Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Carlos Alexandre Wurzel Soldagem de arco submerso Método de soldagem no qual o calor requerido para fundir o metal é gerado por um arco formado pela corrente elétrica passando entre o arame de soldagem e a peça de trabalho. • A ponta do arame de soldagem, o arco elétrico e a peça de trabalho são cobertos por uma camada de um material mineral granulado conhecido por fluxo para soldagem • Não há arco visível, faíscas, respingos ou fumos • Patenteado por Robinoff em 1930 • Europa e USA em torno de 7% do material depositado, Brasil 5% Aplicações • Fabricação de vasos de pressão, navios e barcos, plataformas e tubos; • Revestimento e recuperação de peças assim como cilindros de laminação, rolos de lingotamento contínuo, cones de alto-forno, material rodante, dentre outras Parâmetros Gerais • Corrente de soldagem até 2.000A, CC ou CA • Soldagem monopasse até 16mm e multipasse sem limite de espessura. • Velocidade até 400 cm/min com um arame (podendo ser aumentada com a adição de arames na mesma poça de fusão) Carlos Alexandre Wurzel Descrição do Processo O arco está submerso em uma camada de fluxo granular que se funde parcialmente, formando uma escória líquida, que sobe à superfície da poça metálica fundida, protegendo-a da ação contaminadora da atmosfera. Em seguida essa escória solidifica-se sobre o cordão de solda, evitando um resfriamento muito rápido. Carlos Alexandre Wurzel Vantagens • Elevada velocidade de soldagem; • Maiores taxas de deposição; • Boa integridade do metal de solda; • Processo simples utilização; • Melhor ambiente de trabalho e maior segurança para o operador. • Operação manual ou automática Escolha Do Arame O principal fator para a escolha do arame de soldagem é sua influência na composição química e propriedades mecânicas da solda. As propriedades mecânicas e químicas são determinadas principalmente por quatro fatores: • O fluxo empregado • As condições de soldagem. • A composição do arame empregado • A composição do metal de base; Princípios • Corrente Alternada pode causar instabilidade no processo. • Necessita de alimentação contínua de arame e sistema de controle de corrente com onda regular de saída. • Uso de fontes CC, equipamento mais caro, mas com melhor desempenho, arame de maior bitola. Seleção da fonte de potência depende de: • Intervalo de corrente; • Velocidade de soldagem; • Tipo de fluxo; • Aplicação específica. • Em geral CC permite melhor controle da geometria do cordão, fácil início de arco, controle do comprimento do arco, soldas de contornos complicados. Carlos Alexandre Wurzel • CCEP, Arco mais estável, maior penetração, melhor controle da geometria do cordão. • CCEN, Maior taxa de deposição, menor penetração • CA, Produz penetração intermediaria entre CCEP e CCEN, utilizada preferencialmente em correntes acima de 1000ª e em arames secundários. Fluxos OS FLUXOS para soldagem por arco submerso são compostos minerais granulares e fusíveis que cobrem o arco e produzem proteção, limpeza, controle da geometria do cordão de solda e adição de elementos de liga (em alguns casos). Eles influenciam fortemente a usabilidade e as propriedades mecânicas do metal de solda. Os fluxos mais utilizados são os chamados fluxos aglomerados. Os fluxos aglomerados são fabricados através da mistura seca de seus ingredientes, que são aglomerados com uma solução aquosa de silicato de sódio e/ou de potássio. A massa resultante é pelotizada, seca e reduzida mecanicamente a partículas que são peneiradas e classificadas para se obter a faixa granulométrica adequada. As principais características dos fluxos aglomerados são: • Melhor desempenho na remoção de óxidos e carepa; • Menor consumo de fluxo, 30 a 40% menor que fluxos fundidos; • Baixo custo de fabricação; • Bom desempenho sobre uma gama de aplicações com uma única distribuição granulométrica; • Podem ser ligados; • Soldas livres de porosidade mesmo com óxidos e carepa. Desvantagem; • altamente higroscópio, se não secado antes do uso pode introduzir hidrogênio no metal de solda. Fluxos fundidos • Mistura a seco dos compostos e