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1 LUIZ FURLAN 1 LUIZ FURLAN 2 SOLDAGEM – FUNDAMENTOS E TECNOLOGIA Terminologia e Simbologia de Soldagem; Princípios de Segurança em Soldagem. Normas e Qualificação em Soldagem. Elementos da Metalurgia da Soldagem. Processos de Soldagem Convencionais. Processos de Soldagem de Alta Intensidade. Soldagem e Corte a Plasma. Outros Processos de Soldagem. LUIZ FURLAN 3 BIBLIOGRAFIA ADOTADA MARQUES, P. et al, 2005, Soldagem: Fundamentos e Tecnologia, 3ª Edição, Editora UFMG, Belo Horizonte /MG, 363pp. CHIAVERINI, V., 1986, Processos de Fabricação e Tratamento, vol. II, 2a Ed.. OKUMURA, T.; Taniguchi, C., 1982, Engenharia de Soldagem e Aplicações, LTC, Rio de Janeiro, Brasil. LUIZ FURLAN 4 BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR QUITES, A.M.; Dutra, J.C., 1979, Tecnologia da Soldagem e Arco Voltáico, EDEME, Florianópolis, Brasil. WAINER, E.; Brandi, S.D.; Melo, F.D.H., 1992, Soldagem – Processos e Metalurgia, Ed. Edgard Blucher Ltda, São Paulo, Brasil. 2 LUIZ FURLAN A soldagem está intimamente ligada às mais importantes atividades industriais que existem no mundo moderno: Construção naval, ferroviária, aeronáutica e automobilística, caldeiraria, construção civil metálica, indústria metalúrgica, mecânica e elétrica. 5 LUIZ FURLAN Apesar de importantíssimo, teve seu maior avanço nos últimos 100 anos. Os avanços na metalurgia obrigam a soldagem a procurar novas técnicas e materiais que sejam compatíveis com as novas ligas criadas. 6 LUIZ FURLAN “Soldagem é o processo de união de materiais usado para obter a coalescência (união) localizada de metais e não metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão e/ou material de adição” (American Welding Society- AWS). 7 LUIZ FURLAN Podemos unir dois materiais parafusando, rebitando e colando. Porém, a grande vantagem da soldagem é a possibilidade de obter uma união em que os materiais têm uma continuidade não só na aparência externa, mas também nas suas características e propriedades mecânicas e químicas, relacionadas à sua estrutura interna. 8 3 LUIZ FURLAN Calor e/ou pressão. O calor é necessário porque grande parte dos processos de soldagem envolve a fusão dos materiais, ou do material de adição, no local da solda. Mesmo quando se usa pressão e, às vezes, o ponto de fusão não é atingido, o aquecimento facilita a plasticidade do metal e favorece a ação da pressão para a união dos metais. 9 LUIZ FURLAN O primeiro processo de soldagem por fusão com aplicação prática foi patenteado nos Estados Unidos em 1885. Ele utilizava o calor gerado por um arco estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça. 10 LUIZ FURLAN O calor do arco fundia o metal no local da junta e quando o arco era retirado, o calor fluía para as Zonas adjacentes e provocava a solidificação do banho de fusão. 11 LUIZ FURLAN Alguns anos mais tarde, o eletrodo de carvão foi substituído por um eletrodo metálico. O processo de aquecimento passou, então, a ser acompanhado da deposição do metal fundido do eletrodo metálico na peça. 12 4 LUIZ FURLAN A utilização do oxigênio e de um gás combustível permitiu a obtenção de chama de elevada temperatura facilitando a fusão localizada de determinados metais e a formação de um banho de fusão que, ao solidificar, forma a “ponte” entre as peças a serem unidas. 13 LUIZ FURLAN A soldagem por fusão inclui a maioria dos processos mais versáteis usados atualmente. 14 LUIZ FURLAN Outros processos se baseiam na aplicação de pressões elevadas na região a ser soldada. O aquecimento das peças a serem unidas facilita a ligação entre as partes. (a) Soldagem por pontos (b) Soldagem por costura. Para unir duas chapas de 0,8mm de espessura, trabalha-se com uma corrente de aproximadamente 1500A e uma força de 300kg. 15 LUIZ FURLAN 16 5 LUIZ FURLAN 17 LUIZ FURLAN 18 LUIZ FURLAN 19 LUIZ FURLAN Pouco adianta desenvolver um novo material sem que ele possibilite alcançar boa soldabilidade. Por isso, os processos de soldagem estão em contínua evolução. 