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Indaial – 2020 Manufatura Mecânica: SoldageM Prof. Charles Zanini Miranda 1a Edição Copyright © UNIASSELVI 2020 Elaboração: Prof. Charles Zanini Miranda Revisão, Diagramação e Produção: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. Impresso por: M672m Miranda, Charles Zanini Manufatura mecânica: soldagem. / Charles Zanini Miranda. – Indaial: UNIASSELVI, 2020. 176 p.; il. ISBN 978-65-5663-033-5 1. Soldagem. - Brasil. Centro Universitário Leonardo Da Vinci. CDD 620 III apreSentação Na engenharia temos várias possibilidades de uniões de peças mecânicas, podemos, por exemplo, utilizar elementos de fixação como porcas e parafusos, ou utilizar os mais variados processos de soldagem existentes. Cada um desses processos de união possui características vantajosas ou não, e o que determinará a aplicação de um método ou outro é a consideração, por parte do engenheiro, de toda a análise do projeto. Ao se definir pelo processo de soldagem, como meio de união dos componentes, o engenheiro necessitará fazer a especificação do processo de soldagem mais adequado. Existem dezenas de processos disponíveis, dependendo da aplicação, uns serão mais indicados que outros para a execução do serviço de união. Outro ponto que será discutido neste material é a necessidade de utilizarmos nossos conhecimentos de ciência e das propriedades dos materiais. Como veremos, uma das características do processo de soldagem é a necessidade de aquecimento e resfriamento dos materiais envolvidos na solda. Esta situação pode acarretar alterações no comportamento das propriedades mecânicas destes materiais, em alguns casos, podemos ter decréscimos nas resistências mecânicas, logo há a necessidade destas análises e corretas especificações. E, por fim, mas não menos importante, discutiremos os aspectos de segurança envolvidos na soldagem. A soldagem é um processo que necessita de uma fonte de calor, em geral, obtida por meio do uso de eletricidade, agir com segurança e responsabilidade é requisito essencial para estes processos. Todas estas informações você encontrará neste livro. Bom estudo. Prof. Charles Zanini Miranda IV Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há novidades em nosso material. Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo. Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto em questão. Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa continuar seus estudos com um material de qualidade. Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de Desempenho de Estudantes – ENADE. Bons estudos! NOTA V VI Olá, acadêmico! Iniciamos agora mais uma disciplina e com ela um novo conhecimento. Com o objetivo de enriquecer seu conhecimento, construímos, além do livro que está em suas mãos, uma rica trilha de aprendizagem, por meio dela você terá contato com o vídeo da disciplina, o objeto de aprendizagem, materiais complementares, entre outros, todos pensados e construídos na intenção de auxiliar seu crescimento. Acesse o QR Code, que levará ao AVA, e veja as novidades que preparamos para seu estudo. Conte conosco, estaremos juntos nesta caminhada! LEMBRETE VII UNIDADE 1 – O PROCESSO DE SOLDAGEM ..................................................................................1 TÓPICO 1 – O PROCESSO DE SOLDAGEM ......................................................................................3 1 INTRODUÇÃO .......................................................................................................................................3 2 TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM ..................................................................................................7 3 TIPOS DE SOLDA ..................................................................................................................................8 3.1 SOLDAGEM POR ARCO ELÉTRICO ...........................................................................................10 3.2 TIPOS DE SOLDAGEM POR ARCO ELÉTRICO ........................................................................13 3.2.1 Soldagem por eletrodo revestido .........................................................................................13 3.2.2 Soldagem MIG/MAG (GMAW) ............................................................................................13 3.2.3 Soldagem TIG (GTAW) ..........................................................................................................15 3.3 TIPOS DE SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA ..............................................................................16 LEITURA COMPLEMENTAR ...............................................................................................................17 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................20 AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................21 TÓPICO 2 – ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM .....................................................23 1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................23 2 RELAÇÃO TEMPERATURA X PROPRIEDADES MECÂNICAS ..............................................23 3 SOLDABILIDADE ................................................................................................................................27 4 TIPOS DE JUNTAS E SOLDAS .........................................................................................................32 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................35 AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................36 TÓPICO 3 – TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM ............................................37 1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................37 2 SIMBOLOGIA .......................................................................................................................................39 RESUMO DO TÓPICO 3........................................................................................................................48 AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................49 UNIDADE 2 – TIPOS DE PROCESSOS DE SOLDAGEM I ...........................................................51 TÓPICO 1 – CONCEITOS DE ELETRICIDADE PARA SOLDAGEM .........................................53 1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................532 CONCEITO DE ELETRICIDADE .....................................................................................................54 3 O ARCO VOLTAICO ...........................................................................................................................58 4 SOPRO MAGNÉTICO ........................................................................................................................62 RESUMO DO TÓPICO 1........................................................................................................................64 AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................65 SuMário VIII TÓPICO 2 – SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO – SMAW.........................................67 1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................67 2 CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM ....................................................................................................68 3 A ESPECIFICAÇÃO DOS ELETRODOS AWS ..............................................................................74 3 TAXAS DE DEPOSIÇÃO DE ELETRODOS ...................................................................................78 4 EQUIPAMENTOS PARA SOLDAGEM COM ELETRODO REVESTIDO ...............................79 RESUMO DO TÓPICO 2........................................................................................................................82 AUTOATIVIDADE .................................................................................................................................83 TÓPICO 3 – SOLDAGEM MIG/MAG – GMAW ..............................................................................85 1 INTRODUÇÃO .....................................................................................................................................85 2 CONSUMÍVEIS DE SOLDAGEM ....................................................................................................87 3 MODOS DE TRANSFERÊNCIA DE METAL .................................................................................89 3.1 TRANSFERÊNCIA POR CURTO-CIRCUITO .............................................................................90 3.2 TRANSFERÊNCIA GLOBULAR ...................................................................................................92 3.3 TRANSFERÊNCIA GOTICULAR (SPRAY) .................................................................................92 3.4 TRANSFERÊNCIA COM CORRENTE PULSADA ....................................................................93 4 GASES DE PROTEÇÃO ......................................................................................................................95 5 EQUIPAMENTOS PARA SOLDAGEM MIG/MAG .....................................................................99 LEITURA COMPLEMENTAR .............................................................................................................102 RESUMO DO TÓPICO 3......................................................................................................................105 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................106 UNIDADE 3 – TIPOS DE