Solda Metalúrgica - Exercicios - Engenharia Metalurgica - UFPR, Notas de estudo de . Universidade Federal de Alagoas (UFAL)
Samba_Forever
Samba_Forever5 de Março de 2013

Solda Metalúrgica - Exercicios - Engenharia Metalurgica - UFPR, Notas de estudo de . Universidade Federal de Alagoas (UFAL)

PDF (329.9 KB)
11 páginas
6Números de download
1000+Número de visitas
Descrição
Apostilas e exercicios de engenharia metalúrgica sobre o estudo da solda metalúrgica, perguntas e respostas.
20pontos
Pontos de download necessários para baixar
este documento
baixar o documento
Pré-visualização3 páginas / 11
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Pré-visualização finalizada
Consulte e baixe o documento completo

2ª Lista de Exercícios

Disc: Tecnologia Metalúrgica

1) Cite pelo menos 03 exemplos de processos de soldagem onde ocorre fusão do metal base e do metal de adição e de processos que ocorrem somente fusão do metal base.

Metal Base + Metal de Adição: Eletrodo Revestido, Arco Submerso, MIG/MAG, Arame Tubular, TIG, Oxi-Acetileno, entre outros

Metal Base: Soldagem por Resistência: Ponto, Costura, Pino, Projeção, TIG, Plasma, Oxi- Acetileno, Laser, entre outros

2) Apresente uma definição para a soldagem. Pode ser usada a mesma da American Welding Society.

Processo de união de materiais usado para obter a coalescência (união) localizada de metais e não-metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão e/ou material de adição.

3) Explique o que é soldabilidade. Cite os tipos que existem e discuta a importância de cada um?

Facilidade com que uma junta soldada é fabricada de tal maneira a preencher todos os requisitos de um projeto bem executado. O conceito de soldabilidade pode ser desdobrado em:

Soldabilidade operacional - Está relacionada as facilidades de execução da junta; Está associada às particularidades do processo de soldagem; À habilidade do soldador; As características do material a ser soldado

Soldabilidade em serviço - Está associado ao desempenho e à vida útil da peça soldada.

Está diretamente relacionado a definição do metal de base e de adição e a escolha do melhor procedimento de soldagem, tais como:

docsity.com

Temperatura de pré-aquecimento

Temperatura interpasse

Temperatura de pós-aquecimento

Tratamento térmico pós-soldagem

Soldabilidade metalúrgica - Está associada as transformações de fase que ocorrem: No aquecimento; Fusão; Solidificação; Resfriamento.

Tem relação direta com a natureza do material e com a transferência de calor na junta soldada, podendo afetar o seu desempenho.

A soldabilidade metalúrgica é a que mais diz respeito a metalurgia da soldagem

4) Como se dá a formação do grão a partir da fusão de uma peça decorrente da soldagem?

A formação se dá de 2 formas:

Solida: átomos são fortementes ligados e apresenta grande rigidez

Liquida: Corpo deixa de possuir uma forma própria e ocupa a forma do recipiente

5) Explique o crescimento cristalino epitaxial. Ainda nesta linha, é possível ocorrer nucleação na poça de fusão decorrente da soldagem? Se sim, que tipo de nucleação seria?

Quanto maior a porcentagem do teor do soluto e dependendo do tempo do resfriamento ocorre o crescimento dos cristais de forma equiaxial

A nucleação que ocorre na poça de fusão é de forma homogênea

6) Na análise do balanço de energia em uma soldagem, explique como essa energia é dissipada.

Uma parte é dissipada para a atmosfera sob a forma de calor irradiante.

Pequena parte perde-se por convecção no meio gasoso que protege a poça de fusão.

Somente uma parte é realmente usada.

docsity.com

7) Qual a diferença entre energia e aporte de energia? Explique ainda eficiência de arco.