fundidos a 1600 °C. • Não são higroscópicos, então requerem menores cuidados de estocagem. • Boa homogeneidade química. • Podem ser utilizados com menor velocidade de soldagem. Carlos Alexandre Wurzel Desvantagem, não permitem a adição de compostos desoxidantes durante a sua fabricação. Fluxos Sinterizados • Fabricado de maneira similar aos aglomerados, a diferença é a utilização de um aglomerante cerâmico. • Após pelotização é sinterizado a 1400°C • Muito limitado ao uso de desoxidantes. • Processo de fabricação menos usado. Fluxos classificação Fluxos neutros; não provocam alteração nos teores de manganês e silício do metal de solda. Fluxos ativos; causa alteração no manganês o no silício por conter estes elementos. São recomendados para passe único e o metal pode estar oxidado. Fluxos ligados; contém elementos de liga e desoxidantes, podem ser utilizados com arame de aço ao carbono para produzir metal de solda com composição química desejada. Variações de corrente podem afetar o resultado. Carlos Alexandre Wurzel Escolha do fluxo Os principais fatores que influenciam a escolha do fluxo são: • Características de desempenho e propriedades mecânicas. • Para muitas soldas, as características de desempenho ditam que fluxos podem ser empregados. • As características de desempenho incluem facilidade de remoção da escória, capacidade de remoção de óxidos e carepa, capacidade de condução de corrente elétrica, possibilidade de uso de vários arames, possibilidade de aplicação de corrente alternada, a velocidade de soldagem, a espessura da chapa e o número de passes. Limitações • Limitado a siderurgia (ferro ou aço inoxidável) e algumas ligas a base de níquel • Normalmente limitado a cordões de solda em linha ou aplicado em tubos • Requer relativo manuseio do sistema de fluxo para soldagem • O fluxo, resíduos e escórias podem apresentar um problema para a saúde e segurança. • É necessário remover os resíduos e escória do cordão de solda • Limitado às posições de soldagem plana e horizontal em ângulo Carlos Alexandre Wurzel Soldagem Oxiacetilênica e a Gás 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. Uma importante característica deste processo é o excelente controle que se pode exercer sobre a entrada de calor e a temperatura das peças que estão sendo soldadas, devido ao controle independente da fonte de calor e da alimentação do metal de adição. É um processo adequado à soldagem de chapas finas, tubos de pequeno diâmetro e muito utilizado em soldagens de reparo. Carlos Alexandre Wurzel Equipamentos Os equipamentos para a soldagem oxi-acetilênica compreendem 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.) 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. Carlos Alexandre Wurzel Embora o calor da chama secundária seja importante em várias aplicações, o calor mais concentrado da chama primária é a principal contribuição para a capacidade de soldagem de um sistema a oxi-gás. A chama primária é dita neutra quando a equação da reação primária está balanceada, fornecendo apenas CO e H2. Sob estas condições, a atmosfera da chama primária não é nem carburizante nem oxidante. Acetileno – C2H2 Teoricamente, a combustão completa do C2H2 é representada pela equação química: • C2H2 + 2.5O2 → 2CO2 + H2O A combustão acontece em dois estágios. A reação primária acontece na zona interna da chama (chamada de cone interno) e é representada pela equação química: • C2H2 + O2 → 2CO + H2 Aqui, 1 volume de C2H2 e 1 volume de O2 reagem para formar 2 volumes de CO e 1 volume de H2. O conteúdo de calor e a alta temperatura desta reação resultam na decomposição do C2H2 e na oxidação parcial do C resultante daquela decomposição. Quando os gases que escoam do bico estão na proporção 1:1 indicada na segunda equação, a reação produz o típico cone interno azul brilhante. Esta chama relativamente pequena gera a intensidade de combustão necessária para a soldagem. A chama é dita neutra porque não há excesso de C ou O2 para carburizar ou oxidar o metal. Carlos Alexandre Wurzel O acetileno é auto explosivo a pressões acima de 2 bar portanto não podem ser comprimidos diretamente