aula 2 - soldagem oxiacetileno e a arco

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Disciplina: 
Soldagem 
Soldagem 
Profª: Émillyn Ferreira Trevisani Olivio 
Soldagem 
 Os processos de soldagem envolvem um 
conjunto de operações que visam a união de duas 
partes metálicas, de forma que a junta mantenha a 
continuidade das propriedades mecânicas, físicas e 
químicas 
Soldagem 
Requisitos do Processo 
 
 Os processos de soldagem devem, na medida do 
possível, atender aos seguintes requisitos: 
 
 
• Gerar energia suficiente para a união dos materiais; 
 
• Remover as contaminações das superfícies a serem unidas; 
 
• Evitar a contaminação da região da solda pela atmosfera; 
 
• Controlar os aspectos metalúrgicos da solda. 
Soldagem 
Conceitos 
 
· Metal de base: metal que constitui as partes a serem unidas. 
· Metal de adição: metal adicionado ao metal de base para consolidar a 
junta soldada (nem sempre é necessário). 
· Passe: resultado de uma translação ao longo da junta (o primeiro 
passe no fundo da junta é chamado de “raiz”). 
· Camada: conjunto de um ou mais passes realizados lado a lado à mesma 
profundidade. 
· Cordão: resultado final da soldagem, constituído por um ou mais passes 
Soldagem 
Conceitos 
 
Penetração: profundidade atingida pelas fusão do metal de base quando 
este é submetido a um processo de soldagem. Depende do processo 
e dos parâmetros de execução 
Diluição: relação entre a quantidade de metal de base fundido e o volume 
total da poça de fusão 
Soldagem 
Metalurgia da Solda 
 
 Nos processos de soldagem que envolvem a fusão 
dos materiais, a soldabilidade está diretamente relacionada à 
capacidade dos metais de formarem soluções sólidas entre si 
– quanto maior esta capacidade, maior a soldabilidade entre 
os metais. 
 
 Nos processos de soldagem por fusão, a difusão de 
calor no metal de base faz com que se acumule neste um 
gradiente térmico, o qual é influenciado pela temperatura da 
poça de fusão e pela velocidade de avanço 
Soldagem 
 As regiões afetadas por este gradiente térmico são 
chamadas de ZTA’s – Zonas Termicamente Afetadas – onde 
os rápidos aquecimento e resfriamento durante o processo 
de soldagem afetam a estrutura do metal de base sem a 
alteração de sua composição química. 
Soldagem 
Soldagem 
Soldagem 
Soldagem 
Soldagem 
Disciplina: 
Soldagem 
 
Processos de união por soldagem usando 
 oxi-acetileno. 
Prof.ª Émillyn Ferreira Trevisani Olivio 
Introdução 
 A soldagem a gás oxi-combustível (Oxy-Fuel Gas 
Welding – OFW) ou simplesmente soldagem a gás é um 
processo no qual a coalescência ou união dos metais é obtida 
pelo aquecimento destes até a fusão com uma chama de um 
gás combustível e oxigênio. O metal de adição, se usado, 
também é fundido durante a operação. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Equipamentos 
 O equipamento para a soldagem oxiacetilênica 
compreende basicamente cilindros de oxigênio e acetileno, 
reguladores de pressão, mangueiras, maçarico, acendedor 
de chama, ferramentas e equipamentos diversos de 
segurança (óculos, luvas, válvulas contra retorno de gases, 
etc.) 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Equipamentos 
Gases 
 Gases comerciais têm uma propriedade em comum, ou 
seja, requerem sempre oxigênio para sustentar a combustão. 
Um gás, para ser conveniente às operações de soldagem, deve 
apresentar as seguintes propriedades quando queimado: 
 
• Alta temperatura de chama. 
• Alta taxa de propagação de chama. 
• Conteúdo de calor suficiente. 
• Mínimo de reação química da chama com os metais base 
e de enchimento. 
 