Energia: pode ser de forma de calor no ciclo da soldagem é um elemento essencial para execução da soldagem

Aporte de energia ou de calor na junta da solda:é a correlação entre a quantidade de energia disponível e a velocidade de avanço da fonte de calor dada em cm/min, pode aporte de energia total ou liquida essa ultima traduz realmente a energia disponível para a soldagem

8) Porque um processo de soldagem como o Laser, com uma eficiência da ordem de apenas 25% apresenta uma potência específica maior que o Processo Eletrodo Revestido?

Potencia especifica é a potencia disponível por unidade de área da fonte disponível com esse dado tem-se que o feixe de um lazer é aproximadamente de 0,1 mm² em quanto de um eletrodo revestido é de 5 a 10 mm² por esse motivo a potencia especifica do lazer é maior que a do eletrodo revestido

9) Explique o conceito de chapa fina e chapa grossa?

Chapa fina → Escoamento de calor em uma junta é bidimensiona.l

Isotermas → Ao longo da espessura da chapa são linhas retas paralelas e perpendiculares a superfície da terra.

Chapa Grossa → Escoamento de calor em uma junta é tridimensional.

Isotermas → Ao longo da espessura da chapa são círculos concêntricos com origem na fonte de calor

10) Calcule a potência (Energia ou QT) necessária para a realização da soldagem de um aço 1020. Calcule também a energia líquida (Ql) considerando que o processo a ser usado é o Eletrodo Revestido.

Dados: I = 150 Amperes; V = 18 volts; ea = 90%

docsity.com

11) Com base nos dados da questão anterior, calcule o Aporte de Energia Total (Ht ou Hl ou E) para uma velocidade de soldagem de 200 mm/min.

Ainda com base nestes dados, como seria o resultado se a velocidade

adotada fosse de 3 mm/seg.

12) Como já foi explicado na sala de aula, uma chapa grossa apresenta taxa de resfriamento maior que uma chapa fina, o que pode trazer problemas de microestrutura ou de tensões elevadas. Neste sentido, pretende-se soldar uma chapa de aço 1045 de 12,7 mm de espessura, e o objetivo é que esta apresente taxa de resfriamento compatíveis com uma chapa fina, ou seja, taxa de resfriamento baixa.

Para esta soldagem, pretende-se usar o processo MAG ou Eletrodo Revestido dependendo do resultado. Calcule o adimensional ( para ambos os processos.

Dados:

|MAG |Eletrodo Revestido |

|I= 120 A; V= 18 v; |I= 150 A; V= 18 v; |

| | |

|v= 200 mm/min. ; ea= 70% |v= 180 mm/min ; ea= 90% |

| | |

|(= 7.854 Kg/m³ ; C= 685 j/Kg.K |(= 7.854 Kg/m³ ; C= 685 j/Kg.K |

| | |

|K= 39,2 W/m.K |K= 39,2 W/m.K |

| | |

|Tc= 550 °C ; Tpré= 25°C |Tc= 550 °C ; Tpré= 25°C |

docsity.com

13) Calcule a velocidade (R) de resfriamento para os resultados encontrados.

14) Na mesma linha da questão 12, Calcule o adimensional ( para a soldagem de uma chapa de aço 1030 de 6 mm de espessura. Os processos de soldagem a serem avaliados são o Eletrodo Revestido, MAG e TIG.

Dados:

|TIG |MAG |Eletrodo Revestido |

|I= 100 A; V= 18 v |I= 120 A; V= 18 v; |I= 150 A; V= 18 v; |

| | | |

|V= 150 mm; ea= 60% |v= 200 mm/min. ; ea= 70% |v= 180 mm/min ; ea= 90% |

|(= 7.854 Kg/m³; C= 1169 J/Kg.K |(= 7.854 Kg/m³; |(= 7.854Kg/m³; C= 1169 j/Kg.K |

| | | |

|K= 30 W/m.K |C= 1169 j/Kg.K |K= 30 W/m.K |

| | | |

|Tc= 800 °C ; Tpré= 25°C |K= 30 W/m.K |Tc= 800 °C ; Tpré= 25°C |

| | | |

| |Tc= 800 °C ; Tpré= 25°C | |

docsity.com

15) Da mesma forma feita para a questão 13, calcule a velocidade de resfriamento.

