Anotações sobre Soldagem de Metais - Processos e Efeitos

5ª Aula 131022 SOLDAGEM DOS METAIS Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM QUÍMICA RESISTÊNCIA elétrica Efeito Joule I²R Prof Eng Me Paulo C Wanderley Fluxo e calor no processo de soldagem A soldagem envolve aquecimento fusão solidificação e resfriamento do material Então nas transformações que ocorrem no aquecimento aquecimento mais intenso na região da junta soldada pode solicitar o crescimento de grão na ZTA as fases formadas durante a fusão a solidificação e as transformações que ocorrem no resfriamento estão diretamente ligadas à qualidade da solda Ocorrem fenômenos físicoquímicos durante o processo tensão elétrica corrente elétrica condutividade térmica fusão solidificação mudanças de microestruturas e outros Alguma mudanças de microestruturas ZTA e tamanho dos grãos Prof Eng Me Paulo C Wanderley Na soldagem por fusão a fonte de calor produz significativas alterações estruturais no material tais como a mudança de estado físico sólido líquido sólido as transformações metalúrgicas e o gradiente térmico que poderá gerar descontinuidades físicas fases indesejadas concentrações de tensão e até distorções Grande parte dos processos ocorre por fusão onde há a zona do metal de base não afetada a zona termicamente afetada a zona de ligação e a zona fundida conforme mostra a Figura 1 A área não afetada do metal de base é uma região que embora não sofra alteração microestrutural pode carregar elevadas tensões residuais A zona termicamente afetada possui característica microestrutural diferente da zona fundida pois a temperatura a qual essa região se submete é relativamente menor que a temperatura de fusão Grande parte das falhas em juntas soldadas acontecem nessa região Prof Eng Me Paulo C Wanderley A definição de qual processo de soldagem utilizar depende de alguns fatores como a espessura do material o tipo de material a ser soldado e o tipo de metal de adição Alguns processos de soldagem mais comuns 1 SMAW Shielded Metal Arc Welding eletrodo revestido 2 Soldagem a oxigás e brasagem 3 SAW Submerged arco submerso 4 FCAW Flux Cored Arc Welding arame tubular 5 GMAW Gas Metal Arc Welding arame sólido MIGMAG 6 GTAW Gas Tungsten Arc Welding eletrodo de tungstênio TIG 7 PAW Plasma Arc Welding Plasma Prof Eng Me Paulo C Wanderley Generalidades dos processos de soldagem No processo de soldagem ocorrem alguns defeitos como trincas vazios ou poroisidades inclusões sólidas falta de fusão mordedura deposição insuficiente etc Também ocorrem as distorções geradas pelas tensões residuais As vezes é necessário realizar tratamento térmico pos soldagem para reduzir as tensões residuais e também restaurar a estrutura macro do aço A temperatura de soldagem está por volta de 2000 C O aumento rápido de calor e seu resfriamento resulta no encolhimento das moléculas e tensões térmicas tornando o aço mais fraco e quebradiço Prof Eng Me Paulo C Wanderley 1Soldagem por eletrodo revestido É o processo mais comum e acessível devido ao baixo custo da máquina e dos eletrodos e também é um dos mais antigos Tem boa flexibilidade e portabilidade Essa soldagem é normalmente manual Através do calor de um arco elétrico produzido entre o eletrodo revestido e as peças metálicas a serem unidas Prof Eng Me Paulo C Wanderley CC CC FONTE DE ALIMENTAÇÃO ENERGIA Corrente alternada Corrente continua polaridade inversa ou reversa ou positiva CC Os elétrons saem da peça para o eletrodo Corrente continua polaridade direta ou normal ou negativa CC Eletrodo é o catodo e a peça é o anodo A peça recebe o bombardeio de elétrons por isso ela aquece mais 1Soldagem por eletrodo revestido Prof Eng Me Paulo C Wanderley FONTE Transformador 2 fases ou trifásico Diminui a tensão da rede e aumenta a corrente saída CA Transformadorretificador saída CC Inversora saída CC PEÇAS Cabos Porta eletrodo Garra Picadeira Escova de aço EPIs 1Soldagem por eletrodo revestido Normalmente na indústria o 1 passe de raiz é com eletrodo de 25 mm 332 e enchimento e acabamento com 325 mm 18 Prof Eng Me Paulo C Wanderley 2Soldagem a oxigás e brasagem A fusão do metalbase eou do metal de adição acontece quando ambos são soldados por meio de aquecimento por chama de gás combustível e oxigênio produzida na ponta de um maçarico A alta temperatura da chama concentrada funde o metalbase e o metal de adição Riscos Aplicação muito restrita velocidade de soldagem é muito baixa método de baixo custo