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Renato Ferreira Barros

COMPROMETIMENTO DA RESISTNCIA DE LIGAES SOLDADAS DEVIDO A PROBLEMAS OPERACIONAIS NA SOLDAGEM

Palmas - TO 2008

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Renato Ferreira Barros

COMPROMETIMENTO DA RESISTNCIA DE LIGAES SOLDADAS DEVIDO A PROBLEMAS OPERACIONAIS NA SOLDAGEM

Projeto apresentado como requisito parcial da disciplina Estgio em Engenharia Civil com TCC II do Curso de Engenharia Civil, orientado pelo Professor Mestre Moacyr Salles Neto e co-orientado pelo Professor Mestre Thiago Dias de Arajo e Silva.

Palmas - TO 2008

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RENATO FERREIRA BARROS

COMPROMETIMENTO DA RESISTNCIA DE LIGAES SOLDADAS DEVIDO A PROBLEMAS OPERACIONAIS NA SOLDAGEM

Projeto apresentado como requisito parcial da disciplina Estgio em Engenharia Civil com TCC II do Curso de Engenharia Civil, orientado pelo Professor Mestre Moacyr Salles Neto e co-orientado pelo Professor Mestre Thiago Dias de Arajo e Silva.

Aprovada em de 2008 .

BANCA EXAMINADORA

___________________________________________________ Prof. M.Sc. Moacyr Salles Neto

Centro Universitrio Luterano de Palmas

___________________________________________________ Prof. M.Sc. Thiago Dias de Arajo e Silva

Universidade Federal do Tocantins

___________________________________________________ Prof. M.Sc. Roldo Pimentel de Arajo Junior

Centro Universitrio Luterano de Palmas

Palmas - TO 2008

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DEDICATRIA

Dedico o presente trabalho a Deus por me dar a fora e a perseverana. Dedico tambm s pessoas mais importantes da minha vida, que so Meus Pais, Minha Esposa e Minha Filha.

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AGRADECIMENTO

Agradeo a todos aqueles que colaboraram diretamente e indiretamente para a concluso de mais essa jornada na minha vida. Aos amigos pelo companheirismo de sempre; Aos colegas de trabalho pela participao efetiva nesse processo de busca pelo conhecimento; Aos colegas de faculdade pela camaradagem e apoio nos embates que se apresentaram durante todas as etapas dessa caminhada; Aos professores pela sabedoria repassada e pela compreenso das dificuldades e necessidades nesse complexo ciclo de transferncia de saber

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EPGRAFE

A personalidade a marca registrada de uma pessoa. Mud-la para agradar os outros agir com falsidade. Nesse mundo de disputa de valores morais, importante ser autntico. Por isso, seja sempre o que voc , no o que os outros querem que seja! Incio Dantas

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RESUMO

BARROS, Renato Ferreira; Comprometimento da resistncia de ligaes soldadas devido a problemas operacionais na soldagem, 2008, 90f., Trabalho de Concluso de Curso (Bacharel em Engenharia Civil), CEULP-ULBRA Palmas - TO.

Este trabalho tem o propsito de analisar o comprometimento da resistncia de ligaes soldadas devido a problemas operacionais na soldagem, pois as estruturas metlicas so constitudas pela associao de pequenos elementos, sendo a solda hoje amplamente utilizada neste propsito. Sob o aspecto terico a solda o melhor dispositivo de ligao, pois assegura na junta continuidade das propriedades qumicas e fsicas da pea, propiciando a satisfao estrutural, economia e aproveitamento de material, reduo dos elementos de ligaes, maior rigidez estrutural, reduo significativa de peso em ao e agilidade na fabricao e montagem. Todavia a prtica mostra que a solda propensa manifestao de deformidades que comprometem seu o desempenho, pois ocasionam a reduo da sua rea til. No ano de 2007 o Prof. M.Sc. Thiago Dias promoveu um estudo de caso sobre a ausncia de qualidade nos procedimentos de soldagem, que resultou na falncia dos cordes de solda, deste modo tornando evidente o comprometimento das ligaes soldadas, portanto este estudo busca examinar o grau de comprometimento das estruturas soldadas, executadas pelo processo de soldagem com eletrodo revestido, mediante a interferncia intencional dos principais problemas operacionais, relatados na literatura e que acometem comumente a idoneidade da soldagem, refutando seu delineamento. Para tanto foram confeccionados corpos-de-prova com junta soldada simulando a soldagem sob alta amperagem, baixa amperagem, ocorrncia de incrustao de escria, sem chanfro, com eletrodo submetido umidade, soldagem livre, a critrio do soldador e sem penetrao. Os corpos-de-prova foram posteriormente submetidos a ensaio de trao. Salienta-se que esta perscrutao fundamentada pela literatura de solda, portanto busca condenar a incria dos procedimentos de soldagem, assim no contrapondo a solda como elemento de eficaz de ligao estrutural.

Palavras-chave: Solda. Soldagem. Procedimento. Ligao. Desempenho. Corpo-de-prova.

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ABSTRACT

BARROS, Renato Ferreira; Compromising of the resistance of welded linkings had the operational problems in the welding. 2008, 90f, Work of Conclusion of Course (Bachelor in Civil Engineering), CEULP-ULBRA - Palms - TO.

This work has the intention to analyze the compromising of the resistance of welded linkings had the operational problems in the welding, therefore the metallic structures are constituted by the association of small elements, having been the widely used weld today in this intention. Under the theoretical aspect the weld is optimum device of linking, therefore it assures in the together continuity of the chemical and physical properties of the part, propitiating the structural satisfaction, economy and exploitation of material, reduction of the linking elements, greater structural rigidity, significant reduction of weight in steel and agility in the manufacture and assembly. However the practical sample that the weld is inclined to the manifestation of deformities that compromise its performance, therefore causes the reduction of its useful area. In the year of 2007 the teacher M.Sc. Thiago Dias promoted a case study on the absence of quality in the procedures of welding, that resulted in the bankruptcy of weld laces, becoming in this way evident the compromising of the welded linkings, therefore this study it searchs to examine the degree of compromising of the welded structures, executed for the process of welding with coated electrode, by means of the intentional interference of the main operational problems, told in literature and that simple acutely the duteousness of the welding, refuting its delineation. For they had been in such a way confectioned body-of-test with together welded simulating the welding under high amperage, low amperage, occurrence of slag incrustation, without I bevel, with electrode submitted to the humidity, free welding, the criterion of the soldering iron and without penetration. The body-of-test later had been submitted the attractive assay. Salient that this perscrutation is based by the weld literature, therefore it searchs to condemn the negligence of the welding procedures, thus not opposing the weld as element of efficient of structural linking.

Key-words: Weld. Welding. Procedure. Linking. Performance. Body-of-test.

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LISTA DE SIGLAS E SMBOLOS

Siglas

CBCA - Centro Brasileiro de Construo em Ao

ABNT - Associao Brasileira de Normas Tcnicas

EPS - Especificao de Procedimento de Soldagem

RQPS - Registro de Qualificao de Procedimento de Soldagem

RTQS - Registro de Teste de Qualificao de Soldador ou Operador de Soldagem

CP - Corpo-de-prova

Smbolos

So - Seo Transversal

Lo - Comprimento de Medida Original

K - Valor Internacionalmente Adotado (5,65)

t - Espessura

- Superfcie Convexa

C - Graus Celsius

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LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Tipos de chanfro ....................................................................................... 29

Figura 2 - Tipos de juntas .......................................................................................... 30

Figura 3 - Material sendo soldado ............................................................................. 31

Figura 4 - Localizao da simbologia em soldagem .................................................. 32

Figura 5 - Equipamento para soldagem com eletrodo revestido Localizao da

simbologia em soldagem ..................................................................................... 34

Figura 6 - Sistema de classificao dos eletrodos .................................................... 39

Figura 7 - Esboo do corpo-de-prova ........................................................................ 57

Figura 8 - Esboo do seccionamento corpo-de-prova ............................................... 58

Figura 9 - Esquema do chanfro tipo V com nariz ..................................................... 59

Figura 10 - Representao grfica da solda ............................................................. 60

Figura 11 - Fotografia da marcao do comprimento de medida original (LO)

detrminao Representao grfica da solda ..................................................... 65

Figura 12 - Fotografia das caractersticas operacionais da guilhotina hidrulica ...... 68

Figura 13 - Fotografia da guilhotina hidrulica .......................................................... 68

Figura 14 - Fotografia do chanfro promovido em determinados corpos-de-prova ..... 69

Figura 15 - Fotografia de solda apresentando mordedura e trinca longitudinal ........ 72

8

Figura 16 - Fotografia de solda apresentando rechupe e trinca de cratera e incluso

de escria. ........................................................................................................... 72

Figura 17 - Fotografia de solda apresentando porosidade, incluso de escria, falta

de fuso, trinca de margem, convexidade excessiva e sobreposio. ................ 73

Figura 18 - Fotografia de solda apresentando convexidade excessiva e

sobreposio. ...................................................................................................... 74

Figura 19 - Fotografia de solda apresentando trinca transversal .............................. 74

Figura 20 - Fotografia de solda apresentando mordedura, respingos, porosidade,

furo, e falta de fuso. ........................................................................................... 75

Figura 21 - Fotografia da pesagem dos corpos-de-prova ......................................... 77

Figura 22 - Grfico da tenso mdia de escoamento ................................................ 80

Figura 23 - grfico da tenso mdia mxima ............................................................ 80

Figura 24 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem de alta amperagem

............................................................................................................................ 81

Figura 25 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem de baixa

amperagem ......................................................................................................... 81

Figura 26 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem com incrustao

de escria ............................................................................................................ 82

Figura 27 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem sem chanfro ...... 82

Figura 28 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem com eletrodo

mido .................................................................................................................. 82

Figura 29 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem livre. .................. 83

Figura 30 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem sem penetrao 83

Figura 31 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da caracterizao do ao........ 84

Figura 32 - Fotografia da ruptura do corpo-de-prova da soldagem de referncia ..... 84

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Figura 33 - Laboratrio de Matrias e Estruturas do Departamento de Engenharia