PROCESSOS DE SOLDAGEM II .......................................................109 TÓPICO 1 – SOLDAGEM TIG (GTAW) ...........................................................................................111 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................111 2 GASES DE PROTEÇÃO ....................................................................................................................113 3 ELETRODO ..........................................................................................................................................115 4 METAL DE ADIÇÃO .........................................................................................................................117 5 EQUIPAMENTOS PARA A SOLDAGEM TIG ............................................................................119 RESUMO DO TÓPICO 1......................................................................................................................123 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................124 TÓPICO 2 – OUTROS PROCESSOS DE SOLDAGEM .................................................................127 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................127 2 PROCESSO DE SOLDAGEM A ARCO SUBMERSO .................................................................127 2.1 CONSUMÍVEIS ..............................................................................................................................128 3 PROCESSO DE SOLDAGEM OXIACETILENO..........................................................................130 4 PROCESSO DE SOLDAGEM NO ESTADO SÓLIDO ...............................................................131 RESUMO DO TÓPICO 2......................................................................................................................136 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................137 TÓPICO 3 – DIMENSIONAMENTO DE LIGAÇÕES SOLDADAS ..........................................139 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................139 2 SOLDA DE FILETE ............................................................................................................................139 3 ESTIMATIVA DE CUSTOS EM SOLDAGEM .............................................................................146 RESUMO DO TÓPICO 3......................................................................................................................155 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................156 IX TÓPICO 4 – REQUISITOS DE SEGURANÇA E QUALIDADE ..................................................159 1 INTRODUÇÃO ...................................................................................................................................159 2 SEGURANÇA NA SOLDAGEM .....................................................................................................160 2.1 PROCEDIMENTOS DE PRONTO SOCORRO E EMERGÊNCIA ..........................................162 3 DEFEITOS DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM ........................................................................163 LEITURA COMPLEMENTAR .............................................................................................................168 RESUMO DO TÓPICO 4......................................................................................................................171 AUTOATIVIDADE ...............................................................................................................................172 REFERÊNCIAS .......................................................................................................................................175 X 1 UNIDADE 1 O PROCESSO DE SOLDAGEM OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM PLANO DE ESTUDOS A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de: • especificar e caracterizar o processo de fabricação mecânica de soldagem; • desenvolver habilidades para selecionar o processo de soldagem mais adequado para cada aplicação; • analisar os aspectos metalúrgicos da soldagem; • utilizar de forma correta os elementos normalizados na representação de soldagem no desenho técnico. Esta unidadeestá dividida em três tópicos. No decorrer da unidade você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo apresentado. TÓPICO 1 – O PROCESSO DE SOLDAGEM TÓPICO 2 – ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM TÓPICO 3 – TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM Preparado para ampliar seus conhecimentos? Respire e vamos em frente! Procure um ambiente que facilite a concentração, assim absorverá melhor as informações. CHAMADA 2 3 TÓPICO 1 UNIDADE 1 O PROCESSO DE SOLDAGEM 1 INTRODUÇÃO Apesar ser um processo já bem antigo na história da humanidade, a soldagem vem ganhando cada vez mais importância na indústria, isto se deve à utilização de novas tecnologias que possibilitam a ampliação do uso deste processo nos mais diversos setores da indústria. É um processo utilizado para fazermos as uniões de peças de uma forma permanente, e este é a característica principal da soldagem. Quando fazemos uma união com soldagem temos que ter a certeza que não há necessidade de uma posterior desmontagem. Tempos depois, alguns povos na Idade Média começaram a desenvolver técnicas de soldagem por forjamento no aço. Quando essa técnica era aperfeiçoada os exércitos conseguiam um ganho muito significativo no armamento, por exemplo, a durabilidade das espadas na guerra, que não se quebravam como tempo de uso. Assim o exército conseguiria obter melhores êxitos em combate (SANTOS, 2015, p. 12). Segundo Marques e Modenesi (2000, p. 4), “a primeira patente de um processo de soldagem, obtida na Inglaterra por Nikolas Bernados e Stanislav Olszewsky, em 1885, foi baseado em um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça a ser soldada”. FIGURA 1 – SISTEMA DE SOLDAGEM PATENTEADO POR BERNADOS FONTE: Marques e Modenesi (2000, p. 2) “O processo de soldagem teve seu grande impulso durante a II Guerra Mundial, devido à fabricação de navios e aviões soldados, apesar de o arco elétrico ter sido desenvolvido no século XIX” (WAINER; BRANDI; MELLO, 1992, p. 1). O gráfico a seguir mostra a evolução desses processos ao longo do tempo. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 4 GRÁFICO 1 – EVOLUÇÃO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM FONTE: Wainer, Brandi e Mello (1992, p. 1) N Ú M ER O D E PR O C ES SO S D E SO LD A G EM C O N H EC ID O S CRONOLOGIA 1800 1850 1900 1950 2000 50 40 30 20 10 0 LASER PLASMA FEIXE DE ELÉTRONS ELETROGÁS ULTRA-SÔNICO ATRITO ARCO SUBMERSOARCO ELÉTRICO COM PROTEÇÃO GASOSA ALUMINOTÉRMICA RESISTÊNCIA ELÉTRICA ARCO ELÉTRICO HIDROGÊNIO ATÔMICO OXIACETILÊNICA ARCO METÁLICO ARCO A CARVÃO O processo de soldagem possui uma ampla gama de utilizações na indústria, em que se destacam: • utilização em tubulações de aço para aplicações nas indústrias de petróleo, papel e celulose e de distribuição de gás; • estruturas metálicas para a construção civil; • estruturas metálicas para fabricação de máquinas de grande porte; • indústria naval; • metalúrgicas em geral. ATENCAO Para Groover (2014), o processo de soldagem é caracterizado quando duas peças em contato são coalescidas em suas superfícies pela aplicação de calor e/ ou pressão. Podendo ou não aplicarem outros materiais (material de adição) para facilitar o processo. Groover (2014) ainda descreve alguns dos pontos importantes para se escolher este tipo de processo de fabricação na montagem de equipamentos, como: • A soldagem fornece uma junta permanente, tornando a montagem uma unidade única e não desmontável. • As juntas soldadas podem ser tão resistentes quanto os materiais de base, ou seja, podem possuir as mesmas (ou até mesmo melhores) propriedades de resistência mecânica. Para tanto, a correta especificação e aplicação do material de adição deve ser verificada. • A soldagem é um processo econômico de união de componentes, se comparado com o processo de união por parafusos, por exemplo. TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 5 • Outra característica importante é de que a soldagem também pode ser realizada no campo de aplicação, ou seja, fora do parque fabril de construção do equipamento. • Requer uma mão de obra qualificada para a aplicação do processo, sendo muitas operações consideradas como “trabalhos especializados”. • O processo necessita de equipamentos específicos de segurança e da utilização de energia elétrica. • A junta soldada pode apresentar certos tipos de defeitos difíceis de detectar, por ser um processo que envolve aquecimento e resfriamento nos materiais das juntas, estes materiais estão sujeitos aos defeitos inerentes a este tipo de condição. O mesmo Groover (2014) define que a soldagem é um processo de fabricação complexo, pois sua realização depende de um trabalhador habilidoso, conhecido como soldador. Necessariamente este soldador necessita de treinamentos específicos para a realização do procedimento de solda, que envolve o desenvolvimento da técnica de soldagem e a aplicação dos procedimentos de segurança. O processo de fabricação por soldagem consiste em submeter as peças em contato a uma fonte de calor, esta fonte de calor faz com que ocorra a fusão das partes das peças que estão em contato. Como as peças estão em uma condição de fusão e submetidas a uma determinada pressão entre elas, ocorre a união por soldagem após o resfriamento desta peça. No passado, antes de seu uso comercial, todos os tipos de junções estruturais, montagens e fixações eram feitos com outros processos chamados de montagem ou fixações móveis, onde os elementos de fixação eram executados por parafusos, porcas, arruelas e rebites. Mas este tio de processo de montagem e fixação era limitado no quesito resistência dos elementos de fixação, pelo fato de cada um deles não suportar o efeito da força de cisalhamento (SANTOS, 2015, p. 12). Quando optamos por uma união soldada garantimos uma excelente robustez da estrutura, pois o efeito negativo da vibração na estrutura é minimizado. Ou seja, se houver qualquer fenômeno que promova vibração na estrutura, a união não sofrerá o impacto que uma junta parafusada estaria sujeita. Na Figura 2, verificamos alguns processos de soldagem utilizados na indústria em geral. FIGURA 2 – O PROCESSO DE SOLDAGEM FONTE: <http://conectafg.com.br/conheca-os-processos-de-soldagem-e-suas-aplicacoes/>. Acesso em: 20 ago. 2019. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 6 Outra grande vantagem do processo de soldagem é que em comparação com a união com parafusos, rebites e porcas, uma união feita por este processo possui um custo menor, lógico que sempre se faz necessário observar que a principal característica desta união é a condição de união permanente, ou seja, não consigo fazer depois a desmontagem. Segundo Pinheiro (2005), a soldagem é definida como a união de materiais por meio da fusão das partes adjacentes, e este mesmo autor ainda cita pontos importantes a serem observados para que a operação de soldagem seja realizada de forma correta e atenda todas as especificações técnicas definidas, como: • A especificação correta do projeto da solda deve estar devidamente determinada no desenho técnico, e deve ser seguida como o projetado. • O material a ser depositado deve ser feito de tal forma que ocorra a homogeneidade em sua deposição. • Deve ser seguida uma técnica apropriada, com soldadores devidamente treinados e capacitados para a função. • Devemos definir um processo de verificação da qualidade da solda, neste caso se possível utilizar raio-X e ultrassom. Como citado, um processo de verificação de solda bem eficaz e com excelentes resultados é a aplicação de raio-X, é um processo não destrutivo, ou seja, não danifica a peça ou qualquer parte dela, porém é um equipamento restrito a locais específicos, devido à dificuldade de levar o equipamento para o campo onde a solda está sendo aplicada. Cada processo de soldagem necessita de um plano adequado para inspeção da soldagem, isso dependerá no tipo de solda utilizado e da especificação técnica do produto. Em alguns casos uma inspeção finalvisual pode ser suficiente para garantir a qualidade do produto, já em outros casos serão necessários outros testes para a liberação do produto. Na Figura 4, temos um exemplo de aplicação do uso da inspeção de solda por radiografia. FIGURA 3 – INSPEÇÃO DE SOLDA COM RAIO-X FONTE: <http://www.mids.com.br/servico-inspecao-solda>. Acesso em: 20 ago. 2019. TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 7 O processo de soldagem possui um número grande de variações, sendo que cada tipo de soldagem possui suas aplicações específicas, com suas vantagens e desvantagens. O material a ser soldado e as especificações de normas técnicas de montagens, também definem qual processo é o mais adequado. No quadro a seguir encontramos os principais tipos de processos, em geral, os processos na indústria são identificados por siglas (sigla de designação). Por exemplo, o processo de soldagem por arco com eletrodos revestidos possui a sigla SMAW (Shielded Metal Arc Welding), originado do termo em inglês. Assim conseguimos identificar os demais processos de soldagem. QUADRO 1 – PROCESSOS DE SOLDAGEM Sigla de Designação Processo de Soldagem SMAW soldagem ao arco com eletrodos revestidos. SAW soldagem ao arco submerso. GMAW soldagem com arame sólido e proteção gasosa. FCAW soldagem ao arco com arame tubular. GTAW soldagem ao arco com eletrodo de tungstênio. PAW soldagem ao arco plasma. OFW soldagem oxigás. EBW soldagem por feixe de elétrons. LBW soldagem a laser. RSW soldagem por pontos por resistência. RSEW soldagem de costura por resistência. FONTE: Adaptado de Collins (2012, p. 437) 2 TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM Como a soldagem é um processo com características próprias, ela possui uma terminologia que devemos conhecer para aplicarmos nos desenhos técnicos corretamente. De acordo com Santos (2015), é necessário este conhecimento para que todas as informações sejam corretamente especificadas no desenho técnico, a seguir temos os termos mais importantes a conhecer: • Soldagem: é o termo utilizado para informar a operação de um processo de soldagem que tem a função de unir peças. • Solda: é o termo utilizado quando a operação é finalizada e o resultado gera um cordão de solda fundido com diluição parcial entre as partes. • Metal base: é o metal da peça que será soldado. • Metal de adição: é o material que será adicionado no momento da soldagem, para ser diluído e compor a solda. • Poça de fusão: é região de metal fundido, na qual está ocorrendo a fusão dos materiais devido a aplicação da fonte de calor. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 8 • Arco elétrico: é formado quando uma corrente elétrica passa entre uma barra de metal – metal de adição (eletrodo) –, e que pode corresponder ao polo negativo (cátodo) e o metal de base, que pode corresponder ao polo positivo (ânodo). • Zona termicamente afetada (ZTA): é toda a região do material onde ocorreu a soldagem e teve sua microestrutura e propriedades alteradas pelo calor produzido pela soldagem. Na Figura 4 temos um desenho esquemático do processo de soldagem, com sua terminologia e os pontos mais importantes a serem considerados. FIGURA 4 – ESQUEMA DE UM PROCESSO DE SOLDAGEM FONTE: Santos (2015, p. 16) Metal de base Solda ou cordão de solda Fonte de calor Poça de fusão Metal de adição Dentre os processos mais conhecidos na indústria estão os processos com eletrodos revestidos (SMAW), soldagem MIG/MAG (GMAW) e soldagem TIG (GTAW). 3 TIPOS DE SOLDA O processo de soldagem também é caracterizado pela aplicação final, por exemplo, temos muitas vezes que fazer uma soldagem de manutenção. Nesse caso, um equipamento portátil, de fácil manuseio e com mobilidade seria o mais indicado para a aplicação. Em outra situação temos a soldagem de peças seriadas para a produção. Imagine a linha de soldagem da estrutura do carro aplicado na indústria automotiva. Nessa situação, temos uma exigência maior quanto à qualidade do produto (requisitos técnicos definidos pelas normas da indústria automotiva). Estas duas situações são casos bem comuns, nas quais o engenheiro deverá atuar para especificar corretamente o processo de soldagem. Em uma análise preliminar das situações expostas, podemos facilmente concluir que para a soldagem de manutenção e para a produção de peças seriadas os processos deverão ser bem distintos entre si. A soldagem de manutenção irá requerer um processo simples e de aplicação rápida e barata, e sem a necessidade de ter grandes investimentos. TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 9 Já o processo de peças seriadas requer, principalmente, que a repetibilidade da aplicação seja garantida, e com a máxima segurança possível. Nesse caso, o investimento em automatização que leva a tempos menores de fabricação é de extrema importância, pois garante um custo de fabricação menor. Hoje as indústrias estão investindo cada vez mais nos processos automatizados, pois há a necessidade da redução constante de custos de fabricação. Nesse cenário, a aplicação de robôs (Figura 5) é amplamente utilizada, visando o ganho em precisão de operação e redução de custos finais de produção. FIGURA 5 – EXEMPLO DE ROBÔ REALIZANDO UMA SOLDA FONTE: <http://siautec.com.br/servicos/programacao-de-robos>. Acesso em: 20 ago. 2019 Assim, podemos definir que existem vários tipos de soldas disponíveis para utilização na indústria, e, uma das formas de caracterização é quanto à fonte de energia utilizada. As mais comuns e de fácil acesso na indústria utilizam energia elétrica como fonte de energia, dentre elas podemos destacar: soldagem por arco elétrico, resistência elétrica e feixe de elétrons. Mas, também, há a soldagem na qual a fonte de energia pode ser de origem química ou por feixe de radiação. Segundo Groove (2014), existem cerca de 50 tipos de processos de soldagem catalogados e podemos dividir em dois grupos principais: • Soldagem por fusão: é o processo que utiliza o calor para fazer a fusão das partes em contato, podendo ou não ter material adicionado ao processo. Nesse tipo de soldagem encontramos: soldagem por arco elétrico, soldagem por resistência e soldagem a gás oxicombustível. • Soldagem no estado sólido: neste processo a união da junto se dá pela aplicação de pressão ou a combinação de calor e pressão, sendo que o calor é inferior ao ponto de fusão dos materiais que estão sendo soldados. São exemplos: soldagem por difusão, soldagem por ficção e soldagem por ultrassom. A Figura 6 faz a classificação dos processos de soldagem, indicando os principais processos de soldagem por fusão e soldagem no estado sólido. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 10 FIGURA 6 – CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM FONTE: Wainer, Brandi e Mello (1992, p. 3) 3.1 SOLDAGEM POR ARCO ELÉTRICO Como já mencionado, a soldagem por arco elétrico, também conhecida como arco voltaico, é a mais comum encontrada nas indústrias em geral, sendo obtida quando submetemos uma determinada região da peça (junta a ser soldada) a uma forte fonte de calor obtida pela passagem de corrente elétrica. Nesse tipo de solda se enquadra a solda por eletrodo revestido, solda MIG/MAG e TIG. “Entre a ponta de um eletrodo para soldagem e o metal de base, existe uma região denominada de plasmática, na qual passa uma grande quantidade de corrente, produzindo alta intensidade de calor e luz. A essa região se dá o nome de arco voltaico” (PONOMAREV; SCOTTI, 2008, p. 20). Segundo Mondenesi (2012), a principal característica do arco elétrico é a concentração adequada de energia para a fusão bem localizada no metal base, no qual a soldagem por fusão se dá de uma forma que afeta termicamente ao mínimo o restante da peça, essa área de contato podemos definir como Ao, conforme Figura 7. Estado sólido A frio A quente Explosão Ultra-som Atrito Difusão Fusão Aluminotermia Feixe de elétrons Laser Gás Resistência Elétrica Arco elétrico Brasagem Soldabrasagem Oxiacetilênica Proteção de gases Proteção de escória Sem proteção - Soldagem deprisioneiro Eletroescória Resistência Ponto Topo-a-topo Ressalto Cultura Eletrodo não-consumível Eletrodo consumível Plasma TIG Transf. globular/curto-circuito. Transf. por pulverização Pulsado MIG (*) MAG (**) Eletrodo tubular Eletrodo tubular Eletrodo revestido Arco submerso Transferência globular Transf. por curto-circuito TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 11 FIGURA 7 – ESQUEMA DE UM PROCESSO DE SOLDAGEM FONTE: Mondenesi (2012, p. 4) Outra característica importante é que essa coluna de arco elétrico atinge temperaturas muito elevadas, chegando a 30.000 K em alguns tipos de soldagem. Na figura a seguir, bem próximo do eletrodo, observamos que a temperatura chega nos 18.000 K, e estas condições são alteradas por meio das variações de processo como: corrente, tipo de eletrodo, tipo de soldagem, voltagem etc. FIGURA 8 – ISOTERMAS NO ARCO GTAW EM ARGÔNIO FONTE: Mondenesi (2012, p. 44) Fácil observar pela figura anterior que a concentração maior do calor se dá na região em que está ocorrendo a soldagem, e depois é transmitida por toda a extensão da peça metálica. Conforme Mondenesi (2012), podemos definir e quantificar estes valores de potência requerida através da equação abaixo: 2 0 F esp P WP A m η = Na qual: • Pesp = potência específica ou intensidade de uma fonte [W/m2]. • PF = potência da fonte [W]. • η = rendimento térmico da fonte. • A0 = área de contato entre a fonte e a peça [m2]. Calor difundido na peça Área de Contato (A0) Fonte de Energia 18 x 103 K 16 15 14 13 12 11 10 200 A 12.1 V 2420 W 5 mm UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 12 Por meio das relações de potência em uma fonte elétrica, podemos estimar que a potência da fonte é o produto da tensão (U) pela corrente (I), neste caso a equação pode ser escrita da seguinte forma: 2 0 esp UI WP A m η = Na qual: • U = tensão da fonte [V]. • I = corrente elétrica [A]. Ainda segundo Mondenesi (2012), podemos exemplificar a utilização dessas equações por meio da aplicação para o seguinte exemplo: um processo de soldagem operando com 120 A e 10 V de corrente e tensão, respectivamente. Considerando um rendimento térmico de 50% e um diâmetro do arco na peça de 3 mm, a potência específica seria igual a: 8 2 2 0,50 120 10 4 10 / (0,003 / 4)esp x xP x W m π = = Este valor está dentro da faixa da densidade de energia necessária para ocorrer a soldagem por arco elétrico, conforme figura a seguir. Observamos que se os valores ficaram abaixo da 106 W/m2 a soldagem se torna impossível, pois não há energia suficiente para ocorrer a fusão do material, por outro lado, em valores acima de 1013 W/m2 ocorrerá a vaporização do material. FIGURA 9 – FAIXA USUAL DE INTENSIDADE DA FONTE. FONTE: Mondenesi (2012, p. 5) Vaporização Vaporização e condução Condução com fusão Condução sem fusão Soldagem Impossível Soldagem Impossível 1014 1012 1010 108 106 104 W/m2 Arco Feixe de eletrons Laser Plasma TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 13 3.2 TIPOS DE SOLDAGEM POR ARCO ELÉTRICO Como já mencionado este é um processo simples e bem usual na indústria, consiste basicamente de formar um arco elétrico entre o eletrodo e a junta a ser soldada. Este arco elétrico irá produzir calor suficiente para provocar a fusão do metal-base e do eletrodo revestido, que, aos poucos, vai sendo depositado na junção das duas peças a serem soldadas. De todos é o mais flexível e pode ser utilizado em vários tipos de materiais e possui, também, a seu favor uma simplicidade de operação que é a sua característica principal. Os tipos mais comuns são: 3.2.1 Soldagem por eletrodo revestido Para cada tipo de material a ser soldado há uma recomendação específica de eletrodo, ou seja, para aplicação em aço carbono, por exemplo, temos um eletrodo já definido e especificado pelo fabricante. Seguir esta recomendação é necessário para garantirmos que a solda atinja o padrão mínimo de qualidade requerido. As principais vantagens deste processo são: o baixo investimento inicial; não há necessidade de utilização de gases; e a aplicação em diversas combinações de metal base e eletrodo. E as principais desvantagens são: a produtividade não é alta (em comparação aos demais); grande geração de gases tóxicos; e a necessidade de um cuidado extra no armazenamento dos eletrodos. 3.2.2 Soldagem MIG/MAG (GMAW) Neste tipo de soldagem, além do eletrodo consumido na soldagem, há a adição de uma proteção gasosa por meio de gases que são utilizados no processo. Estes gases são adicionados para garantir a proteção da poça de fusão, eles formam uma “nuvem” ao redor da poça de fusão, impedindo que qualquer agente contaminante externo (gases atmosféricos, por exemplo), entrem em contato com o metal fundido. As siglas MIG e MAG, conforme Santos (2015), possuem as seguintes denominações: • MIG (Metal Inert Gas): neste processo são utilizados gases inertes na proteção, ou seja, gases que não participam do processo e são adicionados para somente garantir a proteção da poça de fusão. Os gases mais comuns são o hélio e o argônio, podendo também utilizar uma mistura dos dois. • MAG (Metal Active Gas): utiliza a mesma fonte de energia do processo MIG, porém, sua proteção gasosa é feita com gases ativos, que reagem com a poça de fusão, como é o caso do dióxido de carbono (CO2) puro ou a mistura de argônio com o CO2. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 14 A escolha de um processo ou outro vai depender da necessidade final que a solda exigirá, por exemplo, pode-se ter uma necessidade de uma penetração maior ou de um perfil de cordão de solda mais largo, conforme Figura 10. A escolha do processo definirá o resultado e, como já dito, cada aplicação terá sua necessidade de projeto. FIGURA 10 – PERFIL E PENETRAÇÃO DE ACORDO COM O GÁS DE PROTEÇÃO FONTE: Santos (2015, p. 63) A principal vantagem deste processo é o ganho em produtividade, pois o eletrodo é no formato de arame e é alimentado de uma forma automática, por este motivo não há o desperdício da ponta do eletrodo (o que ocorre com o eletrodo revestido). Como desvantagem possui uma regulagem mais complexa e pode gerar respingos. A seguir, veremos uma ilustração do processo MIG/MAG, representada na Figura 11. FIGURA 11 – ESQUEMA DO PROCESSO MIG/MAG FONTE: <https://aventa.com.br/novidades/conheça-diferença-entre-os-processos-tig-e- migmag>. Acesso em>: 10 ago. 2019. 100% Ar 80% Ar + 20% CO2 100% CO2 Alimentação Arame Bocal Tubo de Contato Gás de Proteção Eletrodo Gás de Proteção Arco Poça de fusão Metal Soldado Metal Base TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 15 3.2.3 Soldagem TIG (GTAW) A solda TIG (Tungsten Inert Gas) possui características bem próximas das soldas MIG/MAG, porém sua principal diferença é que o eletrodo é de tungstênio e ele não é consumível, ou seja, ele é uma barra de metal que não é adicionada na poça de fusão. O processo de soldagem TIG diferencia-se dos outros por ter um arco elétrico (plasma) que é pequeno e concentrado. Esse plasma utiliza um eletrodo de tungstênio que é o condutor, uma proteção feita por gases inertes, que não reagem com a poça de fusão e a protegem das impurezas da atmosfera (SANTOS, 2015, p. 12). Como gases de proteção são utilizados o argônio e o hélio, também podendo utilizar misturas entre eles. O argônio, por exemplo, confere ao processo uma baixa penetração da solda, desta forma é indicado para soldar chapas finas. Já o gás hélio possui um poder de penetração maior e é escolhido para soldagem de chapas mais espessas. Na solda TIG estes gases necessitam ter uma alta concentração de pureza, da ordem de 99,99%, pois não pode ocorrer contaminação neste processo. FIGURA 12 – ESQUEMA DO PROCESSO TIG FONTE: Disponível em: <https://aventa.com.br/novidades/conheça-diferença-entre-os- processos-tig-e-migmag>. Acesso em: 10 ago. 2019. Como principal vantagem,podemos destacar a excelente qualidade das soldas realizadas e com ausência de respingos. A principal desvantagem é o custo maior do equipamento. Bocal Tubo de Contato Eletrodo Metal Soldado Metal Base Gás de Proteção Eletrodo de Tungstênio (Fixo) Poça de fusão UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 16 3.3 TIPOS DE SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA Além dos processos já mencionados também temos o processo de soldagem por resistência bem difundido na indústria, também conhecido como soldagem RW (Resistance Welding). Nesse processo, o calor obtido para ocorrer a soldagem é devido a uma passagem de corrente elétrica entre as juntas a serem soldadas, e estas ficam em contato com uma pressão pré-estabelecida. Segundo Marques e Mondenesi (2000) há uma variedade de tipos de soldagem por resistência e podemos definir como: • soldagem por ponto; • soldagem de projeção; • soldagem por