dentro de simples cilindros. Cilindros utilizados para estocar acetileno são além de tudo especialmente preparados para armazenar uma emulsão de carvão ou acetona, pedra pomes e terra infusória (terra vinda de carvão) ou alternativamente silicato de cálcio. Ambos os materiais formam aglomerado altamente poroso sendo o último com 92% de porosidade. Esta porosidade é feita para complementar o espaço restante do cilindro mas divide este espaço em pequenas células. O ar é eliminado destas células e os espaços nos poros do material são preenchidos com acetona que é capaz de dissolver 23 vezes seu próprio volume de acetileno para ser comprimido seguramente acima de 17 bar. Válvulas Válvulas para cilindros de oxigênio são feitas de latão que não e corroída quando exposta ao oxigênio. Reguladores de pressão do oxigênio são conectadas as válvulas dos 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. • 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 Carlos Alexandre Wurzel para forma acetileno de cobre e formando dentro um gel que pode dissociar violentamente ou explodir até quando for apenas ligeiramente lacrado ou tapado. Válvulas de segurança As válvulas de segurança devem ser utilizadas em todos os equipamentos de soldagem e corte oxigás. São dispositivos importantes, pois podem minimizar, ou até evitar acidentes com aqueles tipos de equipamento. As válvulas de segurança são de dois tipos: válvula contra retrocesso de chama e válvula de contrafluxo. A válvula contra retrocesso de chama é conectada ao regulador de pressão do combustível, ou central de gases combustíveis. Essas válvulas devem evitar o contra fluxo dos gases, extinguir o retrocesso da chama e cortar o suprimento do gás combustível após o retrocesso. Carlos Alexandre Wurzel O combustível entra na válvula, atravessa um diafragma perfurado e depois um bocal, entra em outra câmara através de outro bocal, atravessa outro diafragma perfurado, um disco de material poroso e é direcionado para a mangueira de combustível que alimenta o maçarico. No caso de retrocesso, o disco de material poroso evita a propagação da chama para o interior do maçarico junto com os dois diafragmas que mudam os raios de curvatura e interrompem, através de bocais, o fluxo do gás combustível. A válvula de contrafluxo evita a passagem do combustível do maçarico em direção ao cilindro. O combustível flui normalmente através de discos porosos de um metal dúctil. Caso haja contrafluxo devido a uma mistura explosiva de acetileno e ar, por exemplo, esses discos absorvem as ondas de choque e bloqueiam o contrafluxo. Esse tipo de válvula não impede o retrocesso da chama, uma vez que a temperatura elevada danifica seus componentes internos. 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 Carlos Alexandre Wurzel o acetileno) além do mais eles são designados para manter respectivamente diferentes pressões. 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 aos filetes das válvulas, um tem rosca direita o outro com rosca esquerda. Mangueiras O acetileno e oxigênio são levados do cilindro para tocha de solda por meio de mangueiras feitas de borracha reforçada com as cores vermelha, 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. 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 indústria normalmente usa mangueiras pretas para transportar outro gás combustível. Carlos Alexandre Wurzel Maçaricos Um maçarico típico consiste em 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. 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. Há basicamente dois tipos gerais de misturadores. Os mais comumente utilizados são os de pressão positiva (também chamados de média pressão) e os injetores (chamados de baixa pressão). No maçarico injetor o acetileno (baixa pressão) é aspirado pelo oxigênio (alta pressão), pelo princípio do tubo venturi no misturador. No maçarico de média pressão,ambos os gases chegam com a mesma pressão ao misturador. Carlos Alexandre Wurzel Os misturadores de pressão positiva requerem que os gases sejam liberados para o maçarico em pressões acima de 2 psig1 (14 kPa). No caso de acetileno, a