CAPTULO 6 SOLDAGEM DE AERONAVES INTRODUO Os metais podem ser unidos por meios mecnicos (parafusando ou rebitando, soldando ou colando). Todos esses mtodos so usados na construo de aeronaves. Este captulo discutir os mtodos usados para unir metais atravs de soldagem. Soldagem (welding) Esse processo consiste na unio de metais atravs da fuso enquanto eles se encontram em estado pastoso ou derretido. H 3 tipos gerais: (1) gs, (2) arco voltaico, e (3) resistncia eltrica. Cada um desses trs apresenta diversas variaes, utilizadas na construo de aeronaves. A soldagem aplica-se extensivamente no reparo e fabricao de aeronaves. Algumas partes como o montante do motor e o trem de pouso so geralmente fabricados desta maneira; e muitas fuselagens, superfcies de controle, encaixes, tanques, etc., que so construdas usando este processo podem tambm ser reparadas mais economicamente atravs da soldagem. de extrema importncia um trabalho cuidadoso, tanto na preparao como na soldagem em si. A soldagem um dos mtodos mais prticos de unio de metais. A junta soldada oferece rigidez, simplicidade, baixo peso e alta resistncia. Por essa razo, a soldagem foi adotada universalmente na fabricao e reparo de todos os tipos de aeronaves. Muitas partes estruturais, bem como partes no estruturais, so unidas por alguma forma de soldagem, e o reparo de muitas dessas peas uma parte indispensvel da manuteno de aeronaves. igualmente importante reconhecer quando no se deve usar este tipo de soldagem, como quando se deve us-la. Muitas peas de ligas de ao ou aocarbono forte que receberam um tratamento trmico para endurecimento ou fortalecimento, no voltam a 100% de sua dureza ou resistncia aps este processo de soldagem. Soldagem a gs realizada atravs do aquecimento das pontas ou bordas das peas de metal at o ponto de fuso com uma chama de alta temperatura. Essa chama produzida por um maarico queimando um gs especial, como o acetileno ou o hidrognio, junto com oxignio. Os metais, quando fundidos, fluem juntos para formar a unio sem a aplicao de presso mecnica ou sopro. Partes de aeronaves fabricadas em ao-cromo-molibdnio ou ao-carbono fraco so geralmente soldadas a gs. Existem dois tipos de soldagem a gs, de uso comum: (1) oxiacetileno e (2) oxihidrognio. Aproximadamente, toda a soldagem para a construo de avies feita com chama de oxiacetileno, apesar de alguns fabricantes preferirem a chama de oxi-hidrognio para soldar ligas de alumnio. Soldagem por arco voltaico usada extensivamente tanto na fabricao como no reparo de aeronaves, e pode ser usada satisfatoriamente na unio de todos os metais soldveis. O processo baseado na utilizao do calor gerado por um arco voltaico. So as seguintes as variaes do processo: (1) soldagem por arco metlico, (2) soldagem por arco carbnico, (3) soldagem por hidrognio atmico, (4) soldagem por gs inerte (hlio), e (5) soldagem multi-arco - As soldagens por arco metlico e por gs inerte so os processos mais largamente empregados na construo aeronutica. Soldagem por resistncia eltrica um processo, pelo qual, baixa voltagem e alta amperagem so aplicados aos metais a serem soldados atravs de um condutor pesado de cobre, de baixa resistncia. Os materiais a serem soldados oferecem uma alta resistncia ao fluxo de corrente, e o calor gerado por essa resistncia funde as partes, unindo-as em seu ponto de contato. Trs tipos comumente usados de solda6-1

gem por resistncia eltrica so: de extremidade, em ponto e em fenda. A soldagem de extremidade usada para soldar terminais a hastes de controle; a soldagem em ponto freqentemente usada na construo de fuselagens o nico mtodo de soldagem usado para unir peas estruturais de ao resistente corroso; a soldagem em fenda semelhante soldagem em ponto, exceto quanto aos roletes a motor usados como eletrodos. Uma solda hermtica contnua obtida usando-se este processo. EQUIPAMENTO PARA SOLDAGEM A OXIACETILENO Ele pode ser estacionrio ou porttil. Um equipamento porttil consiste em: 1) Dois cilindros, um contendo oxignio e outro contendo acetileno. 2) Reguladores de presso de oxignio e de acetileno; com manmetros e conexes. 3) Um maarico de soldagem, com ajuste de mistura, pontas extras e conexes. 4) Duas mangueiras de cores diferentes com conexes para os reguladores e para o maarico. 5) Uma ferramenta especial. 6) culos para soldagem. 7) Um isqueiro. 8) Um extintor de incndio. A Figura 6-1 mostra parte do equipamento em um tpico carrinho porttil para soldagem com acetileno. O equipamento estacionrio semelhante ao porttil, exceto pelo fato de que um nico reservatrio central supre o oxignio e o acetileno para diversas estaes de soldagem. O reservatrio central geralmente consiste em diversos cilindros conectados a uma tubulao comum. Um regulador mestre controla a presso de cada tubulao para manter uma presso constante no maarico. Gs acetileno um gs inflamvel, incolor, que possui um odor desagradvel, prontamente identificvel, mesmo quando o gs est bem diludo em ar. Distintamente do oxignio, o acetileno no existe livre na atmosfera, pois tem que ser fabri-

cado. O processo no difcil, mem dispendioso. O carbureto de clcio reage com a gua para produzir o acetileno. O acetileno usado tanto diretamente em um sistema de tubulaes, como, tambm, pode ser armazenado em cilindros. Quando queimado, gera uma chama amarela e esfumaada de baixa temperatura.

Figura 6-1 Equipamento porttil tpico para soldagem com acetileno. Quando misturado ao oxignio nas propores adequadas e, quando queimado, o resultado uma chama branco-azulada com temperaturas que variam entre 5.700 e 6.300F. Sob baixas presses, em uma temperatura normal, o acetileno um composto estvel. Porm, quando comprimido em um cilindro, a presses maiores que 15 p.s.i, ele se torna perigosamente instvel. Por este motivo, os fabricantes enchem os cilindros de acetileno com uma substncia porosa (geralmente uma mistura de amianto e carvo vegetal) e saturam essa substncia com acetona. Uma vez que a acetona capaz de absorver aproximadamente 25 vezes o seu volume em gs acetileno, um cilindro que contenha a quantidade correta de acetona pode ser pressurizado at 250 p.s.i. Cilindros de acetileno So geralmente reservatrios de ao inteirios, com aproximadamente 12 polegadas de dimetro e 36 pol. de comprimento. geralmente pintado em uma cor caracterstica, com o no-

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me do gs impresso ou pintado nas laterais. Um cilindro com estas dimenses totalmente carregado, comporta aproximadamente 225 ps cbicos de gs a presses at 250 p.s.i. Em caso de fogo ou aumento excessivo de temperatura, h fusveis instalados no cilindro que se derretero permitindo o alvio da presso, minimizando os riscos de uma exploso. Os furos desses fusveis de segurana so bem pequenos para evitar que as chamas penetrem no cilindro. Os cilindros de acetileno nunca devem ser completamente esvaziados, ou poder ocorrer perda do material de enchimento. Cilindros de oxignio Os cilindros de oxignio usados nas operaes de soldagem so feitos em ao inteirios e de diferentes tamanhos. O tamanho pequeno tpico comporta 200 ps cbicos de oxignio a 1800 p.s.i de presso. Um cilindro grande comporta 250 ps cbicos de oxignio a 2.265 p.s.i de presso. Normalmente so pintados de verde para identificao. Ele possui uma vlvula de alta presso localizada no topo do cilindro. Essa vlvula protegida por uma cpula metlica de segurana que dever estar sempre no lugar quando o cilindro no estiver em uso. O oxignio jamais dever entrar em contato com leo ou graxa. Na presena de oxignio puro, essas substncias tornam-se altamente inflamveis. Os encaixes de mangueiras e vlvulas de oxignio jamais devero ser lubrificados com leo ou graxa, ou manuseados com as mos sujas dos mesmos. Manchas de graxa na roupa podem inflamar-se ou explodir ao contato com um jato de oxignio. Nos equipamentos e encaixes do sistema de oxignio usa-se normalmente cera-de-abelhas como lubrificante. Reguladores de presso Os reguladores de acetileno e oxignio reduzem as presses e controlam o fluxo dos gases dos cilindros para o maarico. Os reguladores de acetileno e oxignio so do mesmo tipo geral, apesar daqueles desenhados para acetileno no suportarem presses to altas quanto os desenhados para oxignio. Para evitar o intercmbio entre as mangueiras dos gases, os reguladores so construdos com diferentes tipos de roscas nos encaixes de sada. O regulador de

oxignio possui rosca direita e o regulador de acetileno possui rosca esquerda. Na maioria das unidades portteis de soldagem, cada regulador equipado com dois manmetros: um manmetro de alta presso, que indica a presso do cilindro; e um manmetro de baixa presso; que indica a presso de trabalho na mangueira que leva ao maarico. Numa instalao fixa, onde os gases so encanados at as estaes de soldagem, somente so requeridos um manmetro para o oxignio e outro para o acetileno, uma vez que necessrio indicar apenas a presso de trabalho dos gases fluindo atravs da mangueira at o maarico. Um regulador tpico, completo com manmetros e conexes, mostrado na Figura 6-2. O parafuso de ajuste que aparece na frente do regulador serve para ajustar a presso de trabalho.

Figura 6-2 Regulador da presso de oxignio. Quando esse parafuso girado para a esquerda, at no haver mais resistncia, o mecanismo da vlvula dentro do regulador fechado. O gs pra de fluir para o maarico. medida que a vlvula girada para a direita, o parafuso se ope ao mecanismo regulador, a vlvula abre e o gs flui para o maarico na presso ajustada no manmetro de presso de trabalho. As mudanas na presso de trabalho podem ser feitas ajustando-se o parafuso at que a presso desejada seja mostrada no manmetro de trabalho. Antes de abrir a vlvula de alta presso de um cilindro, o parafuso de ajuste do regulador dever estar totalmente solto, girado para a esquerda. Isto fechar a vlvula no interior do regulador, protegendo o mecanismo quanto a possveis danos.