16) Explique o que é a zona afetada pelo calor.

Região adjacente ao cordão de solda, que atingiu temperatura abaixo da temp. de fusão e acima da temp. crítica, e passou por alterações tanto em relação ao tamanho de grão como da sua microestrutura.

Não sofre alterações de composição química.

É necessário empregar materiais que garantam que as propriedades mecânicas de projeto sejam obtidas.

17) A ZAC pode apresentar algumas sub regiões. Explique cada uma dessas sub regiões.

Região de crescimento de grãos:

Ocorre na faixa de temp entre 1500 e1100ºC, transformação da ferrita em austenita e crescimento de grãos austeniticos

Isso depende do tipo de aço

Energia de soldagem (Temperatura)

Tempo de permanência

Tamanho do grão

Teor de carboneto

Teor dos elementos de liga

Tamanho de grão austenitico

Velocidade de resfriamento

Região de refino de grão:

Ocorre entre 1100 e 900ºC ( Aços estruturais), O processo é semelhante ao da outra região porém com menor intensidade

docsity.com

Produz ferrita e ou Perlita com tamanho de grão pequeno. Essa região apresenta resistência mecânica e ductilidade elevada

Região Parcialemente Transformada

Ocorre entre 900 e 750ºC, Somente a perlita é austenitizada, Os teores dos elementos de liga dessa austenita formada é maior que os valores nominais dos aços, Dependendo da vel. Da resf. A austenita pode se decompor em perlita, bainita ou martensita, As propriedades mecânicas podem se piores que as do metal base.

Região de Esferoidização de Carbonetos

Ocorre entre 750 e 700ºC, As lamelas de cementita presentes na perlita podem ser esferoidizar, Diminui a resistência mecânica.

18) Qual a influência da ZAC numa junta soldada?

É considerada uma zona critica devido a alteração que ocorre na micro estrutura nessa região, dependendo da energia gerada, do material utilizado do tipo de solda e da velocidade co resfriamento, A peça poderá sofrer deformações ou trincas não na solda e sim nessa região.

19) Quais são os tipos de tratamentos térmicos dados em sala de aula? Explique cada um.

Recozimento - Aquecimento à uma determinada temperatura e resfriamento lento.

Objetivo: Reduzir a dureza do aço; Aumentar a usinabilidade; Facilitar o trabalho a frio (trabalhabilidade); Obter propriedades desejadas,

Pleno

Subcrítico

Esferoidização

docsity.com

Normalização - Aquecimento do aço a temperaturas acima da zona crítica A3 ou Acm.

Indicada para a homogeneização da estrutura após conformação mecânica (forjamento) e antes da têmpera ou revenimento.Esse tipo de tratamento não é recomendado para os aços ligados (temperáveis).

Têmpera - Após aquecimento a temperatura superior a crítica (± 50 °C acima de A1).

Resfriá-lo bruscamente em um meio como óleo, água ou salmoura. Dependendo do aço, pode ser feito ao ar (severidade)

Veloc. de resfriamento alta visa evitar as transformações perlíticas ou baníticas

Microestrutura final -> Martensita (metaestável)

Revenimento - Tipo de tratamento quase que obrigatório após a têmpera

Visa eliminar os problemas gerados pelo tratamento anterior

Transforma a estrutura Martensítica em estrutura mais tenaz corrigindo a dureza e a fragilidade e resistência ao choque

Tem-se a Martensita revenida

20) Ainda em relação aos tratamentos térmicos, quais são os mais aplicados em peças soldadas e em que situações?

Recozimento: è usado caso a operação de solda gere um aumento de dureza não desejado no materila

21) Quais os tipos de trincas que podem ocorrer em uma peça soldada?

