Soldador Tubagens Cobre Formando

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Suporte Didáctico

Coordenação Técnico-Pedagógica

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1.ª Edição

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Guia do Formando

Soldador de Tubagem em Cobre

Guia do Formando

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ISQ / Alexandre Almeida

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BRITOGRÁFICA,LDA

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Portugal, Lisboa, Março de 2002

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Índice Geral

ÍNDICE GERAL

I - INTRODUÇÃO

• Objectivos 1

• Temas 1

Breve história do cobre 2

Ligas de cobre, propriedades e aplicações 3

O cobre nas redes de gás 5

• Resumo 11

• Actividades / Avaliação 12

II - EQUIPAMENTO PARA SOLDADURA OXIGÁS

• Objectivos 13

• Temas 13

Gases utilizados 14

Maçaricos 26

Aparelhos de regulação e segurança 28

Chama oxigás 32

Posto de soldadura oxigás 36

• Resumo 39


III - CONSUMÍVEIS

• Objectivos 41

• Temas 41

Materiais de consumo 42

Metal de adição 42

Fluxos (decapantes) 46

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Índice Geral

• Resumo 48


IV - PROCESSO DE SOLDADURA POR BRASAGEM

• Objectivos 51

• Temas 51

Definição de soldadura e brasagem 52

Fundamentos do processo 54

Defeitos e sua origem 59

Critério de aceitabilidade da brasagem forte 63

Brasagem fraca 63

Soldobrasagem 64

Aplicações da brasagem 65

Método de execução da brasagem forte 66

• Resumo 73


V- ANEXOS

• Propriedades Físicas de Alguns Materiais 75

• Interligações entre Tubagens 76

• Identificação de Garrafas de Gás 77

• Aplicações dos diversos fluxos 78

• Alguns Conselhos 79

VI - BIBLIOGRAFIA 81

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Introdução

OBJECTIVOS

No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a :

• Descrever as principais características do cobre;

• Identificar os principais tubos e acessórios utilizados na execução de redesde gás canalizado.

TEMAS

• Objectivos

• Temas

Breve história do cobre

Ligas de cobre, propriedades e aplicações

O cobre nas redes de gás

• Resumo

• Actividades / Avaliação

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Introdução

O cobre foi o primeiro metal usado pelo homem. Acredita-se que por volta de 13000 a.C. foi encontrado nasuperfície da Terra, em forma de “cobre nativo”, o metal puro no seu estado metálico.

Em inúmeras escavações, levadas a cabo por arqueólogos, constatou-se que foi usado para objectos de decoraçãoe, em substituição da pedra, para a fabricação de ferramentas, instrumentos de lavoura e armas, sobretudoquando descobriram a técnica de fusão e obtiveram o bronze (Cu + Sn), que é mais duro que o cobre e, pela suaresistência, tornou-se uma descoberta fundamental na história da evolução humana.

Fig. I.1 - Máscara pré-histórica

Existem provas de que este metal foi utilizado para a fabricação de tubos de cobre. A este respeito, descobriu--se que o artesão que construiu a pirâmide de Keops instalou tubos de cobre forjado que conduzia a água parao banho do Faraó.

Em Berlim, no museu arqueológico, existe um troço de tubo de cobre forjado, que data do tempo do Faraó Za-hu-re, de 75 mm de diâmetro, obtido por forja com martelagem de uma chapa de cobre e que se encontra embutidonuma argola em forma de ferradura, escavada em pedra de gesso. A canalização da qual este troço fazia partetinha 100 metros de comprimento e estava feita por secções de 750 mm.

Conhecido pela indústria desde a mais remota antiguidade, este metal avermelhado foi utilizado constantementeno avanço da civilização.

Os Romanos designaram o cobre com o nome de “Aes Cyprium”, o Metal de Cyprus, já que a Ilha de Cyprus(Chipre) foi uma das primeiras fontes do metal. Com o tempo, o nome transformou-se em Cyprium e depois emCuprum, originando o símbolo químico “Cu”.

BREVE HISTÓRIA DO COBRE

Fig. I.2 - Objectos de Cobre

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Introdução

O cobre tem cor avermelhada brilhante e é menos duro e resistente que o aço macio. A sua densidade é de 8,9e o seu ponto de fusão é de 1083 ºC. É, depois da prata, o melhor condutor de calor e de electricidade.

Ao ser exposto à humidade, cobre-se rapidamente de uma camada de óxido (verdete), película que uma vezformada, impede a continuação da oxidação.

Quando puro, é macio, bastante maleável e muito dúctil o que justifica a sua utilização em fios, cabos condutores,peças de aparelhos eléctricos e a gás, caldeiras e tubos.

O facto de se terem encontrado objectos de cobre tão antigos, em diversos lugares do mundo, é prova daspropriedades únicas deste metal: maleabilidade, ductibilidade, durabilidade, resistência à corrosão, e facilidadede manuseamento.

Apesar de sua antiguidade, o Cobre manteve, aliado aos metais mais novos, um papel predominante na evoluçãoda humanidade, sendo utilizado em todas as fases das revoluções tecnológicas pelas quais o ser humano jápassou.

LIGAS DE COBRE, PROPRIEDADES E APLICAÇÕES

Tanto o cobre como as suas ligas são conhecidos desde a antiguidade, existindo uma grande variedade utilizadana indústria.

Uma liga é uma associação homogénea de duas ou mais substâncias, geralmente metálicas, que se obtémjuntando-as em preparações várias e fazendo-as fundir conjuntamente.

As substâncias, assim no estado de fusão, misturam-se intimamente e solidificando, formam um produtohomogéneo de características bem definidas e diferentes das dos elementos que o constituem.

Os metais mais utilizados para formar ligas de cobre são os seguintes:

• Estanho, que forma a série de ligas chamadas bronzes;

• Zinco, que produz as ligas denominadas latões;

• Alumínio, que, em quantidades inferiores a 10%, dá lugar aos bronzes de alumínio.

O bronze, que parece ter surgido casualmente da fusão conjunta de minérios de cobre e de estanho, veio permitira construção de grande número de objectos mais duros e mais resistentes marcando o início de uma nova era, aera do bronze.

O latão é de origem mais recente, tendo sido produzido, pela primeira vez, na ilha de Rodes no séc. VI a.C. eutilizado largamente, durante o Império Romano, em moedas, artigos de adorno e outros utensílios.

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4 4 4 4 4

Introdução

A sua utilização, hoje em dia, é muito extensa, tanto sob a forma de peças fundidas como na de perfis laminados,chapas e arames.

Fig. I.3 - Acessórios de latão

Na área do gás os latões também são muito utilizados, existindo vários tipos de acessórios, que vão desde,terminais, tês, cruzetas, torneiras.

O cobre e suas ligas são os materiais mais indicados para a fabricação de diversos componentes devido à suacombinação única de propriedades, tais como:

• Resistência à corrosão: a maioria das ligas comerciais de cobre é levemente oxidada em atmosferas secasou húmidas, permitindo a sua utilização directa.

• Resistência elástica à compressão: capacidade de sofrer compressão sem ocorrer deformação permanente.

• Soldabilidade: as peças produzidas com ligas de cobre são unidas mediante brasagem.

• Bom condutor de calor: por ter baixa resistividade térmica e boa resistência à corrosão, é aplicado empermutadores de calor.

• As ligas de cobre e zinco (latões) são trabalháveis a frio: o que permite que sejam utilizadas em objectos,nos quais são exigidas transformações mecânicas de compressão e expansão.

• As ligas de cobre também são trabalháveis a quente (forjadas): empregues na fabricação de produtos nosquais se necessita de melhor estanquidade e/ou aumento das suas propriedades mecânicas.

Em virtude destas propriedades o cobre é aplicado em inúmeros casos, como nas indústrias mecânica, electrónicae do frio, na construção civil e naval, e ainda em variadíssimos objectos de decoração.

É aplicado em instalações de frio, ar condicionado e gás canalizado, entre outras, utilizando tubos e os diversostipos de acessórios.

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Introdução

O COBRE NAS REDES DE GÁS

O tubo de cobre que se utiliza nas instalações é fabricado com cobre de qualidade, denominado Cu DHP(electrolítico, tenaz com alta percentagem de fósforo residual), cuja composição é de 0,012 a 0,004 de fósforo eo resto de cobre.

Verifica-se pois, que se trata de cobre quase puro, servindo a pequena quantidade de fósforo para facilitar assoldaduras do cobre nas respectivas instalações.

Por isso, o tubo de cobre possui as qualidades e características do cobre puro; maleabilidade, ductibilidade,alta condutividade, boa resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão.

A fabricação do tubo de cobre pelo método de extrusão de barras de material adequado e, por operações sucessivasde estiramento, que efectua o desbaste do tubo até chegar às dimensões comerciais finais, significa que o tuboé fabricado sem costura longitudinal, que lhe confere maior resistência à pressão interna. É finalmente decapadoe lavado, ficando liso e brilhante interior e exteriormente.

O tubo resiste à acção da água em geral, quente ou fria, vapor, gases liquefeitos do petróleo, óleos pesados,petróleo, gasóleo, entre outros. Isto permite que se possa utilizar em instalações industriais e domésticas, o querepresenta uma grande vantagem.

É comercializado em varas, no estado duro e sem revestimento (nu), e em rolos, no estado de recozido erevestido com material plástico.

As tabelas seguintes referem os materiais mais utilizados em instalações de gás canalizado em edifícios.

Nota:O tubo fornecido em rolo tem revestimento, em vara é sem revestimento.

Diâmetro Exterior

(mm)

8

10

12

15

18

22

28

35

42

54

Espessura da parede dotubo (mm)

1

1

1

1

1

1

1,2 ou 1,5

1,5

1,5

1,5 ou 2

Forma de fornecimento

rolo 25m ---------

rolo 25m vara 5 m

rolo 25m vara 5 m

rolo 25m vara 5 m

rolo 25m vara 5 m

rolo 25m vara 5 m

---------- vara 5 m

---------- vara 5 m

---------- vara 5 m

vara 5 m

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6 6 6 6 6

Introdução

Existem no mercado tubos revestidos ou nús, em rolo ou vara, variando o seu diâmetro consoante a sua aplicação.

Fig. I.4 - Tubos nús em vara Fig. I.5 - Tubos revestidos em rolo

Fig. I.6 - Revestimento dos tubos

Na execução de redes de gás é necessário, na maioria dos casos, recorrer à utilização de acessórios o queimplica ter um conhecimento da sua diversidade. De seguida são referenciados alguns dos acessórios maiscomuns na execução de uma instalação de rede de gás.