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Maarico para soldagem O maarico para soldagem a unidade misturadora do oxignio e do acetileno na proporo correta. Ele tambm possui meios de direcionar e controlar o tamanho e a qualidade da chama produzida. Os maaricos so projetados com duas vlvulas de agulha, uma para o ajuste do fluxo de oxignio e a outra para o acetileno. Os maaricos so fabricados em diferentes tamanhos e estilos, havendo um tipo adequado para cada aplicao. Eles possuem tambm diferentes tamanhos de bicos intercambiveis, para que uma quantidade adequada de calor possa ser obtida para a soldagem dos vrios tipos e espessuras de metais. Os maaricos podem ser divididos em duas classes: (1) Tipo Injetor e (2) Tipo Presso-Balanceada. O maarico tipo injetor desenhado para operar com uma presso de acetileno bem mais baixa que a do oxignio. (ver Figura 6-3A). Uma passagem estreita dentro do maarico, chamada de injetor, atravs da qual o oxignio passa, causa um aumento na velocidade do fluxo com uma correspondente queda de presso. Essa queda de presso no injetor cria um diferencial de presso que age no sentido de conduzir a quantidade requerida de acetileno para a cmara de mistura na cabea do maarico. No maarico de presso balanceada, o oxignio e o acetileno so supridos ao maarico na mesma presso (Figura 6-3B). As passagens para a cmara de mistura so de mesmo calibre para ambos os gases, e o fluxo de cada gs independentemente controlado. Este tipo de maarico geralmente mais adequado para soldagem de aeronaves devido facilidade de ajuste. Bicos de maarico O bico do maarico fornece e controla o fluxo final dos gases. importante que o bico correto seja selecionado e usado com as presses adequadas de gs para que a soldagem seja bem feita. A natureza da soldagem, o material, a experincia do soldador, e a posio na qual a soldagem ser feita, determinam o tamanho correto do bico. Este determina a quantidade de calor (no de temperatura) aplicada ao trabalho. Se for usado um bico muito pequeno, o calor produzido ser insuficiente para produzir pene6-4

trao at a profundidade adequada. Se o bico for muito grande, o calor produzido ser muito grande, e far buracos no metal. Os tamanhos dos bicos so designados por nmeros, e cada fabricante tem seu prprio critrio para classific-los. Como exemplo, um bico nmero 2 possui um orifcio com aproximadamente 0,040 da polegada de dimetro. O dimetro do orifcio do bloco relacionado com a quantidade de calor que ele gera. Os bicos de maarico so feitos de cobre ou liga de cobre, e so fabricados de forma a serem bem encaixados manualmente. Eles no devem ser friccionados em pedra de amolar ou usados como dedos para posicionar um trabalho. Com o uso, os bicos ficam entupidos com depsitos de carbono, e se forem postos em contato com o material derretido, partculas de escria podem se alojar no furo. Uma chama partida ou distorcida sinal de que o bico est entupido. O bico deve ser limpo com um limpador de bico de tamanho adequado, ou com um pedao de arame de cobre ou lato macio. Esponja de ao fina pode ser usada para remover a oxidao exterior do bico. Essas oxidaes atrapalham a dissipao de calor e causam o superaquecimento do bico. Um isqueiro com pedra de fogo usada para acender o maarico. O isqueiro consiste de uma pea de ao em forma de copo, e um pedao de pedra de fogo, que friccionado ao ao, produz as faixas necessrias para acender o maarico. Nunca se deve usar fsforos para acender o maarico, devido ao seu pequeno comprimento, os dedos ficam muito prximos da tocha. O gs acumulado antes da ignio pode envolver a mo, e, durante, provocar graves queimaduras. culos culos de soldagem, com lentes coloridas, so usados para proteger os olhos do calor, raios de luz, fascas e metal derretido. Deve-se selecionar o sombriamente ou a densidade da cor das lentes em funo do trabalho a ser executado. A lente mais escura que apresenta uma definio clara do trabalho sem obstruir a viso a mais adequada. Os culos devem ser bem ajustados aos olhos e devem ser usados sempre durante as soldagens e os cortes.

Varetas de enchimento para soldagem O uso da vareta adequada muito importante nas operaes de soldagem com oxiacetileno. Esse material no apenas refora a rea de soldagem, mas tambm adiciona propriedades desejadas para o acabamento da solda. Selecionando-se uma vareta adequada, assegura-se a resistncia trao e a ductibilidade da solda. Semelhantemente, podem ser selecionadas varetas que aumentam a resistncia corroso. Em alguns casos, uma vareta com ponto de fuso mais baixo elimina a possibilidade de rachaduras causadas pela expanso e contrao. As varetas de soldagem podem ser classificadas em ferrosas e no-ferrosas. As ferrosas incluem as varetas de carbono e liga de ao, bem como as de ferro fundido. As noferrosas incluem as de solda forte brazing e bronze, alumnio e ligas de alumnio, magnsio e ligas de magnsio, cobre e prata. Elas so fabricadas no comprimento padro de 36 polegadas, e com dimetros de 1/16 a 3/8 polegadas: O dimetro da vareta a ser usada depende da espessura dos metais a serem unidos. Se a vareta for muito pequena, ela no conduzir o calor instantaneamente, o que resultar numa solda queimada. Uma vareta grande demais esfriar a solda. Tal qual na seleo do tamanho de bico adequado, somente a experincia capacita o soldador seleo do dimetro adequado de vareta. Ajuste do equipamento de soldagem de acetileno O ajuste do equipamento de soldagem a acetileno, e a preparao para a soldagem, devem ser feitos sistematicamente e em uma ordem definida para evitar erros caros. Os seguintes procedimentos e instrues so tpicas para assegurar a segurana de equipamento e pessoal: (1) Prenda os cilindros para que eles no tombem, e remova as cpulas de proteo dos cilindros. (2) Abra as vlvulas de corte de cada cilindro por um instante para soprar qualquer sujidade que possa alojar-se na sada. Feche as vlvulas e limpe as conexes com uma flanela limpa.6-5

(3) Conecte o regulador de presso de acetileno ao cilindro de acetileno, e o regulador de presso de oxignio ao cilindro de oxignio. Use uma chave para regulador e aperte as porcas da conexo o suficiente para prevenir vazamentos. (4) Conecte a mangueira vermelha (ou marrom) ao regulador de presso de acetileno e a mangueira verde (ou preta) ao regulador de oxignio. Aperte as porcas de conexo o bastante para evitar vazamentos. No force essas conexes, uma vez que as roscas so de lato e so facilmente danificveis. (5) Solte ambos os parafusos de ajuste dos reguladores de presso, girando-os para a esquerda at que girem livremente. Assim, evita-se danos aos reguladores e manmetros quando as vlvulas dos cilindros forem abertas. (6) Abra as vlvulas dos cilindros devagar e leia os manmetros de cada cilindro para checar o contedo de cada um. A vlvula de corte do cilindro de oxignio deve ser totalmente aberta e a vlvula de corte do cilindro de acetileno deve ser aberta aproximadamente uma volta e meia. (7) Sobre cada mangueira gire o parafuso de ajuste para a direita e volte para a esquerda de novo. A mangueira de acetileno deve ser soprada somente em um local bem ventilado, livre de fascas, fogo ou outras fontes de ignio. (8) Conecte ambas as mangueiras ao maarico e cheque as conexes quanto a vazamentos, girando os parafusos de ajuste para a direita, com a vlvula de agulha do maarico fechada. Quando a leitura do manmetro da presso de trabalho de oxignio for de 20 p.s.i e 5 p.s.i para o acetileno, feche as vlvulas girando os parafusos para a esquerda. Uma queda de presso no manmetro de trabalho indicar um vazamento entre o regulador e o bico do maarico. Um aperto geral dos encaixes dever remediar a situao. Se for necessrio localizar um vazamento use o mtodo das bolhas de sabo. Molhe os encaixes e conexes com uma soluo de gua e sabo. Nunca procure um

vazamento de acetileno com uma chama! Isso poder provocar uma grave exploso na mangueira ou no cilindro. (9) Ajuste a presso de trabalho em ambos os reguladores, girando os parafusos de ajuste no sentido horrio at que as presses desejadas sejam obtidas. Ajuste de chama de oxiacetileno Para acender o maarico, abrimos a vlvula de acetileno do maarico de 1/4 a 1/2 volta. Colocamos a ponta do maarico para longe do corpo e acendemos o maarico com um isqueiro. A chama de acetileno puro longa e espessa, e possui colorao amarelada. Continuamos abrindo a vlvula de acetileno at que a ponta da chama diste aproximadamente 1/16 pol. do bico. Abra a vlvula de oxignio do maarico. Quando a vlvula de oxignio aberta, a chama de acetileno diminui e os gases misturados queimam em contato com a face do bico. A cor da chama muda para branco-azulado e forma um cone interno brilhante envolto por um envelope de chama externo.

pidamente elevadas ao ponto de fuso, e fluem juntas para formar uma pea slida. Geralmente adiciona-se algum metal soldagem, em forma de fio ou vareta, para melhorar a juno da solda a uma espessura maior que a do metal base. H 3 tipos de chamas geralmente usadas nas soldagens. Elas so conhecidas como: neutra, redutora ou carburante, e oxidante. As caractersticas destas chamas so mostradas na Figura 6-4. A chama neutra produzida utilizandose propores de acetileno e oxignio de forma a queimar todas as partculas de carbono e hidrognio do acetileno. Esta chama bem arredondada, suave, com um cone central branco bem definido na ponta do bico. O envelope ou chama externa azul com tons purpreos nas bordas e ponta. A chama neutra geralmente usada para soldagem e prov uma fuso minunciosa, sem metal queimado ou pontos duros.

Figura 6-4 Caractersticas da chama do acetileno. Para obtermos uma chama neutra, abrimos gradualmente a vlvula de oxignio. Isso nos faz encontrar a chama de acetileno e faz com que o envelope da chama assemelhe-se a uma pena de ave. Aumentamos gradualmente a quantidade de oxignio at que a "pena" desaparea dentro de um cone luminoso interno claramente definido. A chama redutora ou carburante mostrada na Figura 6-4B. Uma vez que o oxignio fornecido atravs do maarico no suficiente para completar a combusto do acetileno, o carbono escapa sem ser queimado. Essa chama possui um cone secundrio em forma de pincel6-6

Figura 6-3 Maaricos de soldagem. Processo de soldagem (welding) com oxiacetileno um mtodo no qual os gases so usados para produzir a chama de soldagem. A temperatura dessa chama fica em torno de 6.300F, o que suficiente para derreter qualquer metal comercial envolvido em soldagem. Quando a chama de oxiacetileno aplicada s extremidades ou bordas das partes metlicas, elas so ra-

branco-esverdeado, frente do primeiro cone. A chama externa fracamente iluminada e tem aproximadamente a mesma aparncia de uma chama de acetileno pura. Esse tipo de chama introduz carbono no ao. Para conseguirmos uma chama redutora, primeiramente ajustamos a chama at a condio neutra, depois abrimos devagar a vlvula do acetileno, para produzir uma "pena" branca de acetileno na ponta do cone interno. Uma chama oxidante (Figura 6-4C) contm excesso de oxignio, que resulta do excesso de oxignio passando pelo maarico. O oxignio que no participa da combusto, escapa e combina-se ao metal. Esta chama pode ser reconhecida pelo cone central, curto, pontudo e de cor branco-azulado. O envelope, ou chama externa, tambm mais curto e de um azul mais brilhante que o da chama neutra. acompanhada de um som agudo, semelhante ao produzido por ar alta presso, escapando por um furo pequeno. Esta chama oxida ou queima a maioria dos metais, e resulta em uma solda porosa. Somente usada para soldagem de lato ou bronze. Para obtermos a chama oxidante, tambm, primeiramente, ajustamos a chama at a condies neutra; depois aumentamos o fluxo de oxignio at que o cone interno seja reduzido a 1/10 de seu comprimento. A chama oxidante tem um cone interno pontudo. Os diversos tipos de chamas podem ser produzidos com os diferentes tipos de bicos. Tambm possvel obter uma chama forte ou fraca, aumentando ou diminuindo as presses de ambos os gases. Para ajustes mais regulares, os gases devem ser expelidos pelo bico do maarico a uma velocidade relativamente alta, e a chama denominada "forte" (harsh). Para alguns trabalhos deseja-se uma chama "suave"(soft) ou de baixa velocidade, sem uma reduo na sada de calor. Isto pode ser conseguido usando-se um bico maior e, fechando as vlvulas de agulha do gs, at formar uma chama quieta e constante. especialmente desejvel usarmos uma chama suave ao se soldar alumnio, para evitar a criao de buracos no metal quando a poa da solda formada. Um ajuste ou manuseio inadequado do maarico pode fazer a chama retornar para o sistema ou, em casos muito raros, causar retorno de chama. No primeiro caso, trata-se de uma reduo momentnea do fluxo dos gases no bico6-7

do maarico, o que faz com que a chama apague. Isto pode ser causado, tocando a solda com a ponta do maarico, superaquecendo o bico, operando o maarico com presses diferentes das recomendadas, por um bico solto ou por sujeira, ou escria na ponta do bico. Este caso dificilmente perigoso, porm o metal derretido pode ser espalhado quando a chama falhar. O retorno de chama a queima dos gases dentro do maarico, o que perigoso. geralmente causado por conexes soltas, presses inadequadas ou superaquecimento do maarico. Um assovio ou um rudo agudo acompanham o retorno de chama; e a menos que os gases sejam desligados imediatamente, a chama poder queimar por dentro das mangueiras e reguladores e causar um grande estrago. A causa do retorno de chama deve ser sempre determinada, e o problema remediado antes de reacender o maarico.

