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SOLDAGEM Aula 03 Faculdade Pitágoras – Núcleo de Engenharias Engenharia Mecânica Simbologia e Terminologia de Soldagem • Introdução • Terminologia • Simbologia Introdução • Por serem extensos a quantidade de termos no campo da soldagem, iremos abordar de forma resumida os termos de terminologia e simbologia da soldagem. • Caso necessário um aprofundamento, pode-se consultar bibliografia específica para um estudo mais completo. Terminologia Terminologia Solda: é o resultado de operação de soldagem. Metal de base: Representa o material da peça ou peças que estão sendo soldadas Metal de adição: Material adicional que é fornecido para formação de solda. Poça de fusão: é o metal fundido pela fonte de calor e tranforma em parte líquida. Terminologia Terminologia Junta: Região onde as peças serão unidas por soldagem. Abaixo são mostradas as principais juntas utilizadas: Terminologia Chanfro: Muitas vezes as características como dimensão, facilidade de movimentação das peças, e necessidades de projeto, exigem preparação das faces para soldagem, em forma de cortes ou de conformação especial da junta. Terminologia Para cada tipo de chanfro específico é função de: • Processos de soldagem; • Espessura das peças; • Dimensões das peças e facilidade de movimentação; • Facilidade de acesso à região da junta; • Tipo de junta • Custo de manutenção do chanfro; • Etc. Terminologia Elementos dos chanfros • Encosto ou nariz (s): Parte não chanfrada de um componente da junta; • Garganta, folga ou fresta (f): Menor distância entre as peças a soldar; • Ângulo de abertura da junta ou ângulo de bisel (): Ângulo da parte chanfrada de um dos elementos da junta; • Ângulo de chanfro (): Soma dos ângulos de bisel dos componentes da junta. Terminologia Elementos dos chanfros • Raio do chanfro (r); • (f); • (); • (); • (s); Terminologia Elementos dos chanfros • Raio do chanfro (r); • (f); Garganta folga ou fresta • ();Ângulo de Abertura (Ângulo de Bisel) • (); Ângulo de chanfro • (s); Encosto ou nariz Terminologia Elementos do chanfro são determinados de forma a atender requisitos de projeto, permitindo também um fácil acesso até o fundo da junta, minimizando ainda a quantidade de metal de adição necessária para o preenchimento adequado. Terminologia • Raiz: Representa a região mais profunda da solda. Tende a ser a região de soldagem mais difícil e mais propensa a formação de descontinuidades; • Face: Superfície oposta a região de solda; • Passe: Depósito de material obtido pela progressão sucessiva de uma só poça de fusão. A solda pode ser feita em um ou vários passes. Terminologia • Camada: Conjunto de passes localizados em uma mesma altura; • Reforço: Altura máxima alcançada pelo excesso de material de adição medida a partir da superfície do metal de base; • Margem: Linha de encontro entre a face de solda e a superfície do metal de base. Terminologia Terminologia Terminologia • Posições de soldagem: • Plana: A soldagem é feita no lado superior de uma junta e a face da solda é praticamente horizontal. • Horizontal: A face é inclinada apesar do eixo ser praticamente horizontal. Terminologia • Sobrecabeça: A soldagem é feita pelo lado inferior ao de uma solda cujo eixo é plano. • Vertical: O eixo é vertical, podendo ser em sentindo ascendente ou descendente. Terminologia • Posições para tubulações podem ser designadas também. A norma é a ASME (American Society of Mechanical Engeneers. Terminologia • Posições para tubulações podem ser designadas também. A norma é a ASME (American Society of Mechanical Engeneers. 