Curvas em cobre de 90º

Diâmetro∅ ∅ ∅ ∅ ∅ (mm)

8

10

12

15

18

22

28

35

42

54

Tipo

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

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Introdução

Curvas em cobre de 45º

Fig. I.7 - Curva 90º F x FF x F - Fêmea - Fêmea

Fig. I.8 - Curva 90º M x FM x F - Macho - Fêmea

Fig. I.9 - Curva 45º F x FF x F - Fêmea - Fêmea

Fig. I.10 - Curva 45º M x FM x F - Macho - Fêmea

Diâmetro ∅∅∅∅∅ (mm)

8

10

12

15

18

22

28

35

42

54

Tipo

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

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8 8 8 8 8

Introdução

Joelhos em cobre

Fig. I.11 - Joelho de cobre F x FF x F - Fêmea - Fêmea

Fig. I.12 - Joelho de cobre M x FM x F - Macho - Fêmea

Tês em cobre

Fig. I.13 - Tê em cobre


8

10

12

15

18

22

28

35

42

54

Tipo

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F

Fx F M x F


8

10

12

15

18

22

28

35

42

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Introdução

TÊS DE REDUÇÃO

Fig. I.14 - Tês de redução

Exemplo:

A (mm)

15

15

15

15

18

18

18

18

18

18

22

22

22

22

22

22

22

22

22

22

28

28

28

28

28

B (mm)

12

12

15

18

12

12

15

15

18

22

12

15

15

15

18

18

18

22

22

28

15

15

18

18

18

C (mm)

12

15

12

15

15

18

15

18

15

18

22

15

18

22

15

18

22

15

18

22

22

28

15

18

22

A (mm)

28

28

28

28

28

28

28

28

35

35

35

35

35

35

35

35

35

35

42

42

54

54

54

54

B (mm)

18

22

22

22

28

28

28

35

15

18

22

22

22

28

28

28

35

35

28

35

22

28

35

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C (mm)

28

18

22

28

15

18

22

28

35

35

22

28

35

22

28

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10 10 10 10 10

Introdução

União de redução em cobre

Fig. I.15 - União de redução

Conjunto de terminal com porca

A B

Fig. I.16 - Terminal

A(mm)

12

15

15

18

18

22

22

22

28

28

28

28

35

35

42

42

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B(mm)

10

10

12

12

15

12

15

18

12

15

18

22

22

28

28

35

35

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Descrição

Para contador do tipo G6 ou G10

Para contador do tipo G16

"Para tubo de 12 mm com porca 3/4"

"Para tubo de 18 mm com porca de 3/4"

"Para tubo de 28 mm com porca de 7/8"

Para tubo de 28 mm com porca de louça (terminal cónico)

"Para tubo de 35 mm com porca de 1 1/2"

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Introdução

RESUMO

Com a introdução do gás natural no nosso país foi necessário dotar os edifícios de canalizações apropriadas a

este tipo de gás, sendo as respectivas instalações normalmente construídas em cobre e ligadas através de um

processo de brasagem.

O cobre tem como vantagem em relação a outros materiais:

• Excelente resistência à corrosão;

• Boa maleabilidade;

• Boa soldabilidade.

É também um material indicado para a fabricação de diversos acessórios, onde a gama existente é também

bastante diversificada.

No que diz respeito, ao método de ligação é o processo de brasagem forte o mais utilizado. Este processo é o

mais antigo dos que utilizam a fusão do material de adição para ligar duas peças metálicas, sendo descrito mais

pormenorizadamente na unidade temática referente aos processos de brasagem.

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Introdução

ACTIVIDADES / AVALIAÇÃO

1. Quais as principais vantagens do cobre?

2. Identifique os seguintes acessórios:

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Equipamento para Soldadura Oxigás

OBJECTIVOS

No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a :

• Descrever os princípios fundamentais do processo oxigás;

• Descrever os cuidados a observar com a utilização das garrafas degás combustível e comburente;

• Identificar os vários tipos de chama.

TEMAS

• Objectivos

• Temas

Gases utilizados

Maçaricos

Aparelhos de regulação e segurança

Chama Oxigás

Posto de Soldadura Oxigás

• Resumo


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GASES UTILIZADOS

Na antiguidade, o homem aprendeu a controlar e dirigir a chama, segundo as suas necessidades, soprandoatravés de um tubo para avivar o fogo, tendo este método a vantagem de concentrar o calor sobre os objectos,conforme se mostra na figura seguinte.

Fig. II.1 - Primórdios da soldadura

Com a descoberta dos metais, aplicou este processo na fusão e ligação destes, utilizando como combustível a

lenha e os carvões.

No início só era possível fundir e ligar os metais com baixo ponto de fusão (chumbo, ouro, prata, estanho, entre

outros) mas, com a necessidade de controlar mais facilmente a potência da chama e aumentar a temperatura,

para poder fundir outros metais com ponto de fusão mais alto, o homem foi fabricando os equipamentos mais

adequados às suas necessidades, bem como a utilização de diversos combustíveis.

Mais tarde inventou uns aparelhos que utilizavam um comburente (ar), com um combustível (o petróleo e a

gasolina), o qual, depois de aquecido e comprimido aumentava a potência da chama.

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Dentro deste princípio foram fabricados diversos tipos de maçaricos (tal como se ilustra na figura seguinte) etambém os célebres fogões a petróleo, que passaram por algumas gerações.

Fig. II.2 - Maçarico de bomba

Com o domínio dos gases combustíveis, a utilização do oxigénio como gás comburente que activa a combustão

e a fabricação de aparelhos de controlo, conseguiu-se uma melhor regulação da chama e um maior controlo da

temperatura.

A figura seguinte mostra, de uma maneira simples, a relação Ar/Oxigénio com o combustível.

Fig. II.3 - Relação ar / oxigénio

AROxigénio

Acetileno

AROxigénio

Propano

1 – Reservatório2 – Mecha3 – Câmara de gases4 – Injector5 – Queimador6 – Parafuso com agulha7 – Parafuso do empaque8 – Botão de regulação9 – Válvula de segurança10 – Tampão de carga11 – Punho12 – Êmbolo13 – Válvula14 - Pega

1 – Reservatório2 – Mecha3 – Câmara de gases4 – Injector5 – Queimador6 – Parafuso com agulha7 – Parafuso do empaque8 – Botão de regulação9 – Válvula de segurança

10 – Tampão de carga11 – Punho12 – Êmbolo13 – Válvula14 – Pega

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As figuras seguintes mostram a evolução do comburente na mistura com o combustível (primeiro com a utilizaçãodo ar e depois com o oxigénio), e respectiva reacção.

Fig. II.4 - Evolução do comburente Fig. II.5 - Gases Combustíveis

Começou depois a utilizar o acetileno como gás combustível e o oxigénio como comburente, que atingem facilmentetemperaturas de 3000 ºC. Ao aparelho que hoje utiliza estes dois gases chama-se, Maçarico Oxi-acetilénico.

Fig. II.6 - Maçarico oxi-acetilénico

Existem actualmente os mais variados tipos de maçaricos, que utilizam diversos gases combustíveis, os quais

se designam por maçaricos oxigás.

O termo oxigás significa o processo que utiliza a chama produzida pela combustão de um gás com o oxigénio.

A chama oxi-acetilénica é uma chama oxigás em que o combustível é o acetileno.

A seguir referem-se os combustíveis e o comburente mais utilizados na chama oxigás.

OxigénioAROxigénio

AR

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Os combustíveis e o comburente

Combustível é toda a substância que se queima numa combustão.

A madeira é um combustível sólido, o álcool, o petróleo e a gasolina são combustíveis líquidos, o hidrogénio é umcombustível gasoso, como também o gás natural existente no subsolo.

Comburente é a substância que facilita ou alimenta a combustão. Comburente diz-se de uma substância que,combinando-se com um combustível, dá lugar à combustão deste.

O ar é o comburente mais utilizado mas, é o oxigénio nele existente, que alimenta a combustão.

Oxigénio

Na soldadura oxigás o comburente utilizado é o oxigénio. Este está presente no ar numa percentagem volumétricade cerca de 20 % de oxigénio para 79 % de azoto.

Fig. II.7 - Composição do ar

A principal razão pela qual se realiza a combustão do gás combustível com oxigénio, é pelo facto de a chama quese obtém ser mais “quente” do que aquela que se obteria se a mesma combustão se fizesse no ar. Dado que noar cada volume de oxigénio é diluído em aproximadamente quatro volumes de azoto, e sendo este um gás inerte,não só não irá participar na combustão como ainda proporciona o escoamento de uma grande parte do calorgerado.

Fig. II.8 - Temperatura da chama3000

2800

2600

2400

2200

2000Tem

pera

tura

da

Cha

ma

ºC

20 40 60 80 100% de Oxigénio no Ar de Combustíveis

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O oxigénio pode ser extraído de várias fontes como sejam os óxidos metálicos, sais oxigenados, a água ou o ar.

O oxigénio industrial apresenta um grau de pureza que se situa perto dos 99%, é armazenado em garrafas ondese encontra comprimido a uma pressão elevada. As garrafas de oxigénio têm forma cilíndrica como se podeobservar na figura seguinte.

Fig. II.9 - Garrafa de oxigénio

As garrafas industriais, que são as mais utilizadas, possuem uma grande capacidade de armazenamento de gás.As dimensões das garrafas variam consoante o país ou até o fabricante. Normalmente, a altura máxima é de doismetros e o diâmetro exterior máximo de 250 mm.

As válvulas de segurança das garrafas de oxigénio são em latão e possuem duas partes móveis independentesque permitem desmontá-las, mesmo quando a garrafa se encontra cheia. A obturação da válvula é obtida atravésduma pastilha de nylon ou material equivalente, por forma a evitar o perigo do contacto de um material combustívelcom o oxigénio.

As válvulas de segurança não deverão ter nenhum vestígio de matérias gordurosas ou óleo, dado o risco deexplosão.

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Fig. II.10 - Válvula de segurança

As garrafas de oxigénio são feitas em tubo de aço forjado, para uma capacidade de 7, 5 ou 2 m3. A pressão nointerior da garrafa é de 150 Kg/cm2.

Recomendação de Segurança

• Nunca de deve ultrapassar um débito de 1000 litros de oxigénio por hora e por garrafa.

• Em funcionamento, a chave de fecho deve estar sempre na sede da válvula.

• As garrafas devem ser utilizadas em pé ou inclinadas a 30º sobre a horizontal para evitar o derramamento daacetona.

• Deve-se fechar a válvula quando a garrafa estiver vazia.

• Não se deve extravasar o gás.

• A identificação é feita pela cor da ogiva (ver anexo Pág. 77).

Calcula-se o volume de oxigénio contido numa garrafa, multiplicando a capacidade em litros (de água) pelapressão em Kg/cm2.

Exemplo:

Calcular o volume de oxigénio contido numa garrafa sabendo que o oxigénio se encontra a uma pressão de 100Kg/cm2 e a garrafa tem uma capacidade de 47,6 l.

Válvula

Capacete de protecçãonão desmontável

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Resolução:

V = Capacidade x Pressão =

V = 47,6 x 100 = 4,760 l ou 4,76 m3

O volume de oxgénio é de 4,76 m3

Recomendações de Segurança

• Nunca armazenar outro gás numa garrafa de oxigénio.

• Os mecanismos ou equipamentos em contacto com o oxigénio nunca deverão estar gordurosos, já quea inflamação dessa gordura produz calor suficiente para que a combustão se transmita mesmo àsparedes metálicas.

• As canalizações flexíveis que ligam os mecanismos aos circuitos de distribuição não deverão ser jamaistrocadas umas com as outras.

