Soldagem de manutenção

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Soldagem de Manutenção
Prof. Lázaro Amorim
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Soldagem de Manutenção
A soldagem de manutenção é um meio ainda muito utilizado para prolongar a vida útil das peças e alguns componentes de máquinas e equipamentos.
No Brasil é comum a presença de empresa que possuem equipamento de diversas origens e fabricantes, com anos de fabricação diferentes.
Ela promove a economia para as industrias, pois através dela é possível reduzir o numero de paradas de equipamentos e diminui a necessidade de se manter grandes estoques de peças de reposição.
Devido a isso a situação se agrava quando alguns equipamentos e máquinas são retirados de linha ou deixam de ser fabricados.
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Soldagem de Manutenção
Diante dessa realidade é praticamente impossível manter em estoque peças de reposição para todos os equipamentos e máquinas. 
Situações problemáticas como essa são resolvidas utilizando o processo de soldagem na manutenção.
Além disso, numa situação onde existem componentes de grande dimensões torna-se uma grande dificuldade manter estoque desses componentes, então normalmente não se faz estoque dessas peças, e a situação pode piorar em caso de danos nesses componentes. Fabricar um componente de grandes dimensões ou até mesmo importa-lo demanda muito tempo, e o equipamento parado por um longe período de tempo significa um grande prejuízo.
A soldagem de manutenção tem como objetivo agir com rapidez e eficiência para que equipamentos e máquinas danificadas voltem a funcionar para garantir a produção.
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Soldagem de Manutenção x Soldagem de Produção
A soldagem de produção é realizada dento de condições favoráveis, na soldagem de manutenção dificilmente se tem processos definidos para soldagem;
Na soldagem de produção são preparados corpos-de prova soldados com os devidos parâmetros, na soldagem de manutenção não tempo nem informações para elaboração de corpos de prova para testes ;
Ou seja, as especificações do fabricante são determinadas, os equipamentos adequados estão disponíveis, a composição química da peça é conhecida, os parâmetros de trabalho são definidos, e todas as informações necessárias são fornecidas para a realização da atividade.
Após a fabricação dos corpos de prova eles são submetidos a testes destrutivos para confirmar as características mecânicas das juntas soldadas.
Ao contrário da soldagem de produção, na soldagem de manutenção existem restrições e limitações que são agravadas pela rapidez com que deve ser efetuada a recuperação do componente.
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Soldagem de Manutenção – Análise da Falha
a) Analisar o local da falha;
b) Determinar a causa da falha;
c) Determinação do funcionamento;
d) Reconhecimento dos materiais envolvidos;
e) Determinação do estado do material
A necessidade da analise do local da falha tem como objetivo nos trazer informações sobre o que pode ter causado a falha de determinado componente, com essas informações podemos determinar o que pode ter causado a falha do componente.
A determinação da causa da falha
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Soldagem de Manutenção – Análise da Falha
Analisar o local da falha;
A necessidade da analise do local da falha tem como objetivo nos trazer informações sobre o que pode ter causado a falha de determinado componente, com essas informações podemos determinar o que pode ter causado a falha do componente.
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Soldagem de Manutenção – Análise da Falha
Determinar a causa da falha
As causas mais comum de falha de componentes são: fratura de material, desgaste de um componente e a corrosão;
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Soldagem de Manutenção – Análise da Falha
Determinação do funcionamento
É necessário saber quais as condições de funcionamento para auxiliar na escolha do material utilizado para realizar o procedimento de soldagem do componente. As condições necessárias para auxiliar nas escolhas são: solicitações mecânicas (RPM), meios envolvidos, temperatura de trabalho.
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Soldagem de Manutenção – Análise da Falha
Reconhecimento dos materiais envolvidos
Conhecer o material do componente é de suma importância, através do conhecimento do material é possível determinar qual o metal de adição que será utilizado, o melhor processo de soldagem para a procedimento. Os métodos usados para descobrir qual o material de um componente é a análise química e também é realizado o ensaio de dureza para adquirir a dureza superficial do material, através desse ensaio pode-se descobrir se foi realizado um tratamento superficial e se foi qual o tratamento.
