Soldagem: resumo de processos, Notas de aula de Mecânica

Baixe Soldagem: resumo de processos e outras Notas de aula em PDF para Mecânica, somente na Docsity! Terminologia de Soldagem Pedro Moreira de Godoy, Esp. <[email protected]> Itaquaquecetuba, SP, 25 set. 2020. A soldagem é o mais importante processo de união de metais usado industrialmente. Como um processo de união e fabricação de uso extenso em diferentes áreas e com uma fama, até algum tempo, de atividade eminentemente prática, mais dependente da arte do que da ciência, a soldagem possui um conjunto de termos muito próprios. Atualmente a soldagem vem cada vez mais sendo estudada, em sua essência, de forma científica em escolas técnicas e institutos de ensino superior, tecnologia e engenharia. Hoje tempos amplos estudos, dissertações e teses, que norteiam as práticas do processo industrial de fabricação mecânica que emprega a soldagem. Neste sentido, há a necessidade de conhecermos os termos e suas definições, além de ressaltar alguns aspectos importantes destes termos. Deve ficar claro, contudo, que existem variações destes termos em diferentes regiões e, possivelmente, entre as empresas. • Soldagem (welding) é o processo de união de materiais, a solda (weld) é o resultado deste processo. No Brasil, embora possa ser considerado como incorreto, é comum se usar a palavra solda para expressar o processo, por exemplo: “A solda elétrica é um processo muito versátil...” • Metal Base (base metal): material da peça que passa pelo processo de soldagem. Quando possível procura-se escolher, para uma dada aplicação, o metal base mais “fácil de soldar”, de melhor soldabilidade, que seja adequado para a aplicação. Em alguns casos, por exemplo, na recuperação de uma dada peça por soldagem, esta escolha é impossível. De qualquer forma, o modo como uma solda será produzida, o procedimento de soldagem usado, deve levar em consideração as características do metal base, particularmente os seus aspectos metalúrgicos. • Metal de Adição (filler metal): material adicionado, no estado líquido, durante a soldagem por fusão ou brasagem. O metal de adição deve ser selecionado de acordo com o metal base, as características e a aplicação da junta a ser soldada. Metais de adição são especificados por diversos organismos nacionais e internacionais, com destaque para a America Welding Society (AWS) e a International Organization for Standardization (ISO). Figura 01 – Representação de um processo de soldagem a arco elétrico com eletrodo consumível • Poça de Fusão (weld pool): região em fusão, a cada instante, durante uma soldagem por fusão. Em alguns processos de soldagem que não usam a fusão, pode-se considerar a existência de uma região de processamento de características similares à poça de fusão. • Penetração (penetration): distância da superfície original do metal base ao ponto em que termina a fusão, medida perpendicularmente à mesma. • Junta (joint): região entre duas ou mais peças que serão unidas. • Tipos de Junta: os tipos usuais de junta são: de topo (butt), de ângulo (tee), de canto (corner), sobreposta (lap) e de aresta (edge). Figura 02 – Representação dos tipos de juntas Soldas em juntas de topo e ângulo podem ser de penetração total, em toda a espessura de um dos componentes da junta, ou parcial. Soldas de penetração total apresentam um melhor comportamento mecânico, contudo, tendem a ser de execução mais difícil. Assim, quando o melhor desempenho destas não for necessário, o usual é se trabalhar com soldas de penetração parcial. Figura 03 – Penetração da solda • Chanfro (groove): corte efetuado na junta para possibilitar/facilitar a obtenção de uma solda com a penetração desejada. O uso de um chanfro diferente do tipo I implica na necessidade de se usar metal de adição. A escolha do tipo de chanfro e suas dimensões dependem de muitos fatores como a material base, sua espessura, o tipo de junta, o processo de soldagem, a possibilidade de se acessar os dois lados da junta, a posição de soldagem e as características desejadas para a junta. Figura 09 – Regiões básicas de uma junta soldada. • Posições de Soldagem (welding positions): Plana (flat): a soldagem é feita no lado superior de uma junta e a face da solda é aproximadamente horizontal. Horizontal (horizontal): o eixo da