Figura 6-5 Posio do maarico para soldar metais de pouca expessura com acetileno. Como apagar o maarico O maarico pode ser apagado simplesmente fechando-se as duas vlvulas de agulha; porm, melhor desligar primeiro o acetileno, e deixar que o gs residual seja queimado. S ento, a vlvula de agulha do oxignio poder ser fechada. Caso o maarico no v ser usado por um longo tempo, a presso dever ser fechada no cilindro. As mangueiras devero ter suas presses aliviadas pela abertura das vlvulas de agulha do maarico e do regulador de presso de trabalho - um de cada vez - permitin-

do, assim, que o gs escape. Lembrando que sempre bom aliviar a presso do acetileno, e depois a presso do oxignio. A mangueira dever ser enrolada ou pendurada cuidadosamente para evitar danos ou dobras. Tcnicas fundamentais para soldagem (welding) a oxiacetileno A posio correta do maarico depender da espessura do metal a ser soldado. Quando for soldar metais de pouca espessura, o maarico geralmente segurado como ilustrado na Figura 6-5, com a mangueira apoiada no pulso. A Figura 6-6 mostra a maneira de segurar o maarico durante a soldagem de metais pesados. O maarico dever ser seguro de forma que o bico fique alinhado com a junta a ser soldada, e inclinado em ngulo de 30 a 60 a partir do plano perpendicular.

O cone branco da chama deve ser mantido a 1/8 da polegada da superfcie do metal base. Se o maarico for seguro na posio correta, uma pequena poa de metal derretido se formar. A poa dever ser composta de partes iguais dos metais a serem soldados. Aps o surgimento da poa, deve-se iniciar um movimento semi-circular ou circular com o bico do maarico. Esse movimento garante uma distribuio igual de calor em ambas as peas de metal. A velocidade e o movimento ideal do maarico s so conseguidos atravs da prtica e da experincia. Soldagem para a frente a tcnica em que a chama do maarico direcionada para a frente, na direo em que a soldagem ir progredir, como ilustrado na Figura 6-7. A vareta de enchimento adicionada poa, medida em que as bordas da junta vo derretendo frente da chama. Esse mtodo usado na soldagem da maioria dos tubos leves e das folhas de metal.

Figura 6-7 Soldagem para a frente. Figura 6-6 Posio do maarico para soldar metais pesados com acetileno. O melhor ngulo depende do tipo de soldagem a ser feita, da quantidade de praquecimento necessrio, e da espessura e tipo do metal. Quanto mais grosso o metal, mais vertical o maarico dever ficar para que haja uma penetrao adequada de calor.6-8

A soldagem para trs a tcnica em que a chama do maarico direcionada contra a solda j feita, e se move na direo da rea no soldada, derretendo as bordas da junta medida que se move (Figura 6-8). A vareta de solda adicionada poa entre a chama e a solda acabada. Essa tcnica raramente usada em folhas de metal, devido ao aumento do calor gerado, que poder causar superaquecimento e queima. usada em metais espessos.

Figura 6-8 Soldagem para trs. A larga poa de metal derretido requerida por tais soldagens mais facilmente controlada na soldagem para trs, e possvel examinar o progresso da soldagem e determinar se a penetrao est completa. POSIES DE SOLDAGEM H 4 posies gerais nas quais a soldagem efetuada. Essas posies so mostradas na Figura 6-9, e so denominadas: chata ou plana, horizontal, vertical e sobre-cabea.

Figura 6-9 Quatro posies bsicas de soldagem. Sempre que possvel a soldagem ser feita na posio chata, uma vez que a poa muito mais fcil de ser controlada nesta posio. Algumas vezes, contudo, necessrio realizar soldagens sobre-cabea; verticais ou horizontais6-9

em reparos de aeronaves. A posio chata usada quando o material pode ser deitado em local plano, ou inclinado em ngulo menor que 45, e soldado pela face superior. Esta soldagem tanto pode ser feita para a frente como para trs, dependendo da espessura do metal a ser soldado. A posio horizontal usada quando a linha de solda corre atravs de uma pea e a chama direcionada para o material numa posio horizontal ou quase. A soldagem ser feita da direita para a esquerda atravs da chapa (para o soldador destro). A chama inclinada para cima em um ngulo de 45 a 60. A soldagem tanto pode ser feita para frente como para trs. Adicionando a vareta de enchimento ao topo da poa, ajudar a prevenir que o metal derretido escorra para a parte mais baixa dela. A soldagem sobre-cabea usada quando o material deve ser soldado pela face inferior com a juno correndo na horizontal, ou em um plano, em que a chama tenha que ser apontada para cima, sob o trabalho. Na soldagem area, deve-se evitar grandes poas de metal derretido, pois ele pode pingar ou correr para fora da junta. A vareta usada para controlar o tamanho de poa de fuso. O volume da chama usada no deve exceder o requerido para obter uma boa fuso do metal base com a vareta de enchimento. A quantidade de calor necessria para fazer a soldagem ser melhor controlada se for selecionado o bico adequado para a espessura do metal a ser soldado. Quando as partes a serem unidas esto includas em ngulo de mais de 45, com junta correndo verticalmente, chamada de soldagem vertical. Numa soldagem vertical, a presso exercida pela chama do maarico muito importante no suporte da poa. Devemos evitar que a poa superaquea para que o metal no escorra para fora da poa, por cima da solda j terminada. As soldagens verticais so iniciadas na parte mais baixa, e a poa movida para cima, usando a soldagem para a frente. O bico deve ser inclinado de 45 a 60, sendo que o ngulo exato depender do balano desejado entre a penetrao correta e o controle da poa. A vareta adicionada por cima e em frente chama.

Caso o metal seja mais grosso que 1/8 da polegada, necessrio chanfrar as bordas para que o calor da chama possa penetrar completamente no metal. Esses chanfros podem ser em "V" ou em "X" (ou "V" duplo). Usa-se uma vareta de enchimento para adicionar resistncia e reforar a solda. Rachaduras O reparo de rachaduras por soldagem pode ser considerado como uma junta de topo. So feitos furos de alvio nas extremidades da rachadura; depois, as duas bordas so unidas. Faz-se necessrio o uso de uma vareta de enchimento. Junta de ngulo em "T" JUNTAS SOLDADAS Os 5 tipos fundamentais de juntas soldadas so; a junta de topo; a de ngulo em "T"; a junta sobreposta; a de ngulo em "Quina"; e a junta de aresta. Juntas de topo Uma junta de topo feita posicionandose duas peas de material, borda a borda, de forma que no se sobreponham, e soldando-as. Alguns dos vrios tipos de juntas de topo so apresentados na Figura 6-11. A junta de topo com flange pode ser usada na soldagem de folhas finas, 1/16 da polegada ou menos. As bordas so preparadas torcendo para cima um flange igual espessura do metal. Este tipo de junta geralmente feito sem vareta de enchimento. Essa junta formada quando a borda ou extremidade de uma pea soldada superfcie de outra, como mostrado na Figura 6-12. Essas juntas so muito comuns em trabalhos em aeronaves, particularmente em estruturas tubulares. A junta em "T" plana aplicvel maioria das espessuras das chapas de aeronaves, porm grandes espessuras requerem que o membro vertical possua um ou dois chanfros para permitir a penetrao do calor. As reas escuras da Figura 6-12 mostram a profundidade da penetrao do calor e da fuso requeridas.

Figura 6-10 Soldagem bsica de juntas.

Figura 6-12 Tipos de juntas em T. Juntas de aresta Uma junta de aresta pode ser usada quando duas peas de chapa de metal precisam ser unidas, e onde as cargas de estresse so desconsiderveis. Essas juntas so normalmente feitas dobrando as bordas de uma ou de ambas as partes para cima, colocando-se as duas bordas dobradas lado a lado, e soldando ao longo da face externa da emenda formada pelas duas

Figura 6-11 Tipos de juntas de topo. A junta de topo plana usada para metais de 1/16 a 1/18 da polegada de espessura. Para obter uma solda forte usamos uma vareta de enchimento.

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bordas. A Figura 6-13 mostra dois tipos de juntas de aresta. O tipo apresentado na Figura 613A no requer o uso da vareta de enchimento, uma vez que as bordas podem ser derretidas para preencher a emenda. O tipo apresentado na Figura 6-13B, devido grande espessura do material, deve ser chanfrado para a penetrao do calor, e a vareta de enchimento deve ser adicionada para reforo.

Juntas sobrepostas Essa junta raramente usada em estruturas de aeronaves soldadas com oxiacetileno, porm comumente usada em soldagem em ponto. A junta sobreposta com um cordo de solda (Figura 6-15) possui muito pouca resistncia dobragem, e no resiste a esforos de cisalhamento aos quais a solda pode ser submetida sob cargas de tenso e compresso. A junta sobreposta com dois cordes de solda (Figura 615) oferece mais resistncia, porm requer duas vezes a quantidade de solda requerida na junta de topo, que mais simples e mais eficiente.

Figura 6-13 Juntas de aresta. Juntas de ngulo em "quina" Essa junta feita quando duas peas de metal so unidas, de forma que suas bordas formem uma quina de uma caixa ou cerco, como mostrado na Figura 6-14. A junta em quina, mostrada na Figura 614A requer pouca ou nenhuma vareta de enchimento, uma vez que as bordas se fundem para fazer a solda. usada onde cargas de estresse so desconsiderveis. A junta apresentada na Figura 6-14B usada em metais mais pesados, e adiciona-se vareta de enchimento para acabamento e reforo. Caso a quina v sofrer muito esforo, o lado interno deve ser reforado, como mostrado na Figura 6-14C.

Figura 6-15 Juntas superpostas simples e dupla. EXPANSO E CONTRAO DOS METAIS O calor provoca dilatao (expanso) nos metais; o resfriamento faz com que eles se contraiam. Um aquecimento desigual, portanto, causar uma expanso desigual, ou um resfriamento desigual causar uma contrao desigual. Sob tais condies, cria-se estresse dentro do metal. Essas foras devem ser aliviadas, e a menos que sejam tomadas precaues, ocorrer deformao ou empenamento do metal. Como no resfriamento, se nada for feito para anular o estresse gerado pelas foras de contrao, poder ocorrer empenamento; ou caso o metal seja muito pesado para permitir essa deformao, o estresse permanece dentro do metal. O coeficiente de expanso linear de um metal a quantidade, em polegadas, que um pedao de metal de 1 polegada. ir dilatar-se quando sua temperatura aumentada de 1F. A quantidade que um pedao de metal ir dilatarse quando o calor aplicado, encontrada multiplicando-se o coeficiente de dilatao linear pelo aumento de temperatura, e esse produto multiplicado pelo comprimento do metal em polegadas. Por exemplo, se uma vareta de alumnio medindo 10 ps tiver sua temperatura elevada a 1200F a partir da temperatura ambiente de 60F, a vareta ir expandir-se 1,75 da polegada -

Figura 6-14 Juntas de quina.

