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Gabarito Lista 2 (questões discursivas) 1) a) Eletrodo revestido Vantagens Limitações Processo versátil – podem-se soldar diferentes materiais trocando somente o eletrodo; Permite trabalho em campo; Permite soldagem em lugares de difícil acesso; Equipamento simples; Barato. Não solda metais de baixo ponto de fusão; Não solda metais refratários ou muito reativos com O2 e N2; Difícil mecanização; Baixa produção. MIG/MAG Vantagens Limitações Taxa de deposição elevada; Poucas operações de acabamento; Solda com baixo teor de hidrogênio; Facilidade de execução da soldagem. Velocidade de resfriamento elevada com possibilidade de trincas; Dificuldade na soldagem em locais de difícil acesso. TIG Vantagens Limitações Produz soldas de alta qualidade; Solda a maioria dos metais e ligas; Poça de fusão calma; Fonte de calor concentrada, diminuindo a ZAC e distorções; Processo de fácil aprendizagem. Processo com baixa taxa de deposição; Impossibilidade de soldagem em locais com corrente de ar; Possibilidade de inclusão de tungstênio na solda; Emissão intensa de radiação ultravioleta. b) Eletrodo revestido Materiais soldáveis Aplicações Aço ao carbono. Aço baixa, média e alta liga. Ferro fundido. Níquel. A variedade de procedimentos aplicáveis é ampla, indo desde os mais simples serviços de ponteamento até o mais rígido controle na fabricação de vasos nucleares. MIG/MAG Materiais soldáveis Aplicações O processo MAG é utilizado apenas na soldagem de materiais ferrosos; A soldagem MIG/MAG é amplamente utilizada na indústria automobilística, particularmente Gabarito Lista 2 (questões discursivas) A soldagem MIG pode ser utilizada tanto na soldagem de ferrosos quanto de não ferrosos, como alumínio, cobre, magnésio, níquel e suas ligas. com a utilização de robôs, na indústria ferroviária, na fabricação de equipamentos e bens de médio e grande porte, como pontes rolantes, vigas, escavadeiras, tratores, etc. TIG Materiais soldáveis Aplicações É usado principalmente na soldagem de metais não ferrosos e aços inoxidáveis. Costura e união de topo de tubos de aço inoxidável, soldagem de alumínio, magnésio e titânio, particularmente de peças leves ou de precisão, como as usadas na indústria aeroespacial, e passe de raiz em tubulações de aço carbono e outros materiais. c) Posições de Soldagem Eletrodo revestido MIG/MAG TIG Possível soldar em todas as posições. Possível soldar em todas as posições. Possível soldar em todas as posições. d) Influência da polaridade O tipo de corrente e sua polaridade afetam a forma e as dimensões da poça de fusão, a estabilidade do arco e a transferência de metal de adição. De uma maneira geral, a polaridade reversa (CC+) produz maior penetração, e a polaridade direta (CC-) produz maior taxa de fusão do eletrodo. Com corrente alternada estes valores são intermediários. (a) CC+ (b) CC- e (c) CA 2) Devem-se levar em consideração na escolha do eletrodo o material a ser soldado (a especificação do eletrodo é diferente dependendo do limite de resistência à tração especifico do material), a posição a ser soldado, o tipo de corrente, e a polaridade da corrente (estes três últimos influenciam no tipo de revestimento do eletrodo). Gabarito Lista 2 (questões discursivas) 3) A composição do revestimento do eletrodo determina as características operacionais dos eletrodos e pode influenciar a composição química e as propriedades mecânicas da solda a ser efetuada. Além disso o revestimento serve para: Realizar ou possibilitar reações de refino metalúrgico, tais como desoxidação, dessulfuração, etc; Formar uma camada de escória e controlar suas propriedades físicas e químicas; Facilitar a soldagem nas diversas posições; Dissolver óxidos e contaminantes na superfície da junta; Reduzir o nível de respingos e fumos; Diminuir a velocidade de resfriamento da solda; Possibilitar o uso de diferentes tipos de corrente e polaridade; e Aumentar a taxa de deposição (quantidade de metal depositado por unidade de tempo). 4) Revestimento rutílico: contém quantidade significativa de rutilo (TiO2) e produz uma escória abundante, densa e de fácil destacabilidade. São eletrodos de fácil manipulação, podem ser usados tanto em CC quanto em CA, em qualquer posição. Produzem um cordão de bom aspecto, com média ou baixa penetração. A sua resistência à fissuração a quente é relativamente baixa. Eletrodos com este tipo de revestimento têm grande versatilidade e são de uso geral. Revestimento ácido: constituído principalmente de óxido de ferro, manganês e sílica. Produz escória ácida abundante e porosa, de fácil remoção. O eletrodo pode ser usado com CC ou CA, a penetração é média e sua taxa de fusão é elevada, levando a uma poça de fusão volumosa, o que limita a sua aplicação às posições plana e horizontal. As