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1 In tr od uç ão à So ld ag em Fundamentos da Soldagem Métodos de União Definições Formação da Junta Histórico Terminologia In tr od uç ão à So ld ag em Métodos de união dos metais Forças Macroscópicas - Resistência ao cisalhamento - Forças de atrito Exemplos: - Parafusagem - Rebitagem Forças Microscópicas - Ligações metálicas - Van der Waals Exemplos: - Soldagem - Brasagem - Colagem 2 In tr od uç ão à So ld ag em Métodos de união dos metais •A soldagem é o processo de união de metais mais importante utilizado industrialmente. •Em conjunto com a brasagem, tem importante aplicação desde a indústria micro-eletrônica até a fabricação de navios e outras estruturas com centenas, ou milhares, de toneladas de peso. •É utilizada na fabricação estruturas simples, como grades e portões, assim como em componentes encontrados em aplicações com elevado grau de responsabilidade, como nas indústrias química, petrolífera e nuclear, e também na criação de peças de artesanato, jóias e de outros objetos de arte. In tr od uç ão à So ld ag em Definições Processo de união e outras aplicações “União de metais por fusão” “Operação que visa a união assegurando na junta continuidade de propriedades” “Processo de união localizada produzida por aquecimento, com ou sem uso de pressão e metal de adição” “Processo de união de materiais baseado no estabelecimento de forças de ligação química de natureza similar às atuantes no interior dos próprios materiais na região de contato entre os materiais sendo unidos.” 3 In tr od uç ão à So ld ag em Formação de uma junta soldada Energia potencial entre átomos DistânciaE ne rg ia r0 In tr od uç ão à So ld ag em União por aproximação Solda 4 In tr od uç ão à So ld ag em Seção transversal de uma superfície polida 500 ângstrons 200 camadas atômicas In tr od uç ão à So ld ag em Estrutura superficial de um metal A – metal não afetado, B – metal afetado, C – camada de óxido, D – água e oxigênio absorvidos, E – gordura e F – partículas de poeira. 5 In tr od uç ão à So ld ag em Soldagem por pressão In tr od uç ão à So ld ag em Soldagem por fusão Calor Metal de adição Metal base Solda Metal base 6 In tr od uç ão à So ld ag em Processos de Soldagem PROCESSOS DE SOLDAGEM SOLDAGEM A ARCO (AW) SOLDAGEM NO ESTADO SÓLIDO (SSW) BRASAGEM FRACA SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA (RW) PROCESSOS AFINS BRASAGEM FORTE (B) OUTROS SOLDAGEM GÁS COMBUSTÍVEL (OFW) PULVERI- ZAÇÃO TÉRMICA (THSP) COLAGEM (ADB) CORTE TÉRMICO (TC) CORTE A OXIGÊNIO (OC) CORTE A ARCO (AC) OUTROS MÉTODOS DE CORTE SOLDAGEM COM HIDROGÊNIO ATÔMICO SOLDAGEM COM ELETRODO NU SOLDAGEM COM ELETRODO DE CARVÃO A GÁS PROTEGIDO DUPLO SOLDAGEM COM ARAME TUBULAR SOLDAGEM ELETROGÁS AHW BMAW CAW CAW-G CAW-S CAW-T FCAW EGW SOLDAGEM POR CO-EXTRUSÃO SOLDAGEM A FRIO SOLDAGEM POR DIFUSÃO SOLDAGEM POR EXPLOSÃO SOLDAGEM POR FORJAMENTO SOLDAGEM POR FRICÇÃO SOLDAGEM POR PRESSÃO A QUENTE SOLDAGEM POR LAMINAÇÃO SOLDAGEM POR ULTRA-SOM CEW CW DFW EXW FOW FRW HPW ROW USW BRASAGEM POR IMERSÃO BRASAGEM EM FORNO BRASAGEM POR INDUÇÃO BRASAGEM POR INFRA-VERMELHO BRASAGEM COM FERRO DE SOLDA BRASAGEM POR RESISTÊNCIA BRASAGEM POR TOCHA BRASAGEN ULTRA-SÔNICA BRASAGEM POR ONDA DS FS IS IRS INS RS TS USS WS SOLDAGEM POR CENTELHAMENTO SOLDAGEM POR PERCURSÃO SOLDAGEM POR PROJEÇÃO SOLDAGEM POR COSTURA ALTA FREQUÊNCIA INDUÇÃO SOLDAGEM POR PONTOS SOLDAGEM "UPSET" ALTA FREQUÊNCIA INDUÇÃO FW PEW RPW RSEW RSEW-HF RSEW-I RSW UW UW-HF UW-I PULVERIZAÇÃO A ARCO ELÉTRICO PULVERIZAÇÃO A CHAMA PULVERIZAÇÃO A PLASMA ASP FLSP PSP CORTE COM FLUXO QUÍMICO CORTE COM PÓ METÁLICO CORTE OXI-COMBUSTÍVEL ACETILENO HIDROGÊNIO GÁS NATURAL PROPANO CORTE A ARCO OXIGÊNIO CORTE COM LANÇA DE OXIGÊNIO FOC POC OFC OFC-A OFC-H OFC-N OFC-P AOC LOC SOLDAGEM A GÁS-METAL ARCO PULSADO CURTO CIRCUITO SOLDAGEM A ARCO GÁS TUNGSTÊNIO ARCO PULSADO SOLDAGEM A PLASMA SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO SOLDAGEM DE PRISONEIROS SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO SÉRIE GMAW GMAW-P GMAW-S GTAW GTAW-P PAW SMAW SW SAW SAW-S BRASAGEM POR INDUÇÃO BRASAGEM EM FORNO BRASAGEM POR INDUÇÃO BRASAGEM POR INFRAVERMELHO BRASAGEM POR RESISTÊNCIA BRASAGEM POR TOCHA BRASAGEM A ARCO COM ELETRODO DE CARVÃO BRASAGEM EM BLOCO BRASAGEM POR DIFUSÃO BRASAGEM POR IMERSÃO BRASAGEM EXOTÉRMICA BRASAGEM POR FLUXO DFB FB IB IRB RB TB TCAB BB CAB DB EXB FLB SOLDAGEM POR FEIXE DE ELÉTRONS ALTO VÁCUO