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0,00001280 (coef. de dilatao linear de alumnio) X 120 (comprimento em polegada.) X 1140 (aumento de temperatura). A expanso e a contrao tm uma tendncia a provocar deformao e empenamento em chapas de metal com 1/8 da polegada de espessura ou mais finas. Isto ocorre por haver uma ampla superfcie que espalha o calor rapidamente e dissipa-o logo que a fonte de calor removida. O modo mais eficaz de aliviar essa situao a remoo do calor do metal, prximo solda, evitando assim que ele se espalhe atravs de toda a superfcie. Isto pode ser feito pondo peas pesadas de metal, conhecidas como barras de resfriamento, em ambas as faces da soldagem; elas absorvem o calor e evitam que ele se espalhe. As barras de resfriamento so normalmente de cobre, devido sua habilidade em absorver calor rapidamente. Algumas vezes as bancadas de soldagem usam este mesmo princpio para remover o calor do metal base. A expanso tambm pode ser controlada atravs da solda ponteada em intervalos ao longo da junta. medida que se solda uma emenda longa (maior que 10 ou 12 polegadas) as bordas mais afastadas do ponto de soldagem tendem a se unir. Se essas bordas forem postas em contato ao longo de toda a extenso da emenda, antes do incio da soldagem, as extremidades mais distantes iro se sobrepor antes do final da soldagem. Isto pode ser evitado deixando as peas, a serem soldadas, corretamente afastadas na extremidade de incio da soldagem e, aumentando esse espaamento medida em que se afasta do ponto inicial, como mostrado na Figura 6-16. A quantidade de espao depender do tipo de material, da espessura do material, do processo de soldagem usado e do formato e tamanho das peas a serem soldadas.

mente espaada e prossegue em direo ponta com maior espaamento. medida que a emenda vai sendo soldada, o espao entre as bordas ir diminuindo e dar a folga correta no ponto da soldagem. Folhas de metal com menos de 1/16 da polegada podem ser soldadas flangeando-se as bordas, fazendo solda ponteada e depois soldando entre os pontos. A tendncia a empenamento e deformao menor em chapas de mais de 1/8 da polegada, porque a maior espessura limita o calor a uma rea estreita e dissipa-o antes que ele se espalhe por uma rea maior. O pr-aquecimento antes da soldagem outro mtodo de controle da expanso e da contrao. O pr-aquecimento especialmente importante quando se trata de soldagem de tubulaes e de fundies. Um grande estresse pode ser gerado em soldas tubulares, por contrao. Quando dois membros de uma conexo em "T" so soldados, um dos tubos tende a puxar para cima devido contrao desigual. Se o metal for pr-aquecido antes da soldagem, ainda assim haver contrao, porm a contrao do resto da estrutura ser aproximadamente igual, o que reduzir o estresse interno. A CORRETA FORMAO DE UMA SOLDA A formao de uma solda metlica possui considervel influncia quanto fora e resistncia fadiga de uma junta. A fora de uma solda inadequadamente feita geralmente menor que a fora para a qual ela foi projetada. Soldas com baixa resistncia so geralmente devidas a penetrao insuficiente; rebaixamento do metal base na raiz da solda; fuso incorreta do metal de soldagem com o metal de base; xidos presos, escria ou bolhas de gs na solda; sobreposio do metal soldado no metal de base; reforo de mais ou menos; e superaquecimento da solda. Caractersticas de uma boa solda Uma solda completa deve ter as seguintes caractersticas: 1) A junta deve ficar lisa, as oscilaes da camada de solda devem estar igualmente espaadas, e devem ter uma espessura uniforme.6-12

Figura 6-16 Tolerncia para a soldagem de topo em chapas de ao. A soldagem iniciada na ponta correta-

2) A altura da solda deve ser maior que o nvel da superfcie soldada, aumentando assim a espessura da junta. 3) A solda deve ir afilando suavemente em direo ao metal base. 4) No deve haver formao de xido no metal base, junto solda. 5) A solda no deve apresentar sinais de furos por bolhas, porosidade ou glbulos. 6) O metal base no deve apresentar sinais de queima, furos, rachaduras ou distores. Apesar do ideal ser uma solda limpa e suave, esta caracterstica no significa necessariamente que a solda est boa; ela poder estar perigosamente fraca em seu interior. Contudo, quando uma solda est spera, desigual e cheia de furos, ela quase sempre estar fraca por dentro. A solda nunca deve ser limada para melhorar a aparncia, pois isto reduz sua resistncia. Nunca se deve aplicar um enchimento que no seja o adequado. Informaes adicionais sobre as caractersticas das soldas esto contidas no captulo 10 (Inspees) do Manual de Matrias Bsicas AC 659A. Quando for necessrio refazer a solda de uma junta, todo o material anterior dever ser removido antes de recomear a operao. Contudo, deve ser relembrado que o reaquecimento da rea, pode causar ao metal base, a perda de alguma de suas resistncias, enfraquecendo-o. Soldagem com oxiacetileno de metais ferrosos Ao Ao com baixo carbono, ao de baixa liga, ao fundido e ferro forjado so facilmente soldados com uma chama de oxiacetileno. O ao com baixo carbono o material ferroso mais freqentemente soldado a gs. medida que a quantidade de carbono no ao aumenta, ele apenas poder ser soldado sob certas condies. Os fatores envolvidos so o contudo de carbono e a ductibilidade. Para aos nquelcromo, resistentes corroso e ao calor, a soldabilidade depender da estabilidade, do conte6-13

do de carbono ou do tratamento trmico. Para fazer uma boa soldagem, o contedo de carbono do ao no deve ser alterado, nem pode-se adicionar constituintes qumicos ou subtra-los do metal base sem alterar seriamente as propriedades do metal. O ao derretido possui uma grande afinidade com o carbono, e o oxignio e o nitrognio se combinam com a poa de fuso para formar xidos e nitratos, e ambos reduzem a resistncia do ao. Durante a soldagem com oxiacetileno pode-se reduzir a incluso de impurezas tendo as seguintes precaues: 1) Manter uma chama exatamente neutra para a maioria dos aos, e um pequeno excesso de acetileno para ligas com alto teor de nquel ou cromo, tal como o ao inoxidvel. 2) Manter uma chama suave, e controlar a poa. 3) Manter uma chama suficiente para penetrar no metal, e manipul-lo de forma que a poa de fuso seja protegida do ar pelo envelope externo da chama. 4) Manter a ponta quente da vareta de enchimento dentro da poa de fuso ou dentro do envelope da chama. A preparao adequada um fator importante em toda operao de soldagem. As bordas das peas devem estar preparadas de acordo com o tipo de junta escolhida. O mtodo escolhido (chanfro, ranhura, etc.) deve permitir uma penetrao completa da chama no metal base. As bordas devem estar limpas. Deve-se fazer os preparativos para o pr-aquecimento, se for necessrio. Quando for preparar uma pea de aeronave para a soldagem, remova toda a sujeira, graxa ou leo, e qualquer revestimento protetor, tal como o cdmio, esmalte (enamel), pintura ou verniz. Tais revestimentos no apenas dificultam a soldagem, mas tambm mesclam-se com a solda e atrapalham a fuso. O banho de cdmio pode ser quimicamente removido, mergulhando-se as bordas em uma mistura de 1 libra de nitrato de amnia e 1 galo de gua. O esmalte, a pintura ou o verniz podem ser removidos das partes de ao de diversas formas, como por exemplo com uma escova de

cerdas de ao ou uma lixa, com jateamento de areia, usando removedor ou tratando as peas com uma soluo quente de 10% de soda custica, seguida de uma lavagem com gua quente para remover os resduos de solvente. O jateamento com areia o mtodo mais efetivo para remover ferrugem ou escamas das peas de ao. Graxa e leo podem ser removidos com um bom solvente. Esmalte, pintura e verniz ou oxidaes pesadas em ligas de alumnio podem ser removidas usando-se uma soluo a 10% de sodacustica ou fosfato tri-sdico. Aps o tratamento, as partes podem ser imersas em uma soluo a 10% de cido ntrico, seguido de um enxge com gua quente para remover os produtos qumicos. A pintura e o verniz podem tambm ser removidos usando-se removedor. A ponta da vareta de enchimento deve ser mergulhada abaixo da superfcie da poa de fuso com movimento exatamente oposto ao movimento do maarico. Caso a vareta de enchimento seja mantida acima da superfcie, ela ir derreter e pingar na poa de fuso gota a gota, estragando a solda. O metal de enchimento deve ser adicionado at que a superfcie da junta fique ligeiramente mais alta que as bordas das peas. A poa de metal fundido deve ser gradualmente movida ao longo da junta at a extremidade final. medida que o final da juno se aproxima, o maarico deve ser ligeiramente erguido, resfriando o metal derretido para prevenir que ele derrame alm da juno. Cromo molibdnio A tcnica de soldagem em cromo molibdnio praticamente a mesma usada para ao carbono, excetoquanto rea ao redor da soldagem, que dever ser pr-aquecida a uma temperatura entre 300 e 400F antes do incio da soldagem. Caso isto no seja feito, a aplicao sbita de calor causar a formao de rachaduras na rea aquecida. Uma chama neutra suave deve ser usada na soldagem; uma chama oxidante pode causar rachaduras na solda aps o resfriamento; e uma chama carburante far com que o metal fique quebradio. O volume da chama deve ser suficiente para derreter o metal base, porm no to forte que v enfraquecer a estrutura da rea ao redor e6-14

criar tenses no metal. A vareta de enchimento dever ser do mesmo metal que a base. Caso a solda requeira alta resistncia, usa-se uma vareta especial de ao cromo molibdnio e a pea sofrer tratamento trmico aps a soldagem. Chapas de cromo molibdnio mais finas que 0.093 polegadas so geralmente soldadas por arco-voltaico, uma vez que para esta espessura de metal, a solda a arco-voltaico produz uma zona estreita de calor; desenvolve-se assim menos tenso interna no metal, e obtm-se uma soldagem melhor, particularmente quando a parte soldada no pode sofrer tratamento trmico aps a soldagem. Ao inoxidvel O processo de soldagem de ao inoxidvel basicamente o mesmo, aplicado ao ao carbono. H, contudo, algumas precaues especiais que devem ser tomadas para se obter melhores resultados. Somente o ao inoxidvel que no for usado em membros estruturais de aeronaves pode ser soldado satisfatoriamente; sendo ele, utilizado em membros estruturais, trabalhado a frio ou laminado a frio; e, se aquecido, perde parte da sua resistncia. Ao inoxidvel no estrutural obtido em forma de tubos ou folhas, e geralmente aplicado em coletores de exausto, chamins ou tubulaes. O oxignio se combina muito rapidamente com este material, quando derretido, e deve-se ter muito cuidado para que isto no ocorra. Uma chama ligeiramente carburante recomendada para a soldagem de ao inoxidvel. A chama deve ser ajustada de forma que "pena" do excesso de acetileno, aproximadamente 1/16 da polegada de comprimento, forme-se ao redor do cone interno. Contudo, acetileno demais adicionar carbono ao metal, e causar o enfraquecimento da resistncia a corroso do ao. O tamanho do bico do maarico deve ser uma ou duas medidas abaixo do tamanho especificado para uma soldagem em ao carbono de mesma espessura. O bico menor reduz as chances de superaquecimento e perda subsequente das qualidades anti-oxidantes do metal. Para evitar a formao de xido de cromo, dever haver fluxo na superfcie inferior da junta, e sobre a vareta de enchimento. Uma vez evitando a oxidao tanto quanto possvel, de-

ve-se adicionar um fluxo suficiente. Outro mtodo para manter o oxignio afastado do metal envolver a solda com uma camada de gs hidrognio. Esse mtodo discutido posteriormente. A vareta de enchimento a ser usada dever ser do mesmo metal da base. Uma vez que o coeficiente de dilatao linear do ao inoxidvel alto, chapas finas onde se v fazer uma junta de topo devem ser ponteadas a intervalos de 1 1/4 a 1 1/2 polegadas, como mostrado na Figura 6-17. Esta uma das maneiras de evitar empenamento e deformao durante o processo de soldagem.