solda é aproximadamente horizontal, mas a sua face é inclinada. Sobrecabeça (overhead): a soldagem é feita do lado inferior de uma solda de eixo aproximadamente horizontal. Vertical (vertical): o eixo da solda é aproximadamente vertical. A soldagem pode ser “para cima” (vertical- up) ou “para baixo” (vertical-down). Figura 10 – Movimentos do eletrodo nas diversas posições de soldagem. Dentre as diferentes posições de soldagem, usualmente a posição plana é a que possibilita uma maior facilidade de execução e uma maior produtividade. Para as outras posições, a força da gravidade tende a dificultar o controle da poça de fusão e a transferência do metal de adição para a poça. • Modos de Operação Diferentes processos de soldagem podem ser usados de diferentes formas que dependem de maior ou menor grau da atuação do ser humano. Manual (manual): soldagem na qual toda a operação é realizada e controlada manualmente pelo soldador (welder). Semi-automático (semi-automatic): soldagem com controle automático da alimentação de metal de adição, mas com controle manual pelo soldador do posicionamento da tocha e de seu acionamento. A operação semi-automática tende a ser de mais fácil execução que a manual, que exige uma menor habilidade por parte do soldador. De qualquer forma, ambas as formas dependem fortemente da habilidade do soldado, tendendo a apresentar uma maior variabilidade que as outras formas de operação. Isto não significa que soldas de excelente qualidade não possam ser obtidas com estas duas primeiras formas de operação. Mecanizado (machine): soldagem com controle automático da alimentação de metal de adição, controle do deslocamento do cabeçote de soldagem pelo equipamento, mas com o posicionamento, acionamento do equipamento e supervisão da operação sob responsabilidade do operador de soldagem (welding operator). Automático (automatic): Soldagem com controle automático de praticamente todas as operações necessárias para a sua execução. Em alguns casos, a definição de um processo como mecanizado ou automático não é fácil, em outros, o nível de controle da operação, o uso de sensores, a possibilidade de programar o processo indicam claramente um processo de soldagem automático. Os sistemas automáticos de soldagem podem ser divididos em duas classes: (a) sistemas dedicados, projetados para executar uma operação específica de soldagem, basicamente com nenhuma flexibilidade para mudanças nos processos e (b) sistemas com robôs, programáveis e apresentando uma flexibilidade relativamente grande para alterações no processo. O uso de sistemas mecanizados, e particularmente automáticos, para soldagem tem aumentado continuamente devido a fatores com destaque para a necessidade de maiores produtividade, repetibilidade e controle da soldagem. Por outro lado, sistemas mecanizados e automáticos necessitam de um maior investimento inicial e tendem a exigir um maior controle, precisão e produtividade das operações auxiliares à soldagem como a preparação e a montagem das juntas. Simbologia de Soldagem Os símbolos padronizados são usados para indicar a localização, detalhes do chanfro e outras informações de operações de soldagem em desenhos e projetos de engenharia. Existem sistemas de símbolos de soldagem desenvolvidos em normas de diferentes países. No Brasil, o sistema mais usado é o da American Welding Society, norma AWS A2.4, Symbols for Welding and Nondestructive Testing. Contudo, símbolos baseados em normas de outros países são, também, usados. Um símbolo completo de soldagem consiste dos seguintes elementos: • Linha de referência (sempre horizontal), • Seta, • Símbolo básico da solda, • Dimensões e outros dados, • Símbolos suplementares, • Símbolos de acabamento, • Cauda, e • Especificação de procedimento, processo ou outra referência. Símbolo de soldagem e alguns de seus componentes e símbolos suplementares. Figura 11 – Localização dos elementos no símbolo básico de soldagem O símbolo básico da solda indica o tipo de solda e chanfro que serão usados. Abaixo, temos os símbolos básicos mais comuns: Figura 12 – Símbolos básicos A posição do símbolo básico na linha de referência indica se a solda será depositada no mesmo lado ou no lado oposto do local indicado no desenho pela seta: Figura 13 – Representações simbólicas das soldagens