Há três tipos de chama Neutra Redutora ou carburante Oxidante Prof Eng Me Paulo C Wanderley 2Soldagem a oxigás e brasagem Na soldagem oxiacêtilenica e a gás normalmente é aplicada aos metais como aços ao carbono não ferrosos e ferros fundidos Os gases combustíveis como hidrogênio propano glp e acetileno são utilizados neste processo de soldagem Prof Eng Me Paulo C Wanderley 3 Arco submerso Método no qual o material é fundido por meio de calor proveniente da corrente elétrica que é transportada entre a peça a ser unida e a ponta do arame de soldagem sólido ou tubular gerando o arco elétrico O diferencial do processo é que esses três elementos a peça a ponta do arame e o arco elétrico são completamente cobertos por uma camada de fluxo granular fundido que evita os respingos as faíscas e as luminosidades prejudiciais aos processos de soldagem Tem elevada velocidade de soldagem Tem alta taxa de deposição Boa integridade do metal de solda Processo de fácil utilização Não gera resíduos e escorias nocivos a saúde Prof Eng Me Paulo C Wanderley 4 Arame tubular Semelhante ao processo MIGMAG inclusive no que se refere aos equipamentos utilizados O arame usado é tubular sendo seu interior preenchido por um fluxo o que garante a este processo características especiais Neste processo o arame é revestido e ocorre a alimentação constante como na soldagem MIG Resultando assim em uma solda de alta qualidade com arco estável e baixo nível de respingos Existem no mercado basicamente dois tipos de arames tubulares que são Arames tubulares autoprotegidos que não necessitam proteção de gás externa Arames tubulares com gás de proteção externa também chamados de proteção dupla que são a combinação do arame tubular com fluxo em seu núcleo com a proteção de gás externa Prof Eng Me Paulo C Wanderley 5 MIGMAG MAG metal active gas soldagem a arco gás ativo é utilizado apenas na soldagem de materiais ferrosos aço carbono inox etc gás CO2 gás que interage com a póça de fusão MIG metal inert gas soldagem a arco gás inerte pode ser utilizado tanto na soldagem de ferrosos quanto de não ferrosos alumínio cobre bronze etc gás de proteção argônio ou hélio gás monoatômico não tem nenhuma atividade física com a poça de fusão Podemos utilizar os cilindros de gás Argônio Hélio CO2 ou ATAL Prof Eng Me Paulo C Wanderley 5 MIGMAG Normalmente utilizasse corrente continua CC com o arame consumível no polo positivo polaridade reversa A polaridade direta aumenta a taxa de deposição fusão mas o arco fica instável Corrente entre 50 e 600 A Tensão de 15 a 32 V Prof Eng Me Paulo C Wanderley 6Soldagem TIG tungsten inert gas É um processo mais difícil e por isso requer um profissional mais qualificado Ocorre com o arco elétrico e um eletrodo não consumível de tungstênio O tungstênio tem alto ponto de fusão 3422 C e alta emissão termiônica A poça de fusão é protegida por um fluxo de gás inerte Uma vantagem desse processo é que pode soldar além de materiais ferrosos aços carbono e aços inoxidáveis quanto materiais não ferrosos cobre latão alumínio O gás recomendado é o Argonio Prof Eng Me Paulo C Wanderley 6Soldagem TIG tungsten inert gas Ideal para soldar metais de espessuras de 02mm a 8mm A altura do arco elétrico é controlada pela distância entre o eletrodo e a peça Uma corrente elétrica amperagem flui através da coluna de gás ionizado plasma Para materiais ferrosos é utilizada corrente contínua com polaridade direta aquecendo menos o eletrodo se comparada com a polaridade inversa Prof Eng Me Paulo C Wanderley 7Soldagem a Plasma Prof Eng Me Paulo C Wanderley Goivagem operação de corte e remoção de material utilizando ER ou de grafite com auxilio do jato de ar comprimido Corte a plasma processo que utiliza um bico com orifício para concentrar o gás ionizado em alta temperatura para cortar metais Soldagem por resistência é muito utilizada na indústria branca refrigeradores fogões microondas etc MIGMAG na indústria automotiva robotizada TIG é utilizado em aeronaves e seus derivados Arco submerso é utilizado principalmente na indústria naval Eletrodo revestido é empregado para diversos tipos de soldagem em geral Escolha do processo de soldagem a partir dos materiais utilizados Corte Prof Eng Me Paulo C Wanderley Aço carbono é um dos materiais mais empregados na soldagem que pode ser utilizado na maioria dos processos dependendo de sua espessura Aços de baixo carbono baixa liga média liga alta liga e aço inoxidável de pouca espessura