costura; • soldagem de topo por resistência. Um exemplo é na fabricação dos tubos mecânicos de aço. A matéria-prima original é o aço em formato plano, através de uma conformação o aço adquire o formato do tubo que, posteriormente, é costurado por meio da soldagem por resistência elétrica por costura – processo de fabricação utilizado para produção de tubos mecânicos. Em geral, a soldagem por resistência é utilizada em processos que exigem alta velocidade e produtividade de fabricação, alguns exemplos de aplicação estão demonstrados na Figura 13. Também possui como característica a facilidade de automação tornando-se um processo mais econômico se comparado aos processos com arco elétrico. Por outro lado, exige-se o investimento em equipamentos mais caros e não há muita flexibilidade de operação. FIGURA 13 – PROCESSOS DE SOLDAGEM POR RESISTÊNCIA FONTE: Marques e Mondenesi (2000, p. 63) TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 17 DESCOMPLICANDO A MECANIZAÇÃO E AUTOMAÇÃO EM SOLDAGEM Alguns recursos tecnológicos como mecanização e automação de soldagem têm sido amplamente pesquisados pelas empresas, mas ainda existem muitos questionamentos e a intenção da postagem de hoje é descomplicar a mecanização e a automação aplicadas nas operações de soldagem. Questões referentes a implementação em aplicações que antes eram feitas manualmente, segurança na implementação, desenvolvimento e manutenção do sistema, garantia da repetitividade associada a produtividade, promoção de melhores condições operacionais ou ainda, o risco do impacto negativo junto aos soldadores mais antigos é comum a quem deseja mecanizar ou automatizar processos. Dúvidas comuns, mas que criaram paradigmas difíceis de serem trabalhados e seus efeitos minimizados, se não houver uma boa consultoria sobre o assunto. Com o passar do tempo a tecnologia aprimorou-se e seu desenvolvimento cresce gradativamente. Ela vem crescendo também na área da soldagem e nós, profissionais atuantes do setor, dos mais diversos níveis, precisamos acompanhar essas inovações. Essa afirmativa é verdadeira visto que, mais cedo ou mais tarde, poderemos nos deparar com a necessidade de implementar mecanização ou automação de processos em nosso dia-a-dia como uma forma consequente a soluções de problemas que enfrentamos em nosso cotidiano de trabalho. Para começarmos a entender sobre o assunto precisamos conhecer melhor qual a diferença básica entre mecanização e automação aplicadas a soldagem e entender também para que serve cada uma delas. Existe uma confusão muito grande quando referimos mecanização e automação. Basicamente, as diferenças entre elas são muito simples: A automação na soldagem A automação cuida de otimizar processos de soldagem sem que exista influência direta da mão humana. Ou seja, é passado informações a um sistema automatizado para realizar operações de soldagem de forma repetitiva. As informações passadas para o sistema automatizado devem atender as necessidades do projeto a ser soldado. Essas são inseridas por um profissional devidamente qualificado e com bons conhecimentos em processos de soldagem. Para automatizar processos de soldagem é necessário fazer com que o projeto se “adeque” ao sistema automatizado, ou seja, desde a junta a ser soldada ao dispositivo sejam devidamente projetadas para que todo o sistema reconheça os pontos a serem soldados e garantam a repetitividade necessária para atender a produção. LEITURA COMPLEMENTAR UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 18 Geralmente os sistemas de soldagem automatizada são compostos de dispositivos de fixação de peças. viradores acoplados a braços mecânicos com diversos eixos, conhecidos vulgarmente como robôs de solda. Todos eles controlados por uma central que processa as informações previamente programadas. Geralmente envolvem muita engenharia, que é devidamente aplicada ao sistema como um todo e por isso possui um investimento inicial elevado, porém, que se justifica dentro de sua depreciação. A mecanização na soldagem Já a mecanização cuida de otimizar processos de soldagem contando com a influência direta da mão humana utilizando dispositivos que auxiliam o soldador a realizar o seu trabalho. A mecanização para soldagem utiliza sistemas que se adequam a qualquer aplicação e têm o propósito de aumentar a produtividade, garantir qualidade e conforto operacional ao soldador. As informações passadas para o sistema mecanizado também devem atender as necessidades do projeto a ser soldado. Porém as informações inseridas no sistema para mecanização da soldagem são realizadas por soldadores qualificados que somam seu conhecimento de soldagem manual a uma “ferramenta” que o auxiliará a promover soldas de extrema qualidade. Resumidamente, o sistema para mecanização de soldagem necessita da mão de obra do profissional da soldagem para realizar o trabalho. Geralmente a engenharia do processo está aplicada aos dispositivos para mecanização na forma de controles que simulam o trabalho do soldador. O investimento inicial é menor se comparado a sistemas automatizados e se justifica também dentro da sua depreciação. Quebrando paradigmas Muitos mitos e boatos correm entre a comunidade de solda no que se refere a mecanização e automação de soldagem como a ameaça a geração e manutenção de empregos, perda de habilidade manual em utilizar processos mecanizados, aumento de carga de trabalho com menos reconhecimento financeiro e etc. Por esses e outros motivos muitos profissionais rejeitam em trabalhar com esses sistemas. Como incansavelmente tenho citado em minhas postagens e em minhas palestras pela América Latina, a tecnologia chegou para nós, profissionais da soldagem, e precisamos acompanhar o mercado tecnológico em nossa área de atuação. É fato que dificilmente se extinguirá o profissional da soldagem e isso é determinante para que processos mecanizados e automatizados existam. TÓPICO 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 19 Costumo dizer sempre que as máquinas de solda ainda não possuem inteligência artificial e precisam de alguém que conheça de forma aprofundada os processos de soldagem e assim repassar essa experiência aos diversos dispositivos disponíveis no mercado e que estão fazendo parte do nosso cotidiano. Sem soldador não tem solda e nenhuma máquina ou dispositivo pode fazer o trabalho sozinho. Por outro lado, quando um soldador não tem experiência no que faz manualmente, suas limitações também são repassadas aos sistemas de soldagem e o mal resultado da soldagem manual pode se evidenciar na soldagem com dispositivos mecanizados ou automatizados. Outro ponto importante é que a aplicação de mecanização e automação de soldagem não deve ser encarada como um rebaixamento de cargos e salários. A mecanização e automação de soldagem deve ser encarada com uma soldagem extremamente técnica e que inspira tempo de desenvolvimento e engenharia. Não existe processos de soldagem plug & play. A criação de um setor de soldagem técnica é uma das formas para que os paradigmas sejam definitivamente derrubados. Portanto a mão de obra qualificadaé necessária para se trabalhar com sistemas mecanizados e automatizados de alta tecnologia. E essa deve ser uma premissa de suma importância no que se refere a um desenvolvimento de sucesso. A tecnologia de soldagem inspira o profissional a manter a mente aberta visando maior aprendizado e maior crescimento profissional e pessoal. Os paradigmas relacionados a mecanização e automação de soldagem são devidamente quebrados quando a informação se torna acessível a todos e quando incentivamos a troca de experiências. O mundo globalizado e tecnológico é uma realidade. Inclusive na área da soldagem. FONTE: <https://blogdosoldador.com.br/mecanizacao/>. Acesso em: 9 set. 2019. 20 Neste tópico, você aprendeu que: • A utilização do processo de soldagem para união de peças metálicas tem sua importância na produção de estruturas e equipamentos. • Foram identificados os principais tipos de processos de soldagem disponíveis na indústria e suas principais aplicações. • Deve-se selecionar o processo de soldagem mais adequado para a união de componentes. RESUMO DO TÓPICO 1 21 1 O processo de soldagem tem ganhado cada vez mais espaço na indústria, o desenvolvimento de novas tecnologias de soldagem possibilitou a abertura da utilização deste processo em larga escala e em diversos novos materiais. Diante dessa afirmação e com base no que aprendemos neste tópico, use V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas: ( ) Uma das principais características do processo de soldagem é o fato deste tipo de união ser permanente. ( ) Outra característica importante é que uma união soldada se torna mais resistente se comparada a uma união por parafuso e porca. Principalmente porque a união soldada resiste a maiores esforços de cisalhamento. ( ) O processo de soldagem SMAW (soldagem a eletrodo revestido) é um dos processos mais comuns na indústria, principalmente por ser de fácil operação e ser bem versátil. ( ) Uma das limitações do processo de soldagem é a impossibilidade de utilizar quando temos solicitações mecânicas de vibração, esse processo não é indicado nessas condições. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) V – F – V – V. b) ( ) F – V – V – F. c) ( ) V – V – V – F. d) ( ) F – F – V – V. 2 A partir do conhecimento adquirido ao estudarmos os três tipos de soldagem mais utilizados na indústria, analise as sentenças a seguir: I- Os processos SMAW, GTWA e GMAW são processos diferentes de soldagem por arco elétrico, em que cada um possui relação de vantagens e desvantagens entre si. II- O processo SMAW é um processo no qual o eletrodo é consumível, produz muito gases tóxicos e a necessidade de um cuidado extra no armazenamento dos eletrodos. III- A principal diferença entre os processos de soldagem MIG e MAG está no tipo de arame utilizado. IV- No processo de soldagem TIG (GTAW) o eletrodo é de tungstênio e é não consumível, o que torna a qualidade da solda superior aos demais. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e IV estão corretas. b) ( ) As sentenças I, III estão corretas. c) ( ) As sentenças II, III e IV estão corretas. d) ( ) Apenas as sentenças I, II e IV estão corretas. AUTOATIVIDADE 22 3 Calcule a potência específica para a soldagem através de um processo GTAW com os seguintes parâmetros: • Corrente = 130 A • Voltagem = 15 V • Rendimento térmico = 50 % • Diâmetro de arco = 5 mm E com base no valor encontrado definir se o processo é possível, por meio da Figura 6, que relaciona a potência específica com os tipos de soldagem. 23 TÓPICO 2 ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Como já é de nosso conhecimento, quando estudamos os materiais metálicos, qualquer alteração na temperatura do material pode ocasionar alterações em suas propriedades mecânicas. Em geral, estas propriedades são alteradas quando submetemos os materiais aos diversos tratamentos térmicos e, por meio de uma situação de controle de processo, obtemos alterações desejadas nas propriedades desses. Em resumo, ao impor ao material metálico uma mudança de temperatura, temos a possibilidade de que as propriedades mecânicas poderão ser alteradas, isto se deve à alteração da microestrutura dos materiais. A soldagem, como já conhecemos, é um processo de fabricação mecânica, que envolve alterações de temperatura. Fica fácil entender que essas temperaturas (que muitas vezes são bem elevadas) podem afetar as propriedades mecânicas do conjunto soldado. Em geral, o objetivo final da solda é deixar a junta soldada com as mesmas propriedades mecânicas que o resto da peça, assim, preservamos a integridade mecânica do conjunto. Esse objetivo somente é alcançado se determinarmos corretamente o processo de soldagem, ou seja, a especificação correta do processo de soldagem é o que determinará as propriedades mecânicas finais do conjunto. Cabe ao engenheiro a correta especificação tanto do processo de soldagem mais adequado, quanto ao dimensionamento correto da solda a ser fabricada. 2 RELAÇÃO TEMPERATURA X PROPRIEDADES MECÂNICAS Conforme Groover (2014), as propriedades mecânicas dos materiais metálicos se alteram com a variação da temperatura, sendo muito importante o engenheiro entender essas relações, pois temos que especificar corretamente o material tanto para trabalhar em temperaturas elevadas como para submeter a processos de fabricação mecânica que envolve aquecimento e resfriamento, como no caso da soldagem. No gráfico a seguir temos a relação entre ductilidade e temperatura. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 24 GRÁFICO 2 – RELAÇÃO ENTRE DUCTILIDADE E TEMPERATURA FONTE: Groover (2014, p. 70) Devido ao nosso conhecimento em materiais, temos a condição de analisar que ao aumentarmos a temperatura do material há um aumento da ductilidade do mesmo, por outro lado, a resistência mecânica do material diminui. Isso fica claro ao analisar o gráfico, pela inclinação das curvas de tensão. O objetivo da soldagem por processo de fusão, que inclui os processos de soldagem por arco elétrico, é submeter a junta soldada a uma temperatura de fusão que, em conjunto com uma determinada pressão de contato, efetive a soldagem da junta. Caso tenha material de adição, este também será fundido na mesma região. O resultado é uma junta soldada com uma estrutura de material diferente, que precisa ser conhecida e especificada. Pois já estudamos que as alterações nas estruturas dos materiais influenciam nas propriedades mecânicas. As transformações de fases podem ser realizadas em sistemas de ligas metálicas mediante uma variação na temperatura, ou na composição ou ainda na pressão externa; entretanto, as variações na temperatura por meio de tratamentos térmicos constituem a maneira mais convenientemente utilizada para induzir transformações de fases. Isso corresponde a cruzar uma fronteira entre fases, no diagrama de fases composição-temperatura, na medida em que uma liga com uma dada composição química é aquecida ou resfriada (CALLISTER; RETHWISCH, 2018, p. 337). Ainda segundo Callister e Rethwisch (2018), as transformações de fases podem ocorrer no processamento dos materiais, podendo alterar a microestrutura. Esta nova fase formada possui características físicas/químicas diferentes, e/ou uma estrutura diferente daquela da fase original. Todas essas alterações são bem comuns de serem analisadas quando estudamos os tratamentos térmicos dos materiais, contudo, no processo de soldagem, por envolver aquecimento e resfriamento, é importante termos esta noção de alterações de propriedades versus mudanças na temperatura. Podemos definir o termo Tensões Térmicas para definir as tensões em um corpo como resultado da variação na temperatura. Para imaginarmos uma aplicação, pense em uma barra sólida homogênea com o movimento axial Tensão última Tensãode escoamento Ductilidade (alongamento %) 0 Temperatura Re si st ên ci a e du ct ili da de TÓPICO2 | ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM 25 restringido. Ao aquecermos ou resfriarmos a mudança na temperatura irá provocar tensões térmicas na peça e conforme Callister e Rethwisch (2018), essa tensão pode ser expressa pela equação a seguir: ( )0 l f lE T T E Tσ α α= − = ∆ Na qual: • σ = tensão térmica [MPa]; • E = módulo de elasticidade [MPa]; • αl = coeficiente de expansão térmica linear [C-1 x 10-6); • T0 – Tf = variação da temperatura [oC]. No Quadro 2 estão listados os valores de αl para alguns metais. QUADRO 2 – COEFICIENTE DE EXPANSÃO TÉRMICA LINEAR α l Material αl [C-1 x 10-6] Alumínio 23,6 Cobre 17,0 Ferro 11,8 Prata 19,7 Aço 1025 12,0 Aço inoxidável 316 16,0 Latão 20,0 FONTE: Adaptado de Callister e Rethwisch (2018, p. 727) Um exercício para o entendimento do conceito de tensão térmica: uma barra de aço inoxidável 316 foi soldada e suas extremidades estão mantidas rígidas, sem movimento axial. Considerando uma aplicação na temperatura ambiente, na qual a barra está livre de tensões, qual seria a máxima temperatura a qual essa barra pode ser aquecida sem que uma tensão de compressão de 200 MPa seja alcançada? O módulo de elasticidade do aço inoxidável 316 é de aproximadamente 193 GPa, e iremos considerar a temperatura ambiente de 20 ºC, podemos rearranjar a equação para obtermos a temperatura final (Tf): UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 26 ( ) ( )( 0 13 6 200 20 193 1 0 [ 16 1 0 20 64,77 84,77 f l f f T T E MPaT C x MPa x C T C C σ α −− = − − = ° − ° = ° + ° = ° Chegamos ao valor de aproximadamente 85º C, acima deste valor teremos o incremento de tensões de compressão interna no material superiores a 200 MPa. É muito importante levarmos em consideração o impacto que as alterações de temperaturas irão impor ao material na soldagem, em muitas situações, na região da soldagem, poderemos ter situações de alterações das propriedades, semelhantes às que obtemos ao fazermos tratamentos térmicos dos metais. IMPORTANT E A Figura 14 nos mostra como a alteração da microestrutura de um determinado material irá variar ao submetermos-lhe a um aumento de temperatura e posterior resfriamento. Especificamente nesse caso, o material está passando por um tratamento térmico, porém como já mencionado os materiais submetidos ao processo de soldagem podem ter o mesmo comportamento de alteração de estrutura. O ciclo é o mesmo, temos um aquecimento rápido da peça e depois etapas de resfriamento. FIGURA 14 – ALTERAÇÃO DA ESTRUTURA LIGA Al-Cu APÓS TRATAMENTO TÉRMICO FONTE: Shackelford (2008, p. 241) Dispersão fina de precipitados dentro dos grãos (retido na têmpera) Solução sólida 100% κ (retirada na têmpera)Tratamento de solubilização Têmpera Tempo envelhecimento Microestrutura de equilíbrio – θ grosseira se precipita nos contronos de grão de κ TÓPICO 2 | ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM 27 Segundo Groover (2014), nos aços observamos bem este conceito de temperabilidade, pois o aço passa pela transformação martensítica. Este conceito de temperabilidade está relacionado com a severidade da têmpera necessária para atingir a dureza a uma dada profundidade. É fácil perceber pela Figura 15, a seguir, que a forma de resfriamento também tem impacto nas propriedades do material temperado. Nesse caso, o início do resfriamento se dá na extremidade do pino, por meio da utilização de água a uma temperatura de 24 ºC. Como o resfriamento não foi realizado de uma forma uniforme na peça, ocorrerão as diferenças nos valores de dureza verificados no gráfico (Figura 15b). Outro ponto importante é observar que elementos de liga nos aços também influenciam na sua temperabilidade. Dentre os principais estão o cromo, manganês, molibdênio e níquel. Estes elementos de liga irão deslocar as curvas TTT (tempo-temperatura-transformação) para a direita, permitindo taxas de resfriamento mais lentas. FIGURA 15 – TEMPERABILIDADE DOS AÇOS FONTE: Groover (2014, p. 503) 3 SOLDABILIDADE O termo “soldabilidade” se refere à facilidade com que um determinado tipo de material é utilizado no projeto de soldagem. É nítido que teremos comportamentos diferentes dos diferentes materiais quando expostos aos mais variados processos de soldagem. Segundo Veiga (2011), podemos desdobrar o conceito de soldabilidade em: • Soldabilidade operacional: diz respeito diretamente à facilidade de execução da junta. Está