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Processos de Fabricação/Soldagem Introdução O progresso alcançado no campo da soldagem, bem como o desenvolvimento de processos e tecnologias avançadas nos últimos anos, é de tal ordem que todo aquele que não possuir uma mentalidade aberta, capaz de assimilar novas idéias, será ultrapassado e incapacitado para acompanhar o atual ritmo do progresso industrial. INTRODUÇÃO • União de metais – Interatômicas (rebites, parafusos, etc); – Intermoleculares (soldagem e colagem). • Definições de soldagem – Processo de junção de metais por fusão (não só metais são soldáveis e é possível soldar sem fusão) – Operação que visa obter a união de duas ou mais peças , assegurando, na junta soldada, a continuidade de propriedades físicas, químicas e metalúrgicas. INTRODUÇÃO – Operação que visa obter a coalescência localizada produzida pelo aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a aplicação de pressão e de metal de adição (Definição a adotada pela AWS - American Welding Society. – 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 às atuantes no interior dos próprios materiais. INTRODUÇÃO • Histórico – Pingente de ouro – 4000 aC; – Soldagem de ferro por forjamento – 1500 aC; – Soldagem usada para fabricação de armas e outros instrumentos cortantes – Antiguidade e Idade Média; – Diminuição na importância – XII e XIII; – Aumento da tecnologia => Aumento da importância – XIX; INTRODUÇÃO – Sir Humphrey Davy => Arco elétrico - (1801-1806); – Nikolas Bernados e Stanislav Olszewsky => 1ª patente de soldagem – 1885; – N. G. Slavianoff (Rússia) e Charles Coffin (EUA) => Eletrodo nú – 1890; – Oscar Kjellberg (Suécia) => patente da soldagem a arco com eletrodo revestido => 1907; INTRODUÇÃO • Formação de uma junta soldada: Processos de Fabricação/Soldagem Considerações sobre a solda Na soldagem, os materiais das peças devem ser, se possível, iguais ou, no mínimo, semelhantes em termos de composição. As peças devem ser unidas através de um material de adição, também igual em termos de características, pois os materiais se fundem na região da solda. O metal de adição deve ter uma temperatura de fusão próxima àquela do metal-base ou, então, um pouco abaixo dela, caso contrário, ocorrerá uma deformação plástica significativa. Processos de Fabricação/Soldagem As Figuras 1 a 4 apresentam alguns exemplos de aplicação da solda. Solda em perfilados Fig. 1 Solda aplicada em conjuntos matrizes Fig. 2 Solda aplicada em caldeiraria Fig. 3 Solda em componentes de automóveis Fig. 4 Processos de Fabricação/Soldagem Fontes de calor utilizadas As fontes principais utilizadas na soldagem de metais, como fornecedoras de calor, são: chama oxiacetilênica e arco elétrico. As Figuras 5 a 7 apresentam os dois tipos de fontes de calor com suas características. Em especial, utiliza-se amplamente o arco elétrico na fabricação industrial, porque se aplica a quase todos os metais a serem soldados e em todas as espessuras imagináveis. Processos de Fabricação/Soldagem Chama oxiacetilênica Fig. 5 Solda por chama oxiacetilênica Fig. 6 Solda por arco elétrico Fig. 7 Processos de Fabricação/Soldagem Vantagens das junções soldadas em geral Na atualidade, a solda tem sido o processo mais freqüentemente utilizado nas junções entre peças. A seguir, são apresentadas algumas vantagens da solda em comparação com outros processos, tais como rebitar, aparafusar, soldar brando, etc. . Redução do peso; . Economia de tempo; . Melhor fluxo da força; . Suporte de elevadas solicitações mecânicas, tanto quanto a peça. Processos de Fabricação/Soldagem Fluxo normal da força Fig. 8 Mudança de direção do fluxo de força Fig. 9 Processos de Fabricação/Soldagem Desvantagens da solda . Não podem ser desmontáveis; na soldagem, ocorrem tensões, trincas e deformações; . Exige acabamento posterior; . Trabalhos especiais, exige mão-de-obra especializada, análise e ensaios dos cordões de solda. Processos de Soldagem por Pressão (Deformação) - Diversos destes processos apresentam características intermediárias entre os processos de soldagem por fusão e por deformação. - Este processo possui um tema muito extenso - Somente uma prévia dos principais processos utilizados atualmente na indústria. 1- Soldagem por Resistência - Conhecida também como soldagem RW (Resistance Welding) - Soldagem obtida pela resistência a passagem da corrente elétrica - Abaixa a resistência mecânia do material - A soldagem pode ocorrer por fusão ou por deformação Processos de Soldagem por Resistência Processos de Soldagem por Resistência - Na soldagem por ponto, dois eletrodos cilíndricos aplicam pressão e permitem a passagem de uma alta corrente em um ponto concentrado de uma junta sobreposta 2- Soldagem por Centelhamento - Muitas vezes este processo é classificado como um processo por resistência - Conhecida também como solda FW (Flash Welding) - Ocorre a formação de um arco elétrico (centelhamento) - Este processo permite um aquecimento mais uniforme da junta. Processo de Soldagem por Centelhamento 3- Soldagem por Alta Freqüência - Nesta soldagem, são utilizadas bobinas por onde passa uma corrente de alta freqüência - Aparecimento de correntes induzidas na região da solda - Por efeito Joule, ocorre a deformação localizada - Processo usado na fabricação de tubos e perfis de aço Processo de Soldagem por Alta Freqüência 4 – Soldagem por Fricção - Utiliza energia mecânica, para geração de calor - Após o aquecimento adequado da junta, as peças são pressionadas - Processo utilizado principalmente na soldagem de ligas de Alumínio - Também conhecida como FW (Friction Wielding) Processo de Soldagem por Fricção 5- Soldagem por Difusão - Aplicação de pressão a alta temperatura - Não ocorre a deformação macroscópica das peças - Um metal de adição pode ser colocado entre a superfície das juntas - É processo especializado de soldagem de aplicação restrita. Processo de Soldagem por Difusão 6- Soldagem por Explosão - Utiliza a energia de detonação de um explosivo para promover a união das peças - Uma peça é lançada em direção a outra pela explosão - A solda resultante tem um aspecto físico ondulado. - Este processo pode ser usado para união de todos os metais e ligas Processo de Soldagem por Explosão 7- Soldagem por Laminação - Usado para produção de chapas bi-metálicas através da Laminação conjunta - Fabricação de chapas de Alumínio e aço para a produção de bronzinas. 8- Soldagem a Frio - Realizada através de uma forte deformação localizada - Soldagem aplicada para metais de alta ductilidade - Aplicação típica é a união de condutores de eletricidade 9- Soldagem por Ultra-Som - Aplicação localizada e energia vibracional de alta freqüência, enquanto as peças são mantidas sobre pressão - A união ocorre por aquecimento e deformação plástica localizada das superfícies em contato - Processo aplicadosobre juntas sobrepostas de metais dúcteis (industria eletrônica e fabricação de embalagens) Processo de Soldagem por Fusão - Um dos processos mais importantes é a soldagem a arco - A maioria dos processos de soldagem utiliza algum meio de proteção - A seguir, os principais processos de soldagem por fusão Principais Processos de Soldagem por Fusão Principais Processos de Soldagem por Fusão
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