podem ser soldados pelos processos de oxigás eletrodo revestido MIGMAG TIG arco submerso e soldagem por resistência elétrica Aços de maiores espessuras podem ser soldados pelos processos de oxigás eletrodo revestido MIGMAG e soldagem por arco submerso Prof Eng Me Paulo C Wanderley Ferro fundido Assim como o aço o ferro fundido é muito utilizado nos processos de soldagem principalmente em reformas e manutenções de máquinas equipamentos blocos colunas carcaças e peças fundidas em geral Ferros fundidos cinzentos nodulares e vermiculares de pouca espessura somente são soldados pelos processos de eletrodo revestido Já os ferros fundidos em geral de maiores espessuras podem ser soldados pelos processos de oxigás eletrodo revestido MIGMAG e soldagem por arco submerso Prof Eng Me Paulo C Wanderley Alumínio e suas ligas É o material não ferroso mais utilizado em soldagens principalmente em processos em que é exigido melhor acabamento menor peso e maior resistência à corrosão As soldagens que envolvem estruturas de alumínio são realizadas em máquinas dispositivos industriais tubulações perfilados e peças da indústria automotiva soldadas pelos processos de oxigás TIG MIGMAG e soldagem por resistência elétrica Já os alumínios e as suas ligas em geral de maiores espessuras podem ser soldados pelo processo TIG e MIGMAG Prof Eng Me Paulo C Wanderley Cobre e suas ligas Cobre e suas ligas é empregado principalmente o processo TIG para a soldagem de materiais de cobre de pouca espessura como tubulações para arcondicionado e refrigeradores em espessuras maiores que 6 mm é empregado somente o processo MIGMAG Essa soldagem é utilizada principalmente em tubulações de cobre e suas ligas para a indústria de refrigeração Titânio e suas ligas Esse material pode ser soldado pelos processos de oxigás MIGMAG e TIG para pequenas e médias espessuras de até 19 mm no caso de espessuras finas utilizase também a soldagem por resistência elétrica Sua aplicação é em reparos de peças de liga de titânio e tubulações de alta resistência mecânica e térmica Prof Eng Me Paulo C Wanderley Processos de soldagem empregados em chapas finas Prof Eng Me Paulo C Wanderley Processos de soldagem empregados em chapas grossas Prof Eng Me Paulo C Wanderley O fluxo de calor A quantidade de calor Uf dada em Jmm3 a ser usada para fundir um certo volume de metal em temperatura ambiente pode ser dada por Onde a variável Tf representa a temperatura de fusão do metal dada em Kelvin e K é uma constante de proporcionalidade cujo valor é 333106 Tabela 1 Prof Eng Me Paulo C Wanderley Ciclo térmico de soldagem O ciclo térmico da soldagem é um gráfico no qual é possível estimar a variação da temperatura em diferentes pontos da junta soldada sendo expressa como função do tempo A Figura 5 mostra um gráfico típico de ciclo térmico Prof Eng Me Paulo C Wanderley Exemplo Prof Eng Me Paulo C Wanderley Posições de soldagem PROCESSOS DE SOLDAGEM Figura Classificação dos Processo de solda segundo a AWS Prof Eng Me Paulo C Wanderley Materiais x espessura x processos de soldagem Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM Soldagem manual ao arco elétrico com eletrodo revestido SMAW Shielded Metal Arc Welding Prof Eng Me Paulo C Wanderley ALGUNS DEFEITOS Respingos Porosidade Prof Eng Me Paulo C Wanderley Vamos demonstrar um case de defeito na soldagem Nas peças soldadas serão estudadas as possíveis causas do problema e cada verificação a ser realizada assim como o resultado das verificações para se aplicar uma das possíveis soluções em que os profissionais da área terão de levar em consideração os materiais utilizados para a soldagem Veja qual foi o procedimento utilizado na empresa para sanar o problema de não conformidade A SOLDAGEM ESTÁ APRESENTANDO VÁRIAS FALHAS DE POROSIDADE NO CORDÃO DE SOLDA VEJA QUAL FOI O PROCEDIMENTO UTILIZADO NA EMPRESA PARA SANAR ESSE PROBLEMA DE NÃO CONFORMIDADE POSSÍVEIS CAUSAS VERIFICAÇÕES A SEREM REALIZADAS SOLUÇÃO DO PROBLEMA RESULTADO DAS VERIFICAÇÕES POSSÍVEIS CAUSAS Regulação dos parâmetros da máquina de soldagem Corrente inadequada Em corrente contínua com polaridade errada Eletrodo revestido úmido Falta de calor na soldagem Sequência de soldagem não apropriada Preparação incorreta da peça Material de base de má soldabilidade Velocidade de soldagem muito rápida Limpeza de escória não adequada Verificações a serem realizadas Verificar se a tensão da máquina estava correta Verificar se a corrente elétrica