associada às particularidades do processo de soldagem, à habilidade do soldador e às características do material. • Soldabilidade metalúrgica: envolve as transformações de fase que ocorrem no aquecimento, na fusão, na solidificação e no resfriamento. • Soldabilidade em serviço: refere-se ao desempenho e à vida útil do equipamento soldado. Está associada tanto à escolha do metal de base e de adição para a soldagem da junta, quanto à escolha do procedimento de soldagem, tais como Comprimento de 102 mm Diâmetro de 25,4 mm Amostra Água a 24oC (75oF) D ur ez a, R oc kw el l C 60 50 40 30 Distância da extremidade resfriada UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 28 parâmetros de soldagem, temperatura de pré-aquecimento, temperatura interpasse, temperatura de pós-aquecimento, tratamento térmico pós-soldagem e outros. Na junta soldada por fusão, como já vimos, pode ocorrer variações de estrutura ou propriedades no local da solda. Essa região precisa ser bem estuda e recebe o nome de ZTA (Zona Termicamente Afetada), nessa região ocorrem as possíveis alterações na estrutura do material, conforme já mencionado. Veiga (2011) descreve as regiões encontradas da seguinte forma: • Zona Fundida (ZF): região na qual o material fundiu-se e solidificou-se durante o processo de soldagem. As temperaturas de pico foram superiores à temperatura de fusão do metal soldado. • Zona de Ligação (ZL): região na qual ocorreu a combinação de características químicas, físicas e mecânicas dos materiais envolvidos na junta soldada. • Metal Base (MB): região mais afastada da área soldada e que não foi afetada pelo processo de soldagem, mantendo, dessa forma, as características originais da liga. As temperaturas de pico atingidas durante o processo de soldagem são inferiores às temperaturas críticas do material. • Zona Termicamente Afetada (ZTA): a zona afetada pelo calor na soldagem dos aços-carbono e aços liga é particularmente importante na relação das propriedades da junta soldada. Devido às altas temperaturas atingidas na ZTA, ocorrem mudanças na estrutura do metal base, e, como consequência, temos alterações nas propriedades mecânicas nessa região. Na Figura 16 observamos essas zonas destacadas em uma solda realizada. Fica bem nítido as alterações nas estruturas provocadas na região soldada. Cabe ao engenheiro entender e interpretar as variações em seus processos de soldagem, principalmente nos que demandam uma responsabilidade técnica mais apurada. FIGURA 16 – MACROGRAFIA DE UMA JUNTA SOLDADA FONTE: Felizardo (2016, p. 4) Linha de ligação ou Zona de ligação (ZL) Zona Fundida (ZF) (Metal de solda) Zona afetada pelo calor (ZAC) Zona termicamente afetada (ZTA) Metal de base TÓPICO 2 | ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM 29 Além da alteração das estruturas e da adição dos materiais (metal de adição) que podem ocorrer durante o processo de soldagem, também participa do processo os gases atmosféricos ou gases de proteção, estes últimos são intencionalmente adicionados ao processo para proteção ou facilitar o processo de soldagem. No Quadro 3 temos listados os principais processos de soldagem por fusão e suas principais características. QUADRO 3 – PROCESSOS DE SOLDAGEM POR FUSÃO FONTE: Adaptado de Marques e Mondenesi (2000, p. 9) PROCESSO AGENTE PROTETOR OUTRAS CARACTERÍSTICAS APLICAÇÕES Soldagem por eletro- escoria Escória Automática/Mecanizada. Junta na vertical. Arame alimentado mecanicamente na poça de fusão. Não existe arco. Soldagem de aços carbono, baixa e alta liga, espessura > 50 mm. Soldagem depeças de grande espessura, eixos etc. Soldagem ao Arco Submerso Escória e gases gerados Automática/mecanizada ou semiautomática. O arco arde sob uma camada de fluxo granular. Soldagem de aços carbono, baixa e alta liga. Espessuras > 10 mm. Posição plana ou horizontal de peças estruturais, tanques, vasos de pressão etc. Soldagem com Eletrodos Revestidos Escória e gases gerados Manual. Vareta metálica recoberta por cama de fluxo. Soldagem de quase todos os metais, exceto cobre puro, metais preciosos, reativos e de baixo ponto de fusão. Usado na soldagem em geral. Soldagem com Arame Tubular Arco elétrico O fluxo está contido dentro de um arame tubular de pequeno diâmetro. Automático ou semiautomático. Soldagem de aços carbono com espessura > 1 mm. Soldagem de chapas. Soldagem MIG/MAG Arco elétrico Automática/mecanizada. ou semiautomática. O arame é sólido. Soldagem de aços carbono, baixa e alta liga, não ferrosos, com espessuras > 1 mm. Soldagem de tubos, chapas etc. Soldagem TIG Arco elétrico Manual ou automática. Eletrodo não consumível de tungstênio. O arame é adicionado separadamente. Soldagem de todos os metais, exceto Zn, Be e suas ligas, espessuras entre 1 e 6 mm. Soldagem de não ferrosos e aços inox. Passe de raiz de soldas em tubulações. Soldagem a Gás Chama oxiacetilênica Manual. Arame adicionado separadamente Soldagem manual de aço carbono, Cu, Al, Zn, Pb e bronze. Soldagem de chapas finas e tubos de pequeno diâmetro. Segundo Veiga (2011), quando se diz que um material possui uma soldabilidade ruim, não quer dizer que é inviável esse processo de fabricação, mas sim que se faz necessário a utilização de uma técnica e/ou preparo específico para este determinado tipo de material. Um exemplo é a soldagem de aços inoxidáveis, cada grupo de classificação desses aços exige uma técnica de soldagem específica. UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 30 No geral, o método mais adequado para soldagem dos aços inoxidáveis é a solda TIG, pois este material tem uma tendência a empenar e deformar. No quadro a seguir temos os pontos frágeis do processo de soldagem em aços inoxidáveis. QUADRO 4 – PROBLEMAS NA SOLDABILIDADE DOS AÇOS INOXIDÁVEIS FONTE: Adaptado de Veiga (2011, p. 89) TIPO DE AÇO INOX PROBLEMA SOLUÇÃO Ferrítico Sensitização Material adequado (estabilizado ao titânio ou ao nióbio); reduz a energia de soldagem. Fragilização por Hidrogênio Utilizar procedimento que introduza pouco hidrogênio durante a soldagem. Crescimento de grão Procedimento com energia de soldagem mínima. Austenítico Sensitização Material adequado (baixo carbono ou estabilizado ao titânio ou nióbio); reduz a energia de soldagem. Trincas a quente (trinca de solidificação, liquidação ou reaquecimento) Utilizar aço com teor baixo de enxofre e fósforo; utilizar metais de adição que gerem um teor de ferrita ao redor de 8% no cordão de solda; modificar a geometria da junta para reduzir tensões introduzidas durante a soldagem. Martensítico Fragilização por Hidrogênio Utilizar procedimento que introduza pouco hidrogênio durante a soldagem; usar técnicas que reduzam a velocidade de resfriamento da junta (pré-aquecimento, pós-aquecimento). O problema da sensitização é caracterizado pela precipitação carbonetos de cromo no contorno do grão, segundo Veiga (2011), esta condição ocorre quando o material fica exposto a temperaturas de 600 a 900º C. Ao ocorrer a sensitização teremos, como verificado na figura a seguir, uma região descromatizada com teores menores de Cr em sua estrutura. FIGURA 17 – SENSITIZAÇÃO NO AÇO INOXIDÁVEL FONTE: <https://www.researchgate.net/figure/Figura-30-Ilustracao-esquematica-de-sensitizacao- em-aco-inox-pela-formacao-de-carboneto_fig2_308765198>. Acesso em: 10 ago. 2019. REGIÃO DESCROMATIZADA (Cr < 11%) PRECIPITAÇÃO Cr23C6 18% Cr TÓPICO 2 | ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM 31 Já o problema da fragilização por hidrogênio precisa ser conhecido e evitado, pois o hidrogênio na estrutura do material impõe tensões internas, na Figura 18 temos alguns exemplos de fragilização. Estas tensões resultam em um material com possíveis problemas com trincas (na área soldada). Em geral uma estrutura cristalina com a presença do hidrogênio diminui a ductilidade do material, ele passa a se comportar como um material frágil. FIGURA 18 – FRAGILIZAÇÃO POR HIDROGÊNIO FONTE: <http://inspecaoequipto.blogspot.com/2013/05/fissuracao-induzida-por-hidrogenio-tih. html>. Acesso em: 10 ago. 2019. No Quadro 5 temos especificado as condições de emprego dos processos de soldagem, observa-se que cada material possui um processo adequado de soldagem e que também é determinado pela espessura da peça a ser soldada. Por exemplo, o processo TIG não é recomendado para a soldagem de peças de ferro fundido. QUADRO 5 – CONDIÇÕES DE EMPREGO DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM Materiais e espessuras Processos de soldagem El et ro do re ve st id o A rc o Su bm er so M IG o u M A G El et r. tu bu la r TI G Pl as m a Re si st ên ci a O xi gá s So ld ag em br an ca A tr ito Aço-carbono F I M G x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Aço de baixa liga F I M G x x x x x x x x x x x x x x x x x xx x x x x x x x Aço inoxidável F I M G x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Metal de solda Zona termicamente afetadaMetal de base Trincas induzidas pelo hidrogênio Grãos grosseiros Metal de solda solidificado Zona termicamente afetada Metal de base UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM 32 Ferro fundido F I M G x x x x x x x x x x x x Níquel e suas ligas F I M G x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Alumínio e suas ligas F I M G x x x x x x x x xx x x x x x x Titânio e suas ligas F I M G x x x x x x x x x x x x Cobre e suas ligas F I M G x x x x x x x x x x x x x Espessuras: F = até 3 mm I = de 3 a 6 mm M = de 6 a 19 mm G = acima de 19mm FONTE: Adaptado de Wainer, Brandi e Mello (1992, p. 6) 4 TIPOS DE JUNTAS E SOLDAS Como já descrito, a soldagem é um processo de fabricação que visa unir peças. As partes que ficam em contato no processo de soldagem