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Soldagem de Manutenção – Análise da Falha
Determinação do estado do material
O estado do material é o fator que ajuda a definir o tratamento superficial realizado na peça no seu processo de fabricação, após a soldagem é necessário que esse tratamento seja realizado novamente
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Soldagem de Manutenção – Planejamento da Execução
Pré-usinagem;
Deformação;
Sequência de soldagem;
Pré e pós aquecimento;
Tratamento térmico pós soldagem;
Desempeno;
Pós Usinagem;
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Soldagem de Manutenção 
Os cuidados tomar tem como objetivo não é apenas as eliminação de possíveis defeitos, mas também a eliminação de possíveis causas de novas falhas
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Soldagem de Manutenção – Procedimentos
De maneira geral os procedimentos para a execução de uma soldagem de manutenção devem seguir um passo a passo, esse passo a passo pode variar de acordo com a falha apresentada pelo componente. A seguir veremos o passo a passo que deve ser realizado de acordo com a falha apresentada.
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Soldagem de Manutenção – Procedimentos
Fratura/Trinca
Localizar a a falha definindo inicio e fim;
Determinar o material da peça;
Preparar a região a ser soldada;
Limpar a região a ser soldada;
Realizar um LP para confirmar que falha foi eliminada;
Especificar o procedimento de soldagem;
Realizar um ensaio após o procedimento de soldagem;
Realizar procedimento de acabamento da peça.
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Soldagem de Manutenção – Procedimentos
Fratura/Trinca
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Soldagem de Manutenção – Procedimentos
Desgaste/Corrosão
Localizar a região danificada e definir a área a ser recuperada;
Identificar a área a ser revestida;
Limpar a área a ser soldada;
Fazer ensaios para verificar descontinuidades que possam comprometer a soldagem;
Especificar o procedimento de soldagem;
Realizar um ensaio após o procedimento de soldagem;
Realizar procedimento de acabamento da peça.
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Soldagem de Manutenção – Procedimentos
Desgaste/Corrosão
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Tipos e Causas Prováveis das Falhas
Falhas por fratura – As falhas por fratura normalmente resultam de uma trinca que se propaga. A trinca surge por dois motivos: altas solicitações e fadiga do material.
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Tipos e Causas Prováveis das Falhas
Falhas por Desgaste – Existem vários tipos de desgaste, logo também há várias formas que se desgastar uma peça, para melhor uma melhor compreensão vamos dividir os tipos de desgastes.
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Tipos e Causas Prováveis das Falhas
Desgaste por Abrasão
Esse tipo de desgaste ocorre entre superfícies que deslizam ou giram em contato entre si.
A recuperação de superfícies que sofrem desgaste abrasivo é feita depositando uma camada de revestimento duro que seja mais resistente ao desgaste
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Tipos e Causas Prováveis das Falhas
Desgaste por Impacto
O material que sofre impacto sofre uma deformação e até mesmo fraturas, assim as partículas são arrancadas do material e como consequência ocorre o desgaste.
Já que o componente a ser recuperado por soldagem sofre impactos o material a ser depositado para compor a camada de revestimento deve ser um material tenaz para conseguir absorver a deformação sem se romper.
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Tipos e Causas Prováveis das Falhas
Desgaste por Erosão
É a destruição de materiais por partículas sólidas que acompanham o fluxo de gases e ao se chocarem com a superfície do material acabam retirando pequenas partículas de material.
Para o revestimento de matérias e componentes que sofrem de desgaste erosivo é recomendado o uso de ligas ou materiais com alta dureza, ou a realização de tratamentos térmicos que produzam microestruturas mais duras além de acabamento de superfícies mais lisase adequadas.
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Tipos e Causas Prováveis das Falhas
Desgaste por Corrosão
É um mecanismo de desgaste químico que ocorre quando a superfície do material reage quimicamente com algum produto químico e isso causa a retirada de material da superfície do material.
O desgaste corrosivo é sanado por meio de revestimentos com o uso de um revestimento adequado para o meio em que o componente está em operação, além de um processo de soldagem correto. Assim será possível impedir que o meio agressivo venham a entrar em contato com o material e causar sua degradação.
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Exercícios de Revisão
Responda:
Qual o objetivo da solda de manutenção?
Qual a diferença entre a solda de produção e a solda de manutenção?
O que deve ser verificado, ao analisar um elemento que será recuperado por solda?
Após uma análise pode-se determinar três tipos de danos, quais são eles?
Quais as causa mecânicas que podem iniciar a propagação de uma trinca?
A solda de manutenção é um meio utilizado para prolongar a vida útil das peças.