propriedades da solda são consideradas boas para diversas aplicações, mas sua resistência a formação de trincas de solidificação é baixa. A aparência do cordão é muito boa. Revestimento básico: contém quantidade apreciável de carbonato de cálcio e fluorita, capaz de gerar uma escória básica que, juntamente com o dióxido de carbono gerado pela decomposição do carbonato, protege a solda do contato com a atmosfera. Esta escória exerce uma ação metalúrgica benéfica sobre a solda, dessulfurando-a e reduzindo o risco de formação de trincas de solidificação. Não possui substâncias orgânicas em sua formulação e, se armazenado e manuseado corretamente, produz soldas com baixo teor de hidrogênio o que diminui o risco de fissuração e de fragilização induzidas por este elemento. A penetração é média, e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas, particularmente quanto à tenacidade. Este tipo de revestimento é indicado para aplicações de alta responsabilidade, para soldagem de grandes espessuras e para estruturas de alta rigidez. É também o mais usado na soldagem de aços de composição química desconhecida ou de pior soldabilidade, como os aços com alto teor de carbono e/ou enxofre. Revestimentos básicos são altamente higroscópicos, e os eletrodos deste tipo requerem cuidados especiais de armazenagem e secagem. Gabarito Lista 2 (questões discursivas) Revestimento celulósico: possui uma elevada quantidade de material orgânico (por exemplo, celulose), cuja decomposição no arco gera grande quantidade de gases que protegem o metal líquido. A quantidade de escória produzida e pequena, o arco é muito violento, causando grande volume de respingos e alta penetração, quando comparados a outros tipos de revestimentos o aspecto do cordão não é bom, apresentando escamas irregulares. As características mecânicas de solda são consideradas boas, exceto a possibilidade de fragilização pelo hidrogênio. São eletrodos particularmente recomendados para soldagem fora da posição plana, tendo grande aplicação na soldagem circunferencial de tubulações e na execução de passe de raiz em geral. Devido à sua elevada penetração e grande perda por respingos, não é adequado para o enchimento de chanfros. 5) Utiliza-se uma fonte do tipo tensão constante e um alimentador de arame com velocidade de alimentação constante. Este tipo de equipamento tende a manter o comprimento do arco estável. Pode-se observar que variações no comprimento do arco, que são sempre acompanhadas de variações na tensão deste, tendem a causar grandes variações na corrente de soldagem de forma que, se em um dado instante o arco se tornar maior que o valor do equilíbrio, a corrente de soldagem será reduzida, de modo que a velocidade de consumo cai, e o comprimento do arco tende a voltar ao valor original. Um raciocínio similar e usado quando o comprimento do arco diminui momentaneamente. Os alimentadores de arame normalmente são acionados por um motor de corrente contínua e fornecem arame a uma velocidade constante, ajustável numaampla faixa. Não existe qualquer dependência entre o alimentador e a fonte de energia, entretanto, ajustando-se a velocidade de alimentação de arame, ajusta-se a corrente de soldagem, fornecida pela máquina, devido às características da fonte e do processo. O arame é passado entre um conjunto de roletes, chamados de roletes de alimentação, que podem estar próximos ou longe da tocha de soldagem, e, dependendo da distância entre o carretel de arame e a tocha de soldagem, um ou outro tipo de alimentador apresenta melhores resultados. 6) Os gases utilizados na soldagem MIG/MAG podem ser inertes ou ativos ou, ainda, misturas destes, os mais utilizados são Argônio (Ar), Hélio (He), Dióxido de carbono (CO2), Oxigênio (O2), dentre estes, o que permite a maior penetração é o CO2. O tipo de gás influencia as características do arco e a transferência de metal, a penetração, a largura e o formato do cordão de solda, a velocidade máxima de soldagem, a tendência ao aparecimento de mordeduras e o custo da operação. 7) A soldagem a arco com arame tubular (Flux-Cored Arc Welding - FCAW) é um processo que produz a coalescência de metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo tubular, contínuo, consumível e a peça de trabalho. A proteção do arco e do cordão de solda é feita por um fluxo de soldagem contido dentro do eletrodo, que pode ser suplementada por um fluxo de gás fornecido por uma fonte externa. Além da proteção, os fluxos podem ter outras funções, semelhantes às dos Gabarito Lista 2 (questões discursivas) revestimentos de eletrodos, como desoxidar e refinar o metal de solda, adicionar elementos de liga, estabilizar o arco, etc. A soldagem com arames tubulares é normalmente um processo semiautomático e muito semelhante ao processo MIG/MAG, no que diz respeito a