Dentre os gases comercialmente disponíveis, o acetileno é o 
que mais se aproxima destes requisitos. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
 Características dos gases combustíveis comuns 
 
 
 
 
 
 
 
 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Válvulas 
 Válvulas para cilindros de 
oxigênio são feitas de latão que não é 
corroída quando exposta ao oxigênio. 
Reguladores de pressão do oxigênio são 
conectados as válvulas do cilindros. 
Válvulas ajustadoras no cilindro de 
oxigênio devem ser mantidas limpas e 
livres de óleo ou graxa. Estas válvulas 
podem ser usadas em cilindros 
contendo nitrogênio, argônio, ar 
comprimido e dióxido de carbono. 
 
 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Válvulas 
 
 
 Válvulas para cilindros de 
acetileno são feitas de aço porque ligas 
contendo mais de 70 % de cobre quando 
expostas ao acetileno por longo tempo 
reage com ele para forma acetileno de 
cobre e formando dentro um gel que pode 
dissociar violentamente ou explodir até 
quando for apenas ligeiramente lacrado 
ou tapado. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Reguladores de pressão 
 Reguladores de pressão de gases são necessários para 
reduzir a pressão do gás em um cilindro ou controlar a pressão 
usada na tocha de solda. O princípio de construção de 
reguladores para diferentes gases é o mesmo, isto se deve 
sempre por causa da pressão que eles são submetidos para 
controlar diferentes soldagens de gás a gás ( por exemplo 150 
bar para oxigênio e 17 bar para o acetileno) além do mais eles 
são designados para manter respectivamente diferentes 
pressões. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Reguladores de pressão 
 
 
 Isto ocorre porque um regulador de gás é usado apenas 
para o gás para o qual ele é designado. Para evitar confusão e 
perigos, a conexão para gases combustíveis e tubos de 
oxigênio têm roscas diferentes e correspondentes ao filetes 
das válvulas, um tem rosca direita o outro com rosca esquerda. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Mangueiras 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
preta ou verde, capaz de 
conduzir os gases em linhas 
com altas pressões a uma 
temperatura moderada. 
Mangueiras de cor verdes são 
destinadas para o oxigênio e as 
conexões são feitas com 
nipples de rosca plana e a 
direita. 
 
 O acetileno e oxigênio são levados do cilindro para 
tocha de solda por meio de mangueiras feitas de borracha 
reforçada com as cores vermelha, 
Mangueiras 
 
 Mangueiras vermelhas 
são usadas para levar gás 
combustível com porca 
diferenciada com rosca a 
esquerda para conectar na 
saída do regulador de pressão 
e na conexão com a tocha. Na 
industria normalmente usa 
mangueiras pretas para 
transportar outro gás 
combustível. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Maçaricos 
 Um maçarico típico consiste de um punho, um misturador e 
um bico montado. Ele fornece um meio de controle independente do 
fluxo de cada gás, um método de conectar uma variedade de bicos 
ou outros aparatos a punhos convenientes e possibilita o controle 
dos movimentos da chama. 
 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Maçaricos 
 
 Os gases passam pelas válvulas de controle, através de 
passagens separadas no punho, vão para o dispositivo misturador 
onde o Oxigênio e o gás são misturados, e finalmente saem por um 
orifício pela extremidade do bico. O bico é apresentado como 
sendo um tubo simples, estreito na extremidade para produzir um 
cone de soldagem adequado. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Temperatura da chama 
 
 
Distribuição de temperatura na 
chama oxiacetilênica 
 
 
 