regulada na máquina estava correta Verificar se o material de adição estava em conformidade com o materialbase Verificar se a tubulação soldada foi preparada adequadamente Verificar se o processo de acabamento foi realizado de forma correta Verificar a velocidade com que foi efetuada a soldagem Solução do problema Em função dessa análise e como já havia um grande estoque desse produto na empresa esses eletrodos foram utilizados em outros trabalhos de forma geral Para a soldagem do produto em questão foram comprados os materiais de adição exatamente conforme o departamento de engenharia havia solicitado anteriormente no projeto mantendo a qualidade do produto e evitando falhas futuras no processo de soldagem Resultado das verificações Todas as verificações quanto aos parâmetros de tensão corrente e polaridade foram efetuadas Todas as verificações referentes a limpeza preparação e acabamento foram realizadas Entretanto verificouse que o material de adição não era o mais adequado para essa aplicação gerando a porosidade do produto final A causa do defeito foi levantada pela engenharia de qualidade e se constatou que o departamento de compras para reduzir o custo comprou um material de menor custo com propriedades similares ao especificado Prof Eng Me Paulo C Wanderley Fusão do metal base sem preenchimento DEFEITOS X CAUSAS Distorções Prof Eng Me Paulo C Wanderley Distorções em peças soldadas podem acontecer devido ao alto grau da temperatura É uma situação que gera risco pois leva à perda de material energia mão de obra além de que uma peça deformada não terá sua eficiência completa Diante de um problema de distorção o que deve ser feito CARACTERÍSTICAS DOS PRINCIPAIS PROCESSOS DE SOLDAGEM POR ARCO ELÉTRICO Prof Eng Me Paulo C Wanderley Influência do material de base sobre o rendimento de fusão em soldagem a arco Influence of base material on the melting efficiency in arc welding httpswwwscielobrjsiaHRDDLn788SLWbYD8HzWJGCzlangpt Avaliação da Perfuração na Soldagem em Operação pelo Processo MIGMAG de Dutos de Alta Resistência e Baixa Espessura Evaluation of Burnthrough in the MIGMAG InService Welding of High Strength and Low Thickness Pipelines httpswwwscielobrjsiapd3sCXYkG3sxZvKzXmzL7ddlangptformatpdf Algumas equações úteis em soldagem Some handy equations for welding httpswwwscielobrjsiaHCXS8qgKdNHwm8B5DQb4Pfglangpt Tabela de PréAquecimento de Metais httpwwweutecticcombrdicasdesoldagemdicasdesoldagempreaquecimentometaishtml Prof Eng Me Paulo C Wanderley Você é soldador e durante a execução de um serviço de soldagem em campo percebeu que o local indicado para efetuar o processo poderia pôr em risco a qualidade da solda já que se tratava de um ambiente aberto em que ventava muito Então antes de começar a executar a tarefa cercou o local com tapumes a fim de diminuir o impacto do vento em seu trabalho A partir dessa atitude como você explicaria a influência do vento sobre o processo de soldagem Padrão de resposta esperado Dos processos de soldagem possíveis de serem executados em campo os principais são eletrodo revestido Metal Inert Gas MIG e Tungsten Inert Gas TIG A ação do vento pode colocar em risco a qualidade da solda por retirar a atmosfera protetora gerada pelo gás quando se trata dos processos TIG e MIG ou por ocasionar a queima do revestimento do eletrodo quando se trata do processo de soldagem com eletrodo revestido o que pode propiciar a entrada de elementos externos como poeira eou umidade na poça de fusão fragilizando a solda A instalação de tapumes para a execução em locais abertos contribui para que a atmosfera protetora continue a agir durante o processo de soldagem Prof Eng Me Paulo C Wanderley A soldagem é um processo que pode envolver o uso de eletrodo revestido arco submerso TIG MIG MAG fricção plasma laser entre outros elementos A escolha de qual tipo de soldagem aplicar depende do projeto dos resultados esperados assim como da peça e do material envolvidos Por isso antes de proceder a uma soldagem é necessário conhecer os princípios e as características desse processo PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM A empresa Solda Tudo contratou um novo soldador e a primeira tarefa a ele designada foi realizar a soldagem dos suportes principais de um componente metálico Esse componente seria instalado em uma plataforma offshore o que indica que a soldagem deveria apresentar uma grande capacidade de resistência Ao medir a espessura dos suportes o