Laboratório de soldagem

Prévia do material em texto

Faculdade Pitágoras – Campus Ipatinga
Departamento de engenharia mecânica
 
MANUFATURA MECÂNICA SOLDAGEM
 
 
Aula prática ensaios, soldagem e oxicorte
 
 
 
 
 
 
 
 
Setembro/2017
Engenharia Mecânica
 
 
 
 
 
 
MANUFATURA MECÂNICA SOLDAGEM
Aula prática ensaios, soldagem e oxicorte
 
 
 Componentes:
Allan Augusto de Souza
Diogo Fernando Fernandes Souza
Emília Oliveira Andrade
Jhenny Max Nascimento Alves
Rafael Ferreira de Oliveira
 
Ipatinga/2017
SUMÁRIO
 
 
1 RESUMO------------------------------------------------------------------------------------------------4
2 OBJETIVO---------------------------------------------------------------------------------------------5
3 INTRODUÇÃO----------------------------------------------------------------------------------------6
4 MATERIAIS UTILIZADOS-------------------------------------------------------------------------8 5 DESENVOLVIMENTO------------------------------------------------------------------------------9
6 CONCLUSÃO----------------------------------------------------------------------------------------14
BIBLIOGRAFIA----------------------------------------------------------------------------------------15
1 RESUMO
Este relatório consiste na descrição da aula prática ocorrida no laboratório de soldagem, oxicorte e ensaios. Nesta os alunos tiveram a oportunidade de realizar ensaios não destrutivos em juntas soldadas por métodos de líquido penetrante e partícula magnética, foram realizados também práticas de soldagem de juntas de topo, com ângulo de bisel pré ajustado e abertura de nariz conforme solicitação. Outra atividade ocorrida foi o corte com o conjunto oxicorte na utilização como combustível e comburente o acetileno e o oxigênio.
2 OBJETIVO
 
 
 
Trazer uma interação prática à teoria já ministrada em sala de aula. Com isso, consolidar o conhecimento adquirido em soldagem, oxicorte e ensaios não destrutivos através de livros e aulas, com a facilidade de entendimento que a aula prática fornece. Foram realizados análises em formas diferenciadas de se ensaiar uma junta e acompanhamentos de soldagem e oxicorte em corpos de prova.
3 INTRODUÇÃO
 
 
Ensaios mecânicos são técnicas utilizadas em peças e equipamentos para avaliar sua estrutura, composições químicas, propriedades dos materiais, componentes ou sistemas. Nesse experimento analisou-se possíveis defeitos ocasionados no momento da soldagem da junta. Estes ensaios por sua vez, dividem-se em dois ramos, ensaios não destrutivos e ensaios destrutivos. Os ensaios não destrutivos são aqueles cujo o ensaio não altera sua propriedade física, química, dimensional ou mecânica, não inutilizando a peça ou equipamento ou deixando marcas dos testes, muito utilizado em produtos acabados ou semi acabados. Os ensaios destrutivos podem até não inutilizar a peça em alguns casos raros, mas deixam marcas e vestígios dos testes. Os ensaios mecânicos destrutivos comumente utilizados são: ensaios de tração, de compressão, de cisalhamento, de dobramento, de flexão, de embutimento, de torção, de dureza, de fluência, de fadiga e de impacto. Os ensaios mecânicos não destrutivos comumente utilizados são: ensaio de líquido penetrante, de partícula magnética, de ultra som e de radiografia industrial.
Ensaios mecânicos são de extrema importância na indústria moderna e principalmente em processos de soldagem de juntas. Soldagem consiste na técnica utilizada na união de materiais similares ou não, de forma permanente na utilização de forças de escala atômica. Em se tratando de processos de soldagem, existem dois grupos de soldagem, um baseia-se no aquecimento até a fusão do material e consequentemente a união destes, e o outro grupo baseia-se na deformação das partes a serem soldadas por pressão, este processo gera aquecimento mas abaixo do ponto de fusão. 
Por se tratar de um método de união definitivo a separação destas juntas torna-se um problema, sendo necessário a utilização de técnicas como corte com oxi acetileno. O corte com oxi acetileno consiste no seccionamento da peça pela combustão do oxigênio e do acetileno na presença de um ignitor, esse aquecimento gera a oxidação das partículas de ferro existentes na liga do aço e através do jato de oxigênio estas partículas são expulsas ocasionando o corte.
4 MATERIAIS UTILIZADOS
 
