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SOLDAGEM

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Processo de Soldagem

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SOLDAGEM

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SOLDAGEM Referências Bibliográficas

• FREIRE, José de Mendonça. Processos de fabricação VII,

Editora ao Livro Técnico;

• CHIAVERINE, Vicente;

• CALLISTER, Jr Willian D. Ciência e engenharia de materiais –

Uma introdução.

• Telecurso 2000;

• ABNT;

• Soldagem, Processos e Metalurgia;

Autores: Emilio Wainer; Sérgio d. Brandi; Fábio D. homem de

Melo

Editora: Edgar Blucher, LTDA

• Soldagem, Fundamentos e tecnologia;

Autores: Paulo V. Marques; paulo J. Modenesi; Alexandre

Queiroz

Editora: UFMG

• Ensaios Mecânicos dos Materiais Metálicos (Fund. Teóricos e

práticos).

Autor: sérgio Augusto de Souza

Editora: Edgar Blucher, LTDA

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SOLDAGEM

4 - Introdução aos Processos de

Soldagem

De uma forma geral os

processos de soldagem podem ser

divididos segundo diferentes

padrões:

Pela forma de atuação da fonte

energética.

- fusão ou pressão

Por tipo de veículo energético.

- corrente elétrica, gás, movimento,

descarga elétrica, etc.

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SOLDAGEM

4 - Introdução aos Processos de

Soldagem(Cont.)

Por tipo de união metálica.

- por fusão, por resistência elétrica,

união sólida, união líquido – sólido,

adesivos, etc.

Por grau de automação / tipo de

operação.

- manual, semiautomático,

automático e robotizada.

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SOLDAGEM

Para efeito de estudos,

costumamos dividir os processos de

soldagem tomando-se como

referência, a forma de atuação da

fonte de energia:

Por fusão: onde a energia funde o

material e a solubilização ocorre na

fase líquida.

Por pressão: onde a energia produz

uma tensão no material e a

solubilização ocorre na fase sólida.

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SOLDAGEM

Existem três tipos de energia

utilizados em soldagem:

Soldagem por energia elétrica;

Soldagem por energia

termoquímica;

Soldagem por energia mecânica.

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SOLDAGEM

4.1 Soldagem por energia elétrica

Caracteriza-se no uso de energia

elétrica na geração do calor,

necessário para fusão dos

constituintes da solda.

Existem vários processos de

soldagem por energia elétrica, porém

estudaremos apenas os de maior

aplicação nas industrias, são eles:

Soldagem a arco elétrico;

Soldagem por resistência

elétrica.

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SOLDAGEM

I - Soldagem a arco elétrico

Arco elétrico → Centelha (ou faísca)

formada pela passagem de corrente

elétrica no espaço existente entre

dois materiais condutores,

resultando em geração de grande

quantidade de calor.

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SOLDAGEM

Portanto, soldagem a arco

elétrico, é o processo que utiliza o

calor gerado por um arco elétrico,

para fundir os materiais que

constituirão a solda, divide-se em:

Eletrodo revestido;

Arco submerso;

TIG;

MIG/MAG;

Eletrogás;

Resistência;

Eletroescória.

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4.1 - SOLDAGEM A ARCO ELÉTRICO

COM ELETRODO REVESTIDO

É o processo de soldagem no qual

um arco elétrico é estabelecido entre a

extremidade de um eletrodo revestido

consumível e o metal de base na junta

que esta sendo soldada, sendo assim

estabelecida a poça de fusão.

O metal de adição é transferido

para a poça de fusão através do arco,

constituindo o metal de solda ao

solidificar-se (diluição, entre o metal

de base e metal depositado),

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SOLDAGEM

Eletrodo é o componente

utilizado como um dos condutores

necessários para se obter o arco

elétrico na soldagem, por energia

elétrica.

O outro condutor necessário

para a abertura do arco é a própria

peça.

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SOLDAGEM

O eletrodo revestido, é constituído

por uma alma metálica (vareta),

coberta por um revestimento, que é o

responsável pela adição de algumas

propriedades à solda, tais como:

a. Formação da “nata” ou escória;

b. Poça de fusão;

c. Manutenção do arco elétrico.

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a

b

c

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SOLDAGEM

O processo é aplicado para a

soldagem da maioria de materiais

metálicos, em espessuras variando

entre 2,0 e 200 mm, e em todas as

posições de soldagem.

Apresenta baixo custo de

equipamento porém, exige

considerável habilidade manual, por

parte do soldador e resulta em uma

produtividade, relativamente, baixa

se comparado aos processos

automáticos e semiautomáticos.

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Equipamentos

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Aplicações

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4.2 - SOLDAGEM A ARCO COM PROTEÇÃO POR

GÁS E ELETRODO NÃO CONSUMÍVEL (TIG)

Processo de soldagem no qual a união

entre peças metálicas é produzida pelo

aquecimento e fusão destas, por meio de

um arco elétrico, estabelecido entre um

eletrodo de tungstênio, não consumível, e

as peças a unir.

A poça de fusão e o arco elétrico, são

protegidos contra a contaminação dos

gases da atmosfera por um gás inerte, ou

misturas de gases inertes, injetados

através do bocal da pistola, ver figura 4.3.

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SOLDAGEM

A soldagem TIG, usualmente manual,

poderá ser feita com ou sem emprego de metal

de adição sendo aplicada a maioria dos metais e

suas ligas na soldagem em qualquer posição.