Civil do Centro Universitrio Luterano de Palmas. .............................................. 85

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LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Dimenses dos corpos-de-prova empregados na caracterizao do ao

........................................................................................................................... .66

Tabela 2 - Dimenses dos corpos-de-prova empregados na soldagem....................66

Tabela 3 - Dados da soldagem..................................................................................70

Tabela 4 - Descontinuidade na soldagem..................................................................71

Tabela 5 - Mensurao da massa dos corpos-de-prova sem chanfro ....................... 76

Tabela 6 - Mensurao da massa dos corpos-de-prova chanfrados ......................... 76

Tabela 7 - Metal de adio depositado ..................................................................... 77

Tabela 8 - Resultados do ensaio a trao ................................................................. 78

11

SUMRIO

1. INTRODUO ...................................................................................................... 15

1.1 Objetivos .......................................................................................................... 17

1.1.1 Geral ........................................................................................................... 18

1.1.2 Objetivos Especficos ................................................................................. 18

1.2 Justificativa e importncia do trabalho .............................................................. 18

1.3 Estrutura do trabalho ........................................................................................ 20

2. REFERENCIAL TERICO .................................................................................... 22

2.1 Ligaes soldadas ............................................................................................ 22

2.1.1 Aspectos gerais .......................................................................................... 22

2.1.2 Tcnicas de soldagem ................................................................................ 23

2.1.3 Idoneidade da soldagem ............................................................................ 24

2.2 Ligaes em estruturas de ao ........................................................................ 26

2.3 Terminologia da soldagem ............................................................................... 29

2.4 Simbologia da soldagem .................................................................................. 32

2.5 Processo de soldagem com eletrodo revestido .......................................... 33

2.5.1 Fonte de energia ...................................................................................... 33

2.5.2 Equipamento ............................................................................................ 33

2.5.3 Tcinca operatria ................................................................................... 34

12

2.5.3.1 Dimenso do eletrodo .......................................................................... 34

2.5.3.2 Corrente de soldagem....................................................................35

2.5.3.3 Tenso e comprimento do arco ....................................................... 35

2.5.3.4 Velocidade de avano ...................................................................... 36

2.5.3.5 Tcnica de manipulao do eletrodo .............................................. 36

2.5.4 Consumveis ............................................................................................... 37

2.6 Descontinuidades comuns em soldas .............................................................. 39

2.6.1 Descontinuidades dimensionais .............................................................. 40

2.6.1.1 Distoro ............................................................................................ 41

2.6.1.2 Dimenso incorreta da solda ........................................................... 41

2.6.1.3 Perfil incorreto da solda .................................................................... 42

2.6.2 Descontinuidades estruturais .................................................................. 42

2.6.2.1 Porosidades ........................................................................................ 42

2.6.2.2 Incluses de escria ......................................................................... 43

2.6.2.3 Falta de fuso .................................................................................... 43

2.6.2.4 Falta de penetrao .......................................................................... 43

2.6.2.5 Mordeduras ........................................................................................ 44

2.6.2.6 Trincas ................................................................................................ 44

2.6.3 Propriedades inadequadas ...................................................................... 45

2.6.3.1 Propriedades mecnicas .................................................................. 45

2.6.3.2 Propriedades qumicas ..................................................................... 46

2.7 Normas e qualificao em soldagem ............................................................ 46

2.7.1 Normas em soldagem .............................................................................. 48

2.7.2 Qualificao em soldagem ...................................................................... 50

2.7.2.1 Controle antes da soldagem ............................................................ 52

13

2.7.2.2 Controle durante a soldagem ........................................................... 52

2.7.2.3 Controle aps soldagem ................................................................... 53

3. METODOLOGIA .................................................................................................... 54

3.1 Corpo-de-prova ................................................................................................ 54

3.1.1 Material de base ....................................................................................... 55

3.1.2 Forma do corpo-de-prova ........................................................................ 55

3.1.3 Dimenses do corpo-de-prova ................................................................ 56

3.1.4 Extrao dos corpos-de-prova ................................................................ 57

3.1.5 Mensurao dos corpos-de-prova .......................................................... 57

3.2 Preparao dos corpos-de-prova ..................................................................... 58

3.2.1 Seco dos corpos-de-prova .................................................................. 58

3.2.2 Identificao .............................................................................................. 58

3.2.3 Chanfro ..................................................................................................... 59

3.3 Soldagem dos corpos-de-prova ....................................................................... 59

3.3.1 Processo de soldagem ............................................................................ 60

3.3.2 Delineamento da solda ............................................................................ 60

3.3.3 Soldagem .................................................................................................. 61

3.3.3.1 Soldagem de referncia ................................................................... 61

3.3.3.2 Soldagem com alta amperagem ...................................................... 61

3.3.3.3 Soldagem com baixa amperagem ................................................... 62

3.3.3.4 Soldagem com incrustao de escria ........................................... 62

3.3.3.5 Soldagem sem chanfro ..................................................................... 62

3.3.3.6 Soldagem com eletrodos midos .................................................... 63

3.3.3.7 Soldagem livre ................................................................................... 63

3.3.3.8 Soldagem sem penetrao .............................................................. 63

14

3.3.4 Do material de adio depositado .......................................................... 63

3.4 Ensaio a trao .............................................................................................. 64

4. RESULTADO E DISCUSSES ............................................................................. 65

4.1 Corpo-de-prova ................................................................................................ 65

4.2 Preparao dos corpos-de-prova ..................................................................... 69

4.3 Soldagem dos corpos-de-prova ....................................................................... 69

4.3.1 Descontinuidade da solda ....................................................................... 71

4.3.2 Material de adio depositado ................................................................ 75

4.4 Ensaio a trao ............................................................................................... 78

5. CONCLUSO E SUGESTES PARA TRABALHOS FUTUROS ......................... 86

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS .......................................................................... 88

ANEXOS ................................................................................................................... 91

2

15

1. INTRODUO

O sistema construtivo em ao explana-nos idias de modernidade, inovao e

vanguarda, talvez manifestadas pela relevncia das solues arrojadas, eficientes e

de alta qualidade que esta modalidade permite, ou por estarem sempre integradas

nas obras de grande expresso arquitetnica, que invariavelmente trazem o ao

aparente. O certo que uso do ao, segundo a CBCA, Centro Brasileiro da

Construo em Ao, (2007), possui vantagens muito alm da linguagem de

expresso esttica, pois possibilita a reduo do tempo de construo,

racionalizao da obra, alvio da estrutura, maior rea til, liberdade de projeto,

compatibilidade de materiais, maior preciso construtiva e reciclagem, fatores

determinantes na competitividade e no sucesso de um empreendimento, tornando

ainda inteligvel sua crescente utilizao na indstria da construo civil.

As estruturas metlicas so constitudas pela associao de elementos

relativamente pequenos (perfis, chapas, etc.). Apresentam geralmente uma elevada

quantidade de pontos de conexo (VALENCIANI, 1997), implicando na adoo de

dispositivos de ligao como parafusos, rebites ou solda, que promovam a unio dos

elementos de ligao, responsveis pela transmisso dos esforos gerados na

estrutura metlica. Todavia a adoo de um sistema de ligao baseia-se nos

16

aspectos construtivos, tornando-o relevante do ponto de vista estrutural e

econmico.

A solda por definio o melhor dispositivo de ligao a ser empregado numa

estrutura metlica, pois a operao que visa unio de duas peas, assegurando

na junta, a continuidade das propriedades qumicas e fsicas (QUITES & DUTRA

apud, SILVA, 2007), ou seja, possibilita, segundo Bellei apud Silva (2007), a

satisfao estrutural em cumplicidade com a economia, pois potencializa o

aproveitamento de material, a reduo dos elementos de ligaes, alm de

proporcionar maior rigidez estrutural, reduo de 15% (quinze por cento) ou mais do

peso em ao, maior agilidade na fabricao e montagem.

Essas virtudes justificam, no entender de Cooper apud Valenciani (1997), a

razo pela qual a solda hoje o tipo de conexo mais comumente empregada, quer

seja nas oficinas ou montagens de campo, o que representa de certa forma uma

revoluo, pois durante a dcada de 30 o tipo de ligao comumente empregada era

a rebitada. Todavia essa ascenso, segundo Wainer et. al. (1992), deve-se a uma

vocao para o uso pioneiro de invenes e inovaes originadas no laboratrios,

que permitiu a qualificao e o desenvolvimento dos processos de soldagem.

Existem hoje mais de 50 tipos de processos se soldagem, cada qual munido

de vantagens e limitaes, permitindo seu discernimento em favor da facilidade de

soldagem. Atualmente o processo de soldagem com eletrodo revestido mais

utilizado na construo civil, visto sua grande versatilidade e baixo custo do

equipamento, ademais foi capaz de produzir as mais altas qualidades de soldas

(VALENCIANI, 1997), sendo empregado comumente na fabricao, montagem e

reparao de estruturas metlicas. Todavia as falhas so caractersticas

17

constitutivas deste processo, pois se trata de uma operao manual que exige mo

de obra qualificada.

A idoneidade da solda dependente da qualificao do operador,

convenincia dos equipamentos e procedimentos de soldagem e pela soldabilidade

do material, empregados harmonicamente em proveito da qualidade da solda,

salientado por Branchini (2005) que o descomedimento destes fatores resultar na

deformidade da solda, por isso sua idoneidade somente pode ser assegurada

mediante a inspeo, iniciada antes que o primeiro arco seja propelido. Toda esta

capciosidade oriunda do empirismo aplicado em sua conceituao, que exige a

adoo de cuidados especiais antes e depois de sua operao. Porm

independente desses aspectos, a soldagem vem sendo utilizada e desenvolvida

cada vez com mais intensidade, em aplicaes sempre mais complexas e de alto

risco (BRANCHINI, 2005).

A garantia da qualidade na soldagem governada, segundo Wainer et. al.

