Fez-se inicialmente a inspeção do ambiente, restringindo acesso de pessoal ao laboratório, e medição da temperatura de umidade relativa através de um termômetro digital, onde obteve-se os valores de 25 ºC e 55% de umidade relativa.
Colocou-se as juntas em um forno metalúrgico Brasimet K250 (Figura 33), na temperatura de pré-aquecimento durante o tempo determinado para estabilidade térmica.
Figura 33 – Forno Metalúrgico Brasimet K250
Fonte: Autor, 2016.
Após aquecer o material até a temperatura de pré-aquecimento estabelecida, retirou-se as peças do forno e as fixou na posição de soldagem definida, sendo ela, plana, com espaçamento entre peças de 1,4 mm de acordo com a Figura 34. Restringiu-se a movimentação das peças em todos os eixos, soldando as extremidades das peças na mesa de soldagem e utilizando para fixação vertical grampos de fixação, conhecidos na indústria como “sargento”, A Figura 35 a seguir mostra em detalhe posicionamento e fixação da junta na mesa.
Figura 34 – Posicionamento da junta
Figura 35 – Detalhe posição e fixação da junta na mesa
Fonte: Autor, 2016.
A partir da fixação das peças mesa, e com a definição da posição de soldagem, pode dar segmento ao processo. Utilizou-se os parâmetros pré-estabelecidos conforme Tabela 3, procurou-se usar o mínimo de energia possível no processo, para evitar a superaquecimento do material, monitorando a formação de porosidade.
Os parâmetros adotados para o processo, foram em maioria definidos a partir das bibliografias pesquisadas, analisando o efeito sobre a peça a partir dos defeitos de soldagem, e qual impacto no resultado final estes teriam sobre o processo, com base neles procurou-se definir parâmetros no qual o surgimento de defeitos era nulo ou pequeno.
A cada cordão de solda feito, fazia-se a retirada da escoria formada pelo eletrodo revestido, com escova de aço e martelo picador, verificava-se, através de inspeção visual o surgindo de defeitos, como trincas ou porosidades, havendo divergências no processo, como surgimento de porosidade, tomava-se uma ação corretiva imediata, que era o goivagem e repreenchimento do local.
O passe 1 de raiz foi feito com a menor velocidade dentre os passes, e com a tensão e corrente menores em relação aos últimos passes, pois devido ao pré-aquecimento a energia necessária para soldar era menor, procurou-se ter o máximo de penetração possível na região do nariz, para que o último passe fosse o mais rápido possível. Pode-se fazer o passe de raiz com a velocidade inferior as demais sem empenamento ou distorção, pois a junta estava presa a mesa o que restringiu sua movimentação, evitando estes defeitos, neste passe por ser mais lento com penetração mais profunda em relação aos outros, e devido à restrição de movimento
poderia ter surgido trincas transversais, mas após a inspeção visual, verificou-se que não houve o surgimento de nenhum defeito.
O preenchimento ou passe 2 foi feito, na mesma posição do passe de raiz, em cima do mesmo, para este pode-se utilizar uma velocidade maior em relação ao passe de raiz, com os mesmos valores de tensão e corrente.
Fez-se o passe de preenchimento 3, com aporte térmico maior que os dois anteriores pois este seria um passe de acabamento, utilizou-se maior energia afim de evitar mordedura no fim do chanfro, e obter-se maior penetração para que se houvessem bolhas de gás presas em uma camada superficial mais profunda do cordão anterior elas subisses para que pudessem serem tratadas, mas ao final do cordão não houve o surgimento de nenhum defeito superficial visível.
Para realizar-se o último passe, soltou-se a junta, e utilizando uma esmirilhadeira fez- se a goivagem utilizando disco de desbaste comum de 4 mm de espessura, para este processo utilizou-se a norma ABNT NBR 15230, que trata da utilização de ferramentas abrasivas, apresentando metodologia, requisitos e equipamentos de segurança necessários para o procedimento. A goivagem na parte de trás da chapa foi feita até encontrar-se o passe de raiz, após visualiza-lo, pode ter1minar o processo de soldagem, neste passe por ser um passe raso pode-se utilizar maior velocidade, manteve-se os parâmetros utilizados no passe 3, pelo mesmo motivo, obter-se maior penetração para que se houvessem bolhas de gás presas em uma camada superficial mais profunda do passe de raiz elas subisses para que pudessem serem tratadas e eliminadas, porém ao fim do processo de inspeção visual não houve o surgimento de nenhum defeito de soldagem.