pressão deve estar entre 2 e 15 psig (14 e 103 kPa). O Oxigênio é fornecido aproximadamente na mesma pressão. Não há, entretanto, limite restrito sobre a pressão de Oxigênio. Ela pode, e algumas vezes varia, até 25 psig (172 kPa) com os bicos maiores. O objetivo do misturador do tipo injetor é aumentar a utilização efetiva dos gases fornecidos a pressões de 2 psig (14 kPa) ou menos. Neste maçarico, o Oxigênio é fornecido para pressões variando de 10 a 40 psig (70 a 275 kPa), o aumento da pressão combina com o tamanho do bico. A velocidade relativamente alta do fluxo de Oxigênio é usada para aspirar ou puxar mais gás que fluiria normalmente em baixas pressões. 1 psig: abreviação de pounds per square inch gauge – libras por polegada quadrada manométrica. A pressão manométrica é medida relativa à pressão atmosférica local, ignorando, portanto, a altitude. Carlos Alexandre Wurzel Temperatura da chama Distribuição de temperatura na chama oxiacetilênica. 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 carburante. Carlos Alexandre Wurzel 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, ela 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. Chama neutra A chama neutra tem, aproximadamente, uma mesma proporção volume de acetileno para um volume de oxigênio. Estruturalmente ela consiste em 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. Carlos Alexandre Wurzel 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. Chama oxidante A chama oxidante apresenta um excesso de oxigênio. Ela consiste em 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. 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. Carlos Alexandre Wurzel Técnicas de soldagem Há duas técnicas básicas de soldagem a gás dependendo da direção do maçarico de solda: soldagem para frente e soldagem para trás. Na soldagem para frente a vareta vai à frente da chama enquanto que na soldagem para trás a vareta segue a chama. Na soldagem para frente a chama é direcionada para frente da solda feita o que leva a um calor mais uniforme nas margens e melhor mistura do metal na poça de solda. A solda para frente fornece uma altura e largura mais uniformes do cordão de solda, uma velocidade de solda maior e custo mais baixo quando usada para soldar peças com espessuras abaixo de 5 mm. Para materiais mais espessos acima de 5 mm, a solda para trás é mais usada. Na soldagem para trás, a chama é direcionada para trás contra a solda e não é necessário nenhum movimento de costura, embora a vareta possa ser movimentada em movimento helicoidal, mas com amplitudes menores que na soldagem para frente. A soldagem para trás é mais rápida para materiais mais espessos porque o operador pode manter cone interior da chama mais concentrado na superfície da poça de solda dando deste modo mais calor para o metal fundido do que na soldagem para frente. Oxicorte INTRODUÇÃO Este é o nome dado a um grupo de processos de corte de metais e ligas, por reação química entre o oxigênio de alta pureza e o metal preaquecido ao seu ponto de ignição. No caso de metais e ligas refratários à oxidação, como aços ligados, aços refratários, ferros fundidos e não ferrosos, a reação é facilitada pela injeção de um fluxo, pó metálico, agente químico ou abrasivo ou, ainda, a mistura deles. Carlos Alexandre Wurzel São duas ainda as alternativas: corte com arco ou com plasma. A reação é fortemente exotérmica e o calor desprendido aquece as zonas vizinhas, favorecendo o corte progressivo. Todavia, é necessário durante o corte manter uma fonte de calor para que o metal permaneça no ponto de fusão, sendo a intensidade proporcional à espessura que se deseja cortar. Somente aços com menos de 0,5% C e que não contenham teor elevado de outros metais, tais como cromo, níquel, manganês ou silício, queimam no oxigênio. Somente os aços ao carbono e os de baixa liga podem ser cortados com maçarico em boas condições. A introdução do oxicorte na operação de conformação de metais, particularmente do aço, está em uso desde o início do século 20 nos Estados Unidos e Europa. Ela provocou profunda mudança na rotina industrial, especialmente