Trincas que ocorrem durante a solidificação, trincas causada pelo hidrogênio e trincas lamelar

22) Em quais formas as trincas podem se apresentar?

Transversal, longitudinal, sob cordão, na raiz, na margem, de cratera.

docsity.com

23) Explique como ocorre a trinca de solidificação.

Ocorre durante a solidificação, é o momento em que as tensões causadas pela contração causam também a separação das superfícies, esta associada a presença de fases de baixo ponto de fusão

24) Comente sobre a soldabilidade do aço carbono e aço liga.

Aços com vários elementos de liga e com teores baixos, normalmente apresentam péssima soldabilidade, em alguns casos não se consegue soldar o material com custos compatíveis.

Alguns aços dependendo da espessura a se rsoldada exigem temnperaturas de pré aquecimento da ordem de 500ºC

Pricipais defeitos no solda: Trincas, Rechupes, falta de fusão, mordedura, micro-trinca, porosidade, inclusão de escorias, falta de penetração perfuração

25) Para que serve o Carbono Equivalente? Explique como deve ser usado.

Serve para indicar se um aço é de boa soldabilidade , média soldabilidade ou péssima soldabilidade, para verificação desses três parâmetros, realiza-se um calculo que tem como base o valor 0,4 e pega-se a % de composição química do material a ser soldado, normalmente carbono, manganês, cromo, molibidenio, níquel e cobre e calcula-se em uma formula e conforme o resultado sabe-se se no aço qual será o tipo de soldabilidade

26) O que são aços inoxidáveis? Quantos tipos existem e quais as características de cada um?

Constitui um grupo de aços com aplicações mais nobres, onde as principais propriedades são a resistência a corrosão e a oxidação

Austeniticos: Apresenta grande ductilidade , elevado coeficiente de dilatação térmica e não são magnéticos

Ferrtico: Apresenta menor resistência a corrosão que o aço austenitico , é magnético e sua aplicaçãoe alta temperatura é limitada a ambiente oxidantes

Não endurecem por tratamento térmico

Martensitico: endurecem por tratamento térmico

docsity.com

Podem ser considerados equivalentes aos aços para tempera e revenido, Apresenta elevada resistência ao amolecimento

Duplex: Trata-se de um aço que apresenta microestrutura ferritica e austenitica, Apresenta característica semelhantes aos aços ferriticos e austeniticos, inclusive em relação a soldabilidade.

27) Comente sobre a soldabilidade dos aços inoxidáveis. Quais os cuidados que devem ser tomados?

Conforme o tipo de aço deve-se ter ou fazer a escolha da utilização do tipo de soldagem soldagem autógena ou soldagem com metal de adição, para que não ocorra problemas tipo crescimento de grãos e corrosão, presipitação de fases, trincas de solidificação trincas a frio

28) Explique como se usa o diagrama de Schaeffler.

29) O ferro fundido é um uma liga difícil de se soldar. Quais são os fatores que interferem na soldagem deste material?

Alto teor de carbono e em geral de fósforo e enxofre, Tendência a formação de cementita na região de solda devido as velocidades de resfriamento relativamente elevadas causadas pela soldagem e baixa ductilidade do metal base e de sua ZTA

30) Quais são os problemas que podem surgir na soldagem de ligas de alumínio?

Grande ocorrência de poros:

Para evitar o minimizar o problema deve-se aumentar o tempo de permanência do metal no estado liquido

Melhorar a eficiência da proteção da poça de solda

, Trincas de solidificação e de liquação:

Elementos causadores SI, MG, Cu

docsity.com

O teor destes elementos na solda deve ser inferior a 2%

docsity.com

comentários (0)
Até o momento nenhum comentário
Seja o primeiro a comentar!
Esta é apenas uma pré-visualização
Consulte e baixe o documento completo
Docsity is not optimized for the browser you're using. In order to have a better experience we suggest you to use Internet Explorer 9+, Chrome, Firefox or Safari! Download Google Chrome