(1992), incontestavelmente pelo fator humano, sendo que algumas consideraes

foram transformadas em exigncias e requisitos de norma, a fim de evitar a

repetio dos erros de soldagem. Aqui este trabalho apresenta-se no desgnio de

analisar o comprometimento da solda mediante a desobedincia dos procedimentos

idneos de soldagem, geralmente perpetrados em campo, nocente ao propsito

idneo da solda.

1.1 Objetivos

18

1.1.1 Geral

Em face da propenso da solda manifestao de deformidades, este

trabalho busca examinar o grau de comprometimento das estruturas soldadas,

executadas pelo processo de soldagem com eletrodo revestido, mediante a

interferncia intencional dos principais problemas operacionais, relatados na

literatura e que acometem comumente a idoneidade da soldagem, refutando seu

delineamento.

1.1.2 Objetivos Especficos

Avaliar o comprometimento da resistncia trao de ligaes soldadas

submetidas a problemas operacionais, como:

Soldagem sob alta amperagem; Soldagem sob baixa amperagem; Soldagem com ocorrncia de incrustao de escria; Soldagem sem chanfro; Soldagem com eletrodo submetido umidade; Soldagem livre, a critrio do soldador; Soldagem sem penetrao

1.2 Justificativa e importncia do trabalho

19

No primeiro semestre de 2007 a Diviso de Projetos de gua da Saneatins,

Companhia de Saneamento do Tocantins, sob a Gerncia de Desenvolvimento de

Estudos e Projetos promoveu um estudo de caso, coordenado pelo Prof. M.Sc.

Thiago Dias, referente ausncia de qualidade nos procedimentos de soldagem. Os

resultados obtidos so inconstetaveis, todas as unies que simulavam algum tipo de

problema operacional apresentaram ruptura no cordo de solda, quando submetidas

ao ensaio de trao. Em decorrncia disto admiti-se a proposio do

comprometimento do desempenho das estruturas soldadas com problemas

operacionais.

Em funo disto, sente-se a necessidade de validar a qualidade das soldas

promovidas em condies propensas negligncia dos parmetros de soldagem, no

que se refere homogeneidade da unio firmada entre os elementos metlicos, pois

a obteno da solda uma operao laboriosa de difcil controle, que convenciona a

incria das condies tcnicas de sua execuo, propiciando ocorrncia da

porosidade, fuso incompleta, incluso de escria e penetrao inadequada dentre

outras descontinuidades.

Assim, tem-se por certo que a adversidade operacional da soldagem

acrescida da flexibilidade no entendimento do defeito pactuam para inobservncia

dos procedimentos idneos de soldagem, potencializados pela ausncia de um

sistema de Garantia da Qualidade na Soldagem, propiciando um ambiente deletrio

para sua execuo. Deste modo refuta-se o desempenho das estruturas soldadas,

ademais a inexistncia de testemunhos acomete tanto sua validao como

contrapem a idoneidade dos procedimentos empregados.

20

1.3 Estrutura do trabalho

Este subitem se apresenta no intuito de facilitar a leitura e compreenso deste

estudo, sendo composto de cinco captulos, todos subdivididos.

O primeiro capitulo subdividido em introduo, objetivo geral e especifico,

justificativa e importncia do trabalho e estrutura do trabalho. Na introduo

abordado um texto preliminar, que constitui a essncia desta monografia, assim

exposto seu assunto, de modo a apresentar uma viso geral do mesmo. No objetivo

geral apresenta de forma resumida a pretenso deste trabalho como um todo, j o

objetivo especifico, como o prprio nome j diz, foca o que de fato vai ser apreciado,

transcrevendo os objetos de estudos e que justificam esta perscrutao. Na

justificativa e importncia deste trabalho so publicados as razes e benefcios que

motivam esta investigao.

No segundo capitulo denominado Referencial terico feita uma reviso de

literatura para embasar o procedimento de investigao adotado e concluses

contidas neste estudo, portanto trata-se do referencial terico e fundamentao

terica para materializao de suas lucubraes.

O terceiro capitulo desta perscrutao intitulado como metodologia, sendo

composta por um corpo de regras e diligncias que substanciaram esta investigao,

sua transcrio buscou ser clara e sucinta para resguardar a irrefutabilidade desta

monografia e dos procedimentos recorridos na sua comprobao, assim

apresentada a metodologia utilizada em todos os ensaios realizados e o

desenvolvimento da anlise experimental.

No quarto capitulo intitulado de resultados e discusses so

apresentados os resultados obtidos nos ensaios e a anlise de forma concisa, a fim

21

de no gerar equvocos em suas descobertas. No quinto capitulo denominado de

resultados e sugestes para trabalhos futuro consta concluso sobre o trabalho

realizado e algumas sugestes para o desenvolvimento de futuras pesquisas.

A literatura consultada para o desenvolvimento desta monografia est

listada nas referncias bibliogrficas.

22

2. REFERENCIAL TERICO

2.1 Ligaes soldadas

2.1.1 Aspectos gerais

A soldagem, definida como a operao que visa unio de duas peas,

assegurando na junta, a continuidade das propriedades qumicas e fsicas (QUITES

& DUTRA apud, SILVA, 2007), pode ser vista por dois aspectos: reparao, durante

muito tempo a soldagem somente foi considerada um processo reparador e

fabricao, sua aceitao como processo de fabricao que requer qualidade

estrutural apenas ocorreu no segundo quarto deste sculo, (QUITES & DUTRA

apud, CARDOSO, 2003).

O reconhecimento da soldagem como um processo eficiente e seguro para

realizar as ligaes em estruturas metlicas aconteceu aps intensos anos de

pesquisas realizadas por engenheiros e construtores. Hoje a soldagem tem

desenvolvido um papel muito importante em nossa economia. O desenvolvimento de

equipamentos e pesquisas, realizadas na rea de projeto, arquitetura e clculo, tem

23

difundido as estruturas soldadas, propiciando sua utilizao dentro da construo

civil. Blodgett apud, Silva (2007) ressalta a crescente utilizao da soldagem nas

construes de pontes e edifcios nos ltimos anos, e que sua utilizao crescer em

conformidade da difuso deste assunto.

A utilizao da solda possui vantagens e desvantagens. De acordo com Bellei

apud, Cardoso (2003), as vantagens so: economia de material, visto que a

soldagem permite o aproveitamento de todo material; reduo dos elementos de

ligao; permite maior rigidez da estrutura; reduo do nmero de peas

empregadas e reduo do tempo de montagem. Como desvantagens podem-se

citar: estruturas soldadas em grandes extenses sofrem reduo de comprimento

devido ao efeito acumulativo da retrao; necessidades de geradores eltricos,

quando a energia insuficiente, e a susceptibilidade a falhas por fadiga, em

comparao com conexes aparafusadas.

2.1.2 Tcnicas de soldagem

As soldas utilizadas na construo civil podem ser classificadas como solda

por arco voltaico e solda por resistncia. As soldas por resistncia no so tratadas

nesse trabalho. A solda de arco voltaico obtida pela fuso das partes adjacentes,

provocada pelo calor produzido pelo arco voltaico oriundo do eletrodo metlico e o

ao a soldar. O material fundido deve estar isolado da atmosfera, evitando a

formao de impurezas.

O isolamento comumente obtido com o emprego do eletrodo manual

revestido. O revestimento consumido juntamente com o eletrodo, originado gases

24

inertes e escria, e com o arco submerso em material granular fusvel, o arco

voltaico e o material fundido ficam isolados pelo material granular.

Segundo Wainer et al. (1992), o processo de soldagem com eletrodo

revestido mais utilizado na fabricao, manuteno e emendas de perfis, visto sua

grande versatilidade no projeto de juntas e na posio de soldagem, baixo custo,

com excelentes propriedades de unio, no exigindo grandes ajustes da estrutura,

porm obsta a necessidade da mo-de-obra habilidosa, da freqente mudana de

eletrodos e da necessidade de remoo da escria em cada passe, na soldagem de

vrias camadas.

Dentre os fatores que afetam a qualidade das conexes soldadas esto os

eletrodos, os dispositivos de soldagem e os procedimentos empregados para

execuo da solda, segundo Salmon & Johnson apud, Silva (2007), a associao

destes componentes concebem uma solda satisfatria, todavia a qualidade da solda

somente pode ser assegurada pela conjuno idnea e conveniente dos

equipamentos e procedimentos empregados na soldagem, pois manifesto que as

falhas de solda so inerentes ao processo de soldagem, ocasionando o

aparecimento de patologias, como: porosidade, incluso de escria, penetrao

incompleta, fuso incompleta, mordedura e fissuras.

2.1.3 Idoneidade da soldagem

Para Wainer et. al. (1992), a soldagem de metais uma tcnica de unio de

difcil formulao matemtica, pois baseada em princpios empricos, vinculada a

diversos parmetros e dependente quase que totalmente do homem, o que torna

25

impossvel sua verificao completa, mas que no impediu seu desenvolvimento e

utilizao, intensificados pela diversificao dos aos e crescente aplicao em

construes de alto risco.

Mesmo sendo um processo de difcil controle, a necessidade e o uso da

soldagem so hoje realidades incontestveis, que se verificam desde a simples

funo estrutural em uma escala metlica at a complexa funo construtiva de um

reator de central nuclear. Por isso, a soldagem trs consigo aspectos de suma

importncia, pois uma pequena falha pode se transformar em catstrofe,

acarretando perdas humanas e materiais, bem como irreparveis danos ecolgicos.

Segundo Wainer et al. (1992), a solda idnea governada por muitos fatores,

sendo adotados controles de qualidade a fim de minimizar o surgimento das

anomalias, tornando deste modo inspeo da solda indispensvel, sendo

iniciada antes que o primeiro arco seja desferido, podendo ser: visual, por lquido

penetrante, atravs do emprego de partculas magnticas, radiogrficas, com a

utilizao do raio-X, raio-Gama e ultra-snica, utilizadas em prol de um resultado

positivo, propiciando o aperfeioamento das tcnicas de soldagem e difuso do

conhecimento.