de fabricação de peças de grande espessura de até mais de 2 m, dando lugar, com frequência, à substituição de peça fundida por peça cortada e soldada. FUNDAMENTOS DO PROCESSO Reações químicas do oxicorte As reações do ferro aquecido à sua temperatura de ignição no oxigênio puro são as seguintes: primeira reação Fe + 1/2O2 = FeO + 64 kcal segunda reação 3Fe + 202 = Fe3 O4 + 266 kcal reação final 2Fe + 3/2 02 = Fe2O3 + 109,7 kcal Estequiometricamente seriam necessários 130 m3 de oxigênio para oxidar 1 kg de ferro a Fe3 O4, na prática, a demanda é bem menor, já que nem todo o ferro é oxidado, sendo parte dele (30%) removido pela energia cinética do jato. Gases combustíveis Os combustíveis usados para gerar a chama de preaquecimento são: acetileno, propano, GLP, gás natural, gás de nafta, hidrogênio. Carlos Alexandre Wurzel Acetileno — É o mais usado, graças à alta temperatura de chama (3.100º C), particularmente importante quando o tempo de partida é fração importantedo tempo total da operação; com são os cortes curtos de canais e massalotes de fundição é sucata irregular. Propano/GLP — É usado em virtude do relativo baixo custo por energia térmica contida (o poder calorífero do propano é de 24.300 kcal/m3); exige no entanto maior volume de oxigênio (3,5 a 4,5 volumes de oxigênio/volume de combustível). Gás natural/Gás de nafta — A crescente disponibilidade desses gases em áreas industriais tem aumentado sua demanda para corte. São utilizados, em geral, com as mesmas cabeças de corte/bicos de usados com a propano/GLP. O maior cuidado é verificar a pressão de suprimento. Exige 1,7 a 2 volumes de oxigênio/volume de combustível. Hidrogênio — Ainda é usado em corte subaquático, graças à facilidade de utilizá-lo em pressões que vençam a pressão hidrostática nas grandes profundidades, apesar de apresentar baixo poder calorífero volumétrico. EQUIPAMENTO. Uma instalação de oxicorte é semelhante a uma instalação de soldagem a gás, diferindo apenas o maçarico. Que tem as seguintes funções: Misturar o combustível e o oxigênio, produzindo a chama de aquecimento para pré-aquecer e manter constante a alta temperatura. Tipos de maçaricos Os maçaricos de corte podem ter o bico de corte montado a 90º em relação à sua base para os processos manuais ou serem retos para acoplamento em máquinas de corte automáticas. Existem também os maçaricos manuais combinados, que são utilizados em locais ou setores onde existe uma alternância entre operações de corte e soldagem tais como oficinas de manutenção. Neste caso acopla-se a um maçarico de soldagem um dispositivo de corte composto por uma câmara de mistura, sistema de separação e válvula para controle do O2 de corte. Carlos Alexandre Wurzel Outra variação, ainda em se tratando de maçaricos manuais, são os maçaricos para corte com circuitos separados para o O2 e para o combustível sendo a mistura feita apenas no bico de corte. Este maçarico, conhecido como maçarico de mistura no bico. E por último há os maçaricos para corte automatizados que se destacam por separarem o O2 em todo o trajeto, tendo inclusive 2 entradas separadas para o O2, o que possibilita a regulagem das pressões do O2 da chama e do O2 de corte em reguladores separados, conferindo assim a possibilidade de regulagens específicas e não uma mesma pressão para duas utilizações distintas do O2. Carlos Alexandre Wurzel Em relação à mistura dos gases em um maçarico ela pode ser feita também de diferentes formas. Estes podem ser misturados apenas no bico de corte, ou no maçarico propriamente dito e neste ainda podem ser por injeção de O2 ou câmara de mistura que propiciam as denominações de maçaricos injetores e maçaricos misturadores respectivamente. Os princípios dos maçaricos injetores e misturadores são apresentados na figura. Máquinas de oxicorte A perfeição dos cortes obtidos com maçarico manual, a velocidade de execução e o custo dependem da habilidade do operador. O oxicorte automático elimina o fator humano, substituindo o operador por uma máquina que conduz o maçarico, realizando o corte com velocidade uniforme e regulável, seguindo um traçado determinado ou