Soldagem em alumnio As ligas de alumnio soldveis usadas na construo aeronutica so o 1100, o 3003, o 4043, e o 5052. As ligas 6053, 6061 e 6151 tambm podem ser soldadas, porm, uma vez que essas ligas recebem tratamento trmico, a soldagem somente ser permitida se a pea puder sofrer novo tratamento trmico. O equipamento e a tcnica usados para a soldagem de alumnio diferem apenas um pouco dos mtodos discutidos anteriormente. Como em todas as soldagens, o primeiro passo limpar a superfcie a ser soldada - uma palha de ao ou escova metlica podem ser usadas, ou um solvente, no caso de tinta ou graxa. O soldador dever ter o cuidado de no arranhar a superfcie do metal alm da rea a ser soldada; esses arranhes geram pontos de entrada de corroso. A pea deve, ento, ser pr-aquecida para reduzir as tenses causadas pelo alto coeficiente de dilatao linear do alumnio. Numca devemos pr-aquecer o alumnio a uma temperatura maior que 800F, porque o calor pode derreter parte do alumnio e queimar o metal. Para chapas finas de alumnio, a simples passagem da chama do maarico sobre a chapa trs ou quatro vezes suficiente. Podem ser usados dois tipos de varetas de enchimento. Essa escolha importante. O alumnio e suas ligas combinam-se com o ar e formam xidos muito rapidamente; os xidos formam-se duas vezes mais rpido caso o metal esteja quente. Por esta razo importante usar um fluxo que minimize ou evite a formao de xidos. A utilizao do fluxo adequado na soldagem de alumnio extremamente importante. O fluxo da soldagem do alumnio projetado para remover o xido de alumnio atravs de combinao qumica. Fluxos de alumnio dissolvemse abaixo da superfcie da poa de fuso e fazem com que os xidos flutuam pela superfcie da solda de onde eles possam ser retirados. O fluxo pode ser pintado diretamente sobre o topo e o fundo da junta, caso no seja requerido o uso de vareta de enchimento; caso seja usada vareta de enchimento, ela pode ser revestida, e caso as peas a serem soldadas sejam finas, tanto o metal como a vareta devem ser revestidos com fluxo. Aps a soldagem ser terminada, importante que todos os resduos sejam movidos u6-15

Figura 6-17 Mtodo de soldagem de chapas de ao inoxidvel. Durante a soldagem, devemos manter a vareta de enchimento dentro do envelope da chama, de forma a derret-la ao mesmo tempo que o metal base. Adicionamos a vareta de enchimento de forma que ela flua para dentro da poa de fuso. Se a poa de fuso for mexida, o ar penetrar na solda aumentando a oxidao. Devemos evitar resoldar qualquer pea ou soldagem pelo lado oposto solda. Tal prtica resulta em empenamento e superaquecimento do metal. SOLDAGEM DE METAIS NOFERROSOS USANDO OXIACETILENO Metais no ferrosos so aqueles que no contm ferro em sua composio. Exemplos de metais no-ferrosos so o chumbo, o cobre, a prata, o magnsio, e o mais importante na construo aeronutica - o alumnio. Alguns destes metais so mais leves que os metais ferrosos; porm, na maioria dos casos, so menos resistentes. Os fabricantes de alumnio compensaram a falta de resistncia do alumnio puro, ligando-o a outros metais ou trabalhando-o a frio. Para aumentar ainda mais a resistncia, algumas ligas de alumnio recebem tratamento trmico.

sando uma escova ou gua quente. Caso o fluxo de alumnio permanea na solda ele provocar corroso. Uma soluo diluda a 10% de cido sulfrico pode ser usada caso no seja possvel usar gua quente. A soluo cida dever ser enxaguada com gua fria. A espessura da chapa de liga de alumnio determina o tipo de borda a ser usada. Em chapas at 0,062 polegadas as bordas so geralmente flangeadas a 90 a aproximadamente uma altura igual espessura da chapa (Figura 618A). Os flanges devem ser retos e quadrados. No necessrio adicionar vareta de enchimento neste caso. Juntas de topo no chanfradas so geralmente usadas em liga de alumnio com espessura entre 0,062 e 0,188 polegadas. Pode ser necessrio tambm fazer dentes nas bordas com uma lima ou um formo de maneira semelhante apresentada na Figura 6-18B. Esses dentes no alumnio so recomendados pois ajudam a realizar uma penetrao total e tambm evitam deformaes locais. Todas as juntas de topo em materiais com espessura acima de 0,125 polegadas geralmente recebem "dentes" em suas bordas.

Figura 6-18 Preparao das bordas para a soldagem de alumnio. Na soldagem de alumnio acima de 0,188 polegadas de espessura, as bordas so geralmente chanfradas e recebem dentes como mostrado na Figura 6-18C. O ngulo do chanfro dever ser de 90 a 120. Uma chama neutra deve ser geralmente usada para soldar ligas de alumnio. Em alguns casos uma chama ligeiramente carburante pode ser usada. Contudo, o excesso de acetileno no6-16

deve ser demasiado, pois ele ser absorvido pelo metal fundido, resultando em uma junta enfraquecida. O maarico deve ser ajustado para fornecer a chama mais branda possvel sem estourar. O uso de uma chama forte, torna difcil controlar o metal fundido, o que ocasiona a formao de furos atravs do metal. Quando estiver iniciando a soldagem, as duas bordas da junta devem comear a derreter antes de adicionar a vareta de enchimento. O trabalho deve ser observado cuidadosamente quanto a sinais de derretimento. O ponto de fuso do alumnio baixo e o calor conduzido rapidamente atravs do metal. H uma mudana muito pequena quanto ao formato e colorao para indicar quando chega ao ponto de fuso. Quando se atinge o ponto de fuso, o metal subitamente entra em colapso e escorre, deixando um buraco no alumnio. Uma vareta de enchimento pode ser usada para testar as condies do metal. O alumnio comea a parecer macio e plstico logo antes de chegar ao ponto de fuso. Qualquer tendncia ao colapso do metal pode ser retificada, afastando-se rapidamente a chama do metal. Com a prtica possvel desenvolver habilidade suficiente para derreter a superfcie do metal sem formar um buraco. A chama deve ser neutra e inclinada a um ngulo aproximado de 45 do metal. O cone interno deve distar aproximadamente 1/8 da polegada do metal. necessrio um movimento constante e uniforme da chama para evitar a queima do metal, formando um buraco. A integrao correta entre maarico e vareta importante durante a soldagem de alumnio. Aps aquecer o metal, quando o derretimento comea, a vareta de enchimento mergulhada na poa de fuso e derretida. A vareta erguida e o movimento do maarico continua medida em que a soldagem progride. A vareta nunca retirada do envelope externo da chama; ela mantida a at quase derreter e, depois, adicionada poa de fuso. Soldagem de magnsio Muitas partes de aeronaves so construdas em magnsio devido sua leveza, resistncia e excelente facilidade de trabalho. Este metal pesa apenas 2/3 do peso do alumnio e, como o alumnio, quando puro, muito macio. Por

essa razo, ele geralmente ligado ao zinco, mangans, estanho, alumnio ou combinaes desses metais. O reparo do magnsio por soldagem limitado por dois fatores: 1) Se o magnsio usado como membro estrutural, ele geralmente sofre tratamento trmico e, como o alumnio, a seo soldada nunca fica com a mesma resistncia do metal original. (como regra, as falhas no ocorrem na rea soldada, mas em reas adjacentes solda, porque o calor aplicado ao metal enfraquece a estrutura granular naquelas reas.) 2) necessrio usar fluxo em todas as soldagens de magnsio, e remov-lo do metal aps a soldagem, ou ele provocar corroso. O tipo de junta fica limitado queles tipos que no prendem o fluxo - por isso, somente juntas de topo podem ser feitas. O magnsio no pode ser soldado a outros metais, e ligas fundidas de magnsio no so consideradas adequadas para soldas que sofrem estresse. Se for necessrio soldar magnsio de vrias espessuras, a parte mais grossa deve ser pr-aquecida. A vareta de enchimento deve possuir a mesma composio do metal base e produzida pelo fabricante para fundir-se a sua liga. A vareta de enchimento vem com uma proteo que deve ser retirada antes do uso. O mtodo de preparao da junta de topo depende da espessura do metal. Folhas de liga de magnsio at 0,040 polegadas de espessura devem ser flangeadas em ngulo at 3/32 da polegada como mostrado na Figura 6-19. Juntas de topo em metal de 0,040 a 0,125 polegadas no so nem flangeadas, nem chanfradas, mas deve-se manter um espaamento de 1/16 da polegada entre as bordas da junta. Para juntas de topo em metal mais espesso que 0,125 polegadas, cada uma das bordas deve ser chanfrada a 45, para formar um "V" de 90. Deve-se manter um espaamento de 1/16 da polegada entre as bordas da junta, para metal de 0,125 a 0,250 polegada de espessura, e 1/8 da polegadas de espao para metal mais grosso que 0,250 polegadas (Figura 6-19). Removemos o leo ou a graxa com um solvente adequado, e ento usamos uma escova metlica ou uma lixa para polir o metal at uma distncia de 3/4 da polegada da rea soldada.

Figura 6-19 Preparao das bordas para a soldagem de chapas de magnsio. Uma vareta de enchimento do mesmo material que a base deve ser selecionada. Tanto a vareta como ambos os lados da junta devem ser cobertos com fluxo. Usamos uma chama neutra ou levemente carburante; a seguramos em um ngulo chato com a pea, para evitar a queima do metal. Recomenda-se duas tcnicas no uso da vareta. Um mtodo requer que a vareta seja mantida na poa de fuso todo o tempo, o outro mtodo o mesmo usado para soldagem de alumnio. prefervel fazer a soldagem de uma s vez, mas se ocorrer oxidao, a soldagem deve ser interrompida, e a solda, raspada antes de continuar. As bordas da junta devem ser ponteadas nas extremidades em intervalos de 1/2 a 3 polegadas, dependendo do formato e espessura do metal. A soldagem deve ser efetuada to rpido e com pouco calor quanto possvel. Qualquer deformao ou empenamento pode ser consertado enquanto o metal estiver quente, batendo com um macete macio. O metal deve esfriar devagar. Quando a solda estiver fria o bastante para ser manuseada, as partes acessveis devem ser suavemente esfregadas com uma escova de cerdas e gua quente, para remover o fluxo. A pea dever ser mergulhada em gua quente (160 a 200F) para que o fluxo que no foi removido pela escova se solte na gua e bie. Quando o banho terminar, a pea deve ser mergulhada em uma soluo de cido ctrico a 1% por aproximadamente 10 minutos. Aps o banho de cido ctrico, a pea deve ser bem drenada e enxaguada em gua fresca.