A Norma Petrobrs N-1738 (1981), defina a descontinuidade da solda como

sendo a interrupo das caractersticas fsicas, qumicas, mecnicas ou

metalrgicas, logo no necessariamente um defeito, ser considerada defeito

quando por sua natureza, dimenses ou efeito acumulado tornar a pea inaceitvel,

por no satisfazer os requisitos mnimos da norma tcnica aplicvel.

26

2.2 Ligaes em estruturas de ao

As estruturas metlicas so constitudas pela associao de elementos

relativamente pequenos (perfis, chapas, etc.), apresentando uma quantidade

elevada de pontos de conexo que implicam sempre em preocupaes oriundas da

sua relevncia, sobe o aspecto da segurana estrutural e econmica,

conseqentemente tem sido objeto constante de estudo.

As ligaes das estruturas metlicas so constitudas por elementos de

ligao e por dispositivos de ligao. Os elementos de ligao so componentes que

permitem a transmisso dos esforos gerados na estrutura, entre os quais esto os

enrijecedores, as placas de base, as cantoneiras de assento, as chapas de n, as

cobrejuntas de alma e de mesa, entre outros. Os dispositivos de ligao so os

componentes que proporcionam a unio dos elementos de ligao com a estrutura,

sendo constitudos por soldas e conectores, os conectores de maneira geral so os

parafusos, rebites e as barras rosqueadas.

Um projeto adequado de ligaes no consiste somente na anlise estrutural,

mas tambm na viabilidade tcnico-econmica e detalhes construtivos que

permeiam sua implantao. Do ponto de vista econmico, as juntas soldadas

normalmente so mais interessantes, conduzem a detalhes mais simples e

envolvem uma menor quantidade de elementos (chapas de topo, cobrejuntas, etc.).

Entretanto, requer mo-de-obra mais qualificada e particulares condies de

execuo, tornando-as muitas vezes inadequadas para o trabalho em campo.

27

Segundo, Cooper apud, Silva (2007), a solda hoje o tipo de conexo mais

comumente utilizada nas oficinas e montagens de campo, o que de certa forma

representa uma mudana revolucionria, pois durante a dcada de 30 o tipo mais

comum era a rebitada, que foi progressivamente substituda por parafusos que esto

sendo substitudos pela solda. O avano da tecnologia de soldagem tem permitido

tanto a difuso da solda como a evoluo dos processos de soldagem, existindo

hoje mais de quarenta processos de soldagem, de acordo com Wainer et al. (1992),

cada processo de soldagem possui suas vantagens e limitaes, uma anlise

adequada determinar suas aplicaes tpicas. H processos de uso especfico para

um determinado metal.

Para Gaylord apud, Cardoso (1992), a maioria dos procedimentos de

soldagem manual executada atravs do arco eltrico com eletrodos revestidos,

pois trata-se um processo simples e verstil, onde o revestimento do eletrodo

proporciona a proteo do metal de solda contra os gases presentes na atmosfera,

alm de controlar a taxa de resfriamento, e a amperagem do arco eltrico, dita

corrente de soldagem, responsvel, segundo Wainer et al. (1992), pelas

caractersticas operatrias do processo, ou seja, aspecto do cordo, propriedades da

junta, controle da magnitude e distribuio da energia trmica presente no arco, o

que possibilita sua utilizao em todas as posies de soldagem e em locais de

difcil acesso.

Tradicionalmente o processo de soldagem por arco eltrico com eletrodos

revestidos respeitado, pois provou-se capaz de produzir soldas de alta qualidade.

Todavia, segundo Owems & Cheal apud, Valenciane (1997), sua qualidade est

relacionada com a habilidade do operador. Este deve possuir amplo conhecimento

do processo e um alto nvel de habilidade, e com excelncia do equipamento,

28

basicamente constitudo de uma fonte de energia, cabos de ligao, porta eletrodo,

conector terra, alm do prprio eletrodo.

O controle de qualidade da soldagem sustenta-se na qualificao dos

procedimentos e do soldador, contudo so insuficientes para garantir uma solda

satisfatria, desde modo a inspeo passa a ser requerida no comprimento deste

propsito. Os fatores que determinam a qualificao dos procedimentos, preparao,

execuo e soldagem so: abertura da raiz, posio de soldagem, corrente de

soldagem e voltagem, comprimento do arco, grau de velocidade de avano,

acessibilidade da operao de soldagem, posicionamento do eletrodo, tipo de

chanfro, eletrodo e sua dimenso, requerimentos para pr-aquecimento do metal

base, etc, em procedncia com as propriedades do metal base.

A qualificao do operador consiste tanto na execuo da solda como no

desenvolvimento dos testes em testemunhos (corpos-de-prova), que devem

apresentar a resistncia e ductilidade almejada. A inspeo um instrumento de

controle empregado para garantir o desempenho satisfatrio da solda, sua

interpretao determinante, pois certos defeitos so relativamente sem

importncia, enquanto outros podem ser crticos em especficas situaes de

servio, comprometendo o desempenho almejado.

A idoneidade da solda, segundo Valenciane (1997), garante condies de

superioridade para as estruturas soldadas quando comparadas com as estruturas

parafusadas, como pontes e trelias, pois apresentam uma melhor estabilidade

estrutural, visto a eliminao dos elementos de unio, como chapas e cantoneiras

necessrios nas estruturas parafusadas, proporcionando ainda a economia de

material, esta nunca inferior a 15% (quinze por cento) do peso em ao da estrutura e

29

a reduo do tempo de execuo. Estes fatores tem sido preponderantes para

disseminao da soldagem como opo construtiva eficaz.

2.3 Terminologia da soldagem

Os termos aplicados na soldagem possuem um significado prprio, abordados

pela NBR 5874 - Terminologia de soldagem eltrica, a qual busca definir os trmos e

expresses tcnicas usadas em soldagem eltrica (1972). Todavia defini-los seria

extenso e desnecessrio ao entendimento deste trabalho, logo sero abordados os

termos contidos neste estudo, para a melhor compreenso desta monografia, os

quais seguem abaixo:

Alma do eletrodo - Ncleo metlico de um eletrodo. Chanfro - Biselamento realizadoa na extremidade da pea a ser soldada,

tendo diversas formas, como demosntra a figura 1.

Figura 1 - Tipos de chanfro (MARQUES et. al., 2007).

Comprimento do arco. Distncia entre a extremidade da alma at a superficie do material

depositado.

Figura 1 - Tipos de chanfro (MARQUES et. al., 2007).

30

Consumvel - material de adio que contitui a solda. Cordo de solda - Material de adio depositado em um ou mais passes. Corrente de soldagem - Intensidade da corrente eltrica empregada na

soldagem.

Eletrodo revestido - material de adio acrecido de outros materiais que visam melhorar as condies do arco e do metal depositado.

Incluso da escria - Material no metlico adicionadoa na soldagem. Junta - Regio onde duas ou mais peas so soldadas, podendo ser de topo,

ngulo, sobreposta, aresta ou canto, como mostra a figura 2.

Figura 2 - Tipos de juntas (MARQUES et. al., 2007).

Material/Metal de adio - Material adicionado no estado de fuso, durante a soldagem, do qual resulta a solda, como demonstra a figura 3.

Meterial/Metal de base - Material da pea a ser soldada, ver figura 3. Meterial/Metal depositado - o material adicionado ao metal base no

processo de soldagem, como mostra a figura 3.

Mordedura - Reentrncia no metal de base. Nariz - Parte no chanfrada de uma junta.

Figura 2 - Tipos de juntas (MARQUES et. al., 2007).

31

Figura 3 - Material sendo soldado, (CARDOSO, 2003).

Operador - Pessoa que executa um processo de soldagem. Passe - Depsito de material obtido pela progresso da soldagem. Penetrao de solda - Distncia da superfcie do metal de base ao ponto em

que termina a solda.

Poa de fuso - Zona em fuso, a cada instante, durante a execuo do soldagem.

Raiz da solda - Ponto mais profundo do cordo de solda atinge em uma seo transversal.

Revestimento do eletrodo - material que envolve a alma do eletrodo, como finalidades eltricas, fsicas e metalrgicas.

Solda de topo - Soldagem promovida em uma junta de topo. Soldabilidade - Capacidade de um metal ser soldado. Soldador - Elemento capacitado a executar soldagem. Soldagem manual - Processo no qual a operao de soldagem executada e

controlada manualmente.

Zona fundida - Regio que sofre fuso durante uma soldagem.

Figura 3 - Material sendo soldado, (CARDOSO, 2003).

32

Zona de ligao ou de transio - Limite entre a zona fundida e o metal de base.

2.4 Simbologia da soldagem

A NBR 7165 - Smbolo grfico de solda para construo naval e ferroviria

(1982), aborda as representaes simblicas adotadas para especificar os detalhe

da solda e soldagem, deste modo sua simbologia consiste numa srie de smbolos,

sinais e nmeros, dispostos de forma particular, a fim de fornecer as informaes

pertinetes a solda e a operao de soldagem. Cada smbolo uma representao

esquemtica da seo transversal da solda e so colocados numa linha de

referncia, os nmeros correspondem ao delineamneto da solda, abaixo segue a

figura 4 para melhor entendimento.

Figura 4 - Localizao da simbologia em soldagem (MARQUES et. al., 2003).

Figura 4 - Localizao da simbologia em soldagem (MARQUES et. al., 2007).

33

2.5 Processo de soldagem com eletrodo revestido

A soldagem com eletrodo revestido definida como um processo de

soldagem com arco, onde a unio produzida pelo calor do arco criado entre

um eletrodo revestido e a pea a soldar (WAINER et. al., 1992).

2.5.1 Fonte de energia

Segundo Wainer et. al. (1992), as fontes para soldagem mais utilizadas

neste processo so o transformador para corrente alternada e unidades

geradoras ou transformadoras-retificadoras para corrente continua.

2.5.2 Equipamento

O equipamento bsico para soldagem com eletrodo revestido possui uma das

mais simples configuraes possveis, em comparao aos outros processos.

Consiste de:

fonte de energia; alicate para fixao dos eletrodos; cabos de interligao; pina para ligao pea; equipamento de proteo individual; e equipamento para limpeza da solda.