• As garrafas devem ser utilizadas ao alto.

• As garrafas devem ser transportadas com as válvulas fechadas e respectiva protecção (capacete).

• Cheias ou vazias não devem estar sujeitas a choques.

• A procura de fugas deve ser feita com espumífero e não com chama.

Gases combustíveis

O Acetileno

O acetileno é um hidrocarboneto não saturado cuja fórmula química é C2 H2, é menos denso que o ar, tendo umadensidade relativamente a este último, igual a 0,9.

O acetileno não pode ser comprimido a pressões muito elevadas porque se torna perigoso, visto que o seuaquecimento ou um simples choque contra o recipiente em que se encontra pode provocar uma explosão. Poresta razão, nas garrafas de acetileno, este gás não se encontra simplesmente comprimido mas também dissolvidoem acetona. As garrafas são cheias com um corpo sólido muito poroso, que pode ser de carvão vegetal, no qualse aloja o acetileno dissolvido em acetona.

Atendendo à sua relativa perigosidade o acetileno está sujeito a regras de utilização relativamente severas quevariam de país para país. Assim, o armazenamento do acetileno não é normalmente permitido a uma pressãoefectiva superior a 1,5 bar, a não ser que seja dissolvido na acetona.

Guia do Formando

M.T

5.01

Ut.0




Os recipientes de acetileno são, assim, preenchidos com uma matéria porosa, embebida em acetona, onde ogás é dissolvido.

Fig. II.11 - Garrafa de acetileno

As garrafas de acetileno são feitas em tubo de aço forjado, para uma capacidade de 4 ou 2 m3. A pressão nointerior da garrafa é de 15 kg/cm2. O armazenamento é feito em matéria porosa embebida em acetona.

Recomendações de segurança

• Nunca de deve ultrapassar um débito de 1000 litros de acetileno por hora e por garrafa.

• Em funcionamento, a chave de fecho deve estar sempre na sede da válvula.

• As garrafas devem ser utilizadas em pé ou inclinadas a 30º sobre a horizontal para evitar o derramamentoda acetona.

• Deve-se fechar a válvula quando a garrafa estiver vazia.

• Não se deve extravasar o gás.

• A identificação é feita pela cor da ogiva (ver anexo pág. 77).

M.T

5.01

Ut.0

2



22 22 22 22 22


Calcula-se o volume de acetileno contido numa garrafa pesando-a, subtraindo a tara e dividindo o resultado (pesolíquido) pelo peso do litro de acetileno.

Exemplo: Calcular o volume de acetileno de uma garrafa (Fig. II.11) com o peso de 68,2 kg e a tara de 64,8 kg.(1 litro de acetileno: 1,11 g), sabendo que um litro de acetona a 15º, à pressão de 15 kg/cm2 dissolve 360 litros deacetileno, calcula-se o volume de acetileno contido numa garrafa pesando a mesma, subtraindo a tara e dividindoo resultado (peso líquido) pelo peso do litro de acetileno.

Resolução:

V = =

= =

= 3,063 l

O volume de Acetileno é de 3,063 l



• Só devem ser transportadas com as válvulas fechadas e respectiva protecção (capacete).

Pgarrafa cheia - TaraPum litro de acetileno

68,2 - 64,81,11

Capacete deprotecção

Válvula

Matéria porosa

Ogiva de corcastanha

Guia do Formando

M.T

5.01

Ut.0




• Cheias ou vazias não devem estar sujeitas a choques.

• A procura de fugas só pode ser feita com espumífero e não com chama.

• Não utilizar uma garrafa deitada, ou, se não for possível, o ângulo deve ser no mínimo de 30º, a partir daposição horizontal.

• Todo e qualquer aquecimento é perigoso.

O Propano

O propano, C3 H8, é um gás combustível inodoro e não tóxico, o qual, por razões de segurança, é perfumado deforma a torná-lo facilmente detectável ao olfacto.

É mais denso que o ar, tendo uma densidade relativamente a este último de a 1,56 pelo que, em caso de fuga, seacumula nos locais baixos. Portanto, compreende-se ser perigosa a sua utilização em caves ou em lugares malventilados. Os locais onde se armazenam as garrafas ou onde os gases são empregues, como por exemplo aoficina de soldadura, devem ser suficientemente ventilados.

O propano é extraído do petróleo bruto a partir de operações de refinação, podendo também ser extraído do gásnatural. O seu armazenamento faz-se no estado líquido em garrafas de aço soldadas, constituídas por um fundoinferior e superior, um corpo cilíndrico, um pé e um bocal onde se coloca a respectiva válvula de abertura e fecho.

Fig. II.12 - Interior de uma garrafa de propano

Conforme as dimensões das garrafas estas podem ser constituídas por duas ou três peças.

M.T

5.01

Ut.0

2



24 24 24 24 24


Existem fundamentalmente dois tipos de garrafas de gás propano:

• Pequenas garrafas que contêm 11 kg de propano com um peso total de 25 Kg.

• Grandes garrafas contendo 45 Kg de propano e pesando aproximadamente 70 Kg.

Fig. II.13 - Garrafa de propano

Butano 13 Kg(propano 11 kg)

tara 14,5 kg


tara 15 kg


tara 13 kg

∅ 300

523

∅ 300

561

∅ 310

542

(Butano 55 Kg)Propano 45 KgTara 45 Kg



∅ 380 ∅ 380 ∅ 380

1201

1221

1213

Guia do Formando

M.T

5.01

Ut.0




Fig.II.14 - Bateria de garrafas

Fig. II.15 - Depósito de armazenamento

Recomendações de segurança:

Do ponto de vista de segurança deveremos observar os seguintes cuidados:

• Não armazenar as garrafas ou recipientes em caves de edifícios.

• Não colocar as garrafas próximo de aberturas que dêm acesso a caves de edifícios.


• As garrafas só devem ser transportadas com as válvulas fechadas e respectiva protecção (capacete).

• A procura de fugas deve ser feita com espumífero e não com chama.

• Não colocar garrafas junto a fontes de calor.

• As garrafas cheias ou vazias não devem estar sujeitas a choques.

Quando o consumo atinge valores importantes, existe vantagem em utilizar reservatórios de armazenagem, quepodem ser abastecidos por camiões cisternas, sendo também usual utilizar baterias de garrafas.

d

b

a

c

a - garrafab - fixaçãoc - mangueira (lira)d - inversor

M.T

5.01

Ut.0

2



26 26 26 26 26


MAÇARICOS

Os maçaricos são aparelhos cuja função é a de produzir, através de chama controlada, as temperaturas adequadasao diverso tipo de trabalho.

Os maçaricos diferem ligeiramente de forma e concepção, de fabricante para fabricante, mas o seu princípio defuncionamento é sempre o mesmo, utilizando gases diferentes.

Fig. II.16 - Maçarico

O maçarico é formado por um punho, provido de duas entradas de gás, uma para oxigénio e a outra para o gáscombustível, por um misturador, onde os gases se misturam nas proporções desejadas, e por uma lança (tubo demistura) em cujo extremo está montado o bico. Pela lança passa a mistura de oxigénio e de gás combustívelproveniente do misturador e que sai depois pelo bico, onde é inflamada. É esta, em linhas gerais, a disposiçãodos vários órgãos do maçarico, e todos os tipos, com pequenas variantes, são constituídos por estes órgãosessenciais.

Classificação dos Maçaricos

Os maçaricos são classificados em função da pressão de alimentação e do débito de gás.

Classificação em função da pressão de alimentação

“Maçaricos de Alta Pressão”, são aparelhos em que a pressão de alimentação de cada um dos gases(combustível e comburente), medida imediatamente antes do orifício de saída, é superior à pressão da misturagasosa.

Sob uma pressão igual, os gases convergem para um orifício estreito que acelera o escoamento e provoca areunião dos gases na câmara de combustão.

Apenas podem ser utilizadas em postos de acetileno dissolvido (garrafas) ou com um gerador de acetileno de altapressão.

A pressão do oxigénio varia entre 1 a 3 Kg/cm2.

A pressão do acetileno varia entre 200 a 700 Kg/cm2.

Válvula de regulação

Combustível

Oxigénio

Punho

Zona de mistura Tubo de mistura

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M.T

5.01

Ut.0




“Maçaricos de Baixa Pressão”, são aparelhos nos quais a pressão de admissão de um dos gases (acetileno),medida imediatamente antes do orifício de saída, é inferior à pressão da mistura gasosa.

Sob pressões diferentes, os gases convergem para a extremidade do injector, sendo o acetileno arrastado pelooxigénio, a mais elevada pressão, indo este por sua vez acelerar o débito.

Podem ser utilizados numa instalação de alta pressão regulando o manoredutor de acetileno em baixa pressão(10 a 100 g/cm2).

Funcionam empregando uma pressão de acetileno de 10 a 100 g/cm2 e uma pressão de oxigénio de 1 a 3 Kg/cm2.

Classificação em função do débito de gás

“Maçarico de débito único”, são maçaricos capazes de permitir um único débito de gás, do qual não se podemafastar, senão em limites muito estreitos.

“Maçaricos de débito múltiplo”, são maçaricos capazes de fornecer uma variedade de débitos de gás bemdeterminada, correspondente a diferentes orifícios de saída. Os bicos vêm sempre referenciados com um númeroque indica o consumo de acetileno, em litros, durante uma hora (l/h).

Maçarico nº 00 para bicos de 10 – 16 – 25 – 40 l/h

Maçarico nº 0 para bicos de 50 – 70 – 100 – 140 - 200 l/h

Maçarico nº 1 para bicos de 250 – 315 – 400 – 500 – 630 – 800 - 1000 l/h

Maçarico nº 2 para bicos de 1250 – 1600 – 2000 – 2500 – 3150 – 4000 - 5000 l/h


• Nunca dependurar um maçarico aceso, junto de garrafas.

• Não acender o cigarro com a chama do maçarico.

• Nunca lubrificar com substâncias gordurosas as peças em contacto com o oxigénio (perigo de inflamaçãoespontânea).

M.T

5.01

Ut.0

2



28 28 28 28 28


Tubos de Ligação

Os tubos de ligação são tubos especiais, em borracha, flexíveis com um revestimento interior de rede metálicapara melhorar a sua resistência.

Fig. II.17 - Tubos de ligação

Os tubos de oxigénio têm marcado a inscrição: “Oxigénio 20 BAR DIN 8541” e os tubos de acetileno têm ainscrição “Acetileno 15 BAR DIN 8541”.

Oxigénio/Acitileno - Identificação do gás

20 BAR/ 15 BAR - Pressão

DIN 8541 - Norma de referência

APARELHOS DE REGULAÇÃO E SEGURANÇA

Manoredutores

Como vimos, os gases industriais são sempre fornecidos na forma comprimida, liquefeita ou dissolvida, variandoas pressões de armazenagem consoante o tipo de gás.

Em qualquer dos casos, as pressões ou forma de utilização no maçarico são sempre diferentes daquela em queo gás é fornecido.

