Metalurgia da Soldagem

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Metalurgia da Soldagem
METALURGIA DA 
SOLDAGEM
UFCA – Universidade Federal do Cariri – Campus Juazeiro do Norte
SOLDAGEM
Prof Carlos Marley
Metalurgia da Soldagem
Metalurgia da Soldagem
• Soldagem gera mudanças bruscas de
temperatura;
• Mudanças estruturais e de propriedades;
• Controle da operação de soldagem;
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• Controle da operação de soldagem;
• Melhorar a soldabilidade;
Metalurgia da Soldagem
Metalurgia da Soldagem
• Metalurgia da soldagem :
• Estuda o efeito da operação de soldagem
sobre a estrutura e as propriedades;
• Obter informações que auxiliem no
desenvolvimento de materiais menos sensiveis
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desenvolvimento de materiais menos sensiveis
a operação;
• Determinar parâmetros operacionais de maior
influência na estrutura e propriedades do
material.
Metalurgia da SoldagemSoldagem
• Processo de unir peças metálicas, colocando-as
em contato e aquecendo as superfícies levando
a um estado de fusão ou plasticidade;
• Solda significa o resultado da operação.
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• Solda significa o resultado da operação.
• Ocorre difusão na zona soldada, resultando na
junta.
Metalurgia da SoldagemSoldagem
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Metalurgia da SoldagemSoldagem
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Metalurgia da SoldagemSoldagem
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Metalurgia da SoldagemSoldagem
• Processos de soldagem:
• Por pressão:
• Por forjamento
• Ultrassom
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• Ultrassom
• Fricção
• Difusão
• Explosão
Metalurgia da SoldagemSoldagem
• Processos de soldagem:
• Por fusão:
• MIG/MAG
• Plasma
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• Plasma
• Arco submerso
• TIG
• Laser
• Feixe de eletrons
Etc….
Metalurgia da SoldagemSoldagem
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Metalurgia da SoldagemSoldagem
• Nomenclatura
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• Juntas: Região entre 2 ou mais peças que serão unidas
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• Juntas podem ter penetração total ou parcial
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• Juntas podem ter penetração total ou parcial
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• Chanfro: Corte efetuado na junta para
facilitar/possibilitar uma solda com a penetração
desejada.
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• Chanfro:
• Processo de soldagem
• Espessura da peça
• Dimensões
• Facilidade de locomoção
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• Facilidade de locomoção
• Acessibilidade da junta
• Custo de preparação do chanfro
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• Exemplo de tipo de junta com chanfro:
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• Dimensões e regiões de soldas de topo e filete
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• Seção transversal de uma solda de topo por fusão:
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• Elementos do cordão de solda
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• Posições de soldagem: Posição da peça e do eixo
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• Simbologia: Série de símbolos, sinais, e números
dispostos de forma específica e que fornecem
informações sobre a solda e/ou operação de soldagem.
• Linha horizontal de referência
• Seta
Soldagem
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• Seta
• Símbolo básico da solda
• Dimensões e outros dados
• Cauda (processo e outras referências)
• Símbolos suplementares
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• Simbologia:
Soldagem
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• Simbologia:
Soldagem
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• Simbologia:
Soldagem
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• Simbologia:
• Suplementares:
Soldagem
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• Acabamento:
• Rebarbamento – C
• Esmerilhamento – G
• Martelamento – H
• Usinagem – M
• Laminação - R
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• Simbologia:
Soldagem
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• Simbologia:
Soldagem
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• Simbologia:
Soldagem
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• Simbologia:
Soldagem
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Processos de Soldagem por Fusão
• O arco elétrico:
• Descarga elétrica, sustentada através de um
gás ionizado, a alta temperatura.
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Processos de Soldagem por Fusão
• O arco elétrico:
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Processos de Soldagem por Fusão
• Fontes de energia para soldagem:
• Produzir saídas de tensão e corrente com
características adequadas;
• Permitir ajustes de corrente e tensão para
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• Permitir ajustes de corrente e tensão para
aplicações específicas;
• Controlar durante o processo variações de
tensão e corrente de acordo com o processo;
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Processos de Soldagem por Fusão
• Fontes de energia para soldagem:
• Características estáticas:
• Valores médios e corrente e tensão de
saída da fonte como resultado da
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saída da fonte como resultado da
aplicação de uma carga resistiva.
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Processos de Soldagem por Fusão
• Fontes de energia para soldagem:
• Características dinâmicas:
• Variações transientes de V e I em
resposta a mudanças durante a soldagem;
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resposta a mudanças durante a soldagem;
• Abertura do arco;
• Mudanças de comprimento de arco;
• Transferência metálica;
• Corrente alternada
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Processos de Soldagem por Fusão
• Fontes de energia para soldagem:
• Características estáticas:
• Corrente constante
• Tensão constante
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Processos de Soldagem por Fusão
• Soldagem a arco:
• Maior utilização industrial;
• Fonte de calor localizada para a fusão;
• Descarga elétrica em um meio gasoso,
parcialmente ionizado;
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parcialmente ionizado;
• Quantidade de calor fornecidoa junta
depende da corrente e tensão fornecidas ao
arco.