soldador ficou preocupado pois constatou a existência de chapas de três polegadas 762 mm E para minimizar o risco de problemas com a solda resolveu consultar o engenheiro responsável solicitando esclarecimentos sobre como proceder para a soldagem dos itens O engenheiro explicou que por se tratar de uma peça de grande espessura deveriam ser realizadas juntas de solda chanfrada permitindo uma penetração e um preenchimento mais adequados da solda Também seria necessário aplicar a soldagem multipasse para completar todo o processo realizandose Passe de raiz Passes de enchimento Passes de acabamento Prof Eng Me Paulo C Wanderley Você é o montador da empresa e ao receber algumas peças em seu setor teve a impressão de que o cordão de solda soldado pelo processo MIG não havia tido uma penetração completa no metal base Imediatamente você chamou o inspetor de qualidade para relatar o fato O inspetor recolheu as peças e levou a um local adequado onde pudesse realizar o ensaio de líquido penetrante Com a realização do teste foi detectado que não só aquela outras peças estavam sendo produzidas com um defeito de solda conhecido como falta de penetração Diante da situação como você resolveria esse problema Qual a medida mais adequada para impedir que as próximas peças tenham o mesmo defeito Padrão de resposta esperado É importante enfatizar que a corrente de soldagem é o parâmetro de soldagem que mais influencia a penetração Grande parte dos defeitos de penetração incompleta é causada pelo uso de uma corrente inadequada sendo muito baixa para a aplicação requerida O problema pode ser facilmente resolvido por meio do aumento da corrente de soldagem Outras causas ainda podem ser o emprego de uma velocidade de soldagem muito baixa e um ângulo incorreto da tocha Ambas permitirão que a poça de fusão passe à frente do arco atuando como um amortecimento à penetração O arco deve ser mantido na margem anterior da poça de fusão Prof Eng Me Paulo C Wanderley O fenômeno da distorção e do empenamento nos itens soldados surge por conta das tensões residuais geradas pelo aquecimento e resfriamento de forma abrupta nas juntas soldadas causando expansão e contração térmica especialmente na soldagem a arco elétrico Acompanhe no infográfico as principais técnicas utilizadas para combater as distorções de solda TÉCNICAS PARA CONTER DISTORÇÕES Distorsões ocorrem devido a diferentes temperaturas que a peça é submetida durante a soldagem Para evitar que esses defeitos ocorram existem técnicas e uma sequência correta de aplicálas 1 Análise cautelosa do projeto 2 Preaquecimento dos materiais a serem soldados 3 Instalação de fixadores de soldagem 4 Ponteamento das peças antes da execução da soldagem 5 Instalação de dissipadores de calor 6 Realização de alívio de tensão com a peça já soldada Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM Classificação dos eletrodos Existem eletrodos de diferentes tipos de acordo com o material a ser soldado e sua aplicação CLASSIFICAÇÃO ASME idêntica a AWS Eletrodos revestidos de açocarbono para soldagem ao arco elétrico O método de classificação de eletrodos revestidos é baseado no uso de quatro dígitos numéricos precedidos pela letra E de eletrodo Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM MIGMAG Zona Fundida ZF Zona Termicamente Afectada ZTA Metal de Base MB Cobre Junta Zona fundida Zona termicamente afetada Metal de base Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM A espessura do metal de base É importante considerar a espessura do metal de base a soldar A junta a soldar Outro ponto fundamental é a junta e a consequente consideração de penetração Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM A posição de soldagem Em havendo condições todas as soldagens deverão ser realizadas na posição plana é a mais fácil rápida e econômica permitindo ainda a utilização de eletrodos específicos para esta posição de altíssimo rendimento Juntas de topo Preparação em chanfro reto É a mais econômica seja pelo custo da preparação em si seja pela quantidade necessária de metal depositado Podese soldar só de um lado ou de ambos Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM Preparação em V Quando as espessuras a soldar excederem os valores indicados para preparação em chanfro reto recomendase a preparação em V para espessuras de até 20 mm Preparação em X É recomendada para espessuras entre 15 e 40 mm quando a junta for acessível de ambos os