chamamos de juntas, conforme Groover (2014, p. 532), temos cinco tipos diferentes de juntas: • Junta de topo: neste tipo de junta, as peças são alinhadas no mesmo plano e estão unidas pelas suas extremidades. • Junta de canto: as partes em uma junta de canto formam um ângulo reto e são unidas no canto do ângulo. • Junta sobreposta: esta junta consiste em duas peças sobrepostas. • Junta em Tê: na junta em Tê, uma parte é perpendicular à outra em forma aproximada da letra “T”. • Junta em aresta: na junta em aresta, as peças são paralelas com pelo menos uma das arestas em comum, e a junta é feita nesta aresta em comum. Na Figura 19, podemos ver os tipos de juntas de soldagem: TÓPICO 2 | ASPECTOS METALÚRGICOS DA SOLDAGEM 33 FIGURA 19 – TIPOS DE JUNTAS PARA SOLDAGEM FONTE: Adaptado de Groover (2014, p. 532) Também segundo Groover (2014), devemos especificar o tipo de solda a ser utilizado em uma das juntas vistas anteriormente, que podem ser: • Solda de filete: utilizada nas juntas tipo canto, sobrepostas e Tê, é o tipo de solda mais comum encontrado, e o filete tem o formato de um triângulo, esta solda pode ser intermitente, continua, simples ou dupla. Na figura a seguir temos alguns exemplos de aplicações. FIGURA 20 – SOLDA DE FILETE FONTE: Groover (2014, p. 532) • Solda em chanfro: neste tipo de solda há a necessidade de fazermos um chanfro entre as juntas a serem soldadas, para melhorar a penetração da solda, conforme Figura 21. É utilizada em quase todos os tipos de juntas (com exceção das sobrepostas), em geral o objetivo é aumentar a resistência da junta em peças mais espessas. FIGURA 21 – SOLDA EM CHANFRO FONTE: Groover (2014, p. 532) Junta de solda Junta de solda UNIDADE 1 |O PROCESSO DE SOLDAGEM 34 • Solda tampão e solda fenda: utilizada para fixar placas planas, usando furos ou ranhuras com preenchimento de solda (Figura 22). FIGURA 22 – SOLDA TAMPÃO E SOLDA FENDA FONTE: Groover (2014, p. 532) • Solda por ponto e solda de costura: utilizadas para soldagem de chapas sobrepostas, conforme a figura a seguir. FIGURA 23 – SOLDA POR PONTO E SOLDA DE COSTURA FONTE: Groover (2014, p. 532) Solda tampão Fenda no topopara solda de fenda Furo na parte superior Peça de chapa metálica Vista em corte mostrando a soldagem de costuraSolda de costura Seção sobreposta Duas chapas metálicas Vista em corte mostrando a seção soldada Soldas de ponto (Lentes) Vista parcial em corte 35 RESUMO DO TÓPICO 2 Neste tópico, você aprendeu que: • O conceito de alteração de temperatura no processamento e/ou fabricação de componentes metálicos influenciam nas propriedades mecânicas finais dos materiais. • A identificação dos principais problemas metalúrgicos de qualidade na soldagem. • A identificação dos mais variados tipos de juntas soldadas e a demonstração de que algumas delas requerem uma preparação anterior ao próprio processo de soldagem. 36 1 O processo de soldagem é um processo que envolve o aumento da temperatura nas juntas que estão sendo soldadas. Como já vimos anteriormente, esta alteração na temperatura pode acarretar alterações nas propriedades dos materiais, nesse aspecto, assinale com V para verdadeiro e F para falso as sentenças a seguir: ( ) O objetivo final da soldagem é obter na junta soldada as mesmas propriedades mecânicas do metal base. ( ) Indiferente do processo envolvido, a soldagem por arco elétrico sempre envolverá aplicação de energia em forma de calor na junta soldada. ( ) Em uma peça de aço carbono, ao elevar a temperatura a ductilidade do material diminui progressivamente. ( ) Em uma peça de aço carbono as tensões internas não estão associadas com as alterações de temperatura. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) V – F – V – V. b) ( ) F – V – V – F. c) ( ) V – V – F – F. d) ( ) F – F – V – V. 2 Com relação ao termo “soldabilidade” utilizado nos processos de soldagem, analise as sentenças a seguir: I- A soldabilidade operacional diz respeito à facilidade de execução da junta soldada em conjunto com as habilidades do soldador. II- Os materiais metálicos possuem o mesmo comportamento quando analisados na ótica do conceito de soldabilidade metalúrgica. III- A Zona Fundida (ZF) é o local onde ocorre a fusão e solidificação do material envolvido no processo de soldagem, através da aplicação de temperaturas superiores às de fusão dos materiais envolvidos. IV- A Zona Termicamente Afetada (ZTA) está localizada fora do alcance das possíveis alterações provocadas na estrutura dos materiais, quando submetidos ao processo de soldagem. Agora, assinale a alternativa CORRETA: a) ( ) As sentenças I e IV estão corretas. b) ( ) As sentenças I e III estão corretas. c) ( ) As sentenças II, III e IV estão corretas. d) ( ) As sentenças I, II e IV estão corretas. 3 Calcule a temperatura final para que uma barra seja aquecida sem que uma tensão de compressão de 250 MPa seja excedida. A barra é de aço 1025, exposta a uma temperatura inicial de 25º C, com E = 190 GPa. AUTOATIVIDADE 37 TÓPICO 3 TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM UNIDADE 1 1 INTRODUÇÃO Já conhecemos a necessidade da padronização das informações técnicas, nas quais as leituras das especificações podem ser feitas de forma precisa por qualquer pessoa, devidamente habilitada para a atividade. É uma forma de padronizar a comunicação para o correto entendimento de todos os envolvidos nos processos de fabricação. Para identificação de todos e a correta utilização dos processos, tanto de produção quanto de montagem, se faz necessário identificar de uma forma padronizada a especificação do processo de soldagem no desenho técnico. Para tanto, utilizamos a norma da American Welding Society (AWS) – padrão adotado no Brasil. A simbologia básica consiste em uma linha de referência, a qual contém informação preciso sobre o tipo, dimensão, preparação do chanfro, contorno, acabamento e outros dados pertinentes da soldagem, e uma seta a qual aponta para o lado da junta a ser soldada, designada como lado da seta (enquanto oposto ao outro lado) (COLLINS, 2012, p. 438). Conforme Santos (2015), o símbolo básico da soldagem é composto por três partes: • Linha de seta: tem a função de indicar o local no qual a solda será executada, facilitando a interpretação, e que pode ser colocada em qualquer posição. • Linha de referência: sempre na posição horizontal, sobre e sob os outros caracteres de informações. • Cauda: elemento do símbolo básico, utilizado somente quando existem informações especiais de normas ou procedimentos para uma determinada junta soldada. A Figura 24 ilustra a simbologia apresentada. 38 UNIDADE 1 | O PROCESSO DE SOLDAGEM FIGURA 24 – SIMBOLOGIA BÁSICA DE SOLDAGEM FONTE: Adaptado de Santos (2015, p. 26) A linha de seta poderá ser colocada em várias posições, tudo dependerá conforme o espaço ou a definição do desenhista para a melhor visualização do desenho final, na Figura 25, vemos alguns exemplos de aplicação. A posição das linhas, ou de qualquer outra informação no desenho, tem que ser feita de forma que facilite a interpretação de todos. Temos que pensar neste momento que ao projetarmos uma peça soldada, o desenho será enviado para uma outra pessoa e/ ou empresa executar o serviço, assim sendo, quanto mais claras as informações menores serão as chances de problemas de interpretação. FIGURA 25 – POSIÇÃO DE LINHAS DE SETA FONTE: Santos (2015, p. 26) Quando o símbolo de solda estiver na parte de cima da linha de referência significa que a solda deverá ser executada no lado oposto do indicado na seta. Por consequência, se o símbolo de solda estiver abaixo da linha de referência a solda será no mesmo lado do indicado na seta, na ilustração a seguir ficará fácil compreender essa definição. Observe que tanto no item “a” como no item “b” a posição de soldagem é a mesma, a leitura é a mesma. Também é importante observar na Figura 26 que a posição na qual colocaremos as cotas de soldagem pode variar, sempre com o pensamento de facilitar a interpretação e deixar o mais claro possível a leitura do projeto desenvolvido. Linha de seta Linha de referência ou horizontal Cauda (usada quando necessário) contém informações complementares Linha de referência deve ficar obrigatoriamente na horizontal Indica a localização de solda A seta pode ser usada para qualquer lado TÓPICO 3 | TERMINOLOGIA E SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM 39 FIGURA 26 – LOCALIZAÇÃO DOS SÍMBOLOS DE SOLDAGEM FONTE: Santos (2015, p. 27) 2 SIMBOLOGIA Já na figura a seguir temos a exemplificação de como uma cota de soldagem pode conter várias informações, como: tipo de solda, local a ser aplicado, espaçamento entre soldas, enfim, é uma gama de dados específicos para aquela junta que está sendo submetida ao processo de soldagem. FIGURA 27 – SIMBOLOGIA BÁSICA DE SOLDAGEM FONTE: Collins (2012, p. 437) a) c) b) d) Especificação, processo ou outra refência Símbolo de acabamento Símbolo de contorno Abertura de raiz; profundidade de enchimento para soldas de tampão e soldas por pontos Dimensão do chanfro de solda Profundidade do bisel; dimensão ou resistência para certas soldas Apêndice (pode ser omitido quando não se utiliza referência) Símbolo da solda Ângulo do chanfro; incluído o ângulo do escareamento para soldagem de tampão Comprimento da solda Passo (espaçamento centro a centro das soldas Símbolo de solda no campo Seta conectando a linha de referência à seta do componente da junta ou seta do lado da junta Símbolo de solda em toda a volta Linha de referência Elementos nesta área permanecem como mostrado quando o apêndice e seta são invertidos Símbolos de soldagem devem estar contidos dentro
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