TECNOLOGIA DA SOLDAGEM

FTF – 016Soldagem e Corte Oxicombustível

Prof. MARCIONILO NERI

Soldagem Oxigás

2

• Definida AWS: Processos onde o coalescimento é devido ao aquecimento produzido por uma chama, usando ou não metal de adição, com ou sem aplicação de pressão.

3

• Desenvolvido em 1895 por Le Châtelier, observou que o acetileno queima com oxigênio produz chama com temperatura de 3000°C.

4

• Vantagens do processo:• Baixo custo• Equipamento portátil• Ausência de energia elétrica• Fácil controle da operação

• Desvantagens• Exige soldador hábil• Baixa taxa de deposição• Risco de acidente com os cilindros de

gases.

5

Processo de Soldagem Oxigás

Divide-se em dois grandes Grupos:

I) Soldagem Heterogênea

II) Soldagem Homogênea ou Autôgena

6

I) Soldagem Heterogênea:

• Este processo utiliza ligas com ponto de fusão inferior ao do metal de base. Neste caso, somente o material de adição é fundido, o material de base é aquecido a temperaturas bem abaixo do seu ponto de fusão.

• O fenômeno que rege este tipo de solda denomina-se absorção.

7

Neste tipo de Soldagem podemos destacar:

• Solda branda: utiliza ligas de baixo ponto de fusão, inferior a 400°C, ligas de chumbo-estanho. • Solda Forte: as ligas utilizadas têm ponto de fusão entre 750 e 1100ºC, ligas à base de cobre, cobre-zinco, cobre-prata ou mesmo cobre puro com pó decapante.

8

• Solda de Bronze: um processo que utiliza ligas de cobre e zinco .Temperatura de fusão do metal de adição acima de, aproximadamente 400°C. Conhecida também como Brasagem.

9

II) Soldagem Homogênea (Autogêna):

•Solda executada por fusão de materiais sem participação de metal de adição.

•Deste processo, procura-se obter, numa linha transversal à solda, a mais perfeita homogeneidade química, física e metalúrgica entre os dois materiais. Podemos aqui destacar:

• Solda por Amolecimento e Pressão• Solda por Fusão

10

Soldagem por Amolecimento e Pressão (Caldeamento)

As peças são aquecidas, e as partes que serão soldadas devem chegar a temperatura próxima de seu ponto de fusão. Então são dispostas uma sobre a outra e golpeadas repetidas vezes, com martelo ou marreta, como num processo de forjamento, até que se unam.

11

Por Caldeamento na Forja: A mais antiga das soldas homogêneas é o caldeamento na forja.

•Por Caldeamento no Forno: O mesmo princípio anterior, com a diferença de se utilizar um forno à gás, em vez de forja a coque como fonte de calor.

Campo de Aplicação

1. Equipamento para ar condicionado;

2. Equipamento para indústria aeronáutica

3. Equipamento para indústria automobilística;

4. Equipamento para indústria de bebidas;

5. Fabricação de bicicletas;

6. Equipamento para indústria química;

7. Utensílios domésticos em geral;

8. Equipamentos elétricos;

9. Aparelhos eletrodomésticos;

10. Tubulações para gás;

11. Tubulações para gasolina;

12. Maçaricos;

13. Manômetros;

14. Aparelhos térmicos e Termoelétricos;

15. Equipamentos para hospitais;

16. Equipamentos para lavanderia;

17. Sistema de lubrificação;

18. Joalheria e bijuteria;

19. Equipamentos para refinarias de

Petróleo;

20. Objetos para ornamentação;

21. Equipamentos para rádios;

22. Equipamentos fotográficos e

cinematográficos;

23. Indústria de refrigeração;

24. Reguladores em geral;

25. Aparelhos de medição;

26. Instrumental cientifico;

27. Válvulas em geral.12

13

Fundamentos do Processo

É o processo que inicia quando há existência dos 3 elementos necessários e básicos que compõe o triângulo da combustão ou triângulo do fogo.

14

A Chama

Uma uma reação química entre o oxigênio e um combustível, com o aparecimento de luz e calor . É a região na qual ocorre a combustão.

A combustão ocorre em duas etapas:

• Combustão primária: somente o oxigênio do cilindro participa da reação

• Combustão secundária: reação com participação do ar atmosférico.