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A pea deve ser seca rapidamente para evitar oxidao. TITNIO

duzido a ductibilidade de certas ligas de titnio que recebem alto tratamento trmico, gerando uma condio inaceitvel. Equipamento

A soldagem de titnio no tem uma aplicao to ampla quanto o ao, por isso este manual no se aprofundar no tratamento do titnio. Soldagem de titnio O titnio pode ser soldado por fuso com 100% de eficincia utilizando a tcnica de soldagem por arco voltaico, que em muitos aspectos, so bem semelhantes s usadas para outros metais. Para que a soldagem de titnio seja bem feita necessrio que certas caractersticas sejam entendidas: 1. O titnio e suas ligas esto sujeitos a severa fragilizao com relativamente baixos teores de certas impurezas. O oxignio e o nitrognio, mesmo em quantidades to baixas quanto 0.5% enfraquecem tanto uma solda que ela se torna imprestvel. Na medida em que o titnio aquecido at seu ponto de fuso, ele absorve oxignio e nitrognio da atmosfera. Para conseguir soldar o titnio, a rea da soldagem deve ser coberta com um gs inerte, tal como o argnio ou o hlio. 2. A limpeza muito importante, uma vez que o titnio reage muito facilmente com a maioria dos materiais. O metal e a rea da soldagem devem estar limpos e livres de poeira, graxa e outros contaminantes. O contato com blocos cermicos e outros materiais estranhos deve ser evitado durante a soldagem. Eletrodos revestidos para soldagem por arco voltaico e outros componentes para fluxo causam contaminao e enfraquecimento. 3. O titnio, quando ligado excessivamente com outros metais estruturais, reduz sua ductibilidade e sua resistncia ao impacto, devido formao de compostos intermetlicos frgeis e excessivos endurecedores de soluo slida. 4. Qualquer ciclo de soldagem por fuso, resulta em uma zona de solda contendo material fundido. Adicionalmente, o alto calor ter re6-18

Tanto o eletrodo no consumvel como o consumvel, usados em equipamento para arcovoltaico, podem ser usados na soldagem a fuso do titnio. Qualquer que seja o tipo usado, a solda deve ser protegida por uma cobertura de gs inerte, tal como o argnio ou o hlio. O titnio pode ser ponteado com qualquer mquina que tenha um controle preciso sobre os 4 parmetros principais da solda ponteada: a amperagem da corrente de soldagem, a durao da corrente de soldagem (a 60 ciclos por segundo), a fora aplicada aos eletrodos (libras por polegada quadrada), e a geometria do eletrodo. A complexidade do processo de soldagem do titnio, e sua limitada aplicao, fora das oficinas de fabricao especializadas em titnio, no justificam um tratamento detalhado neste manual. A discusso precedente sobre a soldagem de titnio foi extrada do "Titanium Welding Techniques", publicado pela "Titanium Metals Corporation of America". CORTE DE METAIS UTILIZANDO O OXIACETILENO Este processo consiste fundamentalmente na queima ou oxidao rpida do metal em uma rea localizada. O metal aquecido ao rubro (1400 a 1600F), que a temperatura de ignio, e um jato de oxignio em alta presso direcionado contra ele. Esse jato de oxignio combina-se com o metal quente e forma um xido intensamente quente. O xido derretido soprado para baixo pelos lados do corte, aquecendo o metal em seu trajeto at a temperatura de ignio. O metal, assim aquecido, tambm queima-se formando um xido que soprado para fora, pelo lado inferior da pea. A ao precisamente aquela que o maarico realiza quando o bico misturador substitudo por um bico de corte, ou quando um maarico especial para corte utilizado. A Figura 6-20 mostra um exemplo de um maarico de corte. Ele possui as vlvulas de agulha, para oxignio e acetileno, que controlam

o fluxo dos dois gases. Muitos maaricos de corte possuem duas vlvulas de agulha para o oxignio, para que possa ser feito um ajuste mais fino de chama neutra.

Figura 6-20 Maarico de corte. MTODOS DE BRASAGEM O termo "brasagem" refere-se a um grupo de processos de juno de metais, nos quais o material adesivo um metal no-ferroso ou uma liga, com ponto de fuso maior que 800F, porm menor que o ponto de fuso do metal a ser soldado. A brasagem inclui a solda de prata, tambm chamada soldagem dura, brasagem de cobre e brasagem de alumnio. A brasagem requer menos calor que a soldagem por fuso, e pode ser usada para unir metais que seriam danificados por altas temperaturas. Contudo, devido baixa resistncia das juntas brasadas, esse processo no empregado em reparos estruturais de aeronave. Durante a deciso quanto a utilizao da brasagem, devese lembrar que um metal que ser submetido a altas temperaturas em condies normais de uso, no deve ser brasado. Como a definio de brasagem pede, as partes dos metais da base no so fundidas. O metal de brasagem adere aos metais base por atrao molecular e penetrao intergranular, ele no se fundir, se amalgamar com eles. Na brasagem, as bordas das peas a serem unidas so geralmente chanfradas como na soldagem (por fuso) de ao. As superfcies adjacentes devem ser limpas de sujeira ou poeira. As partes a serem brasadas devem ser unidas bem presas, para evitar qualquer movimento relativo. A junta brasada mais forte aquela em que o metal de enchimento derretido absorvido por capilaridade, sendo assim as bordas devem estar bem encaixadas.

Um fluxo de brasagem necessrio para obter uma boa unio entre o metal base e o metal de enchimento. Um bom fluxo para brasagem de ao uma mistura contendo duas partes de brax e uma parte de cido brico. A aplicao do fluxo pode ser em forma de p ou dissolvido em gua quente em uma soluo muito saturada. Uma chama neutra deve ser usada, movida suavemente em um sentido semicircular. O metal base deve ser pr-aquecido vagarosamente com uma chama fraca. Quando ele atinge uma colorao vermelho-escura (no caso do ao), a vareta deve ser aquecida at uma cor escura ou prpura, e mergulhada no fluxo. Uma vez que o fluxo adere bastante vareta, no necessrio espalh-lo sobre a superfcie do metal. Uma chama neutra usada para a maioria das aplicaes da brassagem. Contudo, uma chama ligeiramente oxidante deve ser usada quando se usam varetas de ligas zinco/cobre, cobre/zinco/silcio, ou cobre/zinco/nquel/silcio. Quando brasamos alumnio, ou suas ligas, preferimos uma chama neutra, porm se fica difcil, utilizamos uma chama ligeiramente redutora, ao invs de uma chama oxidante. A vareta de enchimento pode, agora, ser aproximada da chama do maarico, fazendo com que o bronze derretido flua sobre uma pequena rea da junta. O metal de base deve estar na temperatura de fuso do metal de enchimento antes que ele flua pela junta. O metal de brassagem derrete quando aplicado ao ao, e escorre entre a junta por atrao capilar. A vareta deve continuar a ser adicionada medida que a brassagem prossegue, com uma ao rtmica de introduo, de forma que o cordo fique com uma largura e uma altura uniformes. O servio deve ser completado rapidamente, e com poucos passes, se possvel, da vareta e do maarico. Quando o servio termina a solda esfria vagarosamente. Depois de esfriar, removemos o fluxo das peas, imergindo-as por 30 minutos em uma soluo alcalina. Solda de prata O principal uso da solda de prata em aviao na fabricao de linhas de oxignio de alta presso, e outras partes que devem suportar6-19

vibrao e altas temperaturas. A solda de prata usada extensivamente para unir cobre e suas ligas, nquel e prata, bem como vrias combinaes desses metais, e peas finas de ao. A solda de prata produz juntas mais fortes que as produzidas por outros processos de brassagem. necessrio usar fluxo em todas as soldas de prata devido necessidade de ter um metal base quimicamente limpo, sem o menor vestgio de xido que possa evitar que a solda de prata entre em contato ntimo com o metal base. A junta deve estar fisicamente limpa, o que quer dizer que ela deve estar livre de toda sujeira, graxa, leo e/ou tinta, e tambm quimicamente limpa. Depois de remover a sujeira, graxa, e/ou tinta, qualquer xido deve ser removido, esmerilhando ou limando a pea at que o metal brilhe. Durante a soldagem, o fluxo continua o processo de manter o xido afastado do metal, e ajuda no ritmo da soldagem. Na Figura 6-21, trs tipos de juntas para solda de prata so mostradas: Juntas flangeadas, juntas sobrepostas e juntas de aresta, nas quais o metal pode formar uma junta mais grossa que o metal base. Elas formam o tipo de junta que suportar todos os tipos de esforos. Se for usada uma junta sobreposta, a largura da sobreposio depender da resistncia desejada na junta. Para uma resistncia igual do metal base na zona aquecida, a quantidade de sobreposio dever ser de 4 a 6 vezes a espessura do metal, para chapas e tubos de pequeno dimetro.

Quando ambas as partes do metal base esto na temperatura certa (indicada pelo fluxo), a solda pode ser aplicada superfcie da juno. necessrio direcionar simultaneamente a chama sobre a junta, e mant-la em movimento, de forma que o metal base mantenha a temperatura por igual. SOLDAGEM MACIA usada principalmente para cobre, lato e ferro revestido, em combinao com junes mecnicas; ou seja, juntas rebitadas, parafusadas ou dobradas. tambm usada onde se deseja uma junta prova de vazamentos, e algumas vezes em juntas de encaixe para promover rigidez e evitar corroso. A soldagem macia geralmente usada em servios de reparo bem menores. Esse processo tambm usado para unir condutores eltricos. Ele forma uma forte unio com baixa resistncia eltrica. A solda macia cede gradualmente sob a aplicao de uma carga constante e, no deve ser usada, a menos que as cargas transmitidas sejam muito pequenas. Ela nunca deve ser usada como meio de unio entre membros estruturais. Usa-se um ferro de soldar. Ele age como uma fonte de calor para a operao de soldagem. A ponta feita de cobre, uma vez que esse metal absorve e transmite o calor rapidamente. A Figura 6-22 mostra exemplos de ferros de soldar e suas pontas.

Figura 6-21 Soldagem de juntas com prata. A chama de oxiacetileno para solda de prata deve ser neutra, porm pode conter um leve excesso de acetileno, e deve ser suave. Durante tanto o pr-aquecimento como a aplicao da solda, a ponta do cone interno da chama deve ser mantido a 1/2 polegada do servio. A chama deve ser mantida em movimento, de forma que o metal no fique superaquecido.