34

O diagrama de interligao do equipamento mostrado na figura 5, abaixo.

Figura 4 - Equipamento para soldagem com eletrodo revestido Localizao da simbologia em soldagem (MARQUES et. al., 2003).

2.5.3 Tcnica operatria

Para Marques et. al. (2007), as principais variveis operatrias deste

processo so: tipo e o dimetro do eletrodo; polaridade e valor da corrente de

soldagem, tenso e comprimento do arco; velocidade de soldagem e a tcnica de

manipulao do eletrodo.

2.5.3.1 Dimenso do eletrodo

O dimetro dos eletrodos baseado espessura do metal a ser soldado,

na posio de soldagem e no tipo de junta, variam normalmente de 1 a 8 mm,

sendo um dos principais fatores limitantes da corrente til de soldagem, pois o

Figura 5 - Equipamento para soldagem com eletrodo revestido Localizao da simbologia em soldagem (MARQUES et. al., 2007).

35

aquecimento resistivo proporcional a corrente. O comprimento do eletrodo

varia de 350 a 470 mm, sendo responsvel pelo tempo de abertura do arco.

2.5.3.2 Corrente de soldagem

Segundo Marques et. al. (2007), a corrente de soldagem controla de forma

bastante predominante todas as caractersticas operatrias do processo, o aspecto

do cordo e as propriedades da junta soldada. A intensidade da corrente e o

parmetro que determinante na taxa de depositao da soldagem, penetrao da

solda, da largura e do reforo do cordo, mas possui um efeito inversamente

proporcional sobre a velocidade de resfriamento, caracterstica que limita a produti-

vidade.

O tipo de corrente e sua polaridade afetam a forma e as detenes da poa

de fuso, a estabilidade do arco. De maneira geral a polaridade inversa com corrente

continua favorece a penetrao da solda, j a polaridade direta produz uma maior

taxa de fuso. Na corrente alternada esses valores so intermedirios, pois se busca

minimizar a ocorrncia do sopro magntico.

2.5.3.3 Tenso e comprimento do arco

Neste processo a tenso do arco no controlvel, pois o controle da

distncia entre o eletrodo e a pea realizado manualmente e no podendo ser

executado com preciso, sendo manifesto que a transferncia dos glbulos no arco

36

esta associada a variaes considerveis no comprimento efetivo do arco,

conseqentemente na tenso, logo maiores tenses so requeridas medida que a

corrente de soldagem e aumentada.

2.5.3.4 Velocidade de avano

A velocidade de avano e a segunda mais importante varivel operatria do processo, apesar de seu controle ser consideravelmente impreciso no caso de aplicaes manuais. Altura e largura do cordo variam inversamente com a velocidade de avano. A implicao genrica e que a energia de soldagem pode ser mantida reduzida, mesmo com elevadas correntes, atravs do uso de altas velocidades de avano. Assim, altas taxas de depositao podem ser obtidas, concomitantemente com microestruturas mais refinadas, tanto na zona fundida como na termicamente afetada (WAINER et. al., 1992).

2.5.3.5 Tcnica de manipulao do eletrodo

Marques et. al. (2007) relata que; a tcnica de manipulao do eletrodo de

suma importante em todas as etapas da soldagem, sua oscilao correta permite a

obteno de um cordo com formato satisfatrio. Sendo que a velocidade efetiva

avanos relaciona-se, diminuindo com o aumento da oscilao, mas aumentando a

energia de soldagem, alem de permitir o controle do banho de fuso, a fim de

restringir a escria.

Durante a execuo da solda o soldador deve fazer trs movimentos

principais:

37

Movimento de mergulho, ou seja, movimento de avano do eletrodo em direo a poa de fuso, de modo a manter constante o comprimento do arco;

Movimento de translao, que o deslocamento do eletrodo e do arco ao longo da junta, com uma velocidade fixa;

Movimento de tecimento, em que o eletrodo se desloca lateralmente em relao ao eixo de soldagem, a fim de obter um cordo mais largo.

O ngulo do eletrodo em relao ao material base ajustado para evitar que

a escria flua frente da poa de fuso, controlar fluxo de calor nas peas e

minimizar os efeitos do sopro magntico.

Deste modo torna-se uma varivel importante, na manifestao de defeitos

no cordo de solda, e de difcil controle, pois seu ajuste depende do grau de

destreza do operador. So definidos dois ngulos em relao soldagem de uma

pea, o eixo lateral, tambm denominado de ngulo de trabalho e o longitudinal, que

denominado de ngulo de ataque.

2.5.4 Consumveis

O eletrodo revestido constitudo por uma vareta metlica, denominada alma,

tendo as funes de conduzir corrente eltrica e fornecer metal de adio para a

junta, e uma de fluxo que recobre a alma, o revestimento, tem a funo de proteger

o material de adio do oxignio e do nitrognio presentes na atmosfera, quando ele

est sendo transferido atravs do arco, e enquanto est no estado lquido, a fim de

garantir a integridade do metal de solda.

38

A composio do revestimento determina as caractersticas operacionais dos

eletrodos e pode influenciar a composio qumica e as propriedades mecnicas da

solda, Os materiais mais comumente presentes no revestimento de eletrodos de ao

so:

Celulose e dextrina: substncias orgnicas cuja queima no arco geram uma atmosfera redutora, constituda principalmente por CO e H2, que protege o

arco;

Carbonatos (em particular o CaCO3): controlam a basicidade da escria e fornecem atmosfera protetora com sua decomposio;

Dixido de titnio: reduz a viscosidade da escria e o seu intervalo de solidificao, alm de estabilizar o arco;

Ferro-mangans e ferro-silcio: promovem a desoxidao da poa de fuso e ajustam sua composio;

P de ferro: aumenta a taxa de deposio e o rendimento, alm de estabilizar o arco.

O mercado oferta uma grande variedade de eletrodos, que apresentam

diferentes caractersticas operacionais, aplicveis em diferentes materiais e

produzindo soldas com caractersticas prprias. As NBR 10614 - Eletrodos

revestidos de ao-carbono para a soldagem a arco eltrico (1989), que classifica os

eletrodos revestidos de ao-carbono para a soldagem a arco eltrico e indica os

critrios para utilizao destes eletrodos consumveis, racionaliza o mercado. Sua

classificao esta submetida a um sistema de nmeros e letras, que fornecem vrias

informaes a respeito dos eletrodos, como mostrado na Figura 6.

39

Figura 6 - Sistema de classificao dos eletrodos (MARQUES et. al., 2007).

Figura 5 - Sistema de classificao dos eletrodos (MARQUES et. al., 2003).

A escolha do eletrodo adequado a uma determinada aplicao deve permear

pelo tipo do metal de base, sua composio qumica deve ser compatvel com a do

eletrodo, posio de soldagem, correntes de soldagem, mais altas e, portanto, com

maiores taxas de deposio, equipamento disponvel, com correntes alternadas ou

continuas, espessura da chapa, em chapas finas devem ser empregados eletrodos

de baixa penetrao, e por fim a montagem, existem consumveis especialmente

formulados para montagens deficientes.

2.6 Descontinuidades comuns em soldas

A descontinuidade da solda uma interrupo ou violao da estrutura tpica

ou esperada de uma junta soldada, visto as exigncias de qualidade para tal.

Portanto sua presena considerada prejudicial para utilizao futura, assim exigi-

40

se aes corretivas. So consideradas na literatura trs categorias bsicas de

descontinuidades, relacionadas abaixo.

Descontinuidades dimensionais; Distoro; Dimenses incorretas da solda; Perfil incorreto da solda; Descontinuidades estruturais; Porosidades; Incluses de escria; Falta de fuso; Falta de penetrao; Mordedura; Trincas;

Propriedades inadequadas

Propriedades mecnicas; Propriedades qumicas; Outras

2.6.1 Descontinuidades dimensionais

A descontinuidade dimensional so inconformidades nas dimenses ou

forma dos cordes de solda, sua relevncia varia com a importncia da

41

aplicao, ou processamento posterior.

2.6.1.1 Distoro

So alteraes de forma e dimenses que os componentes soldados

sofrem, como resultado de deformaes plsticas devidas ao aquecimento no

uniforme e localizado durante a soldagem.

As distores podem ser reduzidas durante a soldagem, pela reduo da

quantidade de calor e metal depositado, utilizao de dispositivos de fixao,

martelamento entre os passes, escolha do chanfro e seqncia de soldagem. A

correo da distoro em soldas prontas exige medidas onerosas, como

desempenamento mecnico ou trmico, remoo da solda e ressoldagem.

2.6.1.2 Dimenso incorreta da solda

As soldas so especificadas e dimensionadas para atender a requisito de

resistncia, logo as dimenses fora das tolerncias admissveis configuram

defeitos de soldagem, uma vez que a solda deixa de desempenhar sua funo.

Geralmente as dimenses de uma solda so verificadas em inspeo visual,

com o auxlio de gabaritos.

42

2.6.1.3 Perfil incorreto da solda

Este deve ser considerado, na medida em que variaes geomtricas

bruscas agem como concentradores de tenses, facilitando a formao e a

propagao de trincas (MARQUES et. al.,2007) em quase todos os casos, um

perfil inadequado do cordo de solda est relacionado com a manipulao ou

posicionamentos imperfeitos do eletrodo e/ou utilizao de parmetros de

soldagem inadequados (WAINER et. al, 1992).

2.6.2 Descontinuidades estruturais

So descontinuidades associadas falta de material ou presena de

material estranho em quantidades significativas, sua gravidade depende do

comprometimento do desempenho almejado.

2.6.2.1 Porosidades

Sua origem vincula-se a formao de gases durante a solidificao da

solda, pois esse os gases podem ser aprisionado pelo metal solidificado

medida que a poa de fuso deslocada. A porosidade pode afetar as

propriedades mecnicas, particularmente, reduzindo a seo efetiva da junta.

43

Entretanto sua formao pode ser minimizada pelo uso de materiais

limpos, secos, equipamentos em boas condies e pelo uso de parmetros de

soldagem adequados.

