Tecnologia da Soldagem Introdução à Soldagem

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Prof. Luiz Cláudio Cândido 
candido@em.ufop.br 
TECNOLOGIA e METALURGIA da SOLDAGEM 
(MET 140) 
TECNOLOGIA da SOLDAGEM 
 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais 
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais 
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais 
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br 
 
 
 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO 
Universidade Federal de Ouro Preto 
Escola de Minas – Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais 
Grupo de Estudo Sobre Fratura de Materiais 
Telefax: 55 - 31 - 3559.1561 – E-mail: demet@em.ufop.br 
 
 
 
INTRODUÇÃO 
 
JUNTAS, CHANFROS e SIMBOLOGIA em SOLDAGEM 
Conhecimentos relacionados à Engenharia de Soldagem 
 Além de aspectos metalúrgicos, envolve conhecimentos em diferentes áreas: 
Profissionais que aturam em Engenharia de Soldagem 
O que faz um Engenheiro de Soldagem? 
O que faz um Engenheiro de Soldagem? 
INTRODUÇÃO 
• Forças mecânicas macroscópicas 
Ex.: parafusagem e rebitagem 
• Forças Microscópicas 
Ex.: soldagem e brasagem 
MÉTODOS DE UNIÃO DE METAIS 
SOLDAGEM 
 
Histórico: 
 
4000 AC: Pérsia – pingente de ouro soldado. 
 
340 AC: Delhi (Índia) – Soldagem do Fe por forjamento 
 
Idade Média: Fabricação de arames e instrumentos cortantes 
 
1200 - 1800: Importância decrescente - Fundição 
 
1806 - (Inglaterra): Descoberta do arco elétrico (Sir Humphrey) 
 
1836: Descoberta do acetileno (Edmund Davy) 
 
1860: Fusão de metais com o arco 
 
1885: 1ª Patente de soldagem - eletrodos de carvão (Nilolas Bernardos e Stanislav Olszewsky) 
 
1890: Soldagem com eletrodo metálico nu (N. G. Slavianoff – Rússia e Charles Coffin – USA) 
 
1901: Soldagem oxiacetilênica 
 
1907: Patente do processo de soldagem a arco com eletrodo revestido (Oscar Kjellber – Suécia) 
 . 
 . 
 . 
1957: Plasma 
Evolução dos processos de soldagem ao longo do tempo. 
Sistema para soldagem a arco com eletrodo de carvão de acordo com a patente de Bernados. 
Fundamentos de soldagem 
• Definição 
- “Processo de junção de metais por fusão”. 
Deve-se ressaltar que não só metais são soldáveis e que é possível soldar metais 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”. 
- “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 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. 
• Soldabilidade 
É a facilidade com que a junta é fabricada de tal maneira que preencha os requisitos de um 
projeto bem executado. 
• Solda 
É o resultado ou produto da operação de soldagem. 
 Solda Homogênea (similar) ou Heterogênea (dissimilar). 
SOLDABILIDADE SOLDABILIDADE 
EM SERVIÇO EM SERVIÇO METALÚRGICA METALÚRGICA 
OPERACIONAL OPERACIONAL 
• Particularidade do processo 
• Habilidade do soldador 
• Característica do material 
• Transformações de fase 
• Crescimento de grão 
• Precipitação, etc. 
• Desempenho e vida útil da solda 
• Definição do procedimento de soldagem 
 Variação de energia potencial para um sistema composto de dois átomos em função da distância de 
separação entre eles. 
 Formação teórica de uma solda pela aproximação das superfícies das peças. 
Fatores que dificultam a soldagem de metais na temperatura ambiente 
 Representação esquemática de uma “superfície” metálica. 
Superfícies metálicas apresentam grande rugosidade. Ex.: Polimento cuidadoso  irregularidades  500 Å 
(  200 camadas atômicas) 
 Representação esquemática de uma superfície limpa. 
Tempo necessário para a formação de uma camada monomolecular de gás em uma superfície metálica 
em função da pressão do ar. 
Faixas de rugosidade média em função do tipo de acabamento superficial. 
Principais modos de superar estes obstáculos 
1o Modo: “Processos de soldagem por pressão ou soldagem no estado sólido” 
2o Modo: “Fusão localizada das peças” (Processos de soldagem por fusão) 
Soldagem por pressão ou deformação. 
 (a) Representação esquemática da soldagem por fusão; (b) Macrografia de uma junta soldada. 
Classificação e utilização de processos de soldagem. 
Classificação e utilização de processos de soldagem. 
Classificação e utilização de processos de soldagem. 
Processos de soldagem e afins, segundo a AWS. 
Aplicabilidade dos processos de soldagem. 
Aplicabilidade dos processos de soldagem 
(Processos industriais de soldagem). 
Processos de soldagem por fusão. 
PROCESSOS DE SOLDAGEM 
 