15

Dardo

Penacho

Chama Oxi-combustível

16

• Dependendo da proporção do oxigênio e o gás combustível, podemos obter três tipos diferentes de chama:

Chama Neutra

Chama Carburante

Chama Oxidante

17

Tipos de chama

Chama Neutra

•Mistura balanceada e uma queima perfeita

entre o oxigênio e o gás combustível.

• A chama neutra é importante nas

operações de corte, para se obter uma alta

temperatura, sem excesso de nenhum dos

gases.

• Penacho longo e dardo branco brilhante e

arredondado. 

18

•Soldagem de aços, cobre e suas (exceto

latão), níquel e suas ligas.

 

19

20

Chama Oxidante

• Penacho azulado ou avermelhado, mais

curto.

• Dardo branco, brilhante pequeno e

ponteagudo.

• Chama mais quente

• Ruído característico

• Usado em aços galvanizados, latão e

bronze.

21

Chama Carburante

• Ocorre quanda a chama apresenta um

excesso de gás combustível em relação do

balanço da chama neutra.

• Penacho esverdeado;

• Véu branco circundado o dardo;

• Dardo branco, brilhante e arredondado

• Chama menos quente

• Utilizado nos FoFo, alumínio e chumbo.

22

23

Excesso deCombustível(carburante)

Excesso deOxigênio(oxidante)

Neutra

As chamas são obtidas a medida que se aumenta a vazão de oxigênio;- A chama neutra apresenta ruído característico suave;- A chama oxidante chiado mais estridante. Cor mais azulada.

24

25

Técnicas para execução da soldagem oxi-acetilenica

26

Aplicações:

-Baixas velocidade de soldagem em virtude da baixa quantidade de calor gerada comparando com outras fonte de calor;

-Intensidade média da chama oxi-acetilenica 10W/mm2 , comprando com arco elétrico 300W/mm2

-São utilizados quando se exige ótimo controle do calor cedido e da temperatura da peça;- Bom para soldagem de chapas finas e tubos de pequenos diâmetros e operações de brasagem e soldagem de reparo.

Dentre os três tipos de chamas visto até aqui, a oxidante possui a maior temperatura e a carburante a menor.

Temperatura de chamaneutra

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

AcetilenoGLPPropilenoGás Natural

3.1062.8102.8722.770

ºC

27

Temperatura da Chama

Sistema Oxicombustível

28

29

EquipamentosMaçaricos

• Instrumento para misturar e controlar a

vazão da mistura na saída do bico;

• Corpo do maçarico possui entradas dos

gases com válvulas de regulagem de vazão;

Maçarico de corte

Maçarico de solda

30

Equipamentos

•Roscas diferentes (oxigênio rosca direita e o

combustível rosca esquerda)

• Deve gerar chama estável e manter a

dosagem dos gases da mistura.

• “Engolimento de chama” pode ocorrer: bico

parcialmente obstruído, aquecimento

excessivo ou velocidade de queima maior que

a de saída a combustão será no interior do

bico.

Equipamentos

31

Bico do maçarico

• São feitos de ligas com elevada

condutibilidade térmica (ligas de cobre)

• Área do orifício do bico está linearmente

relacionada com a espessura da chapa a ser

soldada.

32

Maçarico tipo misturador: maçarico de média pressão. É utilizado nas mesmas pressões de trabalho para o O2 e C2H2

Maçarico tipo injetor: maçarico que utiliza o acetileno em baixa pressão. O O2 em grandes velocidades aspira o acetileno

33

34

Regulador de Pressão

• São utilizados para descomprimir os gases

em alta pressão nos cilindros;

• Baixar pressão dos gás.

• Geralmente constituido por uma válvula de

segurança e dois manômetros

Válvula Corta Chama para Regulador (VPR) - para Oxigênio e Gás Combustível (C2H2 / GLP / GN)

Válvula Corta Chama para Regulador (VPM) - para Oxigênio e Gás Combustível (C2H2 / GLP / GN)

Válvula Corta Chama para Regulador de Posto(VS) - para Oxigênio e Gás Combustível (C2H2 / GLP / GN)

35

VÁLVULAS DE SEGURANÇA

• São dispositivos de segurança usados para minimizar

ou evitar acidentes.