Distribuição de temperatura 
na chama oxiacetilênica 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Tipos de chamas 
 A chama oxiacetilênica é facilmente controlada por 
válvulas sobre o maçarico. Por uma leve mudança nas 
proporções de O2 e C2H2 escoando através do maçarico, as 
características da zona interna da chama e a ação resultante do 
cone interno sobre o metal fundido pode ser variada em uma 
larga faixa. Assim, ajustando as válvulas do maçarico, é possível 
produzir uma chama neutra, oxidante ou carburizante 
(redutora). 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Chama neutra 
 A chama neutra tem, aproximadamente, uma mesma 
proporçãovolume de acetileno para um volume de oxigênio. 
 Estruturalmente ela consiste de duas partes chamadas 
de cone interior e cobertura exterior. Ela apresenta um cone 
interior claro, bem definido e luminoso indicando que a 
combustão é completa. Esta chama faz um som característico 
(um assobio) e é o tipo de chama mais usado para soldar 
metais. Ela normalmente não afeta a composição química 
metal soldado e normalmente produz uma solda de boa 
aparência, tendo propriedades comparáveis ao metal base. É 
muito usada para soldar aços estruturais de baixo carbono e 
alumínio. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Chama oxidante 
 A chama oxidante apresenta um excesso de oxigênio. 
Ela consiste de um cone interior branco muito curto e uma 
cobertura exterior mais curta. Esta chama tem um som 
característico tipo um ronco ruidoso. A redução do cone 
interior é um sinal do excesso de oxigênio. Ela é a chama mais 
quente produzida por uma fonte de gás combustível e 
oxigênio. Tal chama pode oxidar o metal na poça de solda 
produzindo um cordão de solda com aparência suja. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Chama oxidante 
 A chama oxidante é usada para soldar ligas a base de 
cobre, ligas a base de zinco e alguns metais ferrosos como 
aço manganês e alguns ferros fundidos. Nestes metais, 
durante a soldagem a chama oxidante produz uma base de 
metal oxidado que protege a evaporação de elementos de 
liga. Por exemplo, na soldagem latão amarelo o zinco pode 
evaporar, contudo a formação de uma camada de óxido de 
cobre na poça de solda previne a perda do zinco por 
evaporação. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Chama redutora 
 Como uma chama redutora contém carbono não 
queimado, sua temperatura é mais baixa que numa chama 
neutra ou oxidante. Se este excesso de carbono encontra a 
poça de solda fundida, a mesma parece estar fervendo. Na 
solidificação o carbono terá atingido a superfície e o 
comprimento da solda ficando cheio de poros e o cordão de 
solda atinge uma dureza mais alta e torna-se extremamente 
frágil devido ao carbono excessivo adicionado a ele. Tal chama 
é recomendada para soldar aços de alto carbono e ferro 
fundido. 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Soldagem – Soldagem oxi-acetileno 
Disciplina: 
Soldagem 
Soldagem a arco elétrico 
Profª: Émillyn Ferreira Trevisani Olivio 
Tecnologia Mecânica - Processos de união por soldagem usando 
oxi-acetileno e arco elétrico. 
O arco elétrico 
 O arco elétrico é a fonte de 
calor mais utilizada na soldagem por 
fusão de materiais metálicos, pois 
apresenta uma combinação ótima 
de características, incluindo uma 
concentração adequada de energia 
de fusão localizada do metal de 
base, facilidade de controle, baixo 
custo relativo do equipamento, e um 
nível aceitável de risco à saúde dos 
operadores. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Soldagem a Arco Elétrico 
 
 Os processos de soldagem a arco elétrico se utilizam 
de um arco elétrico como fonte de calor, dentre os quais 
podem-se citar os seguintes: 
 
• Soldagem com eletrodo revestido; 
• Processo MIG/MAG; 
• Processo TIG; 
• Soldagem a arco submerso. 
Soldagem – Soldagem a arco 
O Arco Elétrico 
 
 O arco elétrico consiste de uma descarga elétrica 
mantida através de um gás ionizado. A ionização do gás é 
conseguida com seu aquecimento seguido de um 
bombardeio de elétrons. Para tal, aplica-se uma diferença de 
potencial elétrico (ddp) entre a peça e o eletrodo (tensão em 
vazio – VO). 
Quando o eletrodo toca a peça, 
a tensão cai até um valor VC 
(tensão de curto-circuito) e a 
corrente cresce a um valor 
próximo à corrente de curto-
circuito. A região de contato se 
aquece até a incandescência. 
Soldagem – Soldagem a arco 
 A tensão de soldagem pode ser em CC (corrente contínua), a qual 
propicia um arco mais estável, ou em CA (corrente alternada), a qual propicia 
um arco menos estável. 
 O arco é mantido pela ddp (tensão de soldagem) entre 
o eletrodo e a peça, a qual é fornecida pelo equipamento de 
soldagem. O comprimento e a área de contato do arco são 
diretamente proporcionais à tensão de soldagem 
e- 
íons+ 
O arco elétrico 
 Em soldagem, o arco, em 
geral, opera entre um eletrodo 
plano, ou aproximadamente plano 
(a peça), e outro que se localiza na 
extremidade de um cilindro (o 
arame, vareta ou eletrodo), cuja 
área é muito menor do que a do 
primeiro. Assim, a maioria dos arcos 
de soldagem têm um formato 
aproximadamente cônico ou “de 
sino”. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Soldagem – Soldagem a arco 
Tipos de Transferência Metálica 
 