um gabarito. Em muitos casos permite a substituição de peças fundidas, forjadas ou estampadas por peças recortadas. A precisão do corte, frequentemente dispensa usinagem posterior. Existem vários tipos de máquinas, adaptando-se cada uma a determinado tipo de trabalho, incluindo cortes retos, em chanfros de 30 a 45º, ou em T,X e K. Carlos Alexandre Wurzel EXECUÇÃO DO OXICORTE Cortes precisos e dê bom aspecto são desejáveis, sobretudo para a preparação da soldagem. Essas qualidades são asseguradas com os seguintes cuidados: * Empregar cabeças cortadoras em bom estado e adequadas às espessuras que serão cortadas. * Empregar pressões corretas para o combustível (oxigênio de aquecimento e de corte), de acordo com as tabelas dos fabricantes. Elas indicam as pressões de entrada de maçarico e não nas partes de regulagem, que podem estar distantes. É necessário levar em conta as perdas de carga nas mangueiras longas, aumentando essas pressões; até 10 m, adicionar 0,05 kg/cm2 para o combustível, 0,2 a 0,5 kg/cm2 para o oxigênio. A pressão de oxigênio de corte deve ser regulada com a válvula aberta. * Empregar velocidade de corte apropriada, de acordo com a tabela; diminuição ou aumentos excessivos comprometem a qualidade do corte e podem ocasionar defeitos. * Assegurar a pureza do oxigênio. Observadas essas condições e mantida correta a distância do bico a chapa, o corte deve progredir regularmente, com um jato de corte abundante e com pouca defasagem, sob a forma de um feixe brilhante, com projeção de finas gotas de óxido. A velocidade correta é acompanhada de uma crepitação característica do jato, indicativa de uma operação normal. Carlos Alexandre Wurzel Defeitos dos cortes Fusão das arestas — Pode haver duas causas ou a combinação de ambas: * velocidade insuficiente com aquecimento normal; e aquecimento excessivo, quando a velocidade é correta. Deve-se verificar a regulagem correta da distância maçarico-peça, se for exagerada, há risco de fusão. Desprendimento de metal — A causa mais frequente é a velocidade de avanço insuficiente, associada a uma chama de aquecimento de baixa potência. Defasagem considerável — As causas possíveis são duas: * exagerada velocidade de avanço, quando mantidas normais as outras condições; ou insuficiente pressão do oxigênio de corte com a velocidade normal. Goiva (ou sulco) na parte superior — Pode ocorrer com ou sem fusão de arestas. É causada por exagerada pressão de corte (jato dilatado), com ou sem excesso de aquecimento e velocidade normal de corte. Deformação sobre as faces cortadas (leve sulco) — É consequência do estreitamento pronunciado do canal de corte. É necessário limpar cuidadosamente com uma agulha de latão. Irregularidades localizadas — São defeitos inerentes à laminação da chapa. Pureza do oxigênio A pureza do oxigênio atualmente comercializado, acima de 99,5%, possibilita eficiência técnica e econômica perfeitamente satisfatória. Várias experiências foram realizadas para estudar a influência da pureza do oxigênio na velocidade e qualidade do corte e no consumo de gás. Verificou-se que a queda de 1% na pureza do oxigênio resultara em 25% de redução da velocidade de corte, aumento de 25% do consumo de oxigênio, maior dificuldade de deslocamento da escória e baixa qualidade da superfície cortada. Consequências do oxicorte A operação de oxicorte desenvolve calor, em boa parte transferido para as proximidades da zona cortada. Com o deslocamento da fonte de calor, há um rápido resfriamento da massa metálica e eventual endurecimento do aço. Carlos Alexandre Wurzel Este endurecimento dependerá dos teores de carbono e dos elementos de liga, da velocidade de translação do maçarico, e, portanto, da espessura que está sendo cortada, e da distância à zona de corte. Para a maioria dos casos, a zona afetada pelo calor não precisa ser removida por operações posteriores; usinagem, esmerilhamento, lixamento etc. Só são usados para aços de alta liga. Efeito dos elementos dos aços Carbono —. Aços com até 0,25% C não apresentam dificuldades. Para teores maiores, é preciso ter cuidado com a têmpera e possíveis trincas, o que se