1G 2G 5G Simbologia • Consiste em uma série de símbolos, sinais e números, dispostos de uma forma, com função de informar uma solda e/ ou operação de soldagem. Podemos por exemplo ver abaixo os elementos principais que correspondem a simbologia conforme a AWS A2.4: A) Linha horizontal de referência B) Seta C) Símbolo básico de solda D) Dimensões e outros dados E) Símbolos suplementares F) Cauda – Especificação do processo de soldagem ou outra referência. Simbologia A B C D F Simbologia Simbologia Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Simbologia • Exemplos Exercícios • Exemplos Exercícios Soldagem Eletrodo Revestido • Definição • Fundamentos do processo • Aplicação • Características • Equipamentos e Acessórios • Parâmetros de Soldagem • Técnicas Operatórias • Vantagens e Desvantagens • Vídeos Definição Vídeo 1 Fundamentos do Processo A soldagem a arco com eletrodos revestidos (Shielded Metal Arc Welding – SMAW) é um processo que produz coalescência entre metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico e a peça que está sendo soldada. Fundamentos do Processo 1.Revestimento 2.Vareta (Alma) 3. gás de proteção 4.Poça de fusão 5.Metal base 6.Metal de solda 7.Escória solidificada Fundamentos do Processo Fundamentos do Processo Fundamentos do Processo Representado até nos anos 60 como o principal processo de soldagem, vem perdendo mercado no Brasil devido outros processos com maiores índices de produção. Fundamentos do Processo Aplicação Aplicação Aplicação Utilização em diversos materiais, como aços carbono, aços de baixa, média e alta liga, inoxidáveis, ferro fundido, alumínio, cobre níquel e ligas deste por exemplo. Aplicação Características O metal fundido vindo do eletrodo é transferido através do arco, sendo incorporado à poça fundida no metal de base, originando o metal de solda. O acendimento do arco é por contato provocado entre a extremidade da alma metálica e a superfície da peça/junta, sendo necessário pequeno comprimento de arco durante a operação, para mantê-lo estável. Gases e escória fundida provenientes da queima e decomposição do revestimento do eletrodo, protegem a gota sendo transferida e a poça de solda é protegida contra gases proveniente à externa. A escória forma uma reação química com o material depositado, além de criar ambiente propício à estabilidade do arco, flutuando o cordão de solda após sua solidificação. Características Características Apresentabaixa produtividade apresentando taxa de fator de ocupação do soldador menor que 40%. (Total do tempo de soldagem com o arco de soldagem em operação) Características Diferentes combinações de metais dissimilares podem ser soldados por este processo. Diversas faixas de espessuras também podem ser soldadas, tomando-se o cuidado de preparação para espessuras maiores que 3,0 mm. Equipamentos e acessórios A) Fontes de energia elétrica: Máquinas de soldagem com corrente contínua (retificadores) ou corrente alternadas (transformadores), com característica estática tombante ou corrente constante. Equipamentos e acessórios A) Fontes de energia elétrica: Equipamentos e acessórios B) Consumíveis de solda – O eletrodo revestido é constituído de alma + revestimento. Alma metálica – Simples (compacto ou tubular) podendo ser também bi metálica (concêntrica ou trançada). Diâmetros de 2,0 a 6,0 mm e comprimentos de 300,350, 400 e 450 mm. Também utilizados eletrodos de 700 mm para solda de gravidade. Equipamentos e acessórios B) Especificações: Normas ABNT/FBTS, ASME/AWS, EN/DIN, ISO e classificações para soldagem de aço carbono, aço carbono e baixa e média liga, aço inoxidável, não ferrosos e para revestimento protetor (revestimento duro resistente ao desgaste e recobrimento resistente a corrosão) e para ferro fundido – “Desenvolvimento Especial”. Tipo de Metal depositado ANSI/AWS DIN aço carbono A5.1 1913-8529/75 alumínio e ligas de alumínio A5.3 1732 aço inoxidável A5.4 8556 aço carbono baixa liga A5.5 1913/8575 cobre e ligas de cobre A5.6 1733/8555Tipo de Metal depositado ANSI/AWS DIN níquel e ligas de níquel A5.11 