A solda de produção é executada em condições mais favoráveis com todas as informações necessárias disponíveis.
Analisar a falha, identificar a causa da falha, determinar o funcionamento, reconhecer os materiais e determinar o estado do material.
Fratura, desgaste ou corrosão;
Altas solicitações e fadiga do material.
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Soldagem de Manutenção II
Prof. Lázaro Amorim
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Localização da trinca
A localização da trinca deve ser feita de uma maneira precisa que identifique de forma clara onde ela se inicia e onde ela térmica.
Furação das Extremidades da Trinca
As tensões atuantes nas extremidades pontiagudas da trinca devem ser aliviadas. 
Os métodos utilizados para identificar uma trinca poder ser diversos, dependendo da aplicação do componente os mais utilizados são, Líquido Penetrante e partículas magnéticas.
Se formos observar como é a geometria de uma trinca perceberemos que a ponta de uma trinca sempre possui um ponto agudo, uma ponta fina, então quando a trinca está sob tensão ela se alastra mais facilmente com essa ponta aguda. Então para que se possa fazer o alívio de tensões da trinca e dificultar a sua propagação é realizado esse processo de furação em suas duas extremidades. Os furos realizados devem ter de 7mm até 10mm e a profundidade do furo vai depender da profundidade da trinca.
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Furação das Extremidades da Trinca
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Chanfragem do Local da Soldagem
Para a preparação do chanfro devem ser tomados alguns cuidados, como por exemplo o material de fabricação dos discos da esmerilhadeira.
Quando a fusão do metal de adição no ferro fundido apresentar dificuldades é recomendado o uso de uma técnica chamada amanteigamento.
Quando o disco da esmerilhadeira possui aglomerantes plásticos, assim que esses aglomerantes são fundidos pelo arco elétrico a sua queima provoca o surgimento de poros na solda, o que dever ser corrigido imediatamente o que gera mais perda de tempo e recursos. Portanto quando for necessário o uso de esmerilhadeiras para a preparação da peça deve-se esmerilhar a peça e limpar a superfície com o máximo de cuidado possível.
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Chanfragem do Local de Soldagem
A técnica de amanteigamento consiste em realizar a soldagem de uma camada que preparação para o metal de adição que irá compor a preenchimento do chanfro. Para o ferro fundido há duas possibilidades de metais de adição que podem ser usados na camada de amanteigamento.
Eletrodos a base de ferro - ao entrar em fusão com o ferro fundido esse material absorve o carbono do ferro fundido e endurece, para completar a solda de reparo é recomendado o uso de um metal de adição a base de níquel ou níquel-ferro.
Eletrodo a base de bronze-alumínio - esse consumível possui uma excelente aderência ao ferro fundido e apresenta uma ótima afinidade com consumível a base de níquel, utilizados posteriormente para complemento do reparo.
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Chanfragem do Local de Soldagem
A soldagem da trinca deve ocorrer alternadamente por etapas com cordoes retos e curtos com no máximo 30mm de comprimento. A máquina de solda deve operar com baixa amperagem. O eletrodo deve ter um diâmetro pequeno e a velocidade de soldagem deve ser alta, esses fatores são de extrema importância para evitar que haja um excesso de calor localizado na trinca. Um alto índice de aporte térmico faz com que as tensões no material acabem aumentando, isso pode causar uma trinca em outro ponto ou até mesmo um “andamento” da trinca em reparo ou deformações na própria peça.
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Chanfragem do Local de Soldagem
Quando a finalidade da solda no o ferro fundido é apenas manter a estanqueidade do componente não há a necessidade de que ela abranja toda a seção do componente, mas ela deve abranger pelo menos uma parte da seção dele. O indicado é que a solda abranja pelo menos certa de 70% da espessura a ser reparada.
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Recuperação de um Elemento de Ferro Fundido com Trinca.
Martelamento da Solda
As tensões de contração do cordão de solda são aliviadas por meio de um procedimento chamado martelamento.
Assim que a solda começa a resfriar os primeiros pontos a se solidificar são suas extremidades, isso ocorre porque ela transfere o calor presente nelas para o material de base. Assim ela força o restante da solda a dissipar esse calor, isso gera um acumulo de tensões no interior da solda, Para realizar o alívio dessas tensões é realizado o processo de materlamento na solda, esse processo consiste em aplicar golpes de impacto sobre a solda, esses soldar fazem com que a tensão acumulada no interior da solda seja dispersada para toda a solda realizando uma distribuição dessas tensões.