lados Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM Preparação em U Quando a junta é acessível de um só lado não é possível aplicar a preparação em X enquanto que a em V com o aumento da espessura tornase muito onerosa devido ao exagerado volume do chanfro Assim acima de um certo valor recorrese à preparação em U também chamada em copo ou em tulipa Preparação com cobre junta Adotasse a preparação com cobre junta quando é exigida penetração completa e a junta não é acessível no reverso Dessa forma a folga f pode ser aumentada facilitando o passe de raiz Prof Eng Me Paulo C Wanderley SOLDAGEM V PROCESSOS DE SOLDAGEM Juntas em ângulo em T Preparação em chanfro reto Empregase esta preparação quando não é necessária penetração total Prof Eng Me Paulo C Wanderley O processo de soldagem é um dos segmentos que nos últimos anos obteve grandes investimentos por parte das indústrias no desenvolvimento de novos métodos Diante dessas novas tecnologias para cada aplicação existe não apenas um único método mas vários métodos com que os profissionais da área deverão direcionar a melhor aplicabilidade para cada material e operação Você é o profissional de uma empresa de soldagem de grandes tubulações metálicas da indústria petroquímica e precisa utilizar o processo de soldagem para a união permanente de tubulações de um grande cliente em potencial Para isso você deverá definir quais processos de soldagem podem ser utilizados e juntamente com outros profissionais escolher o melhor processo de soldagem a utilizar nesse trabalho em campo Justifique a sua resposta Veja a situação a Seguir É importante conhecer as características de cada processo para encontrar suas vantagens e desvantagens e assim escolher dentro os vários métodos de soldagem aquele que melhor se adapta ao trabalho INFORMÇÕES DO PRODUTO O que deverá ser soldado 10 km de tubulações de aço com espessura de 12 Prazo de produção 120 dias Produto para tubulação de derivados do petróleo Processo de soldagem realizado em campo Prof Eng Me Paulo C Wanderley Diante das condições expostas responda às seguintes questões a Defina quais são os processos de soldagem possíveis b Justifique a escolha do melhor processo de soldagem Padrão de resposta esperado a Os processos de soldagem possíveis são por eletrodo revestido por arco submerso ou ainda por soldagem MIGMAG b A melhor escolha é o processo de soldagem por eletrodo revestido Mesmo com todo o avanço tecnológico a melhor maneira de soldar tubulações é a soldagem manual com eletrodos revestidos Esse processo continua sendo favorável devido à facilidade de uso à capacidade de atingir posições de difícil acesso como nesses trabalhos em campo e à simplicidade dos seus geradores podendo ser utilizados motogeradores pois a rede elétrica geralmente não está disponível em todos os locais onde é realizada a soldagem dessas tubulações Prof Eng Me Paulo C Wanderley 1 Sobre a zona termicamente afetada de uma junta soldada assinale a alternativa correta a A zona termicamente afetada contém característica microestrutural diferente da zona fundida a temperatura que essa região se sujeita é menor que a temperatura de fusão grande parte das falhas em juntas soldadas acontece nessa região b A zona termicamente afetada contém característica microestrutural igual à da zona fundida a temperatura que essa região se sujeita é menor que a temperatura de fusão grande parte das falhas em juntas soldadas acontece nessa região c A zona termicamente afetada contém característica microestrutural diferente da zona fundida a temperatura que essa região se sujeita é maior que a temperatura de fusão grande parte das falhas em juntas soldadas acontece nessa região d A zona termicamente afetada contém característica microestrutural diferente da zona fundida a temperatura que essa região se sujeita é menor que a temperatura de fusão grande parte das falhas em juntas soldadas acontece na zona fundida e A zona termicamente afetada contém característica microestrutural diferente da zona fundida a temperatura que essa região se sujeita é igual à temperatura de fusão R A 2 Quanto à zona fundida de uma junta soldada assinale a alternativa correta a Na zona fundida é possível perceber somente o metal de adição Por isso o elevado grau de homogeneização nessa região b A zona fundida contém o metal base e o metal de adição ambos já completamente fundidos c Na zona fundida os grãos colunares também surgem no metal de solda fundido Eles tendam a tornaremse