MÉDIO VÁCUO SEM VÁCUO SOLDAGEM POR ELETROESCÓRIA SOLDAGEM POR INDUÇÃO SOLDAGEM POR FLUXO SOLDAGEM POR PERCURSÃO SOLDAGEM A LASER SOLDAGEM ALUMINOTÉRMICA EBW EBW-HV EBW-MV EBW-NV ESW IW FLOW PEW LBW TW SOLDAGEM A AR ACETILENO SOLDAGEM OXI-ACETILÊNICA SOLDAGEM OXI-HÍDRICA SOLDAGEM A GÁS SOB PRESSÃO AAW OAW OHW PGW CORTE A ARCO AR-CARBONO CORTE A ARCO COM CARVÃO CORTE A ARCO GÁS-METAL CORTE A ARCO GÁS TUNGSTÊNIO CORTE A ARCO PLASMA CORTE COM ELETRODO REVESTIDO CAC-A CAC GMAC GTAC PAC SMAC CORTE COM FEIXE DE ELÉTRONS CORTE A LASER AR EVAPORATIVO GÁS INERTE OXIGÊNIO EBC LBC LBC-A LBC-EV LBC-IG LBC-O In tr od uç ão à So ld ag em Comparação com outros métodos A união de peças metálicas com parafusos ou rebites exige que estas sejam furadas, causando uma perda de seção de até 10%, que deve ser compensada por uma espessura maior das peças. A utilização de chapas de reforço e os próprios parafusos e porcas ou rebites aumentam ainda mais o peso final da estrutura. Na união de tubos com juntas rosqueadas pode-se fazer considerações semelhantes ao se comparar juntas soldadas. As juntas soldadas são por si mesmas estanques, não havendo necessidade de se recorrer a artifícios para se prevenir vazamentos, mesmo sob pressão elevada. 7 In tr od uç ão à So ld ag em Comparação com outros métodos Comparada à fundição, a soldagem apresenta características interessantes, como: • possibilidade de se terem grandes variações de espessura na mesma peça; • inexistência de uma espessura mínima para adequado preenchimento do molde com o metal fundido; • possibilidade de se usarem diferentes materiais numa mesma peça; • maior flexibilidade em termos de alterações no projeto da peça a ser fabricada e • menor investimento inicial. In tr od uç ão à So ld ag em Comparação com outros métodos • É muito versátil em termos dos tipos de ligas metálicas e das espessuras que podem ser unidas. • Permite a união da maioria das ligas metálicas comumente utilizadas. • Pode-se unir peças com espessura inferior a 1 mm (jóias, componentes eletrônicos, etc.) até estruturas de grandes dimensões (navios, vasos de pressão, etc.). • Pode ser utilizada tanto no chão de fábrica (condições de trabalho bem controladas) como no campo (como no alto de estruturas elevadas ou debaixo d’água). • É economicamente viável tanto em trabalhos simples (grades e de peças de decoração) como em situações extremas, com risco degrandes danos caso haja uma falha do componente soldado (navios e outras estruturas marítimas e vasos de pressão). 8 In tr od uç ão à So ld ag em Comparação com outros métodos • A solda é uma união permanente e não deve ser utilizada em juntas que precisam ser desmontadas. • É baseada na aplicação de energia térmica e/ou mecânica, o que tende a causar o aparecimento de distorções, tensões residuais, mudanças de microestrutura e alteração de propriedades. • Estes efeitos e a formação de descontinuidades (poros, trincas) pode prejudicar o desempenho dos componentes soldados e causar a sua falha prematura. • Numa estrutura rebitada ou rosqueada, a fratura fica confinada somente à peça que falhou e em uma estrutura soldada a fratura pode se estender por toda a estrutura devido à eliminação da separação entre as peças (navios de transporte durante a 2ª Guerra). In tr od uç ão à So ld ag em Breve história da soldagem Pré história -Idade Média.... 1500 -1900 ............................... 1809 .......................................... 1885 .......................................... 1890 .......................................... 1907........................................... 1914 ........................................... 1926 .......................................... Soldagem por forjamento - importância estratégica Alto-forno - ferro gusa – fundição Arco elétrico - ING. 1ª Patente - ING. Eletrodo nú Eletrodo revestido Importância industrial TIG 9 In tr od uç ão à So ld ag em História da soldagem In tr od uç ão à So ld ag em História da soldagem 1948 ....................................... 1953 ....................................... 1954 ....................................... 1957 ....................................... 1958 ....................................... 1960 ....................................... Atualmente .......................... MIG MAG Arame tubular Plasma Feixe eletrônico Eletroescória LASER + de 50 processos usados industrialmente
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