 
Junta soldada
Líquido penetrante (LP) tipo I (fluorescente)
Líquido penetrante (LP) tipo II (luz normal)
Revelador
Luz negra
Minério de ferro diluído em água
Bobina de magnetização
Paquímetro
Calibre de solda
Conjunto máquina de solda
Conjunto oxi acetileno
Chapas biseladas
5 DESENVOLVIMENTO
Executou-se a remoção de impurezas da junta soldada com auxílio de água corrente, bucha e sabão, após a secagem passou-se álcool para uma melhor eliminação da umidade, em seguida aplicou-se o LP tipo II em toda a superfície e aguardou-se cinco minutos para uma melhor penetração nas fendas capilares. Dado o tempo de penetração foi efetuado uma remoção do excesso com água corrente e uma bucha, feito uma secagem na superfície efetuou-se a aplicação do material revelador.
Figura 01: Processo de ensaio por LP tipo II
Neste primeiro ensaio não foram encontrados defeitos na junta soldada, ou seja, não houve penetração do LP em fendas capilares e consequentemente não houve uma absorção pelo revelador. Este mesmo procedimento foi realizado na parte inferior da junta soldada e novamente não houve revelação de possíveis defeitos.
Em seguida, foi executado o procedimento com o LP tipo I, removeu-se todas as impurezas conforme o procedimento supracitado na primeira etapa, aplicou-se o LP tipo II e aguardou-se a absorção do referido e removeu-se o excesso do material da superfície. Aplicado o revelador foi utilizado uma luz negra para a análise de falhas superficiais decorrentes do processo de soldagem.
Figura 02: Junta com LP tipo I (fluorescente)
Novamente não foram constatados defeitos como trincas ou porosidades na junta soldada. Outro ensaio realizado foi o ensaio de partículas magnéticas. Com esta mesma junta, efetuou-se novamente toda a remoção de impurezas existentes na superfície da junta soldada, com auxílio da bobina de magnetização a junta foi magnetizada e o minério de ferro diluído em água foi aspergido sobre a junta soldada, com o efeito da corrente elétrica gerada pela bobina sobre a junta magnetizada, as partículas tendem a se juntar sobre trincas mesmo que não estejam na superfície da junta soldada devido a uma diferença de polos que estas trincas geram quando magnetizadas.
Figura 03: Ensaio de partícula magnética
Desta vez, foi constatado uma trinca ao longo da junta soldada devido a um fino eletrodo de cobre que foi inserido no momento da soldagem, este eletrodo, por ser de cobre tem alto poder de dissipação de temperatura tornando difícil a fusão deste material, em consequência disto, no momento do resfriamento devido às diferenças de temperatura, ocorreu-se uma trinca próximo à superfície mas que não se sobrepôs à superfície do material, explicando assim, o porquê do LP do tipo 1 e 2 não ter penetrado na junta soldada.
Figura 04: LP tipo II e revelador
Em sequência do ocorrido, foi efetuado aulas práticas de soldagem e oxicorte no laboratório destes. Na soldagem, foram preparados duas peças para a formação da junta a ser soldada. A primeira peça tinha dimensões de 220 mm de comprimento, por 65 mm de largura e 9,8 mm de espessura, um ângulo de bisel de 35º que foi analisado com auxílio de um calibre de solda.
 