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Processos de Soldagem por Fusão
• Soldagem a arco:
• Corrente
• Pode variar de menos de 1A
(microplasma) até 1000 a 2000A (arco
submerso);
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submerso);
• Pode afetar:
• Penetração;
• Velocidade de fusão do eletrodo(taxa
de deposição);
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Processos de Soldagem por Fusão
• Soldagem a arco:
• Tensão
• Pode variar de menos de 10V até 100V a
(plasma);
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(plasma);
• Pode afetar:
• Comprimento do arco;
• Largura do cordão.
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Processos de Soldagem por Fusão
• Soldagem a arco:
• Velocidade de soldagem
• Controla a quantidade de calor fornecido
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• Controla a quantidade de calor fornecido
ao longo da junta
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Processos de Soldagem por Fusão
• Fontes de energia para soldagem:
• Transformadores;
• Transformadores retificadores;
• Geradores;
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem por Eletrodo Revestido
• (Shielded Metal Arc Welding - SMAW)
• Coalescência dos metais é obtida pelo
aquecimento gerado por um arco entre metal
de base e eletrodo especial revestido;
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• Eletrodos:
• Comprimento entre 250 e 500 mm;
• Diâmetro entre 2 e 8 mm;
Soldagem por Eletrodo Revestido
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Metalurgia da Soldagem
• Revestimentos:
• Gera escória e gases que protegem da
atmosfera a região soldada (dextrina,
carbonatos e celulose);
• Composto por elementos de liga e
desoxidantes (ferro-silicio , ferro-manganês);
Soldagem por Eletrodo Revestido
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desoxidantes (ferro-silicio , ferro-manganês);
• Materiais fundentes (oxido de ferro , oxido de
manganês)
Metalurgia da Soldagem
• Outras funções do revestimento:
• Reduzir velocidade de solidificação (escória);
• Facilitar abertura do arco e estabilização;
• Introduzir elementos de ligas e desoxidar o
metal;
Soldagem por Eletrodo Revestido
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metal;
• Guiar as gotas em fusão em direção a poça
de fusão
Metalurgia da Soldagem
Soldagem por Eletrodo Revestido
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Metalurgia da Soldagem
• Tipos de Eletrodos:
• Eletrodo Celulósico:
• Elevada quantidade de material orgânico;
• Gera grande quantidade de escória, densa
e de fácil remoção;
Soldagem por Eletrodo Revestido
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e de fácil remoção;
• Cordão de bom aspecto visual e baixa
penetração;
• Não ideal para peças contaminadas de
óleo;
Metalurgia da Soldagem
• Tipos de Eletrodos:
• Eletrodo Rutílico:
• Altas quantidades de rutilo (TiO2);
• Gera pequana quantidade de escória;
• Arco violento;
Soldagem por Eletrodo Revestido
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• Arco violento;
• Grandes penetrações;
• Adequado para soldagem fora da posição
plana.
Metalurgia da Soldagem
• Tipos de Eletrodos:
• Eletrodo básico:
• Quantidades apreciáveis de carbonatos e
fluita;
• Gera CO2 que protégé o metal líquido;
Soldagem por Eletrodo Revestido
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• Gera CO2 que protégé o metal líquido;
• Escória básica que dessulfura a poça;
• Média penetração e boa tenacidade;
• Altamente hidroscópico;
• Utilizado em soldagens de alta
responsabilidade.
Metalurgia da Soldagem
• Especificação dos Eletrodos:
• Ampla utilização da AWS: Se baseia nas propriedades
mecânicas do metal depositado, tipo de revestimento do
eletrodo e suas características operacionais.