1) Por PRESSÃO : fricção (atrito), ultra-som, forjamento, por resistência elétrica, por difusão, por 
explosão, etc. (aplicações restritas). 
 2) Por FUSÃO: brasagem, oxi-gás, eletrodo revestido, MIG/MAG, TIG, arco submerso, arame 
tubular, plasma, feixe de elétrons, laser, etc. 
E (W/m2) CONDIÇÕES DE SOLDAGEM 
1013 NÃO É POSSÍVEL SOLDAR Material vaporiza 
1012 
 
 4 
 4 
 4 
 3 
- Parte do calor: para vaporizar 
 
- Parte do calor: para fundir 1011 
1010 
 
 
Maior parte do calor é empregada para fundir 
o material 
109 2 3 
 2 
108 
107 
 1 
106 
105 
 
 
 
NÃO É POSSÍVEL SOLDAR 
 
 
 
 
Quantidade de material fundido é muito 
pequena 
104 
103 
102 
101 
100 
E – energia de soldagem ; 1 – Processos convencionais de soldagem ao arco elétrico; 2 – Processo de soldagem plasma; 
3 – Processo de soldagem laser; 4 – Processo de soldagem feixe de elétrons. 
SOLDAGEM 
ESTADO SÓLIDO - a frio: explosão, laminação e ultra-som 
 - a quente: laminação, fricção, forjamento, pressão e difusão 
FUSÃO 
- brasagem 
- resistência 
- oxi-gás 
- feixe de elétrons 
- laser 
- aluminotermia 
- eletro-escória 
- eletro-gás 
 - AO ARCO 
- proteção à gás 
- proteção por escória 
- sem proteção 
SOLDAGEM – FUSÃO – AO ARCO 
Eletrodo não-consumível: 
 - TIG 
 - Plasma 
Eletrodo consumível: 
- MIG 
- MAG 
- Eletrodo revestido 
- Arame tubular 
- Arco submerso 
Proteção à gás: 
Proteção por escória: 
Sem proteção: - Ao arco (arame nu) 
Processos de soldagem 
 
 
PROCESSO 
 
INTENSIDADE DA FONTE (W/m2) 
 
PERFIL DA ZF 
(corte transversal) 
 
Proteção por fluxo 
(SAW = AS) 
 
 
5 x 106 a 5 x 108 
 
Proteção por fluxo 
(GTAW = TIG) 
(GMAW = MIG/MAG) 
5 x 106 a 5 x 108 
 
 CC 
 
 CA 
 
 
Plasma 
(mesma fonte do TIG) 
5 x 106 a 5 x 1010 
 
Baixa corrente 
 
Alta corrente 
 
 
 