figura 05: calibre de solda
A segunda peça tinha 220 mm de comprimento, 65 mm largura e 9,8 mm de espessura e não continha nenhum tipo de chanfro. A junta foi preparada com 2 mm de abertura de nariz, um chanfro em ½ “V”, de 35º graus de inclinação, foram usados dois dispositivos de nomenclatura “cachorros” para manter as peças na posição e fresta desejadas e um cobre juntano início da soldagem para facilitar a prática, visto que nos primeiros momentos o soldador está ajustando o movimento, velocidade e tamanho do arco. O cobre junta utilizado continha o mesmo material de base.
Figura 06: Preparação da junta a ser soldada
A máquina de solda foi ajustada em 60 amperes e foram utilizados eletrodos revestidos E7018. Efetuou-se um primeiro cordão de solda denominado raiz, após foram executados mais dois cordões de solda denominados de preenchimento e por fim, executou-se mais três cordões para o acabamento, sendo assim, obteve-se seis cordões de solda em três camadas.
No momento do corte com o conjunto oxi acetileno, foi utilizado como combustível o gás acetileno, como comburente o gás oxigênio e como fonte de ignição um isqueiro de maçarico. O conjunto oxi acetileno constitui-se de mangueiras de maçarico, caneta de corte, válvulas corta chama e bico seis para corte. Para a prática foram efetuados cortes esporádicos em chapas de aço de forma aleatória.
Para todas as práticas realizadas onde haviam riscos de projeção de materiais incandescentes, inalação de vapores nocivos à saúde, radiação perigosa à pele e olhos, foram utilizados EPI’s indicados para a atividades, que são: luvas de couro, blusões de couro, máscaras de solda, óculos de segurança, máscaras contra fumos metálicos, óculos de maçariqueiro, além de calçados fechados, jalecos e calça comprida.
6 CONCLUSÃO
Em se tratando de ensaios não destrutivos, observou-se neste experimento uma melhor eficiência na utilização do ensaio com partícula magnética, pois como o defeito na junta não era superficial, no ensaios com LP tipo 1 e 2, não foram constatados anormalidades, correndo assim o risco de serem aprovadas como juntas boas para utilização por não terem sido detectadas. Isso nos mostra também, que ensaios com LP, são rápidos e eficientes com juntas que precisam ser analisadas somente superficialmente. Em todos os casos, o importante mesmo é analisarmos qual a real necessidade de cada método a ser utilizado na detecção de defeitos, visto que cada um tem suas particularidades e formas de execução, devemos analisar também a aplicabilidade da peça ser ensaiada para que não sejam realizados testes desnecessários ou até mesmo a falta de realização de um teste realmente importante e específico àquela junta ensaiada.
O processo de soldagem e corte com oxi acetileno exige extrema destreza do executante sendo uma atividade que exige alto desempenho e padrões. A soldagem devido a sua complexidade de materiais de base, consumível, tipos de junta, ângulo de soldagem, ângulo de trabalho, amperagem a ser utilizada, posição de peça a ser soldada, dentre outros, tornam a atividade de soldagem uma atividade ainda mais complexa e exigente quanto ao profissional que vai executar o trabalho.
BIBLIOGRAFIA
 
 
MARQUES, Paulo Villane; MODENESI, Paulo José ; BRACARENENSE, Alexandre Queiroz. Soldagem: Fundamentos e Tecnologia. 3. ed. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2011.
Ensaios mecânicos dos materiais. Disponível em. <https://jorgeteofilo.files.wordpress.com/2010/08/epm-apostila-capitulo09-ensaios-mod1.pdf> Acesso em 24 de setembro. 2017.
Ensaios mecânicos e análise de falhas. Disponível em. <http://redeetec.mec.gov.br/images/stories/pdf/eixo_ctrl_proc_indust/tec_autom_ind/ensaios_mec/161012_ens_mec_an_fal.pdf> Acesso em 24 de setembro. 2017.