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ATIVIDADE 1 TÉCNICAS CONEXAS E SOLDAGEM Everton Forte da Silveira PROFESSOR João Vinícius Vares Março de 2021 ELETRODDO REVESTIDO O processo de soldagem ao arco elétrico com eletrodo revestido, também conhecido como SMAW (Shielded Metal Are Welding), consiste na abertura e manutenção de um arco elétrico entre o eletrodo revestido e a peça a ser soldada, de modo a fundir simultaneamente o eletrodo e a peça; o metal fundido do eletrodo é transferido para a peça, formando uma poça fundida que é protegida da atmosfera (02 e N2) pelos gases de combustão do revestimento do eletrodo. O metal depositado e as gotas ejetadas do metal fundido recebem uma proteção adicional por meio do banho de escória, a qual é formada pela queima de alguns componentes do revestimento. Características O processo de soldagem com eletrodo revestido é o mais amplamente utilizado. Possui a maior flexibilidade entre todos os processos de soldagem uma vez que a maioria dos metais pode ser unida ou revestida pela soldagem. Existe uma grande variedade de eletrodos revestidos, facilmente encontrados no mercado, cada eletrodo contendo no seu revestimento a capacidade de produzir os próprios gases de proteção dispensando o suprimento adicional de gases, necessário em outros processos de soldagem. Eletrodos revestidos podem ser usados em todas as posições (plana, vertical, horizontal, sobre cabeça), como em praticamente todas as espessuras de metal de base e em áreas de acesso limitado. Também é usado para revestimentos duros, corte e goivagem. É mais simples em termos de necessidades de equipamentos com custo do investimento relativamente baixo. Aplicação Utiliza-se a soldagem com eletrodos revestidos na montagem de vários equipamentos e estruturas, tanto em oficinas quanto no campo e até mesmo debaixo d’água, para materiais de espessuras entre 1,5mm a 30mm e em qualquer posição. É um processo predominantemente manual, embora admita uma variação mecanizada, soldagem por gravidade que é utilizada principalmente nos estaleiros. Os materiais soldados por esse processo também são variados, como aço-carbono, aços de baixa, média e alta liga, aços inoxidáveis, ferros fundidos, alumínio, cobre, níquel e ligas destes materiais. Vantagens e desvantagens do eletrodo revestido Vantagens As aplicações industriais do processo com eletrodo revestido são muitas, inclusive na manutenção e em operações de emergência, como corte e furação, dada sua grande versatilidade e simplicidade. Desvantagens O processo não se aplica a materiais de baixo ponto de fusão como chumbo, estanho, zinco e metais refratários ou muito reativos, como titânio, zircônio molibdênio e nióbio. Em razão de ser um processo eminentemente manual, depende muito da habilidade do soldador, que deve ser um profissional treinado e experiente. Existem diferentes tipos de eletrodos revestidos, variando de acordo com o material a ser soldado e sua aplicação. A norma mais utilizada para classificação dos eletrodos revestidos é a ASME II Part C (Sociedade Americana dos Engenheiros Mecânicos), que segue as definições da AWS (Sociedade Americana de Soldagem). A classificação é feita de acordo com o tipo de consumível, propriedades mecânicas, posições de soldagem, tipo de revestimento e composição química do metal depositado. Exemplos de aplicações PROCESSO DE SOLDAGEM TIG (GTAW) TIG é o processo de soldagem ao arco elétrico com proteção gasosa que utiliza eletrodo de tungstênio, um gás inerte, para proteger a poça de fusão. O eletrodo, o arco e a área em volta da poça de fusão da solda são protegidos por uma atmosfera protetora de gás inerte. Se um metal de enchimento é necessário, ele é adicionado no limite da poça de fusão. A soldagem TIG produz uma solda limpa e de alta qualidade. Como não é gerada escória, a chance de inclusão da mesma no metal de solda é eliminada, e a solda não necessita de limpeza no final do processo. Observação: Quanto a limpeza ao final do processo em aço inoxidável, o cordão de solda poder ser limpo por uma reação química que envolve um produto chamado decapante o qual faz a retirada da coloração que o material fica devido ao aporte de calor que este sofre durante a soldagem. O nome TIG é uma abreviação de Tungsten Inert Gas (gás inerte tungstênio), em que tungstênio é o material de que é feito o eletrodo e gás inerte refere-se ao gás que não reage com outros materiais. Na Alemanha, o processo TIG é conhecido como WIG, sigla de Wolfranium Inert Gas. O processo TIG apresenta variantes, tais como a soldagem TIG por pontos, TIG por corrente pulsada e TIG com arame quente ou “hot wire”. O processo TIG também é conhecido por GTAW ou Gas Tungsten Are Welding (soldagem a arco com gás tungstênio). Aplicações Soldagem TIG pode ser usada para quase todos os metais e o processo pode ser manual ou automático. A soldagem TIG é largamente