Torna-se assim normal na maioria das aplicações, intercalar um manoredutor à saída da garrafa ou tubo ouentre a canalização de distribuição e o maçarico.

O manoredutor é um aparelho constituído por válvulas e corpos de expansão, capaz de reduzir a pressão do gáspara uma pressão de utilização. São também apelidados frequentemente de reguladores de pressão.

9

16

6

11

Guia do Formando

M.T

5.01

Ut.0




Fig. II.18 - Manoredutor

Os manoredutores distinguem-se em relação:

• À posição da válvula de expansão, consoante esta se situa na alta ou baixa pressão.

• À natureza ou tipo do gás utilizado, o que necessita de uma determinada identificação, como sejam,diferentes colorações ou diferentes dispositivos de ligação à garrafa.

Por exemplo, no que se refere aos diferentes tipos de ligação, os reguladores de pressão para gases combustíveispossuem roscas de passo à esquerda, enquanto que a rosca de reguladores para gases não combustíveis é àdireita.

Os manoredutores permitem regular a pressão e mantê-la constante durante o processo de soldadura.

Esquema de funcionamento de um manoredutor

1º Manoredutor montado sobre uma garrafa cheia, parafuso de regulação desapertado.

Incorporam o manoredutor dois manómetros que informam da pressão disponível e da pressão de utilização.

Válvula

Mola de fecho

Entrada de gás

Câmara de expansão

Meia Chapa flexível

Paraf. de regulação

Mola de abertura

Saída do gás

M.T

5.01

Ut.0

2



30 30 30 30 30


2º Aperta-se o parafuso de regulação para obter uma pressão de 1 Kg. O gás penetra na câmara de expansão.

3º Estando a torneira do maçarico fechada, a pressão empurra a membrana e fecha a válvula.

4º Abre-se a torneira do maçarico. A válvula vai abrir-se para manter a pressão inicialmente marcada.

H.P. 100 Kg / cm2 B.P. 1 Kg / cm2

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M.T

5.01

Ut.0




Manómetros

São aparelhos de medição da pressão de armazenagem (HP) e pressão de débito (BP).

Há dois manómetros por cada redutor:

• Um que indica a pressão no interior da garrafa (HP), Alta Pressão:

acetileno até 20 Kg/cm2

oxigénio até 200 Kg/cm2

• Um que indica a pressão de saída (BP), Baixa Pressão:

acetileno até 5 Kg/cm2

oxigénio até 25 Kg/cm2

Fig. II.19 - Manómetros

Válvulas anti – retorno

As válvulas anti-retorno utilizam-se normalmente na entrada dos gases no maçarico. São válvulas direccionais,que permitem a passagem do gás num só sentido. Quando a chama inverte o sentido, as válvulas fecham-se,protegendo o operador contra o risco de explosão. Este fenómeno é frequente quando se pretende acender omaçarico.

Fig. II.20 - Válvulas anti-retorno

M.T

5.01

Ut.0

2



32 32 32 32 32


CHAMA OXIGÁS

A chama oxigás é caracterizada por três zonas diferentes:

Fig. II.21 - Zonas da chama oxigás

As diferentes zonas na chama correspondem aos diferentes tipos de combustão (primária e secundária).

A zona 1 é aquela onde se dá a reacção primária de oxidação, isto é, é produzida a partir do gás combustível ecarburante admitidos no queimador. Esta combustão realiza-se à superfície do dardo e tem uma temperaturapróxima dos 3050°C.

A zona 2 (zona redutora) é aquela onde os produtos da combustão CO e H2 se concentram e onde se dá acombustão secundária, resultante da acção do ar sobre os produtos de combustão primária e tem uma temperaturamáxima na ordem dos 3100°C.

A zona 3, finalmente, denominada “penacho”, rodeia as duas zonas precedentes e prolonga a zona de reacçãosecundária.

Regulação da chama

O aspecto de uma chama oxigás é profundamente modificado em função da proporção dos gases admitidos noqueimador, bem como da sua temperatura. Assim, uma chama oxi-acetilénica é formada pela combustão de:

• 1 volume de acetileno

• 1,1 volumes de oxigénio fornecidos pela garrafa

• 1,5 volumes de oxigénio obtidos a partir de 7,5 volumes de ar ambiente (ar = 1/5 de oxigénio + 4/5 de azoto)

Cone do dardo

Zona 1 Zona 2

Zona 3

Penacho

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M.T

5.01

Ut.0




Os tipos de chama obtidos são:

• Chama carburante• Chama normal ou neutra• Chama oxidante

“a” é razão entre o volume de oxigénio e o de gás, sendo que:• a = 1 Chama normal• a >1 Chama oxidante• a <1 Chama carburante

No acendimento do maçarico a primeira operação será abrir a válvula de gás combustível. Na sequência daregulação do maçarico abre-se a válvula do oxigénio, até se obter a chama pretendida.

A chama carburante é caracterizada por ter um excesso de acetileno. O dardo é rodeado por uma auréola brancaque o mascara (Fig. II. 22). A sua dimensão e a sua temperatura dependem do excesso de gás, sendo bastanteinferior à da chama normal. Um excesso ainda maior de gás, baixa ainda mais a temperatura e o dardo étotalmente encoberto por um véu branco. Neste caso o comprimento da auréola é, aproximadamente, 3 vezes ade um dardo normal. Este tipo de chama não é indicado para a execução do processo de brasagem.

Fig. II.22 - Chama bastante carburante (imagem e esquema)

⇒⇒⇒

Continuando a aumentar a percentagem de oxigénio para a mesma quantidade de gás combustível iremos obteruma chama normal ou neutra, que é a mais indicada para o processo de brasagem. É caracterizada por umdardo de contornos muito definidos de cor verde azulado, zona redutora de cor azulada e penacho de cor rosada.A chama normal ou neutra é muito quente, mas a chama mais quente é, contudo, obtida para valores de “a” entre1,25 e 1,5.

Fig. II.23 - Chama normal (imagem e esquema)

Dardo Auréola branca

Bico

Penacho de cor rosada

Zona redutora de cor azulada

Dardo verde azuladoSede da mais elevada temperatura 3100º

M.T

5.01

Ut.0

2



34 34 34 34 34


Queremos chamar a atenção, para o facto da abertura da válvula de oxigénio ter que ser feita gradualmente até seatingir a chama referida anteriormente. Pois, se a abertura da válvula de oxigénio for demasiada, existe umexcesso de oxigénio na mistura, o que dá origem a uma chama oxidante. Em alguns casos, pode ocorrermesmo o retorno de chama e a sua própria extinção.

Assim, considera-se que uma chama é oxidante quando a percentagem de oxigénio na mistura é elevada. Esteaumento de oxigénio origina uma chama mais quente, mais sibilante e o seu penacho torna-se azulado (Fig. II.24). Contudo, à medida que a percentagem de oxigénio aumenta a temperatura da chama diminui. Trata-se de umtipo de chama que não deve ser utilizada, já que produz uma quantidade elevada de óxido.

Fig. II.24 - Chama oxidante (imagem e esquema)

Incidentes de funcionamento:

Dardo deslocado

Causa: Pressão muito elevada de um ou ambos os gases.

Solução: Esfregar o bico sobre um bocado de madeira ou reduzir as pressões.

Desafinação da chama

Causa: Diminuição da pressão de um ou dos dois gases.

Solução: Mau estado do maçarico.

Estalidos

Causa: Obstrução do orifício por uma partícula de óxido.

Solução: Pressão muito baixa.

Dardo branco e pontiagudo Quase incolor

Cor azulada

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M.T

5.01

Ut.0




Temperatura da chama

A chama oxi-acetilénica não tem uma temperatura constante ao longo de todo o seu comprimento, atingindo asua maior temperatura próximo do dardo, como podemos observar na figura.

Fig. II.25 - Temperatura da chama

No Quadro II.1 apresentam-se as temperaturas calculadas e medidas experimentalmente por vários autores, paraa chama oxi-acetilénica.

Quadro II.1 - Temperaturas calculadas e medidas da chama oxi-acetilénica para diferentes reacções

Reacções

C2H2+ 0.75 O2

C2H2 + O2

C2H2 + 1.1 O2

C2H2 + 1.5 O2

C2H2 + 2 O2

C2H2 + 2.5 O2

Tipo de Chama

Carburante

Normal

Normal

Oxidante

Oxidante

Muito Oxidante

Temperatura dachama (Cº)

2920

298030163014

30803030

3110

3075

3025

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

3050

ºC

3100

ºC

2950

ºC

2650

ºC

2700

ºC

2400

ºC

M.T

5.01

Ut.0

2



36 36 36 36 36


Comparativamente à chama oxi-acetilénica, a chama do propano não é tão quente (aproximadamente 2830°C)e a sua velocidade de combustão é fraca.

Fig. II.26 - Chama oxi-acetilénica Fig. II.27 - Chama oxi-propânica

O quadro seguinte indica as temperaturas de chama para diferentes gases.

Quadro II.2 - Temperaturas de chama para diferentes gases

POSTO DE SOLDADURA OXIGÁS

Um posto de soldadura oxigás é constituído por um conjunto de elementos necessários à produção de chamapara obtenção de determinada temperatura. No entanto, é necessário conhecer profundamente cada um dosseus elementos para se poder utilizar com eficiência e segurança, visto que a sua utilização não é isenta deperigos.

Designação

Metano

Propano

Butano

Composição

CH4 + 1.5 O2

C3H4 + 3.5 O2

C4H10 + 4.5 O2

Temperatura(Cº)

2730

2830

2830

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M.T

5.01

Ut.0




O posto de soldadura pode ainda ser fixo ou móvel, dependendo esta situação do tipo de trabalho a desenvolver.

Considera-se que o posto de soldadura é fixo quando abastecido por uma bateria de garrafas de gases (Fig. II. 14)instalado a uma determinada distância, no interior de uma cabina de protecção e que transporta o gás, através detubagem metálica, até ao terminal de utilização, onde são ligadas as mangueiras ao maçarico.

Pode ainda ser constituído por duas garrafas de gases, que são fixas num local, o mais perto possível da suautilização, ligando directamente as mangueiras ao maçarico (Fig. II. 28).

Fig. II.28 - Posto de soldadura oxigás

Estes postos de soldadura são utilizados para produção de peças em série, sem necessidade de deslocação.

Considera-se que o posto de soldadura é móvel, quando é composto por um conjunto de duas garrafas de gases,montado numa estrutura metálica sobre rodas. Este sistema, que permite a utilização no próprio local, é utilizadonas instalações de redes de gás canalizado, Fig. II.29.

Fig. II.29 - Posto de soldadura móvel

4

1

2

5

6

3

1 - Maçarico2 - Garrafa de gás combustível3 - Garrafa de oxigénio4 - Manoredutores5 - Mangueiras6 - Válvulas anti-retorno

M.T

5.01

Ut.0

2



38 38 38 38 38


Preparação do posto de soldadura

Para uma correcta preparação do posto de soldadura devem ser seguidos os seguintes passos:

• Identificação e manipulação das garrafas de gás.

• Montagem das mangueiras e manoredutores.

• Selecção dos maçaricos e bicos em função do tipo de soldadura.