Figura 6-22 Ferros de soldar com bico de cobre e eltrico. Para estanhar o cobre ele primeiramente aquecido ao rubro brilhante, depois a ponta limpa com uma lima at ficar lisa e brilhante. No deve haver sujeira ou pontos em sua superfcie. Depois disto, ele deve ser suficientemente reaquecido para derreter a solda, e ser quimicamente limpo, esfregando-o em um bloco de cloreto de amnia. A seguir, aplica-se solda

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ponta e limpa-se com um pano limpo. As duas ltimas operaes podem ser combinadas derretendo-se algumas gotas de solda sobre um bloco de cloreto de amnia (composto de limpeza) e, depois, esfregando o ferro de soldar sobre o bloco at que a ponta fique bem revestida com a solda. Um ferro estanhado possui um filme ininterrupto de solda sobre toda a superfcie de sua ponta. As soldas macias so principalmente ligas de estanho e chumbo. As percentagens de estanho e chumbo variam consideravelmente, com uma correspondente mudana em seus pontos de fuso, variando entre 293 e 592F. Solda "meio-a-meio" (50-50) uma solda de uso geral e mais freqentemente usada. Ela contm propores iguais de estanho e chumbo e derrete a aproximadamente 360F. A aplicao da solda derretida requer mais cuidados do que aparenta. As partes devem ser travadas juntas, ou seguras mecanicamente ou manualmente, durante a fixao. Para fixar a junta, o ferro quente tocado em uma barra de solda, ento, as gotas de solda aderidas ao ferro so usadas para fixar a junta em alguns pontos. O filme de solda entre as superfcies de uma junta deve ser mantido fino para que a junta fique mais forte. Um ferro de soldar, quente e bem estanhado deve ser segurado de forma que sua ponta encoste na junta do metal, enquanto o verso da ponta faz ngulo de 45 com a superfcie, e uma barra de solda encosta na ponta do ferro. medida que a solda derrete, o ferro movido devagar ao longo da junta. Tanta solda quanto necessrio adicionada sem remover o ferro de soldar da junta. A solda derretida deve escorrer entre as superfcies das duas chapas e cobrir toda a largura da junta. O servio deve progredir ao longo da junta, to rpido quanto a solda que fluir para dentro dela. SOLDAGEM POR ARCO VOLTAICO um processo de fuso baseado no princpio de gerao de calor atravs de um arco eltrico, saltando atravs do ar para completar um circuito eltrico. Esse processo desenvolve um calor consideravelmente maior que a chama de oxiacetileno. Em algumas aplicaes, ele alcana a temperatura de aproximadamente 10.000F.6-21

Como variantes do processo, existem: a soldagem por arco metlico, a soldagem por gs inerte (hlio) e a soldagem multi-arco. Os processos por arco metlico e hlio possuem a mais larga aplicao na manuteno de aeronaves. O circuito de soldagem (Figura 6-23) consiste em: uma mquina de solda, dois cabos condutores, uma garra para eletrodo, um eletrodo e a pea a ser soldada. O eletrodo, que seguro pela garra, conectado a um dos cabos, a pea a ser soldada conectada ao outro cabo. Quando o eletrodo tocado na pea a ser soldada, o circuito eltrico completado e a corrente flui. Quando o eletrodo afastado do metal, forma-se um intervalo de ar entre o metal e o eletrodo. Se esse intervalo tiver o tamanho adequado, a corrente eltrica ir saltar esse intervalo formando uma centelha eltrica constante, chamada arco voltaico.

Figura 6-23 Circuito tpico de soldagem por arco metlico. Soldagem por arco metlico Esse processo usado principalmente para soldagem de aos de baixa liga ou baixo carbono. Contudo, muitos metais no-ferrosos, tais como as ligas de alumnio e nquel, podem ser soldados usando-se este mtodo. Para formar um arco entre o eletrodo e o metal, o eletrodo aplicado ao metal e imediatamente afastado. Isso inicia um arco de calor intenso. Para manter o arco entre o eletrodo e o metal, o eletrodo deve ser consumido numa razo uniforme ou mantendo uma distncia constante do metal medida em que derrete. A soldagem por arco metlico um pro-

cesso de soldagem por fuso sem presso, que desenvolve o calor da soldagem atravs de um arco produzido entre um eletrodo metlico e a pea a ser soldada. Sob o intenso calor desenvolvido pelo arco, uma pequena parte do metal base, ou pea a ser soldada elevada ao ponto de fuso instantaneamente. Ao mesmo tempo, a ponta do eletrodo metlico tambm derretida, e pequenos glbulos de gotas do metal derretido passam atravs do arco para o metal base. A fora do arco carrega os glbulos do metal derretido diretamente para a poa formada no metal base, e, assim, o metal de enchimento adicionado pea que est sendo soldada. Movendo-se o eletrodo ao longo da junta e em direo pea, uma quantidade controlada de metal de enchimento pode ser depositada no metal base para formar um cordo de solda. No instante em que o arco formado, a temperatura da pea no ponto de soldagem chega a aproximadamente 6.500F. Esse enorme calor concentrado em um ponto da soldagem e na ponta do eletrodo, e derrete simultaneamente a ponta do eletrodo e uma pequena parte da pea, formando uma poa

de metal fundido, comumente chamada de cratera. O calor gerado concentrado, e causa menos deformaes e empenamentos que a soldagem a gs. Essa localizao do calor vantajosa quando se solda rachaduras em peas com tratamento trmico, e quando se solda em locais muito prximos. Soldagem a arco com camada de gs Uma boa solda possui as mesmas qualidades do metal base. Tal solda feita sem que a poa de fuso seja contaminada pelo oxignio e pelo nitrognio da atmosfera. Na soldagem a arco com camada de gs, usa-se um gs como escudo protetor ao redor do arco, evitando que a atmosfera contamine a solda. O objetivo original desse tipo de soldagem a aplicao em metais resistentes corroso, e a outros, difceis de soldar. Hoje os diversos tipos deste processo esto sendo aplicados a todos os tipos de metais. Veja a figura 6-24 quanto a aplicaes tpicas.

Figura 6-24 (A) Processos de soldagem a arco com camada de gs. A facilidade de operao, a maior velocidade de soldagem e a superioridade da solda, levaro substituio da soldagem por oxiacetileno e por arco-voltaico, pela soldagem a arco com camada de gs. Vantagens O gs protetor exclui a atmosfera da poa de fuso. A solda resultante mais forte,6-22

mais dctil e mais resistente corroso. A soldagem de metais no-ferrosos no requer o uso de fluxo. Isso elimina a remoo do fluxo, ou a formao de bolhas de gs ou a incluso da escria Uma outra vantagem, que pode-se fazer uma solda mais limpa e perfeita, porque h menor liberao de fumaa e, tambm, h menos centelhas a controlar. A solda pode ser observada todo o tempo.

Figura 6-24 (B) Soldagem semi-automtica.

Figura 6-25 Equipamento tpico de soldagem TIG.

Figura 6-24 (C) Um dos muitos tipos de soldagens automticas. A interferncia na solda mnima, por isso o acabamento requerido mnimo ou nenhum. Esse processo no distorce o metal base prximo solda. Uma soldagem completa limpa e livre das complicaes, geralmente encontradas em outras formas de soldagem a gs ou por arco metlico. Soldagem de tungstnio a gs inerte (TIG) Nesse tipo de soldagem usa-se um eletrodo quase no-consumvel de tungstnio (Figura 6-25) para provocar o arco voltaico. Durante o ciclo de soldagem, uma camada de gs inerte expele o ar da rea de soldagem, e evita a oxidao do eletrodo, da poa e da zona aquecida ao redor. Na soldagem TIG, o eletrodo usado apenas para criar o arco. Se for preciso um metal adicional, usa-se uma vareta de enchimento do mesmo modo que na soldagem a oxiacetileno.

Figura 6-26 Equipamento tpico de soldagem MIG. O tipo de gs usado na soldagem TIG depende do metal a ser soldado. Usa-se argnio, hlio, ou uma mistura destes dois gases. O argnio mais usado que o hlio por ser mais barato. Alm do custo, o argnio preferido por outros motivos. Por ser mais pesado prov uma proteo melhor. Proporciona uma ao de limpeza melhor durante a soldagem de alumnio e magnsio. O arco voltaico mais constante e suave. Arcos de soldagem vertical ou sobrecabea so mais facilmente controlados. Arco voltaico mais fcil para o inic e para uma determinada soldagem, pois a solda produzida mais fina, com uma menor zona aquecida. O hlio usado primariamente em mquinas de soldagem TIG, ou durante a soldagem de peas pesadas com alta condutividade trmica. O arco voltaico maior com o uso do hlio, por isso um menor fluxo de corrente gera a mesma potncia de arco.

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Soldagem a arco metlico com gs inerte (MIG) Com a substituio do eletrodo de tungstnio usado na TIG por um eletrodo metlico consumvel de alimentao contnua, o processo de soldagem se transforma em soldagem a arco metlico com gs inerte. (Figura 626). O fio de eletrodo alimentado continuamente atravs do centro do maarico, em uma velocidade pr-ajustada; o gs de proteo alimentado atravs do maarico, cobrindo completamente a poa da solda com um escudo de gs. Isto tende a completar a automao do processo de soldagem. Quando se utiliza uma mquina de solda a energia, o fluxo de gs, a alimentao do fio de eletrodo e o deslocamento sobre a pea so pr-ajustados. Na soldagem semi-automtica, o operador controla apenas o deslocamento sobre a pea. O argnio o gs mais comumente usado. Alguns metais utilizam pequenas quantidades de hlio ou oxignio. O ao com baixo carbono utiliza dixido de carbono ou argnio, mais 2% de oxignio. Soldagem a arco de plasma A soldagem a arco de plasma um processo que utiliza um ncleo central a altssimas temperaturas, cercado por um revestimento de gs de carvo. O calor requerido para a fuso gerado por um arco eltrico, que foi altamente amplificado pela injeo de um gs no fluxo do arco. O arco superaquecido, em forma de coluna, concentrado em um feixe estreito, e, quando direcionado para o metal, torna possveis soldas de topo de at 1/2 polegada de espessura ou mais, de uma s passada, sem preparao das bordas ou o uso de varetas de enchimento. Em muitos aspectos a soldagem por plasma pode ser considerada uma extenso da soldagem TIG convencional. Na soldagem por arco de plasma a coluna de arco contrada, e essa contrao que produz a altssima razo de transferncia de calor. O arco de plasma realmente se transforma em um jato de alta densidade de corrente. O gs do arco ao chocar-se com o metal corta-o, produzindo um pequeno furo que carregado ao longo da junta soldada.6-24

Durante esta ao de corte, o metal derretido em frente ao arco flui ao redor da coluna do arco, e ento se junta imediatamente atrs do furo atravs de foras de tenso na superfcie e da formao do cordo de solda. O plasma geralmente considerado o quarto estado da matria. Os outros 3 so: slido, lquido e gasoso. O plasma gerado quando um gs aquecido a alta temperatura e transforma tomos neutros e eltrons negativos em ons positivos. Quando a matria passa de um estado para outro gera calor latente. Em um maarico de plasma o eletrodo fica localizado dentro do bico. O bico possui um orifcio relativamente pequeno que contrai o arco. O gs a alta presso flui atravs do arco onde aquecido faixa de temperatura do plasma. Uma vez que o gs no consegue expandir-se devido a construo do bico, ele forado atravs do orifcio, e emerge em forma de jato supersnico. Esse calor derrete qualquer metal conhecido, e sua velocidade sopra o metal derretido para dentro da rachadura (Figura 6-27).Eletrodo de tungstnio

