Treinamento SoldadoresSoldagem
DEFINIÇÃO
"Operação que visa obter a união de duas ou mais peças, assegurando, na junta soldada, a continuidade de propriedades físicas, químicas e metalúrgicas".
Soldagem: Operação que visa a união
Solda: Resultado da operação
Soldabilidade
DEFINIÇÃO
“A facilidade com que uma junta soldada é executada de tal maneira que preencha os requisitos de projeto e qualidade na execução, ou seja a junta soldada deve estar isenta de defeitos que prejudicam a confiabilidade da peça ou equipamento".
SOLDABILIDADE NA EXECUÇÃO
Envolve o processo de soldagem, a habilidade do soldador em soldar nas posições requeridas e diversos materiais, as características geométricas do material a ser soldado.
SOLDABILIDADE METALÚRGICA
Envolve envolve transformações de fase que ocorrem no material durante o aquecimento, a fusão, a solidificação e o seu resfriamento.
SOLDABILIDADE EM SERVIÇO
Envolve a escolha dos materiais de aplicação e procedimentos para a execução e qualidade da soldagem.
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Soldagem por pressão
Este grupo inclui os processos de soldagem por ultra-som, por fricção, por forjamento, por resistência elétrica, por difusão, por explosão, entre outros
Soldagem por resistência
Soldagem por costura (b)
I - corrente de soldagem
Grande variedade de processos
Aplicável a diversos materiais
Operação manual ou automática
Custo, em geral, razoável
DESVANTAGENS
Pode causar distorções e tensões residuais
Requer considerável habilidade do operador
Pode exigir operações auxiliares de elevado custo e duração (ex.: tratamentos térmicos)
Estrutura resultante é monolítica e pode ser sensível a falha total
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
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Soldagem - Terminologia
Consumível de soldagem
É todo o material utilizado na soldagem ou na proteção da mesma
Ex: eletrodo revestido, gases de proteção (argônio, hélio etc.),varetas etc.
Estufas
Dispositivo para armazenamento, secagem e manutenção de consumíveis de soldagem, dotado de termômetro e termostato para controle de temperatura
Eletrodo Revestido
Consumível de soldagem á arco formado por uma alma metálica de aço carbono efervescente e um revestimento de características variáveis
Revestimento
Alma
Metal de Base
É toda liga metálica que será unida pelo processo de soldagem.
Ex.: Chapa, Tubo, peças e componentes de máquinas
Metal de Adição
É todo o material adicional usado para união de metais base.
Ex.: Eletrodo, vareta, fluxo granulado
Metal de solda
É a liga metálica formada pela união do metal de base com o metal de adição.
Metal Base
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Soldagem a Arco Elétrico
O arco elétrico de soldagem consiste de uma descarga elétrica controlada, que é sustentada através de um gás ionizado a alta temperatura chamado plasma, produzindo energia térmica suficiente para fusão localizada do metal-base (designação do material a ser soldado) a ser unido através da soldagem.
MECANISMO
A abertura do arco elétrico para soldagem necessita do aquecimento e do bombardeamento com elétrons do gás que circunda o eletrodo.
A fonte de energia possui uma diferença de potencial característica (tensão em vazio) que favorece a abertura do arco de solda.
Quando o eletrodo toca o metal-base, essa tensão cai rapidamente para um valor próximo do zero (no arco elétrico para soldagem, a descarga elétrica tem baixa tensão e alta intensidade).
A região do eletrodo que tocou o metal-base fica incandescente; os elétrons que são emitidos fornecem mais energia térmica, promovendo a ionização térmica tanto do gás quanto do vapor metálico na região entre o metal-base e o eletrodo.
Obtida a ionização térmica, o eletrodo pode ser afastado do metal-base sem que o arco elétrico seja extinto, mantendo uma distância adequada para a manutenção do ambiente ionizado (arco de solda).
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Soldagem – Processo Eletrodo Revestido
A soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding – SMAW), também conhecida como soldagem manual a arco elétrico, é o mais largamente empregado dos vários processos de soldagem.
A soldagem é realizada com o calor de um arco elétrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metálico revestido e a peça de trabalho.
O calor produzido pelo arco funde o metal de base, a alma do eletrodo e o revestimento.
Quando as gotas de metal fundido são transferidas através do arco para a poça de fusão são protegidas da atmosfera pelos gases produzidos durante a decomposição do revestimento.
A escória líquida flutua em direção à superfície da poça de fusão, onde protege o metal de solda da atmosfera durante a solidificação.
I
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Soldagem: Processo MIG / MAG
(GMAW – Gas Metal Arc Welding), também conhecida como soldagem MIG/MAG (MIG – Metal Inert Gas e MAG – Metal Active Gas)
O arco funde continuamente o arame à medida que este é alimentado à poça de fusão. O metal de solda é protegido da atmosfera pelo fluxo de um gás (ou mistura de gases) inerte ou ativo.