• Ligação do maçarico.

• Purga das garrafas.

• Detecção de fugas.

• Regulação da pressão dos gases em função do tipo de soldadura.

• Acendimento do maçarico abrindo primeiro e lentamente a válvula do gás combustível.

• Abertura da válvula do gás comburente (oxigénio).

• Regulação da chama conforme as necessidades.

Após a execução da soldadura

Fechar primeiro a válvula do gás combustível (acetileno).

Fechar a válvula do gás comburente (oxigénio).

Recomendações de Segurança

• Purgar a garrafa antes de ligar o manoredutor.

• Verificar a estanquidade da ligação para evitar as fugas (juntas Presto, etc., ou com uma anilha de chumbo).

• Desapertar o parafuso de regulação depois da utilização, a fim de evitar o rebentamento da membrana.

• Não derreter o gelo dos manoredutores com uma chama; utilizar para isso um aquecedor por resistênciaeléctrica ou água quente.

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5.01

Ut.0




RESUMO

O maçarico serve para produzir a chama, obtida a partir da mistura e combustão dos gases, de tal forma que,com apropriadas regulações dos mesmos se obtenha a temperatura adequada à realização da soldadura.

Consoante o valor de combustível e comburente assim se obtêm diferentes tipos de chama:

• Chama carburante;

• Chama normal ou neutra;

• Chama oxidante.

O maçarico permite também dirigir a chama, a fim de localizar a aplicação do calor, e conserva separados ocombustível e o comburente até ao momento da combustão.

Para se atingir temperaturas de soldadura elevadas utiliza-se directamente oxigénio puro como comburente.

M.T

5.01

Ut.0

2



40 40 40 40 40



1 - Descreva os tipos de chama utilizados num grupo oxigás e aponte as suas diferenças.

2 - Quais os cuidados de segurança que se devem ter quando se utilizam garrafas de acetileno?

3 - Qual é a razão da utilização do oxigénio em vez do ar?

4 - Identifique os diferentes componentes do posto de soldadura:

4

1

2

5

6

3

1 - ________________________________________

2 - ________________________________________

3 - ________________________________________

4 - ________________________________________

5 - ________________________________________

6 - ________________________________________

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5.01

Ut.0



Consumíveis

OBJECTIVOS

No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:

• Identificar os critérios de escolha do material de adição;

• Descrever as principais características do fluxo.

TEMAS

• Objectivos

• Temas

Materiais de consumo

Metal de adição

Fluxos (decapantes)

• Resumo


M.T

5.01

Ut.0

3



42 42 42 42 42

Consumíveis

MATERIAIS DE CONSUMO

Consideram-se materiais de consumo, os utilizados na execução da soldadura oxigás.

O fluxo e o metal de adição são os materiais intervenientes na brasagem e a sua aplicação deve obedecer a umaescolha criteriosa.

A composição do metal de adição depende em grande parte do metal de base que se pretende soldar, enquantoque a composição do fluxo a usar durante o processo de soldadura, depende do metal de base e do metal deadição. De seguida apresentamos algumas das características e formas mais comuns destes dois elementos,os quais são fundamentais para se obter uma soldadura de qualidade.

METAL DE ADIÇÃO

Como o nome indica, o metal de adição é o metal que se adiciona ao metal de base, durante o processo deBrasagem e Soldobrasagem.

A escolha correcta do metal de adição para uma determinada operação de Brasagem é fundamental para se obteruma junta com características adequadas a uma dada aplicação.

Torna-se necessária uma cuidadosa selecção do metal de adição considerando as suas características, tendoem particular atenção a sua compatibilidade com o metal de base.

No caso da brasagem em tubos de cobre para redes de gás, não são aceites ligas fosforadas.

Fig. III.1 - Metal de adição

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5.01

Ut.0



Consumíveis

Características das ligas

• Baixa temperatura de fusão;

• Grande capilaridade e boa fluidez;

• Excelente ligação em quase todos os metais industriais;

• Boa resistência à corrosão;

• Boas características mecânicas;

• Na brasagem forte a liga deve ter um teor aproximado de 40% de prata (Ag).

Como resultado, estas ligas oferecem as seguintes vantagens:

• Curto tempo de aquecimento, trabalho seguro e baixo consumo de gás;

• Trabalho com precisão, deformações mínimas;

• Consumo económico das ligas;

• Desnecessário tratamento posterior;

• Ligação de metais de composição muito diferente.

Características de ligas de Metal de adição

Para que uma liga de brasagem seja compatível com um dado metal de base, dever-se-ão ter em conta asseguintes condições, as quais deverão ser obedecidas pelo metal de adição, isto é:

• O seu ponto de fusão deve ser inferior ao do metal de base;

• Deve molhar o metal de base;

• Deve ser capaz de produzir juntas a temperaturas tais que não se produzam modificações na estrutura e naspropriedades do metal de base;

• Não causar excessiva erosão do metal de base pela criação de ligas entre os dois metais;

• Não conter constituintes ou impurezas, os quais, formando ligas com o metal de base, provoquem a fragilizaçãoda junta.

M.T

5.01

Ut.0

3



44 44 44 44 44

Consumíveis

Formas comerciais de apresentação das ligas

A forma mais comum é a da vareta nua, mas o mercado fornece hoje outras modalidades de liga em varetas:

• Varetas revestidas de fluxo;

• Varetas ocas com fluxo no interior;

• Varetas constituídas por uma alma de solda envolvida por fluxo que, por seu turno, é revestido com umacamada de solda;

• Varetas tendo o fluxo incrustado à superfície em pequenas zonas igualmente distribuídas;

• Solda em anéis;

• Solda laminada.

Fig. III.2 - Solda em vareta (a) e em anel (b)

Nos quadros seguintes referem-se alguns exemplos de ligas de metais de adição para:

Brasagem forte

Quadro III.1 - Metal de adição para a brasagem forte

(a)(b)

Composição %(em peso)

Ag Cu Zn Cd

Intervalo de fusão(ºC)

Temperatura detrabalho (ºC)

12 50 31 7

20 40 25 15

25 30 27 18

30 28 21 21

35 26 21 18

40 19 21 20

45 15 16 24

620 - 825

605 - 765

605 - 720

600 - 690

607 - 702

595 - 630

607 - 618

800

750

710

680

702

610

618

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M.T

5.01

Ut.0



Consumíveis

Brasagem fraca

Estanho(Sn) - Zinco(Zn)

Cádmio(Cd) - Prata(Ag)

Estanho(SN) - Chumbo(Pb) - Prata(Ag)

Quadro III.2 - Metal de adição para brasagem fraca

Composição % (peso)Sn Zn

Temperatura de trabalho(ºC)

91 9

80 20

70 30

60 40

30 70

199

269

311

340

375

Composição % (peso)Cd Ag


95 5 393

Composição % (peso)Sn Pb Ag


96

62

5

2.5

1.0

--

36

94.5

97

97.5

4

2

0.5

0.5

1.5

221

190

301

310

309

M.T

5.01

Ut.0

3



46 46 46 46 46

Consumíveis

Soldobrasagem

Cobre(Cu) - Zinco(Zn) - Estanho(Sn) - Ferro(Fe) - Níquel(Ni)

Quadro III.3 - Metal de adição para soldobrasagem

FLUXOS (DECAPANTES)

Em brasagem, a grande maioria das aplicações exige a utilização de um fluxo em pó, pasta, aglomerado oulíquido que tem por função reduzir os óxidos superficiais das peças a brasar, impedir a formação de novos óxidose facilitar a molhagem das peças pelo metal de adição. Por estas razões se chamam também aos fluxos,decapantes ou desoxidantes.

Fig. III.3 - Fluxo em pó

Fig. III.4 - Fluxo em pasta

Composição % (peso)Cu Zn Sn Fe Ni

Temperatura detrabalho (ºC)

60

960

60

50

39

37.5

38

40

1

1

1

--

--

1

1

--

--

0.5

--

10

900

890

890

935

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M.T

5.01

Ut.0



Consumíveis

O fluxo tem uma composição muito diferente consoante a natureza dos metais de base e de adição, bem comoda temperatura de brasagem. Após a operação de soldadura, os resíduos do fluxo e dos óxidos devem poder serremovidos facilmente.

Os fluxos de brasagem precisam, assim, de permanecer em contacto com a área a ser brasada, para impedir aformação de óxidos e facilitar a remoção de camadas já existentes. A viscosidade do fluxo, à temperatura debrasagem, é uma característica importante para que o metal de adição consiga expulsar o fluxo da junta,preenchendo-a. Outra propriedade importante é a tensão superficial do fluxo, que também afecta a molhabilidadedo metal de base e a penetração do metal de adição na junta (capilaridade).

Características do fluxo

Um bom fluxo obedece às seguintes características:

• Ter uma composição que impeça a formação de óxidos durante a brasagem, ou que promova a sua dissoluçãoe remoção. Embora não seja a função principal dos fluxos eliminar os óxidos e outros corpos estranhos quese encontram na superfície do metal base, sendo esta uma operação mais da “preparação”, muitos delesexercem-na de modo muito satisfatório, dissolvendo ou reduzindo aquelas matérias.

• Suportar a temperatura de brasagem, durante o tempo necessário, não se evaporando ou se deteriorando, eter um ponto de fusão, quando não é líquido, muito próximo do ponto de fusão da solda.

• Possuir características que permitam que o metal de adição ao penetrar na junta o expulse desta.

• Não atacar o metal de base, à temperatura de brasagem.

• Possuir no estado líquido uma tensão superficial tão pequena que lhe permita molhar francamente o metal debase.

M.T

5.01

Ut.0

3



48 48 48 48 48

Consumíveis

RESUMO

A escolha correcta dos consumíveis é fundamental para a boa execução da soldadura.

Para que um metal de adição seja compatível com um dado metal de base, dever-se-ão ter em conta factorescomo o seu ponto de fusão ser inferior ao do metal de base, de modo a garantir uma boa soldadura.

O metal de adição pode apresentar-se de diferentes formas e varia na sua composição consoante o metal baseutilizado. O mesmo se aplica aos fluxos em que a sua composição é muito diferente consoante a natureza dosmetais de adição e metal de base.

Os fluxos necessitam, assim de permanecer em contacto com a área a ser brasada, para impedir a formação deóxidos e facilitar a remoção da camada já existente.

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5.01

Ut.0



Consumíveis


1. Descreva as principais características do metal de adição para que uma liga de brasagem seja compatívelcom um dado metal de base.

2. Qual a função do fluxo?

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M.T

5.01

Ut.0



Processo de Soldadura por Brasagem

OBJECTIVOS

No final desta Unidade Temática, o formando deverá estar apto a:

• Definir o processo de brasagem forte;

• Identificar quais os fenómenos físicos que estão envolvidos no processo de brasagem forte;

• Definir a brasagem fraca e soldobrasagem;

• Identificar as diversas áreas de aplicação do processo de brasagem.