1736 para revestimento A5.13 8555 para ferro fundido A5.15 8573-1913-1733 para revestimento (tubular) A5.21 - Equipamentos e acessórios C) Revestimentos: Possuem diversas funções entre elas Função elétrica: Auxiliam na estabilidade do arco elétrico. Podem ter como componente o silicato sendo de grande valia principalmente para soldas com corrente alternada. Equipamentos e acessórios Função metalúrgica: A cratera formada na ponta do juntamente com o gás (atmosfera gasosa) protegem a fusão da solda contra contaminantes como oxigênio e hidrogênio, tendo ainda a escória que permite uma redução no resfriamento – isolamento térmico. Equipamentos e acessórios Função metalúrgica: Equipamentos e acessórios D) Classificação de revestimentos: Celulósicos: Celulose, óxido de titânio, ferro-ligas, escorificantes e desoxidantes; Possuem alta penetração, pouca formação de escória e revestimento de H2 – aplicação em aços doces, todas as posições,indicado para passe raiz em juntas circunferenciais de tubulação. Apresentam problemas de H2 em aços de alta resistência. Equipamentos e acessórios Rutílicos: Óxido de Rutílicos: óxido de rutilo, ferro-ligas e escorificantes, média/baixa penetração, escória abundante, ação desfosforante e dessulfurante e revestimento com baixo teor de H2 médio. Aplicável em aços doces, em todas posições. Recomendado para espessuras finas e juntas em ângulo. Equipamentos e acessórios Oxidantes: Óxido de Ferro (hematita), quartzo, feldspato e caulim como escorificantes; não contém ferros-ligas/ desoxidantes. Caracteriza-se por ótimo acabamento e propriedades mecânicas sofríveis; aplicável a elementos de ferro puro (ex. tanque para galvanização), somente na posição plana. Pouco usado atualmente. Equipamentos e acessórios Ácidos ou Neutros: Óxido de Ferro, ferro ligas, escorificantes à base de silíca e carbonato de cálcio; bom acabamento, propriedades mecânicas pobres, alta penetração Aplicação na soldagem de aços de baixo carbono (<25%) e enxofre (0,05%), preferencialmente na posição plan a e horizontal. Boa aparência do cordão de solda. Equipamentos e acessórios Básico: Carbonato de cálcio e fluorita, escória básica com dióxido de carbono. Produz escória básica com grande proteção a atmosfera. Altas com baixo teor de H2 . Aços de pior condições de soldagem, desconhecidos ou pior soldabilidade. Altamente higroscópicos e não podem absorver umidade. Equipamentos e acessórios • Podemos ainda ter como características dos revestimentos em aços • Melhorar o aproveitamento da energia do arco • Manter a estabilidade do arco de soldagem • Revestimento resistente ao calor permitindo correntes mais elevadas • Aumento da taxa de deposição • Aumento da poça de fusão • Dificuldade de controlar grandes volumes de solda na fusão. Equipamentos e acessórios A AWS American Welding Society (Sociedade Americana de Soldagem) normalizou um padrão para identificação de eletrodos revestidos que é aceito e reconhecido em grande parte do mundo. Equipamentos e acessórios Nomeclatura dos revestimentos:. Equipamentos e acessórios Nomeclatura dos eletrodos: E6013 E60 – 60.000 PSI de resistência à tração 1 – Posição de soldagem usáveis - todas as posições 3 - Tipo de revestimento e corrente– revestimento rutílico, potássio – corrente CC+ CC- CA Equipamentos e acessórios Nomeclatura dos revestimentos:. Equipamentos e acessórios Nomeclatura dos revestimentos:. Equipamentos e acessórios Nomeclatura dos revestimentos:. Equipamentos e acessórios Teor de hidrogênio no revestimento: Baixo H2 : altamente higroscópicos. Eletrodos básicos. Médio H2: medianamente higroscópicos. Rutílicos Alto H2: pouco higroscópicos. Exemplo revestimentos celulósicos. Equipamentos e acessórios Composição química do metal depositado pode ser definido através dos elementos de liga vindos do revestimento ou da alma