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Processo de solidificação de uma junta soldada
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Metalurgia de Soldagem: Pré-aquecimento
Os metais em sua maioria são bons condutores de calor. Conseqüentemente o calor na região de soldagem é rapidamente transferido por toda a massa envolvida no processo, acarretando um resfriamento relativamente rápido.
Em alguns metais esse resfriamento rápido pode contribuir para a formação de microestruturas prejudiciais na região de soldagem.
O pré-aquecimento da junta a ser soldada é uma maneira de reduzir a taxa de resfriamento do metal.
A temperatura de pré-aquecimento pode variar de 50°C a 540°C, sendo mais comumente aplicada na faixa de 150°C a 200°C.
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As tensões de contração;
A necessidade do pré-aquecimento aumenta com os seguintes fatores:
Teor de carbono do material de base;
Teor de ligas do material de base;
Tamanho da peça;
Metalurgia de Soldagem: Pós-aquecimento
Pós-aquecimento significa o aquecimento da junta soldada imediatamente após a solda ter sido realizada. É bem diferente de outros tratamentos executados após o resfriamento da solda tais como alívio de tensões, revenimento e recozimento.
O pós-aquecimento tem a mesma função do pré-aquecimento:
Manter a temperatura da peça em um nível suficientemente elevado de tal maneira que a junta soldada resfrie lentamente. Assim como no pré-aquecimento, o resultado é uma ductilidade maior na região da solda.
Além do pré-aquecimento e do pós-aquecimento vários outros tratamentos térmicos são empregados em juntas soldadas para influenciar nas propriedades do metal de solda:
Alívio de tensões;
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TRINCAS A QUENTE
A maioria dos aços pode ser soldada com um metal de solda de composição similar à do metal de base. Muitos aços com alto teor de liga e a maioria das ligas não ferrosas requerem eletrodos ou metal de adição diferentes do metal de base porque possuem uma faixa de temperatura de solidificação maior do que outras ligas. Isso torna essas ligas suscetíveis à fissuração de solidificação ou a quente, que pode ser evitada mediante a escolha de consumíveis especiais que proporcionam a adição de elementos que reduzem a faixa de temperatura de solidificação.
TRINCAS INDUZIDAS PELO HIDROGÊNIO
Esse modo de fissuração acontece a temperaturas próximas da ambiente, sendo mais comumente observada na zona termicamente afetada. O hidrogênio é introduzido na poça de fusão através da umidade ou do hidrogênio contidos nos compostos dos fluxos ou nas superfícies dos arames ou do metal de base, resultando em que a poça de fusão e o cordão de solda já solidificado tornam-se um reservatório de hidrogênio dissolvido.
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POROSIDADE
A porosidade pode ocorrer de três modos:
Resultado de reações químicas na poça de fusão, isto é, se uma poça de fusão de aço for inadequadamente desoxidada os óxidos de ferro poderão reagir com o carbono presente para liberar monóxido de carbono (CO);
Pela expulsão de gás de solução à medida que a solda solidifica, como acontece na soldagem de ligas de alumínio quando o hidrogênio originado da umidade é absorvido pela poça e mais tarde liberado;
Aprisionamento de gases na base de poças de fusão turbulentas na soldagem com gás de proteção.
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Causas da porosidade uniforme:
Utilização de eletrodo deteriorado. Para evitar que isto aconteça é necessário que os eletrodos sejam armazenados e conservados de maneira apropriada no almoxarifado ou em uso. O eletrodo utilizado para aço inox tem revestimento básico (baixo hidrogênio) que pega umidade facilmente, sendo necessário protege-lo acondicionando-o em local seco e fechado.
Parâmetros de soldagem errados: polaridade trocada, velocidade excessiva, altura de arco excessiva. Para evitar deve-se corrigir o(s) parâmetro(s) que estiver(em) errado(s).
Material de base sujo. Evita-se o defeito limpando bem o material base.
Grupo de Porosidades
Caso apareça grupo de porosidades no início do cordão de solda, isto ocorreu devido ao fato de utilizar-se de eletrodo com revestimento danificado na ponta.
Os grupos de porosidades podem ocorrer, ainda, devido à variação na corrente elétrica, manchas de tinta, óleo ou sujeira.
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INCLUSÕES NA JUNTA SOLDADA
Nos processos que utilizam fluxo é possível que algumas partículas desse fluxo sejam deixadas para trás, formando inclusões no cordão de solda.
Uma Inclusão de escória geralmente é o resultado de remoção insuficiente da escória do passe anterior.