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Recuperação da Ponta de Dentes de Escavadeira.
Os dentes de uma escavadeira são componente que trabalham em condições normalmente severas que envolvem impacto e abrasão.
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Recuperação da Ponta de Dentes de Escavadeira.
Para reconstruir a ponta dos dentes deve-se proceder da seguinte maneira:
Preparar a superfície a ser soldada;
O eletrodo selecionado deve ser tenaz;
Manter temperatura de soldagem correta;
Realizar END;
Em situações diferentes das padrões selecionar eletrodo adequado.
A superfície deve estar livre de qualquer tipo de material que possa contaminar ou causar problemas no momento da realização do procedimento de soldagem.
As pontas sobressalentes devem ser soldadas nas pontas já desgastadas utilizando para a soldagem eletrodos que garantam o máximo possível de tenacidade. Para tal serviço o eletrodo mais recomendado é o tipo AWS E307-15.
Na realização do procedimento de soldagem os componentes a serem soldados devem manter uma temperatura de no máximo de 200ºC, para essa situação, essa temperatura deve ser mantida durante todo o procedimento de soldagem, caso contrário a dureza dos dentes será perdida fazendo com que a peça acabe se degradando mais rapidamente.
Como procedimento padrão, após as as soldas deve ser realizado os ensaios END, Ensaios Não Destrutivos, para conferir se o procedimento foi bem executado e não causou nenhum tipo de falha ou dano no componente.
Quando os dentes da escavadeira trabalharem primariamente em solos com granulação fina, é recomendado que o revestimento dos dentes seja feito de metal duro, sendo um dos mais recomendados o eletrodo AWS E10-60z. Esse eletrodo proporciona um metal de solda muito duro, rico em carbonetos de cromo, que são bem resistentes a abrasão, é possível que algumas trincas superficiais apareçam mas elas não iram influenciar na resistência ao desgaste. Do conjunto. Em situações de trabalho com materiais rochoros, é recomendado o uso do eletrodo AWS E6-55 r, que proporciona uma solda mais tenaz e resistente ao desgaste, com uma dureza relativamente boa.
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Recuperação da Pontade Dentes de Escavadeira.
Com a finalidade de manter os dentes da escavadeira afiados para executar mais facilmente a sua função, é recomendado que revista somente a face superior ou o fundo do dente e nunca ambos os lados.
Ao realizar o procedimento de soldagem em ambos os lados é possível que aumentamos muito o ângulo da ponta do dente, o que dificultaria a penetração do dente em rochas e solo, fazendo com que inutiliza-se o componente.
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Recuperação da Ponta de Dentes de Escavadeira.
VÍDEO DE REVISÃO: https://www.youtube.com/watch?v=OkyuXSDXn-E
Ao realizar o procedimento de soldagem em ambos os lados é possível que aumentamos muito o ângulo da ponta do dente, o que dificultaria a penetração do dente em rochas e solo, fazendo com que inutiliza-se o componente.
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Exercícios de Revisão
A sequencia de trabalho para localizar uma trinca é:
limpeza, aplicação de penetrante e revelação;
Revelação, limpeza, aplicação de líquido penetrante;
Aplicação do líquido penetrante, revelação e limpeza;
Revelação, aplicação de líquido penetrante e limpeza;
Limpeza, revelação e aplicação de líquido penetrante.
Letra A
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Exercícios de Revisão
Qual a finalidade da realização de furos nas extremidades das trincas?
Evitar a sobrecarga;
Evitar o superaquecimento;
Elaborar uma boa soldagem;
Aliviar as tensões nas extremidades das trincas;
Melhorar o acabamento.
Letra D
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Exercícios de Revisão
Qual a finalidade do pré aquecimento na soldagem de peças de ferro fundido?
Facilitar a soldagem;
Não criar porosidade;
Reduzir as tensões no local da solda;
Evitar novas quebras;
Evitar o pre aquecimento.
Letra D
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Exercícios de Revisão
Qual a importância do martelamento na soldagem de manutenção das peças de ferro fundido?
Melhorar o acabamento;
Facilitar a soldagem;
Criar tensões trativas;
Transformar tensões compressivas em trativas;
Aliviar as tensões de contração do cordão de solda;
Letra E
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