os perigos ao mínimo possível.
Equipamentos elétricos e precauções
Toda máquina de solda (especialmente aquelas que têm ventilação) acumula poeira no seu interior, fato que facilmente pode provocar curtos-circuitos. Por isso deve-se periodicamente limpar as máquinas, especialmente no seu interior, se for possível com ar comprimido seco.
Às vezes os compressores não recebem os cuidados necessários, incluindo os serviços de limpeza periódica. Isso pode resultar em acúmulo de água no depósito do compressor. Portanto, é necessário, antes de usar ar comprimido úmido, obviamente, pode provocar danos ao equipamento por oxidação ou curtos-circuitos. Trabalhos que exigem a abertura do gabinete de máquinas de solda devem ser executados somente por uma pessoa bem instruída. 
Concertos em fontes de energia para soldagem devem ser feitos somente por eletricista de confiança. Caso haja qualquer necessidade em abrir o gabinete da máquina (por exemplo, em trabalhos de limpeza) é indispensável como primeira ação desconectar o plugue da tomada. 
Quanto aos cabos elétricos, é indispensável lembrar que eles devem ser bem isolados (sem cortes e rachaduras na isolação). Se eles por acaso sofreram um corte na isolação, não é nada demais consertá-los pelo menos com fita isolante. Se o diâmetro for comprometido, como é o caso do exemplo na figura 5 é necessário eliminar a parte danificada.Cabos elétricos com cortes e rachaduras na isolação não apenas apresentam um perigo de choque elétrico, como podem custar também muito dinheiro através de aquecimento e perdas.
Nesse caso, há perda de energia (em forma de amperagem elevada), geração de temperatura elevada nos cabos, assim como mau contato (o que dificulta a ignição do arco).
3.3. Perigos causado por radiação
Sabe-se que a maioria dos processos de soldagem e especialmente aqueles que usam o arco elétrico (ou voltaico) produz radiação visível como também radiação invisível. Deve-se incluir ainda processos de corte, como corte oxi - acetilênico, corte Plasma, corte raio laser e outros. A radiação ultravioleta possui faixas das ondas entre 200 – 380 nm, sendo a faixa perigosa entre 200 – 315 nm, já a infravermelha possui faixas das ondas entre 780 – 4000 nm, sendo a faixa de risco entre 780 – 2000 nm.
3.3.1. A radiação nos processos de soldagem
A radiação ultravioleta é emitida em ondas semelhantes ás do sol, entretanto pela proximidade e a falta de filtragem ela se trona mais perigosa tanto para a pela como para a vista, podendo causar queimaduras e câncer à longo prazo.
A atuação prolongada de radiação infravermelha trará um irreparável cegueira. Não é recomendável o uso de lentes de contato por pessoas que trabalham nesse meio.
3.3.2 A proteção certa
Calças compridas
Jaquetas de mangas compridas
Botas de segurança
Luvas de couro 
Avental de Couro
Mangas de Couro
Oculos escuros
Mascara de solda
Perneiras
3.4 Poluição do ar por gases e fumos durante a soldagem
Na tecnologia de soldagem são conhecidos e usados mais de cem processos de soldagens. 71% destes são processos de soldagens por fusão. Neste grupo a soldagem a arco elétrico ocupa 88%. O poluição ambiental é provocada pelo material base, sendo principalmente impurezas, resíduos de óleo, etc. Sujeiras e possíveis revestimentos como tintas, camadas de zinco e pelos consumíveis de soldagem.
A soldagem TIG (ácidos inoxidáveis) não trás perigo por emissão de fumos. A soldagem de alumínio e suas ligas pelos processos MIG e TIG apresentam uma emissão elevada de fumos e ozônio.
Elementos perigosos emitidos no processo de soldagem:
Fosgênio
Fluoreto de Calcio
Berílio
Cadmio
Cobre
Chumbo
Magnésio
Silício
4.0 PRINCIPAIS TIPOS DE SOLDAGEM
4.1. soldagem a gás
A soldagem a gás é um processo de soldagem por fusão, onde materiais metálicos são aquecidos até o ponto de fusão e unidos.
Este processo foi desenvolvido nas ultimas duas décadas do século XIX, porem, somente a partir do inicio deste século passou a ser aplicado industrialmente. Apesar de grande desenvolvimento, principalmente na questão da segurança, os princípios de funcionamento e equipamentos não mudaram muito.
Embora tenha-se desenvolvido praticamente na mesma época que a soldagem arco elétrica, não conseguiu se afirmar tão profundamente com os processos de soldagem elétrica. Tratamento térmico, processos de corte, e finalmente a soldagem ainda hoje são campos de aplicação oxi-acitelênica apesar dos grandes desenvolvimentos feitos na tecnologia de soldagem.
4.1.1 os gases utilizados no processo
Acetileno: É um gás que se destaca pela alta potencia de sua chama, pela alta velocidade de inflamação. Pode-se afirmar que a chama da mistura oxigênio-acetileno supera em respeito à temperatura atingida e intensidade da chama às chamas produzidas por misturas de oxigênio com outros gases. Devido a essa superioridade para utilização na técnica, a soldagem a gás será tratada em adiante como soldagem oxi-acetilênica.
Oxigênio: A presença de oxigênio é necessária para queima de qualquer matéria. O oxigênio contido no ar ambiental não é suficiente para obter uma chama bastante potente para servir a esse processo. Por essa razão precisa-se adicionar, alem do gás combustível, mais oxigênio.