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FALTA DE FUSÃO E PERFIL DO CORDÃO DESFAVORÁVEL
Esses são defeitos comuns fáceis de se evitar. A causa pode ser uma corrente de soldagem muito baixa ou uma velocidade de soldagem inadequada.
A falta de fusão na parede lateral da junta ou entre passes é provocada pela amperagem demasiadamente baixa, pelo eletrodo fino usado para soldagem de material grosso ou pelo posicionamento errado do eletrodo.
Quando ocorre na raiz, o eletrodo usado é de diâmetro excessivo não permitindo a introdução até o fundo da junta ou é mantido um arco longo demais.
A penetração incompleta pode ocorrer por amperagem baixa, fresta pequena demais ou diâmetro de eletrodo inadequado.
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Soldagem: Descontinuidades em Juntas Soldadas
Causado por amperagem excessiva, arco muito longo ou alta velocidade de tecimento.
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Soldagem: Descontinuidades
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Esse defeito ocorre em chapas grossas como resultado de imperfeições no metal de base acentuadas pelas deformações de soldagem e projeto de junta inadequado.
DECOESÃO LAMELAR
Trincas próximas à ZTA que se propagam na forma de degraus
Soldagem: Descontinuidades
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Soldagem: Descontinuidades
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A sensitização nos aços inoxidáveis é caracterizada por um ataque localizado de contornos de grão. Estes locais apresentam regiões adjacentes empobrecidas em cromo devido a precipitação de fases ricas neste elemento, como os carbonetos de cromo. Caso o teor de cromo desta região fique abaixo de 11%, elas serão corroídas preferencialmente. Este tipo de fragilização ocorre quando o material fica exposto na faixa de temperatura de 600 a 900°C. Nesta condição, a precipitação de carbonetos é bastante favorecida, produzindo a região sensitizada. A figura acima apresenta um esquema da sensitização ocorrendo na zona afetada pelo calor de um cordão de solda.
Soldagem: Descontinuidades
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Soldagem: Descontinuidades
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Ensaios Mecânicos
ENSAIO DE IMPACTO: caracteriza-se por submeter um corpo ensaiado a uma
força brusca e repentina, que deve rompê-lo.
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FINALIDADE DO ENSAIO POR LÍQUIDOS PENETRANTES:
O ensaio por líquidos penetrantes presta-se a detectar descontinuidades superficiais e que sejam abertas na superfície, tais como trincas, poros, dobras, etc., podendo ser aplicado em todos os materiais sólidos e que não sejam porosos ou com superfície muito grosseira.
É muito usado em materiais não magnéticos como alumínio, magnésio, aços inoxidáveis austeníticos, ligas de titânio, e zircônio, além dos materiais magnéticos.
É também aplicado em cerâmica vitrificada, vidro e plásticos.
PRINCÍPIOS BÁSICOS
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Ensaios Não Destrutivos (END): LP
d) Revelação
CONCEITO
O método de ensaio está baseado na geração de um campo magnético que percorre a superfície de um material ferromagnético. Ao aplicar as partículas magnéticas por sobre a peça, estas serão atraídas à localidade da superfície que contiver uma descontinuidade formando assim uma clara indicação de defeito. Pois, as linhas magnéticas do fluxo induzido no material desviam-se de sua trajetória ao encontrar uma descontinuidade superficial ou sub superficial perpendicular as linhas de força.
São detectados defeitos tais como: trincas, inclusões, porosidades, mordeduras ou outras falhas similares.
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CONCEITO
Nesta técnica emite-se uma onda sônica no interior do equipamento e analisa-se a sua resposta. As falhas típicas detectadas por esta técnica são trincas ou vazios internos e superficiais, bem como impurezas internas no metal ou soldas. Além de ser largamente usada na avaliação de espessura. Pode ser usado em materiais metálicos ou não metálicos, numa faixa de espessura entre 2,5 e 254 mm, para valores fora dessa faixa são necessárias técnicas especiais.
Sistema P-Scan, constituído de aparelhagem e acessórios para inspeção automática de chapas, tubulações e soldas.
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CONCEITO
A radiografia foi o primeiro método de ensaio não destrutivo introduzido na indústria para descobrir e quantificar defeitos internos em materiais.
Na técnica uma radiação na forma de raios X, gama ou neutron é introduzida por um lado do material a ser inspecionado e o filme recebe as radiações que atravessam o material do lado oposto. A imagem mostrada no filme é chamada de radiografia. As regiões com falta de material aparecerão no filme com a área mais escuras, devido a menor absorção das radiações. Os raios Gama e X são similares, sendo usados para materiais metálicos. Neutrons são usados para materiais que absorvem mais as radiações, materiais tais como os plásticos, alguns adesivos e a água.
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