Processos de fabricação II

Fábio Rosa

Introdução ao processo de soldagem

- construção naval

- ferroviária

- aeronáutica

- automobilística

- caldeiraria

- construção civil metálica

- indústria metalúrgica, mecânica e elétrica.

Vamos abordar os principais processos, seus materiais e técnicas, de modo que

possamos ter uma boa ideia da importância deles no contexto de indústria metal-

mecânica.

Conhecimento

profundo sobre

soldagem

Soldagem ?

“ Processo de junção de metais por fusão.”

“ Operação que visa obter a união de duas ou mais peças, assegurando, na junta

soldada, a continuidade de propriedades físicas, químicas e metalúrgicas.”

“ Operação que visa obter a coalescência (união) localizada de metais e não-

metais, produzida pelo aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem

aplicação de pressão e/ou metal de adição.” American Welding Society - AWS

Evolução do processo

O primeiro processo de soldagem por fusão com aplicação prática foi patenteado nos Estados

Unidos em 1885. Ele utilizava o calor gerado por um arco estabelecido entre um eletrodo de

carvão e a peça.

Vantagens do processo

União de dois materiais

Grande vantagem

da soldagem

Possibilidade de obter uma união em que os

materiais têm uma conformidade não só

na aparência externa, mas também nas

suas características e propriedades

mecânicas e químicas, relacionadas a sua

estrutura interna.

Versátil

Consegue atingir um custo competitivo quando comparado com outros processos de

fabricação.

Desvantagens

Os processos de soldagem são baseados na energia térmica ou mecânica.

Efeitos metalúrgicos

Efeitos mecânicos

Terminologia da soldagem

Soldagem

Solda

Metal da base

Metal da adição

Poça de fusão

Junta Chama-se junta a região onde as peças serão unidas pelo

processo de soldagem

O posicionamento das peças para a união determina os vários tipos de juntas

Chanfro

Muitas vezes, as dimensões das peças, a facilidade de movê-las e as

necessidades de projetos exige uma preparação especial das peças a serem

soldadas.

Posição da soldagem

A posição da peça a ser soldada e do eixo da solda determina a posição de soldagem.

A posição de

soldagem tem

grande influência

sobre o grau de

dificuldade e

consequentemente

na produtividade.

De acordo com a forma que é executada, a soldagem pode ser classificada como:

Manual

Semi - automática

Mecanizada

Automática

Toda operação é realizada e controlada manualmente pelo soldador

Controle automático da alimentação do metal de adição. Controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu deslocamento.

Controle automático da alimentação do metal de adição e controle automático do cabeçote de soldagem. Posicionamento, acionamento e supervisão da operação sob responsabilidade do operador de soldagem.

Controle automático de todas as operações necessárias. Sistemas dedicados e sistemas com robôs.

Formação da junta de uma solda

Nesta situação cada átomo está em sua condição de energia mínima, não tendendo a se ligar com nenhum átomo extra.

De uma forma simplificada, uma peça metálica é formada por um grande número de átomos dispostos em um arranjo espacial característico (estrutura cristalina).

Átomos localizados no interior desta estrutura são cercados por um número de vizinhos mais próximos, posicionados a uma distância ro, na qual a energia do sistema é mínima.

Assim, aproximando-se duas peças metálicas a uma distância suficientemente pequena

para a formação de uma ligação permanente, uma solda entre as peças seria formada.

Na superfície do sólido esta situação não se mantém., pois os átomos estão ligados a

menos vizinhos, possuindo, portanto um maior nível de energia do que os átomos no seu

interior.

Esta energia pode ser reduzida quando os átomos superficiais se ligam a outros.

A explicação para isto está na existência de obstáculos que impedem uma aproximação

efetiva das superfícies até distâncias da ordem de ro.

- As superfícies metálicas estão normalmente recobertas

Obstáculos

- Rugosidade

Soldagem: Condições imprescindíveis

Pressão

Consiste em deformar as superfícies de contato permitindo a aproximação dos átomos a

distâncias da ordem de ro.

Calor

Baseia na aplicação localizada de calor na região de união até a sua fusão e do metal de

adição (quando este é utilizado), destruindo as superfícies de contato e produzindo a união

pela solidificação do metal fundido.

Classificação dos processos de soldagem

São classificados baseando-se no método dominante para produzir a solda.

Soldabilidade

Para obter a solda, não basta apenas colocar duas peças metálicas próximas, aplicar calor

com ou sem pressão.

Soldabilidade é a facilidade que os materiais têm de se unirem por meio de soldagem

mantendo as propriedades mecânicas dos materiais originais.

Pouco adianta desenvolver um novo material sem que ele possibilite alcançar boa

soldabilidade. Por isso, os processos de soldagem estão em constante evolução.

O principal fator que afeta a soldabilidade dos materiais é a sua composição química.

Zona Fundida

Zona Termicamente Afetada (ZTA)

Mata junta ou cobre junta

Metalurgia da solda

A Zona Fundida pode ser constituída por um ou mais passes depositados segundo

uma sequência de deposição e organizado em camadas.

Riscos e segurança em soldagem

Manipulação de materiais a temperaturas elevadas, a exposição a uma quantidade

considerável de luz e o contato com partículas metálicas incandescentes projetadas em alta

velocidade (respingos ou salpicos).

Acidente por choque elétrico é um risco sério e constante nas operações de soldagem

baseadas no uso da energia elétrica.

As radiações infravermelha e a ultravioleta são geradas pelo arco elétrico do processo de

soldagem.

Fumos e gases da soldagem podem ser muito prejudiciais à saúde por diversos motivos.

Incêndios e explosões podem ocorrer no ambiente da soldagem