 Transferência metálica é a forma como o metal de 
adição se transfere ao metal de base. Os tipos de 
transferências metálicas são: 
• Curto-circuito (short arc); 
• Globular; 
• Aerossol (spray). 
Soldagem – Soldagem a arco 
Curto-circuito (short arc) 
 
 Na transferência por curto-circuito a transferência 
ocorre quando um curto-circuito elétrico é estabelecido entre 
o metal fundido na ponta do arame e a poça de fusão. 
 
Soldagem – Soldagem a arco 
Curto-circuito (short arc) 
 
 Na soldagem com transferência por curto-circuito são 
utilizados arames com diâmetro na faixa de 0,8mm a 1,2mm, 
comprimentos de arco pequenos (baixas tensões) e correntes 
de soldagem baixas. 
 
 É obtida uma poça de fusão pequena, a qual 
solidifica-se rapidamente. 
 
 O metal de adição é transferido do eletrodo à poça de 
fusão apenas quando há contato entre os dois, ou seja, a 
cada curto-circuito, o que ocorre de 20 a 200 vezes por 
segundo. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Curto-circuito (short arc) 
 
As principais aplicações são: 
 
•Soldagem de materiais de pequena espessura em qualquer 
posição. 
 
•Soldagem de materiais de grande espessura nas 
posições vertical e sobrecabeça. 
 
•Enchimento de aberturas largas. 
 
•Soldagens com distorção mínima das peças. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Globular 
 
 A transferência globular ocorre quando se formam 
grandes gotas de metal fundido, as quais movem-se em 
direção à poça de fusão por influência da gravidade. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Globular 
 
 O diâmetro das gotas formadas é geralmente maior 
que o diâmetro do eletrodo. A ocorrência de respingos é alta, 
o que é indesejável. 
 
 Este tipo de transferência ocorre quando são 
utilizadas correntes e tensões de soldagem acima do valor 
mínimo recomendado para a transferência por curto-circuito. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Aerossol (spray) 
 
 Na transferência por aerossol, pequenas gotas de 
metal fundido são desprendidas da ponta do arame e 
projetadas através de forças eletromagnéticas em direção 
à poça de fusão. 
Soldagem – Soldagem a arco 
Aerossol (spray) 
 
 As gotas são muito pequenas, possibilitando boa 
estabilidade do arco e baixa ocorrência de respingos. Possibilita 
altas taxas de deposição do metal de solda, sendo geralmente 
empregada para a união de materiais com espessura igual ou 
maior que 2,4mm. 
 
 A transferência por aerossol geralmente fica restrita 
apenas à soldagem na posição plana devido à grande poça de 
fusão formada. 
 
 Aços ao carbono podem ser soldados fora de posição 
usando essa técnica com uma poça de fusão pequena, 
utilizando-se de arames com diâmetro de 0,89 mm ou 1,10 mm. 
Fontes de energia para soldagem a arco 
 A soldagem a arco utiliza uma fonte de energia projetada 
especificamente para esta aplicação e capaz de fornecer tensão 
e corrente, em geral, na faixa de 10 a 40V e 10 a 1200ª, 
respectivamente. Nas últimas três décadas, graças aos avanços 
dos sistemas eletrônicos, ocorreu um grande desenvolvimento 
das fontes empregadas em soldagem a arco elétrico. 
Soldagem – Soldagem a arco