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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