consegue pré-aquecendo o local. Manganês — Aços ao manganês, com 14% Mn e 1,5% C, são difíceis de cortar, exigindo pré-aquecimento. Silício — Não tem maior efeito,salvo em aços ao silício com presença de carbono e manganês, exigindo preaquecimento. Cromo — Aços com até 5% Cr são difíceis de cortar. Acima desse teor, é necessário usar processos e técnicas especiais como o oxicorte com pó ou a chama de pré-aquecimento carburante. Níquel — Aços com até 7% Ni podem ser cortados com oxigênio, desde que o teor de carbono não seja elevado. Molibdênio — Apresenta as mesmas dificuldades que o cromo. Cobre — Não tem nenhum efeito até o teor de 2%. Tungstênio — Até 12-14% não apresenta nenhuma dificuldade; estas aparecem com teores maiores, até 20%. Alumínio, fósforo, enxofre, vanádio — Não interferem nos teores normalmente encontrados nos aços; o vanádio pode até ajudar o corte. PROCESSOS AFINS O mesmo princípio de reação dos metais e ligas com o oxigênio, de grande sucesso no corte, tem sido estendido a outras operações industriais, modificando-se apenas o projeto do maçarico usado. Carlos Alexandre Wurzel - Corte em alta velocidade — É executado com o auxílio do jato auxiliar de oxigênio. Goivagem — É a remoção de defeitos de soldagem para reparação do cordão de solda, eliminação de trincas, inclusões de areia ou outros defeitos de fundição. É usada também na preparação do chanfro de soldagem de seções complexas, como U e J. Escarfagem — É a remoção de trincas, escamas, inclusões e outros defeitos da superfície de semiacabados — lingotes, placas, placas e tarugos — antes de operação final de conformação (laminação, por exemplo). Pode ser localizada ou generalizada; manual ou automática. Perfuração — Consiste na execução de um furo no meio da massa metálica para retirar rebites ou parafusos, para início do corte por oxigênio. Corte destrutivo — É usado para condicionar grandes ou irregulares volumes de sucata, para posterior transporte e refusão em fornos. Usa-se eventualmente uma lança auxiliar consumível com jato complementar de oxigênio, para casos de massa metálica com inclusões de material estranho como escória. Oxicorte com pó de ferro — O oxicorte clássico não pode ser usado, para o corte de aços ligados contendo grandes teores de cromo e níquel, para o ferro fundido, nem para ligas não-ferrosas. A injeção de pó de ferro especial na chama de aquecimento de um maçarico de corte fornece, por combustão no contato com o jato de corte, um importante complemento de calor que favorece a reação de corte. Além disso, o óxido de ferro líquido, assim formado, é superaquecido e age como fundente de outros óxidos como o de cromo, facilitando sua diluição e seu arraste na escória. O processo permite, principalmente, o corte de aços inoxidáveis 18-8 ao cromo- níquel, de aços refratários e de aços com alto, teor de manganês (12-14% Mn). Aquecimento com chama — O trabalho dos metais sempre necessitou em pelo menos uma de suas fases do emprego de um meio de aquecimento. Modernamente, dispõem-se para essa finalidade de diversos equipamentos, desde o mais antigo, o calor de forja, ao mais moderno, o forno com regulagem automática de temperatura. No conjunto, eles se aplicam mais particularmente a operações de aquecimento global, como para a forjaria, por exemplo. Seu emprego é menos racional quando se trata de aquecer localmente um elemento de peça, situação frequente em caldeiraria. Carlos Alexandre Wurzel Para esse trabalho, ao contrário, convém empregar queimadores, geralmente portáteis. Nessa gama de aparelhos, coloca-se o maçarico de aquecimento. METALIZAÇÃO COM CHAMA A metalização com chama é a operação que consiste em projetar um metal, pulverizado por um jato de ar, sobre uma superfície metálica ou não-metálica, após aquele metal atravessar a chama de um maçarico. O processo foi inventado em 1909 e pode projetar também alguns materiais não-metálicos (óxidos refratários, materiais plásticos). O material projetado é empregado sob a forma de pó ou em fio que funde ou se desagrega ao passar através da chama. Materiais usados Os materiais suscetíveis de serem