mais finos à medida que metais dissimilares são usados d O processo de solidificação da solda assembleiase ao da fundição exceto que na fundição há os grãos colunares e na soldagem há o surgimento dos grãos colunares e O surgimento de núcleos é evitado nos vãos do metal de base devido ao surgimento dos grãos colunares R b Prof Eng Me Paulo C Wanderley 3 Assinale a alternativa correta sobre a quantidade de calor empregada para fundir um certo volume de metal em temperatura ambiente a A quantidade de calor empregada para fundir um certo volume de metal em temperatura ambiente é dada em Joule b A quantidade de calor empregada para fundir um certo volume de metal em temperatura ambiente é dada em Kelvin c A quantidade de calor empregada para fundir um certo volume de metal em temperatura ambiente é dada em Jmm³ d O produto da quantidade de calor pela área do metal a ser fundido é igual à energia térmica disponível para soldagem e A relação entre a quantidade de calor e a área do metal a ser fundido é igual à energia térmica disponível para soldagem R c Prof Eng Me Paulo C Wanderley 4 Sabendo que o ciclo térmico é um gráfico da variação da temperatura em função do tempo assinale a alternativa correta sobre suas características A O ciclo térmico somente é descrito pela temperatura de pico Tp que é a temperatura máxima atingida B A temperatura crítica Tc indica a temperatura máxima que a junta pode atingir C O tempo de permanência tp indica a velocidade de resfriamento do componente soldado D O ciclo térmico da soldagem tratase de um gráfico onde é possível estimar a variação da temperatura em diferentes pontos da junta soldada E A derivada da temperatura na curva de resfriamento nos dá a temperatura crítica Tc R d a Além da temperatura de pico a temperatura crítica Tc o tempo de permanência tp e a velocidade de resfriamento VR também descrevem o ciclo térmico b A temperatura de pico Tp indica a temperatura máxima atingida durante o processo de soldagem Já a temperatura crítica Tc mostra acima de que temperatura ocorrem alterações microestruturais c A velocidade de resfriamento do componente soldado é indicada pela derivada da temperatura na curva de resfriamento o tempo de permanência tp indica o tempo em que o componente soldado fica submetido a uma temperatura acima da temperatura crítica d O ciclo térmico revela a temperatura inerente a cada ponto ao longo da solda e A derivada da temperatura na curva de resfriamento nos dá a velocidade de resfriamento VR a temperatura crítica Tc é verificada diretamente no gráfico e revela a temperatura acima da qual ocorrem alterações microestruturais Prof Eng Me Paulo C Wanderley 5 Sobre o fenômeno da distorção assinale a alternativa que o caracteriza corretamente A Uma avaliação cautelosa do projeto pode contribuir para que se evite soldas em excesso nos equipamentos minimizando o problema das tensões residuais que ocorrem devido às altas temperaturas B Antes de proceder a soldagem poderá ser realizado alívio de tensão minimizando o problema de distorção C As tensões residuais impedem o surgimento das distorções D Distorção são ajustes nos componentes soldados para propiciar a correta utilização destes E Dentre os tipos de distorção as mais comuns são contração transversal contração longitudinal distorção rotacional distorção angular flambagem e flexão longitudinal R e As tensões residuais surgem devido às bruscas variações de temperatura O preaquecimento dos materiais antes de proceder a soldagem pode ser realizado para minimizar o problema de distorção O alívio de tensão é realizado após proceder a soldagem As tensões residuais propiciam o surgimento das distorções Empregase ajustes nos componentes soldados a fim de conter as distorções e propiciar a correta utilização destes Estes são alguns tipos de distorção que ocorrem na soldagem Prof Eng Me Paulo C Wanderley A certificação da qualidade da junta soldada deve ser realizada por um profissional capacitado e habilitado chamado inspetor de solda welding inspector Dentre um conjunto de métodos que merece destaque estão os ensaios não destrutivos END que como o próprio nome diz não prejudicam a integridade dos itens submetidos Prof Eng Me Paulo C Wanderley Simbologia de soldagem Na simbologia empregada em projetos AWS informa a característica da solda da preparação dos chanfros até o tratamento térmico A seta na simbologia é muito importante Ela determina o local da junta da solda Na