Patologia das ligações soldadas

Na construção metálica a união dos metais por soldagem é realizada basicamente pelo processo a arco elétrico. São utilizados normalmente três tipos de equipamentos para sua realização: soldagem manual (eletrodo revestido), soldagem semi-automática (MIG / MAG) e soldagem automática (arco submerso). A utilização de um ou outro depende basicamente do tipo de trabalho a ser feito e das circunstâncias que o envolvem. Nos dois primeiros temos a presença do homem como agente principal de manipulação do equipamento durante toda a operação de soldagem. No último conta-se com a utilização de equipamentos automatizados próprios para a confecção de soldas. Apesar do processo de soldagem ser um só (arco elétrico), cada equipamento apresenta características e peculiaridades distintas quanto ao modo de operação. Vemos então que os problemas apresentados são peculiares para cada equipamento devido a essas diferenças.

As vantagens e desvantagens de cada equipamento devem ser levadas em consideração na hora de se fazer a solda. Equipamentos que trabalham com eletrodos revestidos possuem pequeno porte, são menos suscetíveis à ação de correntes de ar (ideais para trabalho de campo), podem trabalhar em todas as posições de soldagem e não dependem de outros insumos para poderem ser utilizados. Como desvantagens apresenta a menor taxa de deposição, a produção de escória relativamente aderente, a qualidade da solda depende muito da habilidade do soldador, produz respingos, perdas de material (pontas dos eletrodos), gases e radiação (ultravioleta e infravermelha).

Os equipamentos de soldagem MIG / MAG possuem uma alta taxa de deposição, dificilmente produzem escória, também podem trabalhar em todas as posições, produzem cordões de solda de ótimo acabamento, é menos suscetível às deficiências do soldador (conseguem manter constante a voltagem durante a soldagem) e quase não apresenta perdas. Em compensação é muito suscetível a correntes de ar, produz respingos, gases e altas taxas de radiação (ultravioleta e infravermelha), o equipamento possui porte médio e depende de insumos (gás carbônico ou argônio) para poder trabalhar. Além disso, não devemos dar mais que dois passes no mesmo cordão, pois o depósito fica rico em Si-Mn,

baixando a tenacidade. São ideais para trabalho dentro da fábrica de estruturas.

Já o equipamento de arco submerso se restringe mais à produção de perfis soldados. Possuem a maior taxa de deposição entre os três, quase não sofre influência de correntes de ar, não produz radiação nem respingos, gera poucas perdas, o cordão de solda apresenta um acabamento de ótima qualidade e aparência, e quase não sofre interferência do homem por ser automatizado. Por outro lado é um equipamento que só trabalha na posição plana, a poça de fusão fica escondida pelo fluxo, possui grande porte, é basicamente imóvel (restrito à oficina), depende do fluxo para operar e produz escória (normalmente auto destacável) durante a solda.

Estas características e restrições dos equipamentos se mostram importantes na avaliação das causas das patologias. Por exemplo, um equipamento MIG / MAG dificilmente produz inclusão de escória pois ele não gera escória durante sua utilização. Já soldas em posições diferentes da plana só podem ser executadas por equipamentos móveis (eletrodo revestido, MIG / MAG). Portanto exclui-se o equipamento a arco submerso. Entretanto, a maioria dos problemas na solda são comuns aos três tipos de equipamentos pois as causas principais são comuns para os três tipos.

a) Soldagem com eletrodo revestido

Este processo é o que pode apresentar o maior número de defeitos. Isto ocorre porque o processo é geralmente manual, sendo então de grande importância a habilidade do soldador. Neste processo também é de grande importância a avaliação detalhada do inspetor, pois existe uma gama muito grande de metais que podem ser utilizados(tanto metais de base como metais de adição), isto requer do inspetor uma grande familiaridade das especificações de cada uma dessas combinações, a fim de que ele possa avaliar a qualidade da solda. Os principais defeitos que ocorrem com este equipamento são:

i. Porosidade; ii. inclusões; iii. falta de fusão; iv. falta de penetração;

v. velocidade de soldagem incorreta, preparação da união e do material inadequados, projeto errado, corrente muito baixa e eletrodo de diâmetro muito grande;

vi. mordeduras, concavidades e sobreposição; vii. trincas;

b) Soldagem MIG / MAG

Nestes processos usa-se o calor de um arco elétrico entre um eletrodo nu alimentado de maneira contínua e o metal de base. O calor funde o final do eletrodo e a superfície do metal de base para formar a solda. O proteção do arco e da poça de fusão vem de um gás alimentado externamente, o qual pode ser inerte ou não.

Processo MIG - Metal Inert Gas → Injeção de gás inerte (argônio)

Processo MAG - Metal Active Gas → Injeção de gás ativo (dióxido de carbono) ou mistura de gases.

Os principais defeitos deste processo são:

i. Falta de fusão ii. falta de penetração iii. inclusões de escória iv. mordeduras

v. porosidade vi. sobreposição vii. trincas

c) Soldagem a arco submerso

Neste tipo de processo também podem ocorrer um grande número de descontinuidades. Porém, por ser relativamente automatizado, a possibilidade de ocorrência desse é bastante reduzida. Os principais defeitos são:

i. Falta de fusão ii. falta de penetração iii. inclusões de escória iv. mordeduras

v. porosidade vi. trincas

3.6.1.1. A influência do soldador

Toda soldagem deve obedecer a um processo de execução apropriado para o tipo de resultado a ser obtido. Apesar de a princípio parecer simples, a execução da solda requer preparação e treinamento do soldador. Existe toda uma técnica envolvendo o processo de soldagem que, se não for seguida em cima, pode implicar em perda de qualidade da solda, muitas vezes resultando na correção da peça soldada. Então, a figura do soldador, que a princípio parece relegada a um segundo plano, se torna fundamental na obtenção da qualidade da solda. Com exceção da soldagem por arco submerso, que normalmente é executada por equipamento automático, a soldagem com eletrodo revestido ou com a MIG está completamente submetida à capacidade do soldador. Também a preparação da superfície deve ser considerada como de sua responsabilidade. Uma solda de qualidade deve estar livre de quaisquer tipos de contaminantes como ferrugem, restos de pintura, graxa, além da preparação de chanfros, se existirem.

3.6.1.2. Controle de qualidade

Apesar de tudo, na construção civil são poucas as empresas fabricantes de estruturas metálicas que efetivamente fazem um controle de qualidade da solda e que procuram manter em seus quadros soldadores qualificados. Geralmente as fábricas de estruturas metálicas são constituídas basicamente de micro e pequenas empresas e, em geral, não possuem qualquer tipo de controle além do visual. Porém o tipo de estruturas fabricadas por estas fábricas são normalmente estruturas de menor porte como coberturas, mezaninos e pequenos galpões de depósito. Mesmo em estruturas com um nível um pouco maior de responsabilidade como