 
Feixe de elétrons 
1010 a 1012 
 
Feixe fora do foco 
 
 
Feixe em focoRelação esquemática entre intensidade da fonte e o formato do cordão. 
Processos de soldagem 
PROCESSO  
SMAW (Eletrodo revestido) 0,65 – 0,85 
 SAW (Arco submerso) 0,85 – 0,99 
GMAW (MIG/MAG) 0,65 – 0,85 
GTAW (TIG) – CC- 0,50 – 0,80 
GTAW (TIG) – CA 0,20 – 0,50 
OGW (Oxi-gás) 0,25 – 0,80 
EBW (Feixe de elétrons) 0,80 – 0,95 
LBW (Laser) 0,003 – 0,70 
POSIÇÕES DE SOLDAGEM 
POSIÇÕES DE SOLDAGEM 
FORMAS DE PENETRAÇÃO 
TIPOS DE JUNTAS 
PREPARAÇÕES E SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM 
Posição plana Posição horizontal 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
Posição vertical Posição sobre-cabeça 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Juntas - 
Tipos de juntas 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Juntas - 
Juntas de aresta 
Juntas de ângulo em quina 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Juntas - 
Juntas de ângulo em L 
Juntas de ângulo em T 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Juntas - 
Juntas de ângulo 
Juntas sobrepostas 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Chanfros (Grooves) - 
Tipos de juntas e exemplos de chanfros 
Elementos de um chanfro 
Encosto ou nariz (s) (nose, groove face): parte não chanfrada de um componente de 
uma junta. 
Garganta, folga ou fresta (f) (root opening): menor distância entre as peças a soldar. 
Ângulo de abertura da junta (α) (groove angle) e ângulo de chanfro (β) (bisel angle). 
Obs.: Os elementos de um chanfro são escolhidos de forma a permitir um fácil acesso 
até o fundo da junta, mas, idealmente, com a menor necessidade possível de 
metal de adição. 
Símbolos de Soldagem 
Símbolos de soldagem e alguns de seus componentes 
Símbolos de soldagem e alguns de seus componentes 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Simbologia - 
Localização dos elementos de um símbolo de soldagem. 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Simbologia - 
Símbolos complementares 
Símbolos de acabamento 
(suplementares) 
Símbolos de soldagem 
Símbolos de soldagem 
Símbolos de soldagem 
Símbolos de soldagem 
Simbologia para os diferentes tipos de chanfros 
Simbologia para os diferentes tipos de chanfros 
Simbologia para os diferentes tipos de chanfros 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Chanfros - 
Chanfro reto (sem chanfro) 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Chanfros - 
Chanfros ½ V e K 
Chanfros V e V duplo 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
- Chanfros - 
Chanfros J e J duplo 
Chanfros U e U duplo 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
Dimensão do cordão 
Dimensão do cordão 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
Medição da solda em ângulo com calibre. 
Medição da solda de topo com calibre. 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
Simbologia de Soldagem - Exemplos 
Preparações e Simbologia de Soldagem 
Algumas dimensões e regiões de soldas de topo e filete. 
Seção transversal de uma solda de topo por fusão (esquemática). 
Terminologias em Soldagem 
Características de uma solda (cordão) 
1 – Cordão sobre chapa / em chanfro 
2 – Cordão em filete 
Características de uma solda (cordão) 
Quando usar filete ou chanfro? 
O custo será responsável pela resposta. 
Terminologias em Soldagem 
Terminologias em Soldagem 
Raiz (root): região mais profunda do cordão de solda. Em uma junta chanfrada, 
corresponde à região do cordão junto da fresta e do encosto (nariz). Tende 
a ser a região em que a soldagem é mais difícil e, desta forma, mais 
propensa à formação de descontinuidades em uma solda. 
Passe (pass): depósito de material obtido pela progressão sucessiva de uma só poça 
de fusão. Uma solda pode ser feita em um único ou em vários passes. 
Reforço (reinforcement): altura máxima alcançada pelo excesso de material de adição, 
medida a partir da superfície do material de base. 
Margem (toe): linha de encontro entre a face da solda e a superfície do metal de base. 
Camada (layer): conjunto de passes localizados em uma mesma altura no chanfro. 
Modos de Operação 
Os símbolos básicos de soldagem transmitem as informações 
elementares do processo. Segundo a AWS, as partes sempre 
presentes na representação simbólica da soldagem são a linha de 
referência e a linha de seta. 
A linha de referência é um traço horizontal que serve de suporte 
para as informações a respeito da soldagem. Conforme sua 
localização, acima ou abaixo da linha da referência, os símbolos 
utilizados indicam ações diferentes. 
Um símbolo colocado abaixo da linha de referência determina que o 
procedimento de soldagem deve ser feito no lado indicado pela linha 
de seta; se o símbolo estiver acima da linha, a soldagem deverá ser 
feita no lado oposto da linha de seta. 
 
A linha de seta parte de uma das extremidades da linha de 
referência e indica a região a ser soldada; o local exato da 
soldagem é especificado pelo posicionamento do símbolo, acima 
ou abaixo da linha de referência. A linha da seta pode ser colocada 
tanto na extremidade esquerda quanto na direita da linha de 
referência; cabe ao desenhista do projeto decidir a localização 
adequada, de acordo com o espaço e a estética do desenho. 
 
A linha de seta pode ser contínua ou quebrada, esta também 
chamada zigue-zague. A linha de seta contínua indica que qualquer 
um dos lados da junta pode apresentar chanfro. A linha de seta 
quebrada ou zigue-zague indica o lado da junta que deverá ser 
chanfrado.