projetados, após fusão ou simples aquecimento por chama, podem ser: metais, refratários ou plásticos, sempre sob forma de fios, pós ou varetas. A maioria dos metais trefiláveis usuais são empregados sob forma de fios de diâmetro entre 1 e 5 mm, dependendo da natureza do trabalho. Os metais não trefiláveis são utilizados em pó, algumas vezes recobertos por um material plástico que se volatiliza no instante da projeção. Os materiais refratários são utilizados em pó ou em varetas. Metais — A maioria dos metais pode ser projetado sobre as superfícies que se deseja tratar, as quais podem ser de natureza bastante variadas. Se a superfície a ser tratada e o metal a ser projetado são diferentes, é importante ter em conta: sua posição relativa na escala das polaridades eletroquímicas. Alguns metais que podem ser usados: magnésio, aço inox, zinco, níquel-cromo, bronze alumínio, níquel, cobre, chumbo antimônio, ferro, estanho, prata, aço, cromo latão, ouro. Revestimentos refratários Cermets — São materiais compostos de um óxido ou de um sal metálico refratário e de um aditivo suficientemente dúctil, geralmente um metal. Um cermet muito empregado contém 66% Nie 33% Mg. Carlos Alexandre Wurzel Óxidos e carburetos metálicos — Materiais como alumina ou o óxido de zircônio são utilizados em pó fino ou preferivelmente sob forma de varetas aplicados sobre superfícies, pelo processo de metalização. Estes materiais fundem na maioria dos casos a menos de 200°C, mas atravessam uma chama de 3000°C sem decompor-se, pois, são maus condutores de calor. Entre os materiais utilizáveis podemos citar: os termofixos, pouco utilizados, o polietileno, os acetatos de vinila (mas não os cloratos, que se decompõem), o náilon, os poliestirenos, as borrachas naturais ou sintéticas, a ebonite. Alguns materiais, como o Neoprene e o teflon; podem ser obtidos em pó, mas não se prestam para efetuar revestimentos por metalização. O Neoprene forma bolhas e o teflon permite somente revestimentos finos não estanques. Equipamento de metalização O equipamento fundamental de metalização é a pistola, da qual existem muitos tipos: com alimentação do fio, por meio de turbina acionada por ar comprimido ou por motor elétrico; com alimentação de pó, por meio de ar comprimido, e pistolas para varetas; pistolas especiais para materiais plásticos; pistolas com arco elétrico e plasma Em cada tipo, existe geralmente um modelo manual, mais leve, e um modelo para máquina, mais robusto. Carlos Alexandre Wurzel Aplicações Entre as aplicações da metalização com chama estão as seguintes: • Proteção contra oxidação com o calor: tubulações, peças de fornos, câmaras de cementação, coletores de escapamentos de motores de avião. • Revestimentos decorativos, principalmente com cobre, latão, bronze, acetato de vinila colorido. • Correção de cavidades e outros defeitos de fundição: por meio de endurecimento. • Proteção contra a corrosão e abrasão. • Fabricação de peças sobre moldes — peças de formas complexas em materiais de difícil usinagem ou refratários podem ser obtidos por metalização. Camadas sucessivas do material são depositadas por esse processo sobre um molde em grafita, madeira ou outro material, até que a espessura desejada seja obtida. Em seguida, o molde é desmontado ou destruído mecanicamente ou por combustão. As dimensões das peças podem ser obtidas com uma tolerância limite de 0,03 mm. Podem- se realizar desta mesma forma modelos de fundição. • Enchimentos — têm finalidade de restabelecer as formas e dimensões iniciais de peças que tiveram grande uso, sofrendofricção, abrasão, erosão ou corrosão. Pode-se fazer também enchimentos duros ou enchimentos antifricção, no caso de se desejar qualidades especiais na utilização das peças. • Fabricação de equipamentos elétricos — utiliza-se a metalização com cobre na fabricação de equipamentos de resistências para aquecimento, circuitos impressos, capacitores etc. Os plásticos são também utilizados para isolamento elétrico. Os fabricantes de pistolas de metalização com chama fornecem tabelas dos consumos específicos de combustível, oxigênio e ar para projeção.
Compartilhar