Soldagem por Eletrodo Revestido
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• Especificação dos Eletrodos:
Soldagem por Eletrodo Revestido
3°Dígito�
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Soldagem TIG (Tungsten Inert Gas)
• (Gas Tungsten Arc Welding - GTAW)
• Coalescência dos metais é obtida pelo
aquecimento gerado por um eletrodo não
consumível de tungstênio e a peça;
• Proteção do eletrodo e da zona da solda é feita
por um gás inerte (Ar, He)
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem TIG (Tungsten Inert Gas)
• Permite um alto controle das condições de
operação
• Executa soldas de alta qualidade e excelente
acabamento em juntas de pequena espessura;
• Mais utilizado em aços ligados, inoxidáveis e
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• Mais utilizado em aços ligados, inoxidáveis e
não ferrosos;
• Utilzado para passes de raiz
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Soldagem TIG (Tungsten Inert Gas)
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Soldagem MIG/MAG
• (Gas Metal Arc Welding - GMAW)
• Produz a união pelo seu aquecimento com um
arco elétrico entre um eletrodo metálico
consumível e o metal de base;
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consumível e o metal de base;
• MIG (Ar/He)� Metais e ligas não ferrosos
• MAG (CO2/O2/Ar ou CO2) � Aços ligados ou
aços caborno
Metalurgia da Soldagem
Soldagem MIG/MAG
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem MIG/MAG
• Características do processo:
• Semi-automático ou automático;
• Arame contínuo;
• Equipamento com tensão constante regulável
entre 15 e 20V;
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entre 15 e 20V;
• Velocidade de alimentação entre 1 e
20m/min;
• Maioria das aplicações com CC+, CA em
condições específicas;
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Soldagem MIG/MAG
• Equipamento
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem MIG/MAG
• Forma de transferência metálica afeta
características do processo:
• Estabilidade do arco
• Quantidade de gases absorvido
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• Quantidade de gases absorvido
• Posição de soldagem
• Nível de respingos
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Soldagem MIG/MAG
• Processo permite alto controle da forma de
transferência metálica:
• Spray ou aerosol;
• Globular;
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• Globular;
• Curto-circuito;
• Pulsada – controlada.
Metalurgia da Soldagem
Soldagem MIG/MAG
• Transferência por spray:
• Finas gotas sob a ação de forças magnéticas
do arco.
• Misturas ricas em Ar e altas correntes.
• Estável e livre de respingos;
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• Estável e livre de respingos;
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Soldagem MIG/MAG
• Transferência por spray:
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem MIG/MAG
• Transferência Globular:
• Metal de adição se destaca do eletrodo par
ação da gravidade;
• Ricas em Ar � Corrente baixa e tensão
elevada;
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elevada;
• CO2 � Tensões elevadas e ampla faixa de
corrente;
• Elevado nível de respingo.
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Soldagem MIG/MAG
• Transferência Globular:
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Soldagem MIG/MAG
• Transferência por curto circuito:
• Eletrodo toca a poça de fusão
periodicamente;
• Ação da tensão superficial e forças
eletromagnéticas;
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eletromagnéticas;
• Pequenas correntes e independência da
ação da gravidade;
• Fora da posição plana com proteção por
CO2;
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Soldagem MIG/MAG
• Transferência por curto circuito:
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem MIG/MAG
• Transferência por arco pulsado:
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Soldagem MIG/MAG
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem com Arame Tubular
• Flux Cored Arc Welding – FCAW
• União dos metais pelo aquecimento destes
por um arco entre um eletrodo tubular
contínuo e a peça;
• Fluxo interno;
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• Fluxo interno;
Metalurgia da Soldagem
Soldagem com Arame Tubular
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem ao Arco Submerso
• Submerged Arc Welding, SAW
• União dos metais pelo aquecimento destes por
um arco entre um eletrodo metálico contínuo e a
peça;
• Fluxo granular.
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• Fluxo granular.
• Estruturas de aço, tubulações e revestimentos.
• Elevadas correntes e altas deposições;
• Posição plana ou horizontal
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Soldagem ao Arco Submerso
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem ao Arco Submerso
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V cte
Metalurgia da Soldagem
Soldagem ao Arco Submerso
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem a Plasma
• PAW - Plasma Arc Welding
• Arco opera em condições especial, permitindo
fonte estável de calor com:
• Concentração de energia
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• Concentração de energia
• Estabilidade
• Capacidade de penetração
Metalurgia da Soldagem
Soldagem a Plasma
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem a Plasma
• Tipos de arco:
-Transferido 
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-Não transferido
Metalurgia da Soldagem
Soldagem a Plasma
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem de Pinos
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem por Eletroescória
• Eletroslag Welding, ESW
• Corrente passa através de uma escória
condutora fundida;
• Um único passe de soldagem;
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• Um único passe de soldagem;
• Posição vertical ascendente;
• Metal e escória fundidos são mantidos nas
posições através de sapatas.
Metalurgia da Soldagem
Soldagem por Eletroescória
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Metalurgia da Soldagem
Soldagem por Eletroescória
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Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
• Soldagem por resistência. Resistance
Welding, RW
• Calor obtido pela resistência a passagem de
corrente elétrica;
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corrente elétrica;
Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
Ponto Costura
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Topo
Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
Soldagem por centelhamento
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Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
Soldagem por Fricção
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Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
Soldagem por Fricção
UFCA – Universidade Federal do Cariri – Campus Juazeiro do Norte
Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
Soldagem por Explosão
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Metalurgia da Soldagem
Processos de Soldagem por Deformação
Soldagem por Explosão
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