Entretanto, dado ao custo relativamente alto do

equipamento e a baixa velocidade de soldagem

(manual), o processo resulta em pouca

produtividade. Por essas razões, o seu principal

emprego é na soldagem de metais não ferrosos e

aços inoxidáveis, na soldagem de pequenas

espessuras (da ordem de milímetros) e, no passe

de raiz na soldagem de tubulações.

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O equipamento completo é

apresentado na figura 4.4. As fontes

de energia para o processo

fornecem corrente mínima em torno

de 5 a 10 A e corrente máxima de

200 a 500 Amperes.

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Equipamentos

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4.3 - SOLDAGEM A ARCO COM PROTEÇÃO

POR GÁS E ELETRODO CONSUMÍVEL (MIG/MAG)

O processo de soldagem

MIG/MAG produz a união de peças

metálicas pelo aquecimento e fusão

destas, com um arco elétrico

estabelecido entre um eletrodo nu

(arame) consumível, e as referidas

peças na junta de solda.

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SOLDAGEM

O metal de adição é transferido

para a poça de fusão através da

coluna do arco, sendo o mesmo e a

própria poça protegidos contra a

contaminação dos gases da

atmosfera por um gás ou mistura de

gases que podem ser inertes ou

ativos.

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TOCHA PARA MIG/MAG

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Equipamentos

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SOLDAGEM

Aplicações

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SOLDAGEM

A soldagem MIG/MAG é um

processo normalmente

semiautomático, em que a

alimentação do arame eletrodo é

feita mecanicamente e o soldador

controla o movimento da pistola

além da iniciação e interrupção do

arco.

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TRANSF.POR SPRAY

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TRANSF.POR ARCO PULSANTE

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O processo é empregado na

soldagem de materiais, numa ampla

faixa de espessuras, tanto em

ferrosos quanto em não ferrosos e

em todas as posições de soldagem.

O mesmo propicia uma alta taxa

de deposição, aliada a elevado fator

de trabalho.

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SOLDAGEM

Como desvantagens pode-se

considerar o ajuste rigoroso dos

parâmetros para soldagem isenta de

defeitos e também o custo do

equipamento comparativamente ao

do processo de soldagem com

eletrodos revestidos.

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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO

O processo consiste em um

arame-eletrodo nu, continuamente

alimentado, o qual produz arco

elétrico com a peça, formando assim

a poça de fusão, sendo ambos

recobertos por uma camada de fluxo

granular fusível, que protege o metal

da contaminação atmosférica e

possui outras funções metalúrgicas.

O arco e a poça de fusão não são

visível daí a denominação – “arco

submerso”, ver detalhe na figura 4.7.

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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO

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O equipamento para soldagem a

arco submerso, utiliza fonte de

energia capaz da gerar altas

correntes, até 2000A, com arames

maciços de diâmetro variando entre

1,6 a 6,4mm. A taxa de deposição

atinge valores altos, próximos a 20

kg/hora, com um único arame,

podendo ser aumentada caso sejam

utilizados múltiplos arames.

Existe também a variação em que o

consumível está na forma de fita.

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Quanto ao emprego, a grande

penetração resultante das elevadas

correntes não recomendam o

processo para espessuras inferiores

a 6,0mm. O processo é limitado as

posições de soldagem plana e

horizontal em ângulo, as quais

oferecem sustentação para o fluxo.

Os materiais soldados são

praticamente todos os metais

ferrosos e alguns não ferrosos

incluindo ligas de níquel, cobre e

outras.

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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO

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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO

RECURSO PARA SUSTENTAÇÃO DO FLUXO

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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO

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4.5 - SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO

Consumíveis

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4.6 - SOLDAGEM A GÁS

É o processo no qual a união das

partes é devida ao aquecimento

produzido por uma chama, usando ou

não metal de adição, com ou sem

aplicação de pressão.

A chama empregada no processo

resulta da mistura entre um gás

combustível, o gás comburente

(oxigênio), na presença de ignição.

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4.6 - SOLDAGEM A GÁS

Os gases mais usados são:

Combustíveis:

Acetileno;

Propano;

Hidrogênio.

Comburente:

Oxigênio.

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Entre os gases combustíveis, o gás

acetileno é o que apresenta melhor

desempenho para operação de soldagem.

Esta característica se deve as

propriedades físicas de sua chama, chama

oxi-acetilênica, quanto a alta Temperatura

(TMÁX

.= 3120ºC) e elevado Poder Calorífico

concentrado, junto ao cone interno. Estas

propriedades são essenciais à soldagem

por permitirem a fusão do metal de base e

constituição da poça de fusão. Na figura

4.9, consta, respectivamente, o

esquemático da chama e do equipamento

completo para soldagem oxi-acetilênica

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SOLDAGEM

O processo de soldagem oxigas

apresenta vantagens sobre os demais

assim como também algumas

desvantagens. São elas:

Vantagens: baixo custo, emprega

equipamento portátil, não necessita de

energia elétrica, é empregado para

soldagem de diversos materiais em todas

as posições de soldagem.

Além destas, apresenta alta

versatilidade pois, com pequena alteração

do equipamento poderá ser utilizado para

o corte, brasagem e aquecimento de

metais.

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SOLDAGEM

Desvantagens: requer grande

habilidade manual do soldador, baixa

taxa de deposição, promove grande

aquecimento do metal de base (ZTA

extensa)/ empenamento, apresenta

riscos de acidente com cilindros de

gases.