Figura 7 temos a representação geral para os processos de soldagem Figura 7 Simbologia geral empregada em desenhos e projetos de juntas soldadas Fonte Adaptada de Budynas e Nisbett 2016 Prof Eng Me Paulo C Wanderley O símbolo de acabamento pode ser plano representado por uma linha reta ou convexo representado por um arco de círculo Na cauda ou apêndice destinada a especificações podem ser colocadas as mais diversas informações como o tipo de eletrodo a ser empregado ou ainda o tratamento térmico a ser realizado depois da soldagem O símbolo de solda no campo quando especificado designa uma junta soldada a ser realizada durante a montagem do equipamento na obra O símbolo de solda em toda volta deve ser aplicado quando se deseja solda em todo o perímetro Os símbolos específicos de contorno também são padronizados sendo discriminados conforme mostra a Figura 8 Dimensionamento de Juntas Soldadas de Filete Uma Revisão Crítica httpswwwscielobrjsia9VVMHQv7mRrTcX4qVVMTZfJlangptformatpdf Prof Eng Me Paulo C Wanderley A seguir na Figura abaixo são apresentados alguns exemplos da correta utilização dos símbolos de solda e suas respectivas interpretações Figura 9 Exemplos de aplicações dos símbolos de soldagem Fonte Adaptada de Budynas e Nisbett 2016 Prof Eng Me Paulo C Wanderley Além dos símbolos mostrados o Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos Mecânicos da Associação Brasileira de Normas Técnicas ABNT através da ABNT NBR 130431993 padroniza números e nomes de processos de soldagem para representação simbólica em desenho técnico A Tabela 1 a seguir mostra os principais processos utilizados nas indústrias com seus respectivos códigos Em muitos softwares comerciais de desenho e projeto os símbolos de solda estão contidos em uma biblioteca Para saber mais sobre a utilização dos símbolos com o AutoCad MechanichalR acesse httpsgoogl9gKuT5 Prof Eng Me Paulo C Wanderley Referencias ESAB Site Sl ESAB c2018 Disponível em httpwwwesabcombr Acesso em 10 jan 2018 GEARY D MILLER R Soldagem 2 ed Porto Alegre Bookman 2013 Série Tekne LA PORTA NETO D G GONZALEZ A R MAZZAFERRO J A E Análise da influência da espessura de aba espessura de alma e energia de soldagem sobre as distorções angulares em juntas em ângulo de filete Soldagem Inspeção São Paulo v 22 n2 p 174193 2017 MARQUES P V MODENESI P J Algumas equações úteis em soldagem Soldagem Inspeção São Paulo v 19 n 1 p 91101 2014 NEVES M D M et al Solidificação da zona de fusão na soldagem do AISI 304 com inconel 600 por laser de Nd YAG Soldagem Inspeção São Paulo v14 n 2 p 104 113 2009 SANTOS M L et al Estudo microestrutural e resistência à corrosão de uma liga de Au soldada a laser empregada em prótese sobre implantes Eclética Química São Paulo v 27 2002 Disponível em httpwwwscielobrscielophpscriptsciabstractpidS010046702002000100016lngptnrmisotlngen Acesso em10 jan 2018 SMITH W F HASHEMI J Fundamentos de engenharia e ciência dos materiais 5 ed Porto Alegre AMGH 2012 SOARES H C G Estudo de sequências de soldagem para redução e eliminação de distorções 2006 96 f Dissertação Mestrado em Engenharia Mecânica Programa de PósGraduação em Engenharia Mecânica Universidade Federal de Minas Gerais Belo Horizonte 2006 VENTRELLA V A BERRETTA J R ROSSI W Influência da energia de soldagem em uniões de lâminas finas através de laser pulsado de NdYAG Soldagem Inspeção São Paulo v 15 n 4 p 265272 outdez 2010 Prof Eng Me Paulo C Wanderley Leituras recomendadas CENTRO DE INFORMAÇÃO METAL MECÂNICA Site Sl CIMM c2018 Disponível emhttpswwwcimmcombr Acesso em 10 jan 2018 GOWELDING Site Sl Gowelding 2014 Disponível em httpwwwgoweldingcom Acesso em 10 jan 2018 MACHADO I G Soldagem técnicas conexas processos Porto Alegre editado pelo autor 1996 Disponível em httpwwwufrgsbrlstcdownloadlivrosoldagemetecnicasconexassoldagemetecnicasconexasprocessoshtml Acesso em 10 jan 2018 NOVO INFOSOLDA 40 Site SlInfosolda c2013 Disponível httpwwwinfosoldacombr Acesso em 10 jan 2018 PEREIRA S A BUSCHINELLI A J A KEJELIN N Z Avaliação da perfuração na soldagem em operação pelo processo MIGMAG de dutos de alta resistência e baixa espessura Soldagem Inspeção São Paulo v 18 n 3 p 235244 2013 RUHAM P R et al Influência do material de base sobre o rendimento de fusão em soldagem a arco Soldagem Inspeção São Paulo v 16 n 4 p 369376 2011 THE JAPAN WELDING ENGINEERING SOCIETY Site Sl JWES c2018 Disponível em httpwwwjwesorjp Acesso em 10 jan 2018 Prof Eng Me Paulo C Wanderley FIM BOA NOITE