Aula 1 4 Processos de soldagem - Noções

1. Pontifícia Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia Curso: Engenharia de Controle e Automação Disciplina: Processos de Fabricação Prof. Jorge Marques dos Anjos Aula 14 Processos de soldagem - Noções

2. Introdução • A união de peças pode ser feita por processos de parafusamento, rebitagem, colagem e soldagem, entre outros. • Soldagem é, segundo a definição da American WeldingSociety (AWS), a “operação que visa obter a coalescência (fusão) localizada produzida pelo aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem aplicação de pressão e de metal de adição”

3. Introdução • Soldagem é um processo de união de metais por meio da fusão localizada, seguida de solidificação. • No entanto... • Solda-se também não metais • Processos de soldagem também são usados para deposição de metal sobre uma superfície. • Variações de processos de soldagem são utilizados para corte de metais e não metais e também para o tratamento térmico e termoquímico de superfícies.

4. Principais processos de soldagem • Oxigas • Arco elétrico • Eletrodo revestido • MIG/MAG • TIG • Arco submerso • Plasma • Laser • Feixe de eletrons • Por pressão

5. Terminologia • Soldagem: diz respeito ao processo • Solda: região onde ocorreu o processo de soldagem, caracterizada pela existência de um cordão ou de um ponto. • Metal base: peças que serão soldadas. • Metal de adição: material que será depositado na região de soldagem. • Junta: região onde será aplicada a solda, forma como a solda é realizada. Tipos de Junta: Topo, sobreposta, em ângulo. • Chanfro: abertura que se faz no metal base para garantir adequadamente a soldagem. Tipos de Chanfro: I, ½V, V, K, X, J, U.

6. Terminologia • Cordão: forma geométrica da solda, caracterizado por uma área secional (ou medidas de largura, altura, diâmetro, etc.) e pelo comprimento. • Filete: cordão obtido apenas devido à junção em ângulo, sem a necessidade de chanfro. • Poça de fusão: região que está liquefeita. • Penetração: distância de alcance da fusão do metal base, medida perpendicularmente à superfície soldada. • Zona Termicamente Afetada (ZTA): região não fundida, mas que sofreu alteração na estrutura do material devido à ação do calor de soldagem.

7. Ilustração de processo de soldagem e de solda Fonte: Apostila Soldagem I. P. Mondenesi e P. Marques. UFMG.

8. Processo Oxigás • Processo de soldagem que usa a energia da combustão para promover a coalescência do metal de adição e/ou metal de base. • O principal gás combustível utilizado é o acetileno, devido ao seu poder calorífico superior, mas outros gases podem ser utilizados.

9. Avaliação comparativa entre gases e aplicação ou não de oxigênio comprimido Fonte: apostila de soldagem UFTPR

10. Soldagem Oxiacetilênica Fonte: apostila de soldagem oxiacetilênicaUFTPR

11. Processos a arco elétrico A energia de coalescência é fornecida pelo calor gerado na resistência da condução de gás ionizado. • Eletrodo revestido • MIG/MAG • TIG • Arco submerso

12. Eletrodo Revestido Processo muito flexível: solda diferentes metais, em diferentes posições. Baixa produtividade.

13. Eletrodo Revestido • O eletrodo é formado por uma “alma” de 250 a 500 mm de comprimento (o mais usual é 350 mm), com diâmetro de 2 a 8mm • O revestimento é formado por minerais (argila, fluorestos, carbonatos) ou outros materiais (celulose e ligas metálicas) capazes de melhorar as condições de soldagem

14. Funções do Revestimento • Função elétrica: Tornar o ar entre o eletrodo e a peça melhor condutor, o que permite estabelecer e manter o arco estável. • Função metalúrgica : Formar uma cortina gasosa que envolve o arco e o metal em fusão, impedindo a ação prejudicial do ar (oxigênio e nitrogênio) e também adicionar elementos de liga e desoxidantes, para diminuir as impurezas. • Função física: Guiar as gotas de metal em direção à poça de fusão, facilitando a soldagem nas diversas posições. Atrasar o resfriamento do cordão através da formação da escória, proporcionando melhores propriedades mecânicas à solda.

15. Soldagem com Eletrodo Revestido

16. Operação ER

17. Processo MIG/MAG • A diferença básica em relação ao ER é que no MIG/MAG, a solda é protegida por um fluxo de gás e não pelos gases e líquidos formados pelo revestimento fundido. • Outra diferença é que o eletrodo é na forma de arame , garantindo continuidade da solda por mais tempo. O arame é nu, isto é, não recebe revestimento. • Alta produtividade para chapas finas

18. MIG/MAG - Equipamento

19. Soldagem MIG/MAG

20. Processo TIG • TIG (Tungsten Inert Gas) • Processo de soldagem por arco elétrico, sob proteção gasosa, com eletrodo não consumível de Tungstênio ou ligas deste metal, com ou sem metal de adição.

21. TIG (TungstenInertGas) • GasTungstenArcWelding (GTAW) • Gás inerte: Argônio ou mistura (Ar e He) • Método utilizado para juntas pequenas (inferior a 10mm, comumente 0,2 e 0,3mm) • Utilizado para aços ligas, aços inoxidáveis e ligas não ferrosas • Geralmente é utilizado nos primeiros passes (pequenas espessuras) e depois completa-se a solda com outros processos • O gás não interage com a soldagem e tem a função de proteção da zona de solda

22. TIG (TungstenInertGas)

23. Processo Arco Submerso

24. Processo Arco Submerso • O fluxo é depositado, formando uma camada protetora de material granular sobre a poça e o cordão de solda. • Parte do fluxo funde-se e vira gás ou escória. A parte não fundida é peneirada e volta a ser usada no processo. • O metal de adição é o próprio eletrodo, que pode ter a forma de arame sólido, arame tubular ou fita. • Por estar coberto pelo fluxo, o arco elétrico não é visível. Não há faíscas, respingos ou fumos, exceto nas falhas operacionais do processo.

25. Arco Submerso • Parte do fluxo funde-se e vira gás ou escória. A parte não fundida é peneirada e volta a ser usada no processo. • O metal de adição é o próprio eletrodo, que pode ter a forma de arame sólido, arame tubular ou fita.

26. Arco Submerso - Equipamento

28. Processos a Resistência 4 tipos de soldagem por resistência: • Soldagem por ponto • Soldagem de projeção • Soldagem por costura • Soldagem de topo por resistência

29. Soldagem por Resistência • É a soldagem através da aplicação de pressão entre dois eletrodos não consumíveis, fazendo passar por eles uma alta corrente elétrica (contínua) e fundindo o metal pelo calor provocado pelo efeito joule. • Equação de Joule: Q = R I² t. • Q = Carga térmica • R = Resistência elétrica • I = Corrente elétrica • t = tempo.

30. Soldagem a Resistência • Soldagem por ponto • Soldagem ponto a ponto com eletrodo não consumível

31. Soldagem a Resistência • Soldagem por costura • Soldagem com eletrodo em forma de disco e aplicação de uma seqüência de pulsos de corrente.

32. Soldagem a Resistência • Soldagem por projeção • A projeção em uma das peças formada na usinagem são soldadas pela pressão e corrente aplicada nos pontos de projeção

33. Soldagem a Resistência • Soldagem de topo • Destinada a soldagem de arames e tubos, anéis e tiras da mesma seção transversal