Após o processo de soldagem a junta voltou ao forno à 500 °C durante 30 minutos, resfriou-se a junta ao forno afim de aliviar as tensões internas do cordão de solda, causadas pela restrição de movimento durante o processo.
Foram realizados testes para verificar a eficácia do processo, os testes a serem realizados basearam-se no que é requisitado pela norma utilizada, que especifica a realização de inspeção visual da junta verificando imperfeições no processo de fabricação, e outra inspeção visual após o processo soldagem verificando se os requisitos mínimos de qualidade foram atingidos.
Os corpos de prova foram dimensionados e retirados da amostra. A norma pede no mínimo 3 de cada, para aumentar o volume de dados e consequentemente a eficiência dos testes, foram feitos 5 corpos de prova de tração, e 5 de dobramento, sendo testados no dobramento de face, os corpos de prova foram retirados da chapa segundo o esquema ilustrado na Figura 36.
Figura 36 – Esboço da forma de retirada dos provetes da placa
Fonte: Autor, 2016.
Os corpos de prova de tração foram segmentados em fatias de 20 mm para posterior usinagem da garganta, os segmentos foram cortados com um espaçamento entre peça de 1 mm, utilizando um processo de corte abrasivo, com esmirilhadeira munida de disco de corte especial para aços inoxidáveis. A Figura 37 ilustra as características do disco usado, para este processo utilizou-se a norma especifica para o processo, citada anteriormente, descreve-se no Anexo B, o catalogo do fabricante, onde apresentam-se características especificas do disco utilizado.
Figura 37 – Disco de corte fino para aço inox
Os ensaios de tração e dobramento foram feitos no laboratório CREMAT (Centro Regional De Ensaios Dos Materiais) da Unijuí, na máquina universal de ensaios. O laboratório de ensaios mecânicos da Unijuí conta com uma máquina de ensaio de tração com capacidade de para 60 toneladas, sendo da marca Wolpert/Amsler Modelo 60 TUZ – M 760, com código de rastreabilidade interno RU115, sendo calibrada e revisada anualmente como especificado pela empresa PANANTEC, atualmente calibrada segundo código de rastreabilidade 3706.14 e 3707.14. A Figura 38 ilustra um registro fotográfico da mesma.
Para o ensaio de tração adotara-se a norma ABNT NBR ISO 6892-1 de 2015, pois os requisitos apresentados atendem a norma AWS D1.1.
Figura 38 – Máquina universal de ensaios.
Fonte: Arquivo Unijuí, 2015.
Para verificar como o aporte de calor utilizado na soldagem da junta afetou o material foram feitos testes de dureza, tipo Hardness Brinell (HB), ao longo da mesma, sendo feitas 5 impressões em cada região, para identificar-se as regiões da solda, será feito um ataque químico com reagente nital 2%, a Figura 39 ilustra o diagrama de disposição das regiões a serem medidas.
O ensaio será executado segundo a norma ABNT NBR NM ISO 6506-1 de 2010, o equipamento utilizado para realizar a medição de dureza é Durômetro RBS Analógico - Fabricante: Panantec - Modelo - RBS M - Nº Fabricação L3A – 1139. Conforme mostra a foto abaixo.do mesmo na Figura 40.
Figura 39 – Diagrama de disposição dos pontos de coleta de dureza
Fonte: Autor, 2016.
Figura 40 – Durômetro Analógico.
4 RESULTADOS
A realização dos testes nos corpos de prova extraídos da junta, foram feitos seguindo os requisitos técnicos e laboratoriais exigidos pelas normas utilizadas, os ensaios como citado anteriormente, dividiram-se em tração, dobramento e dureza.