• São dois tipos: Retrocesso de chama e contrafluxo

Válvula Seca Corta Chama

Válvula Seca Corta-Chama

Gás C2H2 GLP - GC2 Oxigênio

Conexão Tipo B

9/16" X 18 UNF

Rosca esquerda

Tipo B

9/16" X 18 UNF

Rosca esquerda

Tipo B

9/16" X 18 UNF

Rosca direita

Pressão de abertura(kgf/cm

2)

1,50 4,00 10,00

Vazão máxima (Nm3/h) 9,00 30,00 70,00

36

• Cilindro de acetileno

• Gás incolor e inodoro quando puro;

• Obtido industrialmente através da reação do

carboreto de cálcio com a água;

• No estado gasoso é instável;

• Pressão máxima do cilindro 1,5 kg/cm2

• Massa porosa forma pequenas cavidades

(carvão, amianto, sílica, calcário)

• O acetileno é dissolvido até 25 L para

cada L de acetona;

• Possui selo (liga Sn-Cd) que se funde a 80°C.37

Consumíveis para Soldagem

• Cilindro de oxigênio

• Gás presente no ar;

• Obtido a partir da destilação do ar atmosférico;

• Armazenado em cilindros de aço-carbono, pressões

150 a 200 kg/cm2

• Fabricado por forjamento ou estampados.

• Capacidade de 1 a 10 m3;

• Testes hidrostáticos a pressões maiores do que

utilizadas;

38

Consumíveis para Soldagem

39

40

• Metal de adição

• Metal de adição

• Limite de resistência utilizado como critério de

classificação das varetas;

• Sistema de classificação:

• Aço carbono: R G XX onde: R= vareta; G = Gás;

XX = limite máximo de resistência a tração (ksi)

•Exemplo: RG45; RG60

• Ferro fundido: R CI-X onde R = vareta; CI = Fofo;

x = faixa de composição química

42

• Cobre e suas ligas: RBLL.. – X onde: R= vareta; B = metal de adição para soldagem oxigas ou

brasagem; LL= símbolo do principal elemento químico do

metal de adiçãoX = Indica o grupo do metal de adição.

43

•Fluxos

• Fluxos tem a função de remover ou escorificar óxidos

de metais que possuem elevado ponto de fusão;

• Composição quimica varia com o tipo de metal base.

• Cilindro de acetileno

• Evitar choques violentos, pricipalmente nos

reguladores de pressão;

• Não armazenar os cilindros proximo de fontes de

calor;

• Armazenar os cilindros na posição vertical e presos

por correntes;

• Não esvaziar o cilindro completamente para evitar a

saída do vapor da acetona;

• Ter cuidado com vazamentos verificando o estado

das válvulas.44

Segurança na soldagem

Processo de Corte Oxicombustível

45

O oxicorte é o processo de separação de metais* que utiliza o princípio da oxidaçao de forma rápida e localizada, devido a ação contínua de um jato de Oxigênio com elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxi-combustível.

46

O oxicorte é uma operação onde o metal, no caso o aço (baixo carbono e baixa liga), é aquecido até 900ºC (coloração avermelhada) por uma chama oxicombustível (chama de pré-aquecimento) , sendo em seguida, aciona-se um jato de oxigênio puro (jato de corte) onde é iniciado o processo de oxidação rápida promovendo a separação do metal. A continuidade deste processo vai gerando um sulco no material, denominado de “sangria”. A diferença entre o posicionamento do jato de corte e a zona de expulsão do óxido fundido (borra), na parte inferior da chapa, denomina-se de “arrasto”.

O oxi-corte é uma operação onde um metal (liga

de ferro) é aquecido à temperatura de ignição ou

queima (abaixo do ponto de fusão) por uma chama oxi-

combustível (chama de pré-aquecimento). A seguir, o

metal é rapidamente oxidado por um jato de oxigênio

(oxigênio de corte).

Operação

47

48

O óxido formado, como também uma pequena região não

oxidada circunvizinha, funde e flui, sendo expelida pela ação

do jato de oxigênio, expondo a este jato mais metal, para a

continuidade da reação.