2.6.2.2 Incluses de escria

Vrios processos de soldagem utilizam fluxos que formam escria que tende a se separar do metal lquido na poa de fuso. Alm disso, vrias reaes se processam na poa, podendo gerar produtos insolveis no metal lquido que tendem a se separar deste e tambm formar escria. Por diversos motivos, parte desta escria pode ficar presa entre os passes de solda ou entre estes e o metal de base. As incluses alongadas formadas entre os passes de solda so concentradores de tenso relativamente severos e podem facilitar a formao de trincas (MARQUES et. al.,2007).

2.6.2.3 Falta de fuso

Pode-se dizer que a falta de fuso ausncia de continuidade

metalrgica entre o metal depositado e o metal de base ou dos passes

adjacentes, resultante do no aquecimento adequado do metal presente na

junta. Sua existncia no pode ser tolerada, o que exigi a remoo da regio

defeituosa e sua ressoldagem.

2.6.2.4 Falta de penetrao

O termo faz referncia s falhas em se fundir e encher completamente a

44

raiz da solda, o que provoca a reduo da seo til da solda e concentrao

de tenses. Esta anomalia ode ser evitada por um projeto adequado de junta e

utilizao de um procedimento de soldagem apropriado. Ressalta-se que muitas

juntas so projetadas para serem soldadas com penetrao parcial, assim

sendo no constituem um defeito de soldagem.

2.6.2.5 Mordeduras

Constitui a fuso do metal de base na margem do cordo de solda, sem

ocorrer o enchimento desta rea, resultando na formao de uma reentrncia.

2.6.2.6 Trincas

So consideradas as descontinuidades mais graves que uma solda pode

apresentar, sendo fortes concentradores de tenso, favorecendo o incio de

fratura frgil na estrutura soldada. Em suma o resultado da incapacidade do

material, em responder s solicitaes impostas localmente pelas tenses

decorrentes do processo de soldagem.

As trincas podem ser externas, isto , atingir a superfcie, ou totalmente

internas, no sendo neste caso, detectvel por inspeo visual na regio

soldada. Vrios mecanismos atuam para a formao de um trinca de soldas,

assim suam manifestao pode ocorrer durante a soldagem, durante o

45

resfriamento da junta, horas aps a realizao da soldagem ou at meses/anos

aps a soldagem.

2.6.3 Propriedades inadequadas

As soldas pertencentes a um dado equipamento ou estrutura soldada

devem possuir propriedades mecnicas, em alguns casos propriedades

qumicas, eltricas entre outras, bem determinadas, pois caso contrario so

ditas incapazes de atender s exigncias em termos de propriedades

mecnicas ou outras relevantes, sendo ento consideradas defeituosas,

exigindo aes corretivas. Estas propriedades so normalmente avaliadas pela

execuo de chapas de teste, de onde so retirados os corpos de prova para

ensaios

2.6.3.1 Propriedades mecnicas

Entre as propriedades mecnicas que podem ser avaliadas incluem-se:

resistncia trao, limite de escoamento, ductilidade, dureza e resistncia ao

impacto. Os procedimentos para a execuo de chapas de teste, retirada de

corpos-de-prova, confeco destes e execuo dos ensaios so especificados

nos diversos cdigos e normas.

46

2.6.3.2 Propriedades qumicas

As propriedades qumicas so determinantes para sua implementao, a

exemplo cita-se a resistncia corroso da solda, avaliada para as aplicaes

em que esta caracterstica indispensvel, assim como problemas de perda de

resistncia corroso devido soldagem, especialmente em aos inoxidveis e

algumas ligas no ferrosas, mas tambm relevantes para aos carbono. Entre

os vrios problemas de corroso, destacam-se os de corroso intergranular,

corroso sob tenso e corroso preferencial da solda.

2.7 Normas e qualificao em soldagem

A ausncia de regulamentao num processo de fabricao ocasiona

problemas de qualidades, trazendo conseqncias para os produtores e

usurios, portanto a regulamentao tem por objetivo resguardar a qualidade do

produto. Ademais, o uso bem-sucedido de normas resulta numa produo

uniforme, reduzindo a variabilidade de produtos e procedimentos, assim melhor

controle de qualidade, maior rastreabilidade, possibilidade de correo de

falhas em produtos e um mtodo de produo mais sistemtico. Alm de

proporciona um meio eficiente para troca de informaes, conseqentemente

favorecendo o desenvolvimento de processos e produtos.

Uma caracterstica essencial da regulamentao a sua autoridade, ou

seja, garantir que as suas exigncias sejam seguidas por seus usurios.

47

Existem diferentes tipos de regulamentao, cada qual suprida de autoridade,

abaixo se transcreve estas.

Norma - Aplica-se coletivamente para Cdigos, especificaes, prticas recomendadas, classificaes e guias para processos, materiais e

aplicaes que tenham sido preparados e aprovados por uma

organizao normalizadora, uma entidade de classe ou profissional ou

alguma outra organizao similar.

Cdigo - um conjunto regras e normas sistematicamente arranjadas para uma dada aplicao. H situaes em que o cdigo tem carter

obrigatrio estabelecido por lei ou contrato.

Especificao - Norma que descreve de forma clara e precisa as exigncias tcnicas relativas a um material, produto, sistema ou servio.

Prtica recomendvel - Norma que descreve prticas industriais gerais para algum processo, tcnica, mtodo ou material, em particular, e que

deve ser considerada antes de se usar este processo, tcnica, mtodo ou

material.

Classificao - Norma que estabelece um arranjo de materiais ou produtos em grupos baseados em caractersticas similares.

Mtodo - Conjunto de requerimentos relacionados com o modo pelo qual um tipo particular de ensaio, tcnica de amostragem, anlise ou medida

realizado.

Guia - Norma informativa de mtodos para realizar uma determinada tarefa.

48

Especificao de procedimento de soldagem - Norma que estabelece uma diviso de materiais ou produtos em grupos baseados em

caractersticas similares.

2.7.1 Normas em soldagem

A inadequao das soldas durante a fabricao de estruturas ou

equipamentos, como navios, pontes, oleodutos, componentes automotivos e

vasos de presso, podem resultar em graves acidentes, grandes perdas

materiais ou humanas e danos ao meio ambiente.

Para contrapor estes aspectos as operaes de soldagem so reguladas

por diferentes cdigos, especificaes e outras normas segundo sua a

aplicao especfica. Como exemplos de cdigos e especificaes importantes

ligados soldagem, podem-se citar a Associao Brasileira de Normas

Tcnicas (ABNT). Abaixo so citadas algumas normas da ABNT ligadas

soldagem:

NBR 7239 - Chanfro de solda manual para construo naval-Tipo; NBR 10516 - Consumveis em soldagem; NBR 14842 - Critrios para a qualificao e certificao de inspetores de

soldagem;

NBR 10614 - Eletrodos revestidos de ao carbono para a soldagem a arco eltrico;

NBR 10615 - Eletrodos revestidos de ao carbono para a soldagem a arco eltrico;

49

NBR 10616 - Eletrodos revestidos de ao carbono para a soldagem a arco eltrico Ensaios;

NBR 10777 - Ensaio visual em soldas, fundidos, forjados e laminados; NBR 9378 - Equipamento eltrico para soldagem a arco - Fontes de energia

de corrente constante e fontes de energia de tensao constante;

NBR 10686 - Inspeo de solda por ensaio de ultra-som em partes estruturais do casco de embarcaoes;

NBR 9360 - Inspeo radiogrfica em soldas na estrutura do casco de embarcaes;

NBR 12275 - Junta soldada em componentes metlicos de uso aeroespacial; NBR 7859 - Mquina eltrica para soldagem a arco; NBR 10663 - Qualificao de procedimentos de soldagem pelo processo

eletrodo revestido para oleodutos e gasodutos;

NBR 10680 - Qualificao de soldadores e operadores de soldagem em nvel aeroespacial;

NBR 10474 - Qualificao em soldagem; NBR 10150 - Radiografia - Inspeo de soldas de topo em vasos de

presso e tanques em armazenamento - Critrios de aceitao;

NBR 9540 - Requisitos gerais para um programa de qualificao de soldadores e operadores de soldagem em nvel aeroespacial;

NBR 10558 - Requisitos para a execuo de ensaios radiogrficos em juntas soldadas de materiais metlicos;

NBR 7165 - Smbolos grficos de solda para construo naval e ferrovirio;

50

NBR 8878 - Solda manual e semi-automtica para estrutura de embarcaes - Qualificao de soldadores;

NBR 8420 - Solda para construo naval - Identificao de descontinuidades radiogrficas;

NBR 13043 - Soldagem - Nmeros e nomes de processos; NBR 10685 - Soldas em partes estruturais do casco de embarcaes -

Ensaio por ultra-som;

NBR 5874 - Terminologia de soldagem eltrica.

Estas normas cobrem as diferentes etapas de soldagem, incluindo, por

exemplo, a especificao de material, metal de base e consumveis, projeto e

preparao da junta, qualificaes de procedimento e de operador e

procedimento de inspeo.

2.7.2 Qualificao em soldagem

A qualificao de uma solda vinculada validao das especificaes

de procedimentos utilizados na obteno da solda. O documento no qual so

anotados estas especificaes denominado de EPS, especificao de

procedimento de soldagem. Este documento visa demonstrar a eficcia da

solda, alm possibilitar a determinao de falhas.

No EPS anotam-se a composio, classe e espessura do metal de base,

processo de soldagem, tipos de consumveis e suas caractersticas, projeto da

junta, posio de soldagem, temperatura de pr-aquecimento e entre passes,

51

corrente, tenso e velocidade de soldagem, aporte trmico, nmero aproximado

de passes e tcnica operatria.

Para que um EPS seja adotado numa produo, deves ser testado e

qualificado previamente, portanto corpos-de-prova sero realizados ou

extrados para teste, assim pr-qualificando o procedimento de soldagem.