dos eletrodos: Ligados na alma: todos elementos de liga e são distribuídos parcialmente na alma e no revestimento; Semi-ligado ou semi-sintético: os elementos de liga estão distribuídos parcialmente na alma e no revestimento Sintético: todos os elementos de liga estão no revestimento. Equipamentos e acessórios Alicate ou porta eletrodo: Fixar as posições dos eletrodos e contato elétrico/transmissão de corrente ao eletrodo. Equipamentos e acessórios Outros acessórios: Martelo picador, escova de aço carbono ou inox, estufa de conservação de eletrodos higroscópicos no almoxarifado, na produção (setorial) e individual (portátil) (“Cochicho”) forno de ressecagem de eletrodos. Equipamentos e acessórios Cabos de energia e pinças de fixação dos cabos. Parâmetros de Soldagem Tensão Varia no arco de 17 a 36 V e depende do diâmetro do eletrodo, revestimento, corrente e comprimento de arco. Não é muito controlada pelo operador neste processo. Uma variável importante é o comprimento do arco que varia entre 0,5 e 1,1 vezes o diâmetro do eletrodo. Tensão de circuito Aberto e tensão de trabalho Parâmetros de Soldagem Corrente: A corrente de soldagem: controla o volume da poça de fusão e a penetração da solda no metal base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordão. Correntes muito elevadas produzem poças de fusão de grandes dimensões e difícil controle, além de poderem causar a degradação do revestimento, respingos excessivos e perda de resistência mecânica e tenacidade da solda. Parâmetros de Soldagem Corrente: A corrente de soldagem: controla o volume da poça de fusão e a penetração da solda no metal base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordão. Parâmetros de SoldagemPolaridade POLARIDADE DIRETA CC - POLARIDADE INVERSA CC + Parâmetros de Soldagem Outros parâmetros Parâmetros de Soldagem Técnicas Operatórias A correta manipulação do eletrodo é importante em todas as etapas da soldagem, quais sejam: abertura do arco, deposição propriamente dita e extinção deste. Técnicas Operatórias Na abertura, o eletrodo é encostado rapidamente na superfície da peça, preferencialmente numa região a ser fundida e próxima ao início do cordão, e afastado a uma distância da ordem do comprimento de arco a ser usado (C) Posicionamento para soldagem na posição horizontal. Técnicas Operatórias Durante a execução da solda, o soldador deve fazer três movimentos principais: movimento de mergulho movimento de translação movimento de tecimento Técnicas Operatórias O objetivo do movimento de soldagem deve atingir os objetivos específicos: • evitar que a escória flua à frente da poça de fusão, prevenindo seu aprisionamento e formação de inclusões; • controlar a repartição do calor nas peças, particularmente na soldagem de componentes com diferentes espessuras; • facilitar a observação da poça de fusão; e • minimizar os efeitos do sopro magnético, quando necessário. Técnicas Operatórias Vantagens e Desvantagens Vantagens e Desvantagens Vantagens e Desvantagens Vídeos Processos de Soldagem SMAW (Shielded Metal Arc Welding) Dúvidas? Bibliografia Machado, Ivan Guerra Soldagem e técnicas conexas: processos. 1 ed. UFRGS Rio Grande do Sul 1996. 477 p.: il CDU621.791 Marques, Paulo Villani Soldagem: Fundamentos e tecnologia / PauloVillani Marques, Paulo José Modenesi, Alexandre Queiroz Bracarense 3. ed. UFMG Belo Horizonte 2009. 363 p. IBSN 978-85-7041-748-0 C., Okumura, T.; Taniguchi,. ENGENHARIA DE SOLDAGEM E APLICAÇÕES. Rio de Janeiro: LTC, 1982. http://www.sitedasoldagem.com.br – Fundamentos básicos – acessado em 15/03/2015. https://www.youtube.com/watch?v=DSztGsbZkmY - Video de solda –acessado em 15/03/2015 Bibliografia https://www.youtube.com/watch?v=uM8m001axhQ – Acessado em 15/03/2015 Desenvolvido por Julio Cesar de Jesus
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