TEMAS

• Objectivos

• Temas

Definição de soldadura e brasagem

Fundamentos do processo

Defeitos e sua origem

Critérios de aceitabilidade da brasagem forte

Brasagem fraca

Soldobrasagem

Aplicações da brasagem

Método de execução da brasagem forte

• Resumo


M.T

5.01

Ut.0

4



52 52 52 52 52


DEFINIÇÃO DE SOLDADURA E BRASAGEM

Definição de Soldadura

A soldadura é uma operação que consiste em ligar dois ou mais elementos constitutivos de uma junta, assegurandoa continuidade entre os elementos a ligar, quer por aquecimento, quer por pressão, quer por aquecimento epressão conjuntamente, com ou sem emprego de metal de adição, cuja temperatura de fusão é variável.

Definição de Brasagem

A Brasagem é o mais antigo dos processos que utiliza a fusão para ligar duas peças metálicas. Encontraram-sevasos e jóias brasadas com mais de 3000 anos.

O termo brasagem foi adoptado para designar um campo limitado da soldadura no qual a construção de juntasde metais iguais ou diferentes se processa depositando materiais de adição de ponto de fusão inferior ao dosmetais de base.

A norma NP – 1205 de 1976 define brasagem do seguinte modo:

“Soldadura de elementos metálicos por meio de um metal de adição no estado líquido, cuja temperatura de fusãoé inferior à dos metais de base, os quais, portanto, não comparticipam, na constituição da junta.”

Na brasagem não existe, ao contrário do que acontece nos restantes processos de soldadura, modificação doperfil das peças ou juntas a unir dado que não existe fusão do metal de base. A ligação é conseguida utilizandoum metal com uma temperatura de fusão mais baixa que é introduzido entre as peças a unir.

Fig. IV.1 - Junta brasada

Metal de adição

Metal de base

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M.T

5.01

Ut.0




Existem fundamentalmente três tipos de Brasagem:

• Brasagem forte

• Brasagem fraca

• Soldobrasagem

Segundo a mesma norma, os três tipos de brasagem são definidos da seguinte forma:

Brasagem forte

“Brasagem em que a temperatura de fusão do metal de adição é superior a 450ºC (solda forte) mas inferior àtemperatura de fusão das peças a ligar. Em geral o metal de adição penetra por capilaridade entre as superfíciesdas peças a ligar.”

Brasagem fraca

“Brasagem em que a temperatura de fusão do metal de adição é inferior a 450ºC (solda fraca) e inferior à temperaturade fusão das peças a ligar“. É um processo idêntico à brasagem forte, mas os metais de adição utilizados nestetipo de processo são diferentes.

Soldobrasagem

“Brasagem em que a junta, do tipo aberta, é realizada com a utilização de um metal de adição cuja temperaturade fusão é superior a 450 ºC mas inferior à temperatura de fusão das peças a ligar, por meio de uma técnicaidêntica à da soldadura autogênea por fusão.“

Fig. IV.2 - Junta soldobrasada

Metal de adição

Metal de base

M.T

5.01

Ut.0

4



54 54 54 54 54


FUNDAMENTOS DO PROCESSO

Na realização de uma junta brasada estão presentes vários fenómenos físicos, os quais contribuem para arealização da junta soldada. Esses fenómenos são os seguintes:

• molhagem

• tensão superficial

• capilaridade

• difusão

Molhagem

No que se refere ao primeiro fenómeno, isto é, a molhagem, pode-se dizer que um líquido molha uma superfíciese se estender sobre ela, em vez de formar uma gota. De realçar que os diferentes metais são mais ou menosfavoráveis à molhagem, isto é, têm uma maior ou menor molhabilidade. A capacidade de um líquido molhar umasuperfície constitui o seu poder molhante (Fig. IV. 3).

Fig. IV.3 - Líquidos com diferentes poderes molhantes

A molhagem é dependente da tensão superficial do metal de adição quando no estado líquido.

Tensão Superficial

Definição: Tensão superficial é a força de atracção exercida pelo metal de adição (no estado líquido) sobre ometal de base.

É um conceito muito usado mas pouco entendido. No processo de brasagem forte a tensão superficial do metalde adição é uma das condições a ter em conta já que o seu valor é muito importante neste processo. Assim,podemos explicar a tensão superficial apresentando os seguintes exemplos:

Líquido com baixo podermolhanteLíquido com elevado poder

molhante

Superfície

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5.01

Ut.0




Uma das funções dos detergentes da roupa é diminuir a tensão superficial da água em que são dissolvidos. Comisso, diminui a tendência de formar gotas fazendo com que as moléculas de água tenham maior contacto com asfibras dos tecidos. No caso da brasagem, o metal de adição tem que ter um comportamento idêntico ao dodetergente, isto é, tem que ter uma tensão superficial baixa para que se possa espalhar sobre as superfícies dometal de base em vez de formar gotas, facilitando desta forma a penetração do metal de adição na junta.

O fenómeno da tensão superficial pode ainda ser facilmente posto em evidência pela suspensão de um cilindrometálico de um braço de uma balança, o qual é devidamente equilibrado pela colocação de uma tara no outroprato da balança (Fig. IV. 4a)). Se colocarmos por baixo do cilindro um recipiente, o qual é cheio progressivamentecom um líquido qualquer até entrar em contacto com o cilindro, verifica-se o aparecimento de determinadas forçaschamadas de “tensão superficial”, as quais exercem atracção sobre o cilindro e provocam o desequilíbrio dospratos da balança (Fig. IV. 4b)).

Fig. IV.4 - Tensão superficial

Capilaridade

A capilaridade é um fenómeno físico que pode ser demonstrado pela imersão de duas placas de vidro numa tinade água. Como se pode verificar, o nível da água no interior das placas é mais alto do que na tina e tanto mais altoquanto menor for o afastamento das placas de vidro. Esta propriedade dos líquidos é aproveitada na soldadura.

Assim, quando o metal de adição é levado ao ponto de fusão, penetra e expande-se na folga existente entre aspeças a unir, à semelhança da água nas placas de vidro (Fig. IV. 5).

Fig. IV.5 - Capilaridade

Cilindro

Cilindro

LíquidoLíquido

a) b)

M.T

5.01

Ut.0

4



56 56 56 56 56


O poder de um metal de adição em penetrar, por capilaridade, numa junta, entre duas peças a brasar, é inversamenteproporcional ao afastamento.

A figura seguinte ajuda a compreender a dificuldade das moléculas subirem, quando o afastamento é maior.

Quando o afastamento é menor, elas entreajudam-se.

Fig. IV.6 - Efeito capilar

Difusão

A difusão consiste no deslocamento de moléculas de uma substância para outra. Esta propriedade verifica-sesempre que duas substâncias entram em contacto.

Sempre que um metal em fusão é susceptível de formar uma liga com o metal ou metais das peças a soldar, essaliga é formada por difusão de um metal no outro e, sobretudo do metal de base sólido no metal de adição líquido.

Fig. IV.7 - Difusão

Metal deadição

Metal debase

Ligad e

superfície

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5.01

Ut.0




Preparação das juntas

A qualidade das juntas produzidas pela brasagem depende não só da composição das soldas mas também deestas preencherem completamente o intervalo e estabelecerem um contacto perfeito com o metal de base.

Efectivamente, se este contacto se estabelece imperfeitamente, ou não se estabelece de todo, acontece que nãohá ligação entre os metais de base e de adição ou ela apenas se verifica muito insuficientemente.

Em brasagem o afastamento tem grande importância. O intervalo deve ser o mínimo que permita a penetração dasolda por capilaridade. Um intervalo excessivo pode não suportar a solda e esta escoa-se da junta. Além disso,implica a existência de uma película de solda com maior espessura e portanto, mais susceptível de ruptura.

Espaçamentos grandes favorecem o fluxo mas dificultam a acção capilar e vice-versa.

No Quadro IV.1, a título de exemplo, são indicados alguns valores de referência para o espaçamento, em funçãodo tipo de metal de base e metal de adição.

Quadro IV.1 - Espaçamento de brasagem para diferentes metais de base e de adição

Fig. IV.8 - Juntas brasadas

Metal de adição

CU

Cu - Zn

Cu - P

Ag

Ni - Cr

Al - Si

Metal de base

Aço

Cobre

Ligas de cobre

CobreAços carbono

Aços inoxidáveis

Aços inoxidáveis

Ligas de alumínio

Espaçamento(mm)

0,04 - 0,07

0,08 - 0,4

0,01 - 0,03

0,03 - 0,20

0,02 - 0,12

0,10 - 0,50

M.T

5.01

Ut.0

4



58 58 58 58 58


Variação da resistência da junta

A resistência da junta soldada é função do espaçamento entre peças a soldar, conforme se pode ver na Fig. IV. 9.

Fig. IV. 9 - Variação da resistência em função do espaçamento da junta brasada

Verifica-se que a resistência da junta diminui para espaçamentos muito pequenos, o que pode ser devido àexistência de falhas no preenchimento da junta com o metal de adição. Para espaçamentos elevados, a junta temmaior flexibilidade, mas uma menor resistência.

Fig. IV.10 - Resistência à rotura em função do espaçamento

Resistênciano

corte

Valoresrecomendados

Espaçamento

Resistênciaà

tracção

Espaçamento

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5.01

Ut.0




DEFEITOS E SUA ORIGEM

Na execução de qualquer tipo de soldadura, tem de se ter em conta determinados requisitos.

Na soldadura pelo processo de brasagem existem situações que, através duma análise visual, podemos verificara existência ou não de alguns defeitos. Assim, referenciam-se a seguir alguns defeitos e respectivas causas:

Desalinhamento dos tubos

Fig. IV. 11 - Tubo desalinhado Fig. IV.12 - Tubo alinhado

O tubo nunca deverá apresentar desalinhamento na zona de soldadura. Numa brasagem forte os tubos a soldar

não deverão apresentar qualquer desvio em relação ao seu eixo, caso contrário a soldadura é rejeitada.

O desalinhamento dos tubos deve-se eventualmente a:

• Abocardamento irregular;

• Calor excessivo.

Poros

Fig. IV.13 - Soldadura com poros Fig. IV.14 - Soldadura sem poros

M.T

5.01

Ut.0

4



60 60 60 60 60


Não devem existir poros em nenhuma zona do cordão da soldadura.

A existência de poros na soldadura deve-se eventualmente a:

• Aplicação incorrecta do fluxo;

• Má limpeza das peças a unir.

Preenchimento insuficiente

Fig. IV.15 - Junta mal preenchida Fig. IV.16 - Junta bem preenchida

Não são admissíveis ligações mal preenchidas.

Fig. IV.17 - Junta bem preenchida Fig. IV.18 - Junta mal preenchida

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M.T

5.01

Ut.0




É evidente que uma condição necessária para que haja o contacto franco metal-metal é que a solda sejasuficientemente fluida para penetrar em todos os intervalos, por capilaridade. Esta condição não é bastante, poisas matérias estranhas como óxidos, óleos, tintas, poeiras, etc., que podem existir à superfície do metal base,impedem que a solda corra livremente sobre ela. Por outro lado, quando eventualmente as matérias estranhasnão impedirem totalmente o preenchimento, por capilaridade, elas continuam a impedir o contacto solda-metal debase e, consequentemente, a ligação metalúrgica.