20 6 LUIZ FURLAN Soldabilidade é a facilidade que os materiais têm de se unirem por meio de soldagem e de formar em uma série contínua de soluções sólidas coesas, mantendo as propriedades mecânicas dos materiais originais. 21 LUIZ FURLAN O principal fator que afeta a soldabilidade dos materiais é a sua composição química. Outro fator importante é a capacidade de formar a série contínua de soluções sólidas entre um metal e outro. Assim, devemos saber como as diferentes ligas metálicas se comportam diante dos diversos processos de soldagem. 22 LUIZ FURLAN Se o material a ser soldado exigir muitos cuidados, tais como: Controle de temperatura de aquecimento e de interpasse, ou tratamento térmico após a soldagem, por exemplo, dizemos que o material tem baixa soldabilidade. Por outro lado, se o material exigir poucos cuidados, dizemos que o material tem boa soldabilidade. 23 LUIZ FURLAN 24 7 LUIZ FURLAN Soldagem é uma operação que visa obter a união de peças, e solda é o resultado desta operação; O material da peça, ou peças, que está sendo soldada é o metal de base; Frequentemente, na soldagem por fusão, um material adicional é fornecido para a formação da solda, este é o metal de adição; Durante a soldagem, o metal de adição é fundido pela fonte de calor e misturado com uma quantidade de metal de base também fundido para formar a poça de fusão; 25 LUIZ FURLAN 26 LUIZ FURLAN Denomina-se junta a região onde as peças serão unidas por soldagem; Aberturas ou sulcos na superfície da peça ou peças a serem unidas e que determinam o espaço para conter a solda recebem o nome de chanfro; 27 LUIZ FURLAN Tipos de chanfros mais comuns usados em soldagem 28 8 LUIZ FURLAN 29 LUIZ FURLAN Face da raiz ou nariz (s): Parte não chanfrada de um componente da junta; Abertura da raiz, folga ou fresta (f): Menor distância entre as peças a soldar; Ângulo de abertura da junta ou ângulo de bisel (β): Ângulo da parte chanfrada de um dos elementos da junta; Ângulo de chanfro (α): Soma dos ângulos de bisel dos componentes da junta. 30 LUIZ FURLAN Existe um grande numero de termos para definir o formato e características técnicas dos cordões de solda. Apenas alguns destes termos serão apresentados. Nas figuras a seguir são mostrados alguns destes termos para uma solda de topo e uma solda em ângulo (filete) 31 LUIZ FURLAN 32 9 LUIZ FURLAN 33 LUIZ FURLAN Cobre-junta ou mata-junta: Peça colocada na parte inferior da solda (raiz) que tem por finalidade conter o metal fundido durante a execução da soldagem; Zona fundida (ZF): Constituída pelo metal de solda, que é a soma da parte fundida do metal de base e do metal de adição; Zona termicamente afetada (ZTA): Região do metal de base que tem sua estrutura e/ou suas propriedades alteradas pelo calor de soldagem 34 LUIZ FURLAN Passe de solda: Formado por um deslocamento da poça de fusão na região da junta; 35 LUIZ FURLAN 36 10 LUIZ FURLAN 37 LUIZ FURLAN 38 LUIZ FURLAN Manual: toda a operação é realizada e controlada manualmente pelo soldador; Semiautomática: Soldagem com controle automático da alimentação do metal de adição, mas com controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu deslocamento; Mecanizada: soldagem com controle automatico da alimentação do metal de adição, controle de deslocamento do cabeçote de soldagem pelo equipamento, mas com posicionamento e acionamento pelo soldador; Automática: soldagem com controle automático de praticamente todas as operações. 39
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