utilizada para solda com alumínio e com ligas de aço inoxidável onde a integridade da solda é de extrema importância. É também utilizada para juntas de alta qualidade em indústrias nucleares, químicas, aeronáuticas e de alimentos. O processo TIG é utilizado na soldagem de todos os tipos de juntas e chapas, principalmente as de espessura menor que 10mm. É um processo adequado a quase todos os metais, em especial titânio, zircônio, ligas de alumínio e magnésio, aços ligados, inoxidáveis, ligas de níquel e ligas especiais. É um processo bastante utilizado para soldagem de tubos, na indústria aeroespacial e nuclear e em trabalhos de reparação devido à facilidade em controlar o processo e à possibilidade de utilizar material de adição. Vantagens Este processo tem a vantagem de apresentar cordões de solda de alta qualidade, sem escória e sem respingos e pode ser empregado em todas as posições e tipos de junta. Em razão de admitir um controle preciso de entrega térmica, a soldagem TIG é a mais adequada para unir metais de pequena espessura, para fazer cordões em componentes sensíveis ao calor, para trabalhos de manutenção e também para soldar pontos em chapas finas. Desvantagens Uma desvantagem no processo TIG é que o trabalho só pode ser realizado em local coberto ou protegido; se utilizada no campo, a soldagem TIG sofre a influência da circulação de ar no local e a proteção fornecida pelo gás inerte é prejudicada; outra desvantagem é que na soldagem de chapas grossas sua produtividade é baixa. Embora, atualmente existem novos equipamentos sistemas semiautomáticos de alimentação por arame eletrodo, este ainda tem um valor muito elevado o que por enquanto é uma desvantagem nhoque tange a visão econômica, mas a produtividade é muito maior do que um sistema convencional. Exemplos de aplicação PROCESSOS NÃO CONVECIONAIS Soldagem por resistência (Solda ponto) A soldagem por pontos é um processo em que as superfícies são unidas por meio de um ou mais pontos sobre os quais são aplicados calor e pressão; o calor é gerado pela resistência a uma corrente elétrica que passa através das peças mantidas em contato durante um curto período de tempo; o processo utiliza baixa tensão, alta intensidade de corrente e pressão. Quando a intensidade de corrente cessa, a pressão é mantida enquanto o metal se solidifica. Os eletrodos são afastados da superfície depois que se realiza cada ponto. As dimensões e formas das soldas são limitadas, principalmente em função das dimensões e contornos das faces do eletrodo. A soldagem por pontos utiliza eletrodos cilíndricos e a corrente de soldagem é concentrada num ponto na junta. Aplicação A soldagem por pontos é muito utilizada na união de chapas de aço com até 1/8′ de espessura e ocasionalmente para a união de chapasde 1/4″ ou mais; entretanto, espessuras de 1″ ou mais podem ser soldadas pelo processo, na condição de que haja equipamentos especiais. Em conjuntos de duas ou mais chapas estampadas, a alta velocidade de soldagem do processo garante economia em relação aos outros métodos mecânicos. Contêineres são geralmente feitos pela soldagem por pontos. A soldagem de ponto por resistência é um processo de solda muitas vezes utilizada na indústria automobilística e aeroespacial. Também é aplicada na ortodontia, na criação de bandas, ou chaves, que vão ao redor dos dentes. Os fabricantes geralmente gostam de empregar esse método de solda porque leva pouco tempo para ser concluído. No trabalho de soldagem repetitiva, o uso de robôs e máquinas automatizadas ajuda na solda mais precisa e elimina alguns dos riscos de segurança que a solda oferece aos operários. Desvantagens As maiores vantagens da soldagem por pontos são a alta velocidade e a facilidade de automação com alta taxa de produção; em muitas operações é um processo econômico, devido a ser mais rápido do que os processos a arco elétrico e com maçarico, além de requerer menor habilidade de execução. A soldagem por pontos em aços utiliza uma intensidade de corrente de 5.000 a 20.000 e tensão de 5 a 20V. Esses valores podem ser maiores para metais que possuem alta condutividade térmica como ligas de alumínio e cobre. Embora seja mais comum a união de duas chapas de mesma composição química e espessura, o processo pode ser utilizado para a união de mais de duas chapas, as quais podem ter composição química e espessura diferentes. Vantagens A soldagem por pontos apresenta algumas limitações: em comparação com a soldagem a arco elétrico com junta de topo, a sobreposição da junta aumenta o peso e o custo do material utilizado; os custos do equipamento são geralmente maiores do que os custos do equipamento para soldagem a arco elétrico; a soldagem por pontos tem menor resistência à tração e à fadiga. A limitação do número de soldas está relacionada com a capacidade de aplicar pressão e corrente uniformes em cada projeção. Exemplos de aplicação