Operação

49

CARACTERÍSTICAS DA CHAMA

VELOCIDADE DE CHAMA

É a velocidade com que a chama se desloca em uma mistura de ar (ou oxigênio) e gás combustível.

Quanto mais reativo for o gás , mais rápida será a sua queima. Este fato obriga à construção de bicos de corte diferentes, em função do gás combustível.

TEMPERATURA DE CHAMA

Variam de acordo com as características de cada gás combustível e da regulagem da mesma.

Em uma determinada chama, a maior temperatura ocorre na ponta do cone interno.

50

CONCENTRAÇÃO DE CALOR

Toda chama oxicombustível produz uma determinada quantidade de

calor.

Dependendo do gás combustível, este calor pode distribuir-se

diferentemente nas zonas da chama. Este é um fator importante

para se definir o melhor rendimento entre o calor liberado pela

chama e o calor transferido para a peça.

Apesar de possuírem poder calorífico semelhante, alguns gases

combustíveis apresentam grande diferença na concentração do

calor. Isto irá definir condições particulares, em se tratando de

diferentes espessuras a serem cortadas.51

PROBLEMAS COM A CHAMA NOS MAÇARICOS

DESCOLAMENTO

Este fenômeno ocorre quando a velocidade de saída da mistura oxicombustível é superior a velocidade de queima da mesma. A chama se “descola” do queimador, resultando em uma combustão afastada deste, reduzindo a eficiência do processo.

ENGOLIMENTO DE CHAMA

São sucessivos apagamentos e acendimentos da chama, caracterizados por pequenos estalos.Ocorre quando a chama entra no queimador e é imediatamente empurrada para fora pela velocidade de saída da mistura.

52

ENGOLIMENTO DE CHAMA

Pode ser provocada por:

Pelo abafamento da chama na ponta do queimador;Por superaquecimento do mesmo ou por baixa vazão do gás combustível.

RETROCESSO DE CHAMA

Quando a velocidade de saída da mistura for inferior à velocidade de queima, a combustão poderá ocorrer no interior do queimador;

Pode ser percebido a partir de pequenos estalos, ou mesmo

ocorrer subitamente;Pode ocorrer com muita facilidade quando não tivermos um suprimento de gás combustível suficiente para uma determinada capacidade do queimador.

53

Treinamento de Produtos Industriais - Módulo 1

Fatores que Influenciam o Corte

50

60

70

80

90

100

Porcentagem de Carbono (%)

Por

cent

agem

da

velo

cida

de d

e co

rte

0.20 0.25 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00

Variaçãoda velocidade de corte x Porcentagem de carbonoAço baixo carbono (SAE 1020)

À medida que o teor de carbono aumenta a velocidade de corte reduz, conforme o gráfico abaixo:

54

Fatores que Influenciam o Corte

55

40

60

80

100

120

140

160

Pureza do Oxigênio (%)

Vel

ocid

ade

de c

orte

(%)

100 99.8 99.7 99.5 99.4 99.3 99.1 98.85 98.3 97.75 97 96.2

Velocidade de corte x Pureza do Oxigênio

Derivação do Processo Oxicorte

Goivagem Consiste na remoção de cordões de solda ou abertura de canais em uma superfície

através do processo oxicorte.

Escarfagem Consiste na remoção de trincas e imperfeições de uma superfície através do

processo oxicorte.

Corte com pó-de-ferro Utilizado para corte de peças metálicas não-ferrosas, através de adição controlada

de pó-de-ferro.

Corte com pó-de-alumínio Idêntico ao processo anterior, combinando com o processo de aluminotermia,

usado para corte de peças de alumínio.

Consiste na remoção de cordões de solda ou abertura de canais em uma superfície através do processo de oxicorte.

Consiste na remoção de trincas e imperfeições de uma superfície através do processo oxicorte.

Utilizado para corte de peças metálicas não-ferrosas, através de adição controlada de pó-de-ferro.

Idêntico ao processo anterior, combinado com o processo de aluminotermia, usado para corte de peças de alumínio.

56

Equipamentos

57

Acendedor tipo concha

58

59

GLP

C2H2

60

61

Processo de Corte OxicombustívelDEFEITOS DE CORTE

Equipamentos

62