Como testes, que podem ser requeridos, podem-se citar:

Ensaio de dobramento; Ensaio de trao; Ensaio de impacto (ou outro ensaio para determinao de tenacidade); Ensaio de dureza; Macrografia; Ensaios no destrutivos (radiografia ou ultra-som) e Testes de corroso.

Os resultados dos testes devem ser colocados em um Registro de

Qualificao de Procedimento de Soldagem, RQPS, referido pela EPS, servindo

como atestado de adequao aos critrios de aceitao da solda.

Entretanto a soldagem dependente de um operador qualificado, logo o

soldador deve ser submetido a testes de qualificao. Estes testes consistem

na execuo de corpos-de-prova sob condies estabelecidas numa EPS

validada. As variveis que determinam qualificao de um operador de

soldagem so:

Processo de soldagem; Posio de soldagem; Classe do consumvel; Espessura da junta e

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Situao da raiz (presena de cobre-junta). Os ensaios empregados na qualificao de soldador incluem a inspeo

visual da junta, ensaio de dobramento, macrografia, radiografia e ensaios

prticos de fratura. Os resultados destes testes so colocados num RTQS,

registro de teste de qualificao de soldador ou operador de soldagem.

Todavia os EPS, RQPS e RTQS so atestados de qualificao para uma

dada situao, assim uma soldagem promovida em condio distinta exige

novos procedimentos de qualificao da especificao do procedimento de

soldagem e testes de qualificao de soldador.

As qualificaes de procedimento de soldagem e de soldador so partes

de sistema de garantia controle de qualidade na soldagem, que engloba outras

atividades. Em suma trs etapas podem ser consideradas; controle antes da

soldagem, durante a soldagem e aps soldagem.

2.7.2.1 Controle antes da soldagem

A Abrange a anlise de projeto, credenciamento de fornecedores,

controle do material, metal de base e consumveis, qualificao de

procedimento e de soldadores, calibrao e manuteno de equipamentos de

soldagem e auxiliares.

2.7.2.2 Controle durante a soldagem

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Inclui o controle dos materiais da armazenagem e utilizao de eletrodos,

da preparao, montagem e ponteamento das juntas e da execuo da

soldagem, verificao do consumvel, ferramentas e cumprimento da EPS.

2.7.2.3 Controle aps soldagem

Realizado de inspees no destrutivas e de ensaios destrutivos de

componentes selecionados por amostragem ou de corpos-de-prova soldados

juntamente com a pea.

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3. METODOLOGIA

Neste captulo designam-se os procedimentos recorridos na comprobao

desta monografia, a fim de resguardar a irrefutabilidade da mesma. Desde modo so

elencadas as caracterizaes dos corpos-de-prova, tcnicas de soldagens, material

de adio e ensaio de trao, pelos quais permeiam este estudo.

3.1 Corpo-de-prova

No ensaio de trao a utilizao de corpos-de-prova obtidos pelo processo de

usinagem habitual. Entretanto a NBR ISO 6892 - Materiais metlicos - Ensaio de

trao temperatura ambiente (2002), a qual especifica o mtodo de ensaio de

trao em materiais metlicos e define as propriedades mecnicas que podem ser

determinadas temperatura ambiente, observa que produtos de seo constante

como barras, fios, chapas, folhas, dentre outros, podem ser ensaiados sem

usinagem, desde que fixado um comprimento livre entre os dispositivos de fixao

da mquina de ensaio. Portanto nesta monografia examinam-se corpos-de-prova

no usinados com dimenses proporcionais, ou seja, aqueles cujo comprimento de

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medida original, medido antes da aplicao de uma fora, obtido em razo da rea

da seo transversal.

3.1.1 Material de base

O produto metlico empregado na confeco dos corpos-de-prova o ASTM

A36, fabricado pela USIMINAS S.A., com espessura de 6,30mm e normatizado pela

NBR 5000 - Chapas grossas de ao baixa liga e alta resistncia mecnica (1981),

que fixa condies exigveis para encomenda, fabricao e fornecimento de chapas

grossas de ao baixa liga e alta resistncia mecnica para uso estrutural.

Para a determinao de suas propriedades mecnicas, foram realizados

ensaios trao em 05 (cinco) corpos de prova, obtendo a tenso limite de

escoamento e ruptura.

3.1.2 Forma do corpo-de-prova

patente que as caractersticas dimensionais do corpo-de-prova esto

vinculadas ao do produto metlico do qual retirado, assim como ao mtodo de

extrao. Deste modo a seo transversal do corpo-de-prova pode ser circular,

quadrada, retangular, anelar ou, em casos especiais, de alguma outra forma (NBR

ISO 6892, 2002).

Neste estudo avaliam-se corpos-de-prova extrados do produto ao-carbono

chapa, de denominao A36, com espessura de 6,3 mm, que propiciam a adoo

da seo transversal retangular, a qual adotada nesta perscrutao.

56

3.1.3 Dimenses do corpo-de-prova

A NBR ISO 6892 (2002) caracteriza os corpos-de-prova proporcionais como

sendo aqueles em que o comprimento de medida original (LO) obtido em razo da

sua rea de seo transversal original (SO), medida antes da aplicao de fora,

atravs da equao 1, 2, 3 e 4, abaixo:

Sendo 5,65 o valor de k, adotado internacionalmente, logo:

A determinao da rea da seo transversal original calculada a partir da

medio das dimenses do corpo-de-prova, devendo ser determinadas com uma

incerteza de 0,5% para cada dimenso, sendo subordinada para seo retangular

uma relao mxima de 8:1 entre a largura e espessura do corpo-de-prova.

Sabendo-se que a espessura do corpo-de-prova de 6,30 mm, por conseguinte

adotou-se uma largura de 40,00 mm, que melhor se adapta ao dispositivo de fixao

da mquina universal de ensaio (EMIC, DL-30000), alm do mais a mesma no

deveria ultrapassar a mensura de 50,40 mm. Para o comprimento de medida original

(LO) foi estimada a extenso de 90,00 mm, abaixo segue as consideraes do

clculo.

Considerando uma incerteza de 0,5% temos que:

OO SkL =

OO SL 65,5=

)1(

)2(

3,64065,5 xLO =

mmmmLmm O 14,9000,9024,89

)3(

)4(

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Ademais para corpos-de-prova proporcionais, o valor calculado do

comprimento de medida original (LO) deve ser arredondado para um valor mais

prximo do mltiplo de 5 mm, desde que a diferena entre o comprimento marcado e

o calculado seja inferior a 10%, outrossim, segue pela circunscrio da marcao

deste comprimento no corpo-de-prova, preceituado com uma incerteza 1%. Segue

abaixo a figura 7 com o bosquejo do mesmo.

Figura 7 - Esboo do corpo-de-prova (NBR ISO 6892, 2002).

3.1.4 Extrao dos corpos-de-prova

Os corpos-de-prova foram retirados de uma chapa de ao com espessura de

6.30 mm por intermdio de uma guilhotina hidrulica, fabricada pela Newton S.A.

Indstria e Comercio, modelo GMN 3006/F, n. 9618, fabricada no ano de 1996.

3.1.5 Mensurao dos corpos-de-prova

A determinao das medidas dos corpos-de-prova promovida por meio de

paqumetro digital, proporcionando a esmerilao deste estudo. So tomadas as

dimenses transversais e altura (espessura), cada qual com quatro determinaes,

realizadas em posies distintas.

Figura 7- Esboo do corpo-de-prova, segundo NBR ISO 6892 ( 2002).

58

3.2 Preparao dos corpos-de-prova

A fim de substancializar os objetivos deste estudo, este subitem circunstancia

as atividades que antecedem a soldagem.

3.2.1 Seco dos corpos-de-prova

Todos os corpos-de-prova so seccionados, exceto os empregados na

caracterizao do ao. O seccionamento promovido paralelo ao plano

transversalmente, a 75,00 mm da extremidade, subdivido o corpo-de-prova em duas

partes iguais, conforme esboado na figura 8:

Figura 6 - Esboo do seccionamento corpo-de-prova segundo NBR ISO 6892,(2002).

3.2.2 Identificao

Todos os corpos-de-prova so enumerados, por algarismos arbicos ou

romanos. A gravao desta numerao realizada entre as extremidades e as

marcaes do comprimento de medida original (LO) do corpo-de-prova.

Figura 8 - Esboo do seccionamento corpo-de-prova, segundo NBR ISO 6892 (2002).

59

3.2.3 Chanfro

A NBR 7239 - Chanfro de solda manual para construo naval - Tipo (1982),

que padroniza os tipos de chanfro utilizados na soldagem, estabelece que para

chapas com espessura (t) variando de 6 a 40 mm deve ser adotado o chanfro tipo V

com nariz, a extenso do nariz e espaamento deve ser inferior a 3 mm, abaixo

segue a figura 9 com o esquema:

Figura 7 - Esquema do chanfro tipo V com nariz (NBR 7239, 1982).

As juntas, a soldar, dos corpos-de-prova so chanfrados num ngulo de 45,

o desbaste oblquo e realizado por esmerilhadeira, provida com disco abrasivo. No

so biseladas os corpos-de-prova utilizados na soldagem desprovida de chanfro do

item 3.3.3.5 desta monografia.

3.3 Soldagem dos corpos-de-prova

Neste subitem so expostos as prescries e procedimento utilizados na

execuo da soldagem por fuso, empregada nos corpos-de-prova.

Figura 9 - Esquema do chanfro tipo V com nariz (NBR 7239, 1982).

60

3.3.1 Processo de soldagem

A soldadura empregada neste estudo denominada pela NBR 13043 -

Soldagem - Numero e nomes de processos (1993), como soldagem a arco com

eletrodo revestido, amplamente conhecido como processo de soldagem com

eletrodo revestido.

3.3.2 Delineamento da solda

A solda deve cobrir a profundidade 3,8 mm do chanfro, penetrao da raiz em

2,5 mm, resguardando a abertura de 3 mm das juntas a soldar, com ngulo de 45

no chanfro. Sua elaborao ocorre em local de montagem, ou seja, em condies de

campo, pelo processo a arco eltrico com eletrodo revestido, em juntas de topo com

chanfro tipo V, tendo o contorno da superfcie convexa e sem tratamento da

superfcie, ver figura 10 com a representao grfica da mesma, conforme NBR

7165 - Smbolo grfico de solda para construo naval e ferroviria (1982).