O preenchimento insuficiente deve-se eventualmente a:

• Distribuição não uniforme do calor na junta;

• Má limpeza das peças a unir;

• Folga irregular;

• Insuficiência de metal de adição;

• Aplicação incorrecta do fluxo.

Cordão

Fig. IV.21 - Ligações inaceitáveis

Fig. IV.19 - Falta de penetraçãoMau preenchimento

Fig. IV.20 - Boa penetraçãoBom preenchimento

M.T

5.01

Ut.0

4



62 62 62 62 62


Fig. IV.22 - Ligações aceitáveis

O cordão deve apresentar um rebordo de cerca de 1 a 2 mm em todo o seu redor.

O cordão não uniforme deve-se eventualmente a:

• Acabamento inexistente do cordão.

No quadro seguinte referenciam-se as causas e soluções para corrigir os defeitos encontrados:

Quadro IV.2 - Causas e soluções para vários defeitos

1 a 2 mm 1 a 2 mm

Defeitos Causas Soluções

Fraca penetração da liga debrasagem( Solda).

Junta apresentandocaracterísticas mecânicasinsuficientes

- Folga grande

- Má repartição do fluxo decapante.

- Aquecimento insuficiente

- Peças sujas

- Maçarico mal posicionado- Aquecimento insuficiente

- Superfície de fixação insuficiente

- Folga grande ou irregular entre as peças

- A folga óptima, deve estar entre 0,03 e 0,1 mm.

- Reparti-lo

- Escolher um bico mais potente

- Limpar cuidadosamente a junta e os seus bordos

- Rectificar a posição do maçarico- Aumentá-lo

- Aumentar o comprimento do encaixe das peças

- Verificar o ajustamento das peças

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5.01

Ut.0




CRITÉRIOS DE ACEITABILIDADE DA BRASAGEM FORTE

Pode-se considerar que uma brasagem em tubo de cobre para ser aceite, deve obedecer aos seguintes critérios:

• Alinhamento das tubagens e acessórios em relação aos eixos (Fig. IV. 11 e 12);

• Brasagem sem poros visíveis (Fig. IV. 14);

• Brasagem com juntas bem preenchidas (Fig. IV. 16 e Fig. IV. 17);

• Brasagem com cordão homogéneo (Fig. IV. 22).

BRASAGEM FRACA

Como já foi referido, é a “Brasagem em que a temperatura de fusão do metal adição é inferior a 450ºC (solda fraca)e inferior à temperatura de fusão das peças a ligar“. É um processo idêntico à brasagem forte, mas os metais deadição utilizados neste tipo de processo são diferentes.

Na execução deste tipo de brasagem podem utilizar-se maçaricos a gás ou aparelhos eléctricos, como mostra afigura seguinte.

Fig. IV.23 - Aparelho eléctrico para a execução de uma brasagem fraca

M.T

5.01

Ut.0

4



64 64 64 64 64


SOLDOBRASAGEM

Este tipo de soldadura consiste na ligação de duas peças da mesma natureza ou de natureza diferente “semfusão “, mas com molhagem, por meio de um metal de adição a uma temperatura inferior às das duas peçasbase.

É uma técnica particular, de utilização muito divulgada na ligação heterogénea, onde só o metal de adiçãoparticipa na constituição da junta, nunca existindo fusão do metal de base.

A soldadura processa-se por difusão molecular do metal de adição fundido no metal de base e dá lugar à formaçãode um fenómeno dito de fixação.

Esta operação justifica-se, em relação à soldadura por fusão, em virtude de haver menor desenvolvimento de calorna junta. Além da economia de gases e de mão de obra, esta última permite uma maior rapidez de execução.Apresenta ainda outras vantagens, nomeadamente:

• Menor deformação das peças que constituem as juntas;

• Menor tendência para modificar a estrutura metalúrgica do metal de base e, portanto, as suas propriedades;

• Menor oxidação do metal de base;

• Acabamento mais fácil e, portanto, menos dispendioso.

Fig. IV. 24 - Execução de uma soldobrasagem

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M.T

5.01

Ut.0




No quadro seguinte referenciam-se as causas e soluções para corrigir os defeitos encontrados.

Quadro IV.3 - Soldobrasagem

APLICAÇÕES DA BRASAGEM

As aplicações da brasagem fraca, brasagem forte e soldobrasagem, são, hoje em dia, múltiplas e variadas.

De uma forma geral, pode-se dizer que qualquer um dos processos tem o seu maior campo de aplicação nasoldadura de metais dissimilares, união de peças de pequena espessura, união de metais tratados termicamente,uniões metal cerâmica.

A brasagem fraca encontra o seu maior campo de aplicação na indústria eléctrica e electrónica, para a soldadurade componentes e placas de circuitos impressos, ligações de terminais eléctricos, etc.

Não é permitida a sua aplicação nas instalações de gás.

A brasagem forte tem também um vasto campo de aplicação industrial, que vai desde a indústria eléctrica eelectrónica à indústria automóvel, aeronáutica e gasista.

Defeitos Causas Soluções

O metal "corre" e não molha ometal de base

O cordão apresenta umaspecto granulado e à volta,apresenta uma zonaesbranquiçada.

- Peça muito quente- Peça muito fria

- Má decapagem dos topos a soldar.

- Metal de adição inadaptado ao metal de base.

- Emprego de um fluxo não adaptado à temperatura do trabalho .

- Potência de aquecimentomuito forte.

- Sobreaquecimento do metalde adição

- Procurar a temperatura correcta de fixação em função do metal base.

- Decapar cuidadosamente as partes a ligar (desengordurar, esmerilar, etc.).

- Escolha criteriosa do metal de adição em função do metal de base.

- Utilização de um fluxo equilibrado em função: - do metal de base - do metal de adição

- Diminuir o débito do bico (prever um pré-aquecimento se necessário).

- Não sobreaquecer o metal de adição

M.T

5.01

Ut.0

4



66 66 66 66 66


Interior do edifícioCaixa de Entrada

A soldobrasagem é utilizada para soldar tubos, varões e barras, componentes fundidos e forjados, sobretudosempre que se pretende obter baixas deformações.

Aplicações do processo de brasagem às redes de gás canalizado

As redes de gás no interior dos edifícios são normalmente executadas em tubos de cobre.

Fig. IV.25 - Rede de gás em cobre

As ligações efectuadas nestas instalações deverão ser executadas por soldadores qualificados com carteiraprofissional actualizada. O método de ligação por brasagem forte é utilizado para diâmetros iguais ou inferiores a54 mm, enquanto que o processo de soldobrasagem utiliza diâmetros de tubos superiores a 54 mm mas inferioresa 110 mm. No entanto, este último caso não tem grande aplicabilidade, já que para estes valores de diâmetrosexistem outras soluções técnicas e economicamente mais viáveis.

MÉTODO DE EXECUÇÃO DA BRASAGEM FORTE

A execução da brasagem forte implica uma preparação cuidada, que inclui um determinado número de operações.

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M.T

5.01

Ut.0




Assim, a execução de uma instalação de gás, implica, a preparação da tubagem pelo instalador e a realização

das ligações pelo soldador, que deve obedecer ao seguinte:

Método de execução

1. Seleccionar a tubagem

2. Cortar

3. Curvar

4. Rebarbar

5. Abocardar

6. Limpar

7. Desengordurar

8. Montar as peças

9. Acender o maçarico

10. Executar o pré-aquecimento

11. Aplicar o fluxo

12. Aplicar o metal de adição

13. Remover os resíduos

No desenvolvimento da sua actividade o Soldador recebe do Instalador a tubagem em condições de brasar etambém informações relativas à posição das peças.

No cumprimento do método de execução compete ao Instalador realizar as operações numeradas de 1 a 8 e aoSoldador as operações de 9 a 13.

Eventualmente, o Soldador poderá ter de rectificar alguma dimensão ou abocardamento e, para isso, deverásaber utilizar o corta-tubos e o expansor. Assim introduzem-se as operações 2, 4 e 5.

1 - Seleccionar a tubagem

A tubagem deve ser seleccionada com base no projecto da instalação de gás e deverá encontrar-se em perfeitoestado de conservação, sem defeitos, sujidades ou qualquer alteração que possa colocar a instalação em perigo.

M.T

5.01

Ut.0

4



68 68 68 68 68


Fig. IV.26 - Corta-Tubos

3 - Curvar

Em muitas situações é necessário curvar o tubo de cobre. Esta operação deve ser realizada com o equipamentoadequado (figura IV.27).

Figura V.27 - Equipamento para curvar tubos

4 - Rebarbar

Este aspecto da preparação das peças deve ser completado eliminando as rebarbas. As rebarbas e arestas finastendem a aquecer muito mais rapidamente que a restante massa e a fundirem, fazendo com que o metal se diluana solda líquida, alterando as suas propriedades.

Para cumprimento desta operação deve utilizar-se um rebarbador macho/fêmea, para tubo de cobre, constituídopor uma lâmina triangular, com punho.

2 - Cortar tubos

Sendo o corte dos tubos de cobre muitas vezes necessário, pode-se dizer que é um dos pontos importantes parauma boa execução de soldadura, isto é, quanto mais perpendicular for o corte, em relação ao eixo da tubagemmelhor, pois, possibilita um encaixe mais ajustado na junta a soldar, aumentando assim, a zona de contactoentre o metal base e o metal de adição. Deve utilizar-se o corta-tubos que é uma ferramenta constituídaessencialmente por: uma lâmina, uma haste de aperto manual e dois roletes.

3

2

1

4

1 - Lâmina

2 - Roletes

3 - Manípulo com fuso

4 - Estrutura

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M.T

5.01

Ut.0




Fig. IV.27 - Eliminação das rebarbas

5 - Aborcadar

A junta utilizada nas instalações de gás é a junta sobreposta por abocardamento. Quando a ligação é executadaentre tubos o abocardamento é realizado com um alicate de abocardar ou expansor, que é constituído por:

Fig. IV.28 - Alicate de abocardar

Fig. IV.29 - Abocardamento em acessórios Fig. IV.30 - Abocardamento em tubo

Em brasagem, são utilizados apenas dois tipos de juntas; juntas sobrepostas e juntas topo a topo. As juntassobrepostas são usadas preferencialmente quando se pretende melhorar a resistência de uma determinadaligação.

6 - Limpeza

É condição indispensável, que as superfícies que a solda líquida deve molhar sejam previamente limpas, isentando--as de matérias estranhas, inclusivamente da película superficial de óxido que, nalguns metais se forma rapidamente.

Embora alguns fluxos tenham capacidade para eliminar os óxidos existentes à superfície dos metais, não é estaa sua função principal.

1 - Alicate2 - Matrizes

1

2

M.T

5.01

Ut.0

4



70 70 70 70 70


Fig. IV.31 - Limpeza com lã de aço

A limpeza das peças pode ser efectuada por meios mecânicos ou químicos. A limpeza mecânica é a maisapropriada para eliminar os óxidos e é normalmente efectuada pela escova de arame, à lima ou por outro qualquerprocesso de maquinagem que se adapte a cada caso particular.