equipamentos e princípios de funcionamento. Por outro lado, o processo também tem suas semelhanças com a soldagem com eletrodos revestidos, do ponto de vista metalúrgico. Assim, a soldagem com arames tubulares é um processo que acumula as principais vantagens da soldagem MIG/MAG, como alto fator de trabalho do soldador, alta taxa de deposição e alto rendimento, que resultam em grande produtividade e as vantagens da soldagem com eletrodos revestidos como a alta versatilidade, possibilidade de ajustes de composição química do metal de solda e facilidade de operação em campo. Na verdade, o processo arame tubular apresenta características em termos de flexibilidade e produtividade bastante superiores às da soldagem com eletrodos revestidos e MIG/MAG. A soldagem com arames tubulares tem sido usada nas indústrias naval e nuclear, na construção de plataformas marítimas para exploração de petróleo e na fabricação de componentes e estruturas de aços carbono, de baixa liga e de aços inoxidáveis, com vantagens em relação à soldagem com arames sólidos e com eletrodos revestidos. 8) Tipo de transferência Características Curto circuito Baixos valores de tensão e corrente; Indicado para soldagem fora de posição; União de peças de baixa espessura; Arco instável. Globular Valores intermediários de tensão e corrente; Arco mais estável, porém, a transferência é mais “caótica”, gerando maior nível de respingos; Restrita a posição plana; O diâmetro médio da gota varia com a corrente, tendendo a diminuir com o aumento dessa. Spray Correntes de soldagem mais altas; Arco estável e pouco respingo; Soldável em qualquer posição, porém, com controle da poça de fusão mais difícil do que em posição plana; Restrição para chapas finas, já que a energia de soldagem é elevada. Pulsada A estabilidade de transferência do metal depende fortemente do valor da corrente de pulso e sua duração; Gabarito Lista 2 (questões discursivas) É um tipo de transferência aproximadamente globular, porém mais estável e uniforme; É conseguida pela pulsação da corrente em dois patamares, um inferior a corrente de transição e outro superior a esta. 9) Aumentando-se a intensidade de corrente e mantendo-se constantes as outras variáveis, o cordão de solda apresenta aumento de penetração e de largura. A tensão do arco depende do comprimento do arco e também do tipo e do diâmetro do eletrodo, do gás de proteção e do modo de transferência. Se todas essas variáveis se mantiverem constantes, o aumento da tensão do arco provoca maior largura e menor altura do cordão, melhor molhagem, ou distribuição do metal depositado, e redução da penetração. Tensões excessivas do arco provocam porosidade, salpicos e mordeduras; por outro lado, tensões mínimas resultam em porosidade e cordões muito convexos. A velocidade de soldagem está diretamente ligada à quantidade de energia cedida à peça; quanto maior a velocidade, menor a quantidade de calor cedida por unidade de área. Velocidades muito baixas, além de elevar o custo da operação, podem causar alterações metalúrgicas na estrutura do material devido à concentração térmica. Por outro lado, velocidades excessivas provocam menor penetração e menor largura do cordão, possíveis mordeduras e falta de fusão, além de falta de penetração. O diâmetro do eletrodo influencia diretamente o cordão de solda e está relacionado com a intensidade de corrente. Assim, um eletrodo com pequeno diâmetro requer intensidade de corrente também pequena; já um eletrodo de diâmetro maior necessita de corrente de maior intensidade para um mesmo modo de transferência. 10) A capacidade de condução do eletrodo varia com a composição química, com o diâmetro do eletrodo e com o tipo de corrente de soldagem a ser usada. Mudando a composição química do eletrodo podem ser utilizadas diferentes faixas de corrente e diferentes tipos de corrente. 11) Os eletrodos de tungstênio devem ser apontados sempre que forem desgastados, pois o apontamento é essencial para um bom fluxo de elétrons, este apontamento pode ser através de processos mecânicos como esmerilhamento e processos químicos. A escolha da geometria da ponta do eletrodo depende do tipo de corrente utilizada, sendo esta arredondada na utilização de corrente alternada e cônica na utilização de corrente continua. Referências bibliográficas: <http://www.infosolda.com.br/biblioteca-digital/livros-senai/processos/174-processo- mig-mag-parametros-desoldagem.html> Gabarito Lista 2 (questões discursivas) MARQUES, P.V. Soldagem: fundamentos e tecnologia / Paulo Villani Marques, Paulo José Modenesi, Alexandre Queiroz – 3ª edição atualizada. Belo Horizonte: Editora UFMG, 2009. WAINER, E., BRANDI, S.D., HOMEM DE MELLO, F. D.Soldagem: processos e metalurgia. 7. Ed. São Paulo: Edgard Blucher, 2010.
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