Figura 6-27 Soldagem a arco de plasma. TCNICAS E SOLDAGEM PROCEDIMENTOS DE

O primeiro passo na preparao para uma soldagem a arco voltaico certificar-se que o equipamento necessrio est disponvel, e que a mquina de solda est corretamente conectada e em boas condies. Deve-se ter especial ateno quanto ao aterramento, uma vez que um aterramento deficiente vai gerar um

arco flutuante, que difcil de controlar. O eletrodo deve ser fixado sua garra em ngulo reto com a boca. Eletrodos revestidos tm uma ponta sem revestimento para prover um bom contato eltrico. A garra do eletrodo deve ser segurada com cuidado para evitar o contato acidental com a bancada ou a pea, uma vez que tal contato pode gerar um ponto de solda. Antes de comear a soldagem, deve-se checar a seguinte lista de itens: 1) A mquina de solda est em ordem? 2) Todas as conexes foram adequadamente feitas? O aterramento foi adequadamente feito? 3) O tamanho e o tipo correto de eletrodo foi escolhido? 4) O eletrodo est bem encaixado na garra? 5) Voc est usando roupas protetoras adequadas e em boas condies? 6) A pea metlica est limpa? 7) A polaridade da mquina coincide com a do eletrodo? 8) A mquina est ajustada para fornecer a corrente necessria formao do arco? O arco de soldagem iniciado tocandose a chapa com o eletrodo e afastando-o imediatamente para uma pequena distncia. No momento em que o eletrodo tocar a placa, uma corrente de eltrons flui atravs do ponto de contato. Quando o eletrodo afastado, formase um arco eltrico, derretendo um ponto no metal base e na ponta do eletrodo. A principal dificuldade encontrada pelo principiante na formao do arco o congelamento; ou seja, o eletrodo fica preso pea. Se o eletrodo no afastado rapidamente aps o contato com o metal, a alta amperagem flui atravs do eletrodo e, praticamente, h um curto-circuito na mquina de solda. A alta corrente derrete o eletrodo ao tocar na chapa antes que ele possa ser afastado. H dois mtodos semelhantes de formar o arco. O primeiro atravs do toque, ilustrado na Figura 6-28, e o segundo atravs de um risco, mostrado na Figura 6-29. Quando usar o mtodo de toque, o eletrodo deve ser segurado na posio vertical, e baixado, at que fique a uma polegada acima do ponto onde o arco deve ser iniciado. Ento o eletrodo tocado muito gentilmente e ligeira6-25

mente na pea, usando um movimento para baixo do punho, seguido imediatamente pelo afastamento do eletrodo para formar um arco longo (aproximadamente 1/8 a 3/16 da polegada de comprimento). Para formar o arco atravs de um risco, o eletrodo movido para baixo at ficar bem prximo do metal, formando um ngulo de 20 a 25, como ilustrado na Figura 629.

Figura 6-28 Incio do arco no mtodo de toque.

Figura 6-29 Incio do arco no mtodo do risco. O arco deve ser formado, como um risco rpido, arranhando o metal com a ponta do eletrodo em um movimento do punho. O eletrodo imediatamente afastado para formar um arco longo. O motivo de formar um arco excessivamente longo, imediatamente aps o toque, prevenir as grandes gotas de metal, passando atravs do arco neste momento, curto-circuitando o arco e causando o congelamento.

Para formar um cordo uniforme, o eletrodo deve ser movido ao longo da chapa a uma velocidade constante, em adio ao movimento para baixo medida que o eletrodo consumido. A razo de avano, se muito pequena, formar um cordo largo resultando em sobreposio, sem fuso nas bordas. Se a razo de avano for muito grande, o cordo ser muito fino com pouca ou nenhuma fuso na chapa. Quando o avano correto feito, no ocorre sobreposio, e assegura-se uma boa fuso. Durante o avano do eletrodo ele deve ser mantido a um ngulo de aproximadamente 20 a 25 na direo do percurso, como ilustrado na Figura 6-30.

Figura 6-31 Recomeando o arco. SOLDAGEM COM PASSE MLTIPLO A soldagem de sulcos e frisos em peas pesadas, geralmente requer o depsito de um certo nmero de camadas para complet-la. importante que as camadas sejam depositadas em uma pr-determinada seqncia para produzir a melhor solda, com as melhores propores. O nmero de camadas ou cordes , logicamente, determinado pela profundidade da pea a ser soldada. A seqncia de deposio dos cordes determinada pelo tipo de junta e pela posio do metal. Toda a escria deve ser removida de cada cordo, antes que o prximo cordo seja depositado. Uma soldagem tpica de um sulco por passe mltiplo em uma junta de topo mostrada na Figura 6-32.

Figura 6-30 ngulo do eletrodo. Se o arco for interrompido durante a soldagem, forma-se uma cratera no ponto onde o arco terminou. O arco pode ser interrompido, alimentando-se o eletrodo muito devagar ou rapidamente, ou quando o eletrodo deve ser substitudo. O arco no deve ser reiniciado na cratera do cordo interrompido, mas logo aps a cratera, na pea. Ento, o eletrodo deve ser movido para cima da cratera. A partir da a soldagem pode ser continuada, soldando-se atravs da cratera e pela linha de solda, como originalmente planejado. A Figura 6-31 ilustra o procedimento para reiniciar o arco. Todas as partculas de escria devem ser removidas das vizinhanas da cratera antes de reiniciar o arco. Isto evita que a escria fique aprisionada na solda.

Figura 6-32 Mltiplos passes de solda em junta de topo chanfrada.

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Tcnicas de posicionamento da soldagem Cada vez que a posio de uma junta sendo soldada, ou que o tipo da junta mudar, pode ser necessrio mudar um ou uma combinao dos seguintes itens: (1) Valor da corrente, (2) eletrodo, (3) polaridade, (4) comprimento do arco, ou (5) tcnica de soldagem. O valor da corrente determinado pelo tamanho do eletrodo e pela posio da soldagem. O tamanho do eletrodo depender da espessura do metal e da preparao da junta e o tipo do eletrodo depender da posio da soldagem. Os fabricantes especificam a polaridade a ser usada em cada eletrodo. O tamanho do arco controlado pela combinao do tamanho do eletrodo, da posio da soldagem e da amperagem. Uma vez que seria pouco prtico citar todas as variaes possveis ocasionadas pelas diferentes condies de soldagem, somente as informaes necessrias para as posies e soldas mais comumente usadas sero discutidas aqui. Soldagem na posio chata ou plana H 4 tipos de soldas comumente usadas em soldagens na posio chata. So conhecidos como rebordo, ranhura, filete e sobreposta. Cada tipo discutido separadamente nos pargrafos a seguir. Solda de rebordo - Posio plana A soldagem de uma junta de topo quadrada atravs de rebordo, envolve as mesmas tcnicas utilizadas na aplicao de um cordo de solda em uma chapa plana. Juntas de topo quadradas podem ser soldadas em um, dois ou trs passes. Se a junta for soldada com a deposio de um cordo, consegue-se uma fuso completa, soldando-se por um dos lados. Se a espessura do metal impede uma fuso total, soldando-se apenas por um lado, a junta ter que ser soldada por ambos os lados. Quando os metais a serem unidos formam uma junta de topo sem chanfro, so necessrios dois passes. Caso haja um espaamento entre as peas, so necessrios trs passes para completar a solda. No ltimo caso, o terceiro passe feito diretamente sobre o pri-

meiro, cobrindo-o completamente. preciso ter em mente que, cordes de solda, tanto do tipo longarina como do tipo onda, so usados em todos os tipos de juntas soldadas. Mesmo que o cordo no possa ser depositado no mesmo tipo de superfcie, sua ao nas diferentes posies de soldagem e juntas, basicamente a mesma que em uma superfcie metlica plana. As mesmas regras fundamentais aplicam-se quanto ao tamanho do eletrodo e sua manipulao, valores de corrente, polaridade e comprimento do arco. Soldas de rebordo podem ser feitas mantendo-se um arco curto, e soldando em linha reta a uma velocidade constante, com o eletrodo inclinado de 5 a 15 na direo da soldagem. O arco adequado pode ser melhor avaliado atravs de um som agudo de quebra, que ouvido durante todo o tempo em que o eletrodo est sendo movido para e sobre a superfcie da chapa. Algumas das caractersticas de uma boa solda de rebordo so as seguintes: 1) Ela deve deixar pouca rebarba sobre a superfcie da chapa. 2) A cratera do arco, ou depresso, no cordo, quando o arco rompido deve ter aproximadamente 1/16 da polegada de profundidade. 3) A profundidade da cratera no final do cordo pode ser usada como medida da penetrao no metal base. 4) A solda de rebordo deve ser enchida suavemente, sem sobreposies na superfcie da solda, que indicariam uma fuso deficiente. A Figura 6-33 ilustra uma solda de rebordo bem executada.Salpico

Figura 6-33 Solda de rebordo bem feita.

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Solda de ranhura (junta de topo) - Posio plana A soldagem de ranhura pode ser executada tanto em uma junta de topo como em uma junta de canto externo. Uma junta de canto externo corresponde a uma junta de topo em "V" simples, e usa-se a mesma tcnica de soldagem para ambas. Por este motivo, esses dois tipos de juntas so classificadas como soldas de ranhuras. H certos fundamentos que se aplicam s soldas de ranhuras, independentemente da posio da junta. Soldas de ranhuras so feitas em juntas de topo, onde o metal a ser soldado tenha 1/4 da polegada ou mais de espessura. Juntas de topo com espessura menor que 1/4 da polegada no requerem uma preparao especial das bordas, e podem ser unidas com um cordo de solda em um ou ambos os lados. As soldas de ranhura podem ser classificadas em ranhura simples ou ranhura dupla; mesmo que o formato da ranhura seja em V, U, J ou outro qualquer. Independentemente da posio na qual uma solda de ranhura simples seja feita, ela pode ser soldada com ou sem uma contracapa. Caso seja usada uma contra-chapa, a junta pode ser soldada por apenas um lado. Quando se faz uma solda de ranhura simples sem contracapa, se necessrio a soldagem pode ser feita apenas por um lado, apesar de que uma soldagem dupla assegura uma melhor fuso. O primeiro passe da solda pode ser de qualquer um dos lados da ranhura. O primeiro cordo deve ser depositado para estabelecer a distncia entre as duas chapas, e para soldar a raiz da junta. Esse cordo, ou camada de metal soldado deve ser bem limpo para remover toda a escria, antes que a segunda camada de metal seja depositada. Aps a limpeza da primeira camada, cada camada adicional dever ser aplicada com um movimento ondulatrio, e cada uma deve ser limpa antes que a prxima seja aplicada. O nmero de passes requerido para completar a soldagem depender da espessura do metal a ser soldado, e do tamanho do eletrodo a ser usado. Como na solda de rebordo, a ponta do eletrodo deve ser inclinada entre 5 e 15 na direo da soldagem. Soldas de ranhura dupla, so soldadas6-28

por ambos os lados. Esse tipo de solda usada primeiramente em metais pesados para minimizar as distores. Isto melhor realizado alternando o lado da soldagem; ou seja, depositando um cordo em um lado, e depois no outro. Contudo, isto faz com que a pea seja virada diversas vezes (seis vezes para chapas de 3/4 da polegada). A distoro pode ser efetivamente controlada se a pea for virada duas vezes, como segue: (1) Solde a metade dos passes em um dos lados; (2) vire a pea e solde todos os passes do outro lado; e (3) vire novamente a pea e complete os passes no primeiro lado. A raiz de uma solda de ranhura dupla deve ser feita com um cordo estreito, assegurando-se que o cordo est uniformemente fundido em cada uma das faces. Quando alguns passes tenham sido aplicados em um dos lados, a raiz no lado oposto deve ser desbastada at o metal para preparar a ranhura e ento deve-se aplicar um nico cordo de solda. Qualquer solda de ranhura feita em mais de um passe deve ter a escria, os salpicos e o xido cuidadosamente removidos de todas as camada