SOLDAGEM POR RAIO LASER Soldagem por raio laser - em resumo: soldagem a laser é um processo de soldagem de feixe que é usado para unir metais. O calor necessário para conectar as peças é gerado pelo raio laser que é focado na solda. A soldagem por laser é um processo de soldagem muito rápido e eficiente, altamente adequado para processos automatizados. O desenvolvimento do feixe laser foi impulsionado pela sua capacidade de se propagar no ar com pouca divergência, orientando-se por ópticas, e sem perder ou alterar suas características físicas. Existem hoje vários tipos de feixe laser, que vão do sólido ao gasoso, com comprimentos de onda na faixa do infravermelho (IF) até o ultravioleta (UV). Devido à qualidade da radiação laser, sua utilização em soldagem possibilita a obtenção de determinadas características impossíveis de serem obtidas por outros processos, tais como elevadíssimas velocidades de soldagem, ausência de contato entre fonte de calor e peça a soldar, baixa entrega térmica, pouca distorção e pequenas zonas afetadas pelo calor. Materiais A soldagem por laser é altamente adequada para unir metais e conectar materiais diferentes. Se as peças leves e visualmente atraentes precisam ser produzidas eficientemente, a soldagem a laser é usada para unir o alumínio. O aço também pode ser soldado a laser com pouca distorção para criar uma conexão forte muito rapidamente. As partes mais grossas são conectadas usando o procedimento de soldagem de penetração profunda; O procedimento de condutividade térmica é usado para peças mais finas. Aplicação A alta concentração do feixe de laser proporciona uma radiação de excelente qualidade, permitindo diversas aplicações; apenas na área de metal mecânica podem-se citar: corte e furação de peças de geometrias complexas, numa proporção de 60% dos trabalhos; soldagem, por exemplo, de baterias de lítio, equivalente a 25%; marcação de instrumentos de medição, 10%; tratamento térmico de componentes, como por exemplo, válvulas de motores de combustão e demais utilizações, equivalentes a 5% das aplicações. Vantagens As peças que tradicionalmente seriam soldadas por TIG e exigem uma aparência de alta qualidade são boas candidatas para a conversão em um processo de soldagem a laser. A solda a laser é especialmente adequada para aplicações em chapas metálicas. A chapa de metal é tipicamente muito fina e requer uma entrada de calor baixa na soldagem. Ela também é usada com frequência em aplicações que exigem alta qualidade estética, como aparelhos, placas ou painéis. A soldagem a laser pode ser uma boa solução para essas necessidades. Além disso, a soldagem a laser às vezes não requer o uso de metal de enchimento ou gás de proteção. Isso dá à solda um perfil muito baixo, que não precisa ser desbastado depois de a soldagem ser concluída - economizando tempo e dinheiro e ajudando a aumentar a produtividade na operação. Por exemplo, uma aplicação comum de chapa metálica é a fabricação de caixas elétricas. Com a soldagem MIG, normalmente seria necessário um polimento pós-solda para remover o excesso de reforços de solda nos cantos externos. Uma mudança para a solda a laser elimina o tempo e o dinheiro gastos na limpeza pós-solda. E como mencionado anteriormente, as velocidades de deslocamento muito maiores da soldagem a laser em comparação com a soldagem TIG ou MIG ajudam as empresas a melhorar a produtividade e a eficiência, o que pode impactar positivamente o resultado final. Desvantagens Processo de soldagem a laser apresenta algumas limitações, entre as quais podem-se citar a baixa eficiência, aproximadamente menor que 10%, a dificuldade para mudar o ponto focai, a baixa potência do equipamento, que limita a espessura, os problemas com refletividade em alguns materiais e as estreitas tolerâncias de ajuste das juntas. Enquanto as instalações de soldagem a laser continuam a aumentar em número, os problemas aumentam também, na mesma proporção. Por exemplo, para guiar o raio laser, é preciso empregar sistemas robotizados e ópticas flutuantes ou articuladas com sistemas de espelhos refletores em braços de robôs. Fibras ópticas não podem ser usadas atualmente por laser de alta potência de dióxido de carbono. O alto nível de automação requer produção em larga escala, com mão-de-obra especializada. O alto custo do sistema, embora esteja decaindo lentamente, à razão de 7% ao ano, requer uma cuidadosa análise econômica para os benefícios das aplicações oferecidas. A tecnologia enfrenta problemas de expansão devido ao alto investimento inicial comparado ao dos processos convencionais; além disso, o sistema a laser é visto como complexo e de alto custo. REFERÊCIAS BIBLIOGRÁFICAS https://infosolda.com.br https://aventa.com.br/ https://www.esab.com.br/br/pt/index.cfm https://www.esab.com.br/br/pt/education https://www.alumaq.com.br/
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