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en ro e ecno og a een ro e ecno og a eGeociênciasGeociências

Departamento de EngenhariaDepartamento de Engenharia

MecânicaMecânica

Soldagem Parte !"Soldagem Parte !"

Pro#essor$ Tiago de Sousa %ntoninoPro#essor$ Tiago de Sousa %ntonino

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Metalurgia daMetalurgia da

SoldagemSoldagem

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&ndice&ndiceRevisão da Metalurgia do Aço Trans#orma'(es no E)uil*brio Fe+Fe,C"

 Trans#orma'(es -sot.rmicas TTT" Trans#orma'(es em /es#riamento Cont*nuo T/C"

Aspectos Térmicos da Soldagem Energia de Soldagem Ciclos T.rmicos /eparti'(es T.rmicas

Zona Fundida e as TransformaçõesAssociadas

/ea'(es 0u*micas %bsor'1o de Gases Dilui'1o

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Zona Termicamente Afetada eTransformações Associadas

Epita2iaCrescimento de Gr1oSegrega'1o

Defeitos Produidos Durante a

SoldagemFragili3a'1o por 4idrogênioFissura'1o a 0uente Tens(es /esiduais

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%spectos T.rmicos da%spectos T.rmicos daSoldagemSoldagemEnergia de Soldagem

v

VI  E    ⋅=η  (Energia por unidade de comprimento)

η → Eficiência TérmicaV → Tensão [ Volts ]I → Corrente [ amperes ]v → Velocidade do Cordão [m/s] 

0 A

VI  E    ⋅=η  (Energia por unidade de área)

 A0 → Área varrida [m2

/s]

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Processo Rendimento Térmico !"#

%rco Submerso S%5" 6789 : 67;8

M-G<M%G GM%5" 67=9 : 67;9

Eletrodo /evestido SM%5" 67=6 : 67;6

 T-G CC+" GT%5" 6796 : 6786

 T-G CC>" GT%5" 67!6 : 6796

?aser ?@5" 67669 : 67=6

Rendimento térmico para alguns processos de soldagem.

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Ciclo T.rmico

Representação esquemática de um ciclo térmico de soldagem.

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 Tc : Temperatura cr*tica7 acima do )ual acorrealgum #enAmeno indeseBvel e2emplo$crescimento de gr1o

tc : Tempo no )ual o material7 na)uele ponto7permanece numa temperatura acima de Tc

elocidade de /es#riamento ϕ" + Este parâmetro .importante na determina'1o da microestrutura em

materiais como os a'os estruturais comuns7 )uepodem so#rer trans#orma'(es de #ase durante ores#riamento Em uma dada temperatura7 avelocidade de res#riamento . dada pela inclina'1oda curva de ciclo t.rmico nesta temperatura

!00 " #00  " Velocidade média no intervalo de temperat$ra de !00 a#00%C&

't!# " Intervalo de tempo no ($al o material )ponto* permanece entre as

temperat$ras !00 e #00%C&

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/eparti'1o T.rmica

Curva de repartição térmica. ! e " → Ener+ia de solda+em&

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Parâmetros )ue -nuenciamParâmetros )ue -nuenciamos Ciclos T.rmicosos Ciclos T.rmicos $ondutividade Térmica da Peça$ Materiais de

menor condutividade t.rmica dissipam o calor porcondu'1o mais lentamente7 tendendo a apresentargradientes t.rmicos mais abruptos no a)uecimento emenores velocidades de res#riamento

estes materiais7 a energia t.rmica . melhoraproveitada para a #us1o locali3ada necessria Hsoldagem

Por outro lado7 materiais de elevada condutividadet.rmica7 como o cobre e o alum*nio7 dissipam

rapidamente o calor7 diIcultando a #us1o locali3ada ee2igindo7 em geral7 #ontes de calor mais intensas ou7em certos casos7 a utili3a'1o de pr.+a)uecimentopara a obten'1o de uma #us1o ade)uada

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%spessura da &unta$ Para uma mesma condi'1o desoldagem7 uma Bunta de maior espessura permite umescoamento mais #cil do calor por condu'1o

%ssim7 )uanto mais espessa a Bunta7 mais rapidamenteesta tender a se res#riar durante a soldagem

'eometria da &unta$ J outro #ator )ue inuencia avelocidade de res#riamento de uma solda de #ormaimportante

Por e2emplo7 esta velocidade ser maior na soldagemde Buntas em T do )ue em Buntas de topo7 )uando asvariveis do processo7 inclusive a espessura doscomponentes da Bunta7 #orem semelhantes

ovamente7 uma maior #acilidade para o escoamentode calor por condu'1o . a e2plica'1o para estatendência

%nergia de Soldagem$ % velocidade de res#riamento dasolda tende a diminuir e a reparti'1o t.rmica a Icar maisaberta com um aumento na energia de soldagem

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Temperatura de Pré(a)uecimento$DeIne+se7 como temperatura de pr.+

a)uecimento7 a temperatura inicial em)ue toda a pe'a ou a parte desta ondea solda ser reali3ada . colocadaantes do inicio da opera'1oComo a energia de soldagem7 a

utili3a'1o de pr.+a)uecimento causauma diminui'1o na velocidade de

res#riamento

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Considera'(es FinaisConsidera'(es Finais

 Tp e ϕ!00,#00%C dependem das propriedadesf-sicas do material.e E cresce a Tp tamém cresce.Tp dimin$i se 1 cresce.!00,#00%C  f)T0*3 se T0  cresce3 !00,#00%C 

dimin$i.e a espess$ra a$menta !00,#00%C a$menta& 

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Par*metro +elocidade deResfriamento

Tempo dePerman,ncia a alta

temperatura

Condutividade 4* ↑ ↓

Espessura 4* ↑ ↓

 Temperatura -nicial 4* ↓ ↑

Energia de Soldagem4*

  ↓ ↑