Figura 8 - Representao grfica da solda, segundo NBR 7165 (1982).

Figura 9 - Representao grfica da solda, segundo NBR 7165 (1982).

61

3.3.3 Soldagem

A soldagem promovida e controlada manualmente, sendo executada na

posio plana por corrente contnua, fornecida pelo retificador de soldagem Super

Bantam 402 DC, fabricado pela ESAB S.A.. A abertura do arco realizada em

chapa-apndice, no intento de resguardar os corpos-de-prova.

O material de adio utilizado na soldagem do ASTM A36 o eletrodo

revestido OK 48.04 bsico, AWS/ASME SFA-5.1, E7018 com dimetro de 4,00 mm,

conforme especificao do fabricante do ao, eletrodo esse conhecido

comercialmente como OK 48.40, podendo ser manuseado em todas as posies

(EXX1X). Entretanto na analise da habilidade do soldador, soldagem livre, utilizado

OK Serralheiro rutlicos, AWS/ASME SFA-5.1, E6013 com dimetro de 3,5 mm.

3.3.3.1 Soldagem de referncia

Nesta monografia a soldagem de referncia executada em temperatura

ambiente de 40 a 42C, sob a velocidade de avano de 1,11x10-3 m/s, corrente de

175 A, com eletrodos livres de umidade e demais prescries contidas na norma

Petrobras N-133 Soldagem (2000). Entretanto o metal base no foi pr-aquecido,

tampouco os eletrodos foram mantidos em estufa.

3.3.3.2 Soldagem com alta amperagem

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A soldagem com alta amperagem efetuada sob temperatura ambiente de 40

a 42C, velocidade de avano livre, corrente de 230 A e com eletrodos livres de

umidade.

3.3.3.3 Soldagem com baixa amperagem

A soldagem com baixa amperagem promovida em temperatura ambiente de

40 a 42C, velocidade de avano livre, corrente de 100 A e com eletrodos livres de

umidade.

3.3.3.4 Soldagem com incrustao de escria

A soldagem com incrustao de escria executada em temperatura

ambiente de 40 a 42C, velocidade de avano de 1,11x10-3 m/s, corrente de 175 A,

eletrodos livres de umidade e com adio de escria no chanfro do material de base.

3.3.3.5 Soldagem sem chanfro

Idem a soldagem de referncia, item 3.3.2.1, mas com as juntas, a soldar,

desprovidas de biselamento.

63

3.3.3.6 Soldagem com eletrodos midos

So utilizados nessa soldagem eletrodos com teor de umidade afianado. A

soldagem realizada em temperatura ambiente de 40 a 42C, velocidade de avano

de 1,11x10-3 m/s, corrente de 175 A e eletrodos com alta concentrao de umidade.

3.3.3.7 Soldagem livre

Esta solda promovida sob a experincia do soldador, a fim de avaliar sua

proficincia na rea. A soldagem promovida em temperatura ambiente de 40 a

42C, com velocidade de avano e corrente de soldagem livres, assim como a opo

pelo consumvel.

3.3.3.8 Soldagem sem penetrao

executada com os mesmo parmetros da soldagem de referncia, item

3.3.3.1 , mas em delineamento a penetrao da raiz em 2,5 mm no realizada, em

suma a soldagem ocorre em temperatura ambiente de 40 a 42C, sob a velocidade

de avano de 1,11x10-3 m/s, corrente de 175 A, com eletrodos livres de umidade.

3.3.4 Do material de adio depositado

64

Os corpos-de-prova foram pesados, em balana de preciso, antes da

soldagem e aps a soldagem, para a mensurao da massa depositada pelo

material de adio. Sendo adotado como massa inicial o valor mdio da massa dos

corpos-de-prova no soldados e a massa final o valor obtido na pesagem dos

corpos-de-prova aps a soldagem.

3.4 Ensaio a trao

Os ensaios trao so realizados no Laboratrio de Matrias e Estruturas

do Departamento de Engenharia Civil do Centro Universitrio Luterano de Palmas,

efetuados em mquina universal de ensaio da marca EMIC, Equipamentos e

Sistemas de Ensaio Ltda., modelo DL-30000, em acordo com as especificaes

prescritas na norma NBR ISO 6892 - Materiais metlicos - Ensaio de trao

temperatura ambiente (2002), a qual especifica o mtodo de ensaio de trao em

materiais metlicos e define as propriedades mecnicas que podem ser

determinadas temperatura ambiente, deste modo mensurando a fora mxima,

tenso de ruptura e escoamento das diferentes soldagens e caracterizaes

realizadas neste estudo.

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4. RESULTADO E DISCUSSES

Neste captulo so patenteadas as mensuras resultantes dos procedimentos

utilizados na corroborao desta monografia, assim como as preposies que a

sustentam.

4.1 Corpo-de-prova

Figura 10 - Fotografia d

a marcao do comprimento de medida original (LO), determinao Representao grfica da solda.

Figura 11 - Fotografia da marcao do comprimento de medida original (LO), determinao das dimenses do corpo-de-prova. Ensaio a trao.

66

Os corpos-de-prova so especificados com forma retangular nas dimenses

de 40,00x150,00x6,30 mm, com comprimento de medida original (LO) determinado

na mensura de 90,00 mm, sendo caracterizada por uma linha verde, como

demonstrado na figura 11. A mensurao da seo transversal e espessura dos

corpos-de-prova empregados na caracterizao do ao e na soldagem seguem nas

tabelas 1 e 2, abaixo.

Tabela 1 - Dimenses dos corpos-de-prova empregados na caracterizao do ao.

Corpo-de-prova Medida 01 (mm)Medida 02 (mm)

Medida 03 (mm)

Medida 04 (mm)

Mdia (mm)

CP 01 - espessura 6.39 6.39 6.38 6.37 6.39CP 01 - largura 41.64 41.66 41,70 41.6 41.69CP 02 - espessura 6.35 6.36 6.35 6.35 6.37CP 02 - largura 41.67 41.77 41.66 41.63 41.65CP 03 - espessura 6.36 6.38 6.35 6.38 6.37CP 03 - largura 41.64 41.64 41.66 41.61 41.64CP 04 - espessura 6.37 6.38 6.36 6.36 6.35CP 04 - largura 41.69 41.68 41.65 41.64 41.64CP 05 - espessura 6.36 6.36 6.36 6.37 6.35CP 05 - largura 41.66 41.67 41.70 41.67 41.64

Tabela 2 - Dimenses dos corpos-de-prova empregados na soldagem

Soldagem Corpo-de-prova Medida 01 (mm)Medida 02 (mm)

Medida 03 (mm)

Medida 04 (mm)

Mdia (mm)

Referncia

CP I - espessura 6,30 6,32 6,33 6,31 6.39CPI - largura 42,58 42,48 42,51 42,46 41.69CP II - espessura 6,29 6,33 6,31 6,32 6.37CP II - largura 42,25 42,32 42,36 42,27 41.65CP III - espessura 6,34 6,32 6,31 6,32 6.37CP III - largura 42,55 42,56 43,56 43,09 41.64CP IV - espessura 6,32 6,31 6,33 6,32 6.35CP IV - largura 42,80 42,76 42,68 42,56 41.64

Alta amperagem

CP I - espessura 6,32 6,38 6,31 6,34 6,34CP I - largura 42,90 43,04 42,91 42,85 42,93CP II - espessura 6,35 6,33 6,31 6,34 6,33CP II - largura 42,74 42,98 41,21 41,12 42,01CP III - espessura 6,33 6,36 6,35 6,30 6,34

67

CP III - largura 42,49 42,53 41,89 41,98 42,22CP IV - espessura 6,34 6,36 6,31 6,32 6,33CP IV - largura 41,45 41,07 41,35 41,30 41,29

Baixa amperagem

CP I - espessura 6,32 6,36 6,33 6,32 6,33CP I - largura 42,55 42,58 41,23 41,26 41,91CP II - espessura 6,33 6,35 6,37 6,31 6,34CP II - largura 42,63 42,70 41,79 41,58 42,18CP III - espessura 6,32 6,32 6,36 6,34 6,34CP III - largura 42,49 42,56 42,59 42,53 42,54CP IV - espessura 6,37 6,34 6,32 6,31 6,34CP IV - largura 42,50 42,58 42,66 42,55 42,57

Incrustao de escoria

CP I - espessura 6,32 6,33 6,31 6,33 6,32CP I - largura 41,48 41,05 41,52 41,41 41,37CP II - espessura 6,34 6,33 6,34 6,36 6,34CP II - largura 42,93 42,98 43,08 43,06 43,01CP III - espessura 6,37 6,35 6,33 6,34 6,35CP III - largura 42,17 42,40 41,58 42,18 42,08CP IV - espessura 6,33 6,31 6,32 6,33 6,32CP IV - largura 42,76 42,65 41,77 41,73 42,23

Sem chanfro

CP I - espessura 6,31 6,30 6,33 6,32 6,32CP I - largura 42,70 42,67 42,83 42,87 42,77CP II - espessura 6,34 6,33 6,31 6,32 6,33CP II - largura 42,65 42,84 42,93 42,79 42,80CP III - espessura 6,32 6,34 6,33 6,32 6,33CP III - largura 41,71 41,69 42,46 42,36 42,06CP IV - espessura 6,32 6,33 6,32 6,31 6,32CP IV - largura 42,86 42,46 42,03 41,98 42,33

Eletrodos midos

CP I - espessura 6,34 6,32 6,33 6,35 6,34CP I - largura 41,96 42,72 43,15 42,78 42,65CP II - espessura 6,33 6,35 6,31 6,36 6,34CP II - largura 42,89 42,85 41,53 41,51 42,20CP III - espessura 6,33 6,34 6,35 6,32 6,34CP III - largura 42,47 42,56 41,50 41,54 42,02CP IV - espessura 6,35 6,32 6,34 6,33 6,34CP