Fig. IV.32 - Escova de arame e lima

7 - Desengordurar

A limpeza por meios químicos tem principalmente a função de dissolver os corpos gordurosos (óleos, massas deprotecção). É feita com solventes à base de álcool e acetona.

Fig. IV.33 - Desengorduramento

8 - Montar as peças

As peças devem ser montadas devidamente alinhadas (conforme referido aquando dos defeitos de alinhamentodos tubos).

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5.01

Ut.0




9 - Acender o maçarico

O acendimento do maçarico e a regulação da chama deve ser executada tal como descrito na unidadetemática 2.

10 - Executar o Pré-Aquecimento

Na brasagem a maçarico, as peças depois de devidamente montadas são previamente aquecidas até à temperaturade ligação.

O aquecimento por maçarico oxigás é localizado e, nestas circunstâncias, a junta perderia calor por condução seas peças não fossem previamente aquecidas em toda a sua massa. Esta circunstância equivaleria a fazer incidira chama do maçarico durante muito tempo sobre a junta e sobre a solda, isto é, a prolongar o seu aquecimento,o que tem muitas vezes inconvenientes de ordem metalúrgica.

Fig. IV.34 - Aquecimento por maçarico oxigás

11 - Aplicar Fluxo

É uma operação que pode seguir-se à preparação, sobretudo quando o fluxo se apresenta sob a forma de pastaou de líquido. Quando assim não é, costuma-se dissolver previamente o fluxo em pó na água ou no álcool, demodo a formar um corpo pastoso. O fluxo sob esta forma é barrado sobre as superfícies da junta e das zonas aesta adjacentes, antes da montagem dos tubos, por meio de um pincel ou de uma espátula, ou faz-se aderir porimersão.

Fig. IV.35 - Aplicação do fluxo em pasta

M.T

5.01

Ut.0

4



72 72 72 72 72


É também prática corrente aplicar o fluxo na junta transportando-o na ponta aquecida da vareta de soldadura ouespalhando-o, quando em pó, sobre o metal de base. Este último processo não é tão eficiente, pois normalmenteo sopro da chama, na brasagem por maçarico, afasta o pó do local onde é forçoso que ele actue.

Fig. IV.36 - Aplicação do fluxo em pó

No modo de aplicação do fluxo têm influência as condições de trabalho, incluindo nelas a forma e a acessibilidadeda junta, a forma do metal de adição e o processo de aquecimento.

Outros modos de aplicação do fluxo consistem em adicioná-lo já incorporado na solda. Neste último caso a soldae o fluxo são aplicados simultaneamente.

Os fluxos melhor concebidos possuem ponto de fusão próximo do ponto de fusão da solda, servindo assimtambém como indicadores da temperatura de brasagem.

12 - Aplicar o metal de adição

Os métodos de aplicação da solda, incluindo as operações necessárias para a fundir e fazer penetrar nas juntas,por capilaridade, variam com o processo de aquecimento e a organização do trabalho. A solda pode ser colocadapreviamente na junta, sob a forma de troços, anéis, lâminas e anilhas ou ser aplicada em forma de varetasimultaneamente com o calor da brasagem.

O processo mais comum de brasagem forte, utiliza o maçarico oxigás e a vareta de solda. Se esta é nua (nãorevestida de fluxo), a sua ponta, previamente aquecida, é mergulhada no fluxo que adere por este modo, e quandoo fluxo funde ao calor da chama, surge uma gota de solda que penetra na junta. Manejando convenientemente achama vai-se derretendo a solda até se criar um cordão em toda a sua extensão.

Fig. IV.37 - Aplicação do metal de adição

13 - Remover os resíduos

No final da Brasagem os resíduos do fluxo devem ser removidos com escova e arame de palha de aço.

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M.T

5.01

Ut.0




RESUMO

As aplicações da brasagem são hoje em dia múltiplas e variadas. De uma forma geral, pode-se dizer que estesprocessos têm o seu campo de aplicação na soldadura de metais dissimilares, união de peças de pequenaespessura e união de tubagens. As redes de gás no interior dos edifícios são normalmente executadas em tubosde cobre. Existe uma grande diversidade de soluções para a instalação de tubagens em edifícios, variando o tipode solução consoante a sua estrutura e localização. O método de ligação utilizado na área do gás é a brasagemforte.

Na brasagem forte não existe, ao contrário do que acontece nos restantes processos de soldadura, modificaçãodo perfil das peças, isto é, não existe fusão do metal de base. Na realização de uma junta brasada estãopresentes vários fenómenos físicos, nomeadamente a molhagem, tensão superficial, capilaridade e difusão.

O processo de execução da brasagem forte implica um certo número de operações que deve ser objecto de maiorcuidado, resumidamente podemos identificar:

• A preparação das juntas;

• Aplicação do fluxo;

• Aquecimento prévio;

• Aplicação da solda.

M.T

5.01

Ut.0

4



74 74 74 74 74



1. O que entende por processo de brasagem?

2. Quais os tipos de brasagem que conhece?

3. Quais os fenómenos físicos presentes na brasagem?

4. Qual o objectivo de se ter um afastamento regular entre os tubos a soldar?

5. Dê exemplos de algumas aplicações da brasagem.

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5.01

An.



Anexo

PROPRIEDADES FÍSICAS DE ALGUNS MATERIAIS

Metal SímboloQuímico

(principaiscomponentes)

Ponto de FusãoºC

Resistência àTracção

Kg / mm2

Ferro

Cobre

Alumínio

Magnésio

Chumbo

Zinco

Estanho

Antimónio

Cádmio

Níquel

Crómio

Tungsténio

Vanádio

Manganés

Cobalto

Titânio

Prata

Ouro

Platina

Aço

Aço Vazado

FerroFundidoCinzento

FerroFundidoMaleável

Latão

Bronze

Fe

Cu

Al

Mg

Pb

Zn

Sn

Sb

Cd

Ni

Cr

W

V

Mn

Co

Ti

Ag

Au

Pt

Fe; C

FeC

FeC

FeC

Cu; Zn

Cu; Sn

1535

1083

658

650

327

420

232

631

321

1452

1800

3400

1720

1242

1495

1800

961

1063

17773

1400 - 1500

1200 - 1400

1130 - 1200

1200 - 1400

Cerca de 900

Cerca de 900

20

16 - 20

9 - 18

15 - 20

1,5 - 2

20 - 25

2 - 4

11

5

40 - 80

-

-

-

50

50

60 - 80

15 - 20

12 - 15

40 - 80

40 - 80

15 - 30

35 - 45

30 - 50

30 - 50

25 - 40

M.T

5.01

An.

01



76 76 76 76 76

Anexo

INTERLIGAÇÃO ENTRE TUBAGENS

Materiais Cobre Aço Chumbo Polietileno(PE)

Latão

Cobre

Aço

Chumbo

Polietileno(PE)

Latão

Brasagem forte(∅ 54 mm)

Soldobrasagem(∅ > 54 mm)

Junta isolante ouacessórios

mistos, soldadono lado do aço e

brasado ousoldobrasado no

lado do cobre

Brasagem fraca

Acessório detransição

PE / metal

Brasagem Forte

Junta isolanteou acessórios

mistos,soldado no

lado do aço ebrasado ou

soldobrasadono lado do

cofre

SoldaduraeléctricaJuntas

roscadasJuntas

flangeadas

Não épermitido


PE / metal

Roscado nosacessóriosAcessórios

mistos,soldados no

lado do aço ebrasados nolado do cobre

Brasagemfraca

Não épermitido

Brasagemfraca

Não épermitido

Brasagemfraca


PE / metal


PE / metal

Não épermitido

Soldaduratopo-a-topoElectrofusão


PE / metal

Brasagem forte

Roscado nosacessóriosAcessórios

mistos, soldadosno lado do aço e

brasado nolado do cobre

Brasagemfraca

Acessório detransição “PE /

metal

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M.T

5.01

An.



Anexo

CORES IDENTIFICATIVAS DAS GARRAFAS

M.T

5.01

An.

01



78 78 78 78 78

Anexo

APLICAÇÃO DOS DIVERSOS FLUXOS

Classe AWS Metal de baserecomendado

Metal deadição

recomendado

Faixa detemperatura

recomendada(ºC)

Constituintes dofluxo

Forma defornecimento

1

2

3A

3B

4

5

Ligas de Al

Ligas de Mg

Todos, exceptoos listados em1, 2 e 4


Bronze-AlumínioLatão-AlumínioFerro ou ligasde Níquel comAl, Ti ouambos


BAISi

BMg

BCuP e BAg

BCu, BCUp,BAg , BAu,RBCuZn e BNi

Bag BCuP,apenas paraligas à base deCu

Os mesmosque 3Bexcluindo deBAg-1 a BAg-7

371 - 643

482 - 649

566 - 871

732 - 1149

566 - 871

760 - 1204

Cloretos efluoretos

Cloretos efluoretos

Ácido Bórico,Boratos,FluoretosFluoboratos

Ácido Bórico,Boratos,FluoretosFluoboratos

CloretosFluoretosBoratos

BóraxÁcido BóricoBoratos

Pó

Pó

PóPastaLíquido

PóPastaLíquido

PóPasta

PóPastaLíquido

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An.



Anexo

ALGUNS CONSELHOS

Para se obter uma melhor capilaridade e, consequentemente uma boa soldadura, é preferível utilizar tubos nãorecozidos, em vara, uma vez que os tubos em rolo recozidos tendem durante o transporte e manipulação a tornar-se oval, o que dificulta a montagem do acessório e, posteriormente, a capilaridade.

Como princípio, é muito importante recalibrar com um calibrador apropriado qualquer tubo que não apareçatotalmente circular e livre de deformações, de maneira que o ajuste com o acessório seja perfeito. De igual forma,é importante desbarbar a tubagem uma vez que a limalha poderia dificultar a penetração da solda.

Antes de aplicar o desoxidante, é necessário limpar a tubagem. O desoxidante tem a missão de eliminar osresíduos de óxido e permitir ao mesmo tempo a difusão da solda entre as duas superfícies a soldar. Existem jádecapantes, que permitem limpar e desoxidar ao mesmo tempo eliminando assim uma operação (soldadurasfracas unicamente).

A soldadura capilar é o modo mais fiável para conseguir uma união perfeita entre os tubos e acessórios e, comose disse anteriormente, só é possível entre materiais preparados para isso. Qualquer outro modo de unir tubosdeve ser preterido uma vez que aumentaria consideravelmente o perigo de fugas devido à ausência completa ouparcial da capilaridade.

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Bibliografia

BIBLIOGRAFIA

Brazing Handbook, 4th edition (June 1991), American Welding Society

Finch, R. , Welder’s Handbook: A complete guide to MIG, TIG, Arc & Oxyacetylene Welding, (February 1997)

Guia do utilizador de soldadura manual (1981), Arliquido

Manual técnico de instalações de gás, Lisboagás

NP EN 1057

Oliveira Santos, J. F. , Quintino, L., Processos de Soldadura, ISQ

Portaria 361/98 de 26 de Junho

Soldador Tubagens Cobre Formando

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