Soldagem: resumo de processos | Notas de aula Mecânica

Terminologia de Soldagem

Pedro Moreira de Godoy, Esp.

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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 en genharia. 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

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Terminologia de Soldagem

Pedro Moreira de Godoy, Esp.

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.

Elementos de um Chanfro: Encosto ou nariz (s) ( nose, groove face ): parte não chanfrada de um componente da junta. Abertura, folga ou fresta (f) ( root opeming ): Menor distância entre as peças a soldar. Ângulo de abertura da junta (α) ( groove angle ) e ângulo de chanfro (β) ( bevel angle ). Os elementos de um chanfro são escolhidos de forma a permitir um fácil acesso até o fundo da junta, mas, idealmente, com a menor necessidade possível de metal de adição. Figura 06 – Elementos e dimensões básicas de um chanfro
Raiz ( root ): região mais profunda do cordão de solda. Em uma junta chanfrada, corresponde à região do cordão junto da fresta e do encosto. Tende a ser a região em que a soldagem é mais difícil e, desta forma, mais propensa à formação de descontinuidades em uma solda.
Face ( face ): superfície oposta à raiz da solda.
Passe ( pass ): depósito de material obtido pela progressão sucessiva de uma só poça de fusão. Uma solda pode ser feita em um único ou em vários passes.
Camada ( layer ): conjunto de passes localizados em uma mesma altura no chanfro.
Reforço ( reinforcement ): altura máxima alcançada pelo excesso de material de adição, medida a partir da superfície do material de base.
Margem ( toe ): linha de encontro entre a face da solda e a superfície do metal de base. Figura 07 - Execução de uma solda de vários passes Figura 0 8 – Elementos de um cordão de solda
Regiões de uma junta soldada ( soldagem por fusão ): pode-se considerar que uma junta soldada é formada basicamente por três regiões. Metal Base (já definido anteriormente). Zona Afetada pelo Calor (ZAC): região do metal base aquecida durante a soldagem a temperaturas capazes de causarem mudanças na microestrutura e propriedades do material. Tende a ser a região mais crítica de uma junta soldada. Zona Fundida (ZF): região que, em algum momento durante a soldagem, esteve no estado líquido.

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

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

Figura 14 – Exemplo do uso de símbolos compostos Figura 15 - Símbolo para uma solda em chanfro de ½ V com dimensões A simbologia de soldagem é muito usual em folhas de execução dos serviços de soldagens e em projetos mecânicos, onde a complexidade impede que sejam representadas todas as informações das cotagens e outros tipos de especificações de cada junta soldada em sua representação real. Somente por meio do uso da simbologia de soldagem é possível que todas as representações e especificações de cada junta soldada sejam informadas nos desenhos e projetos mecânicos.

Referência

Marques, P. V. et al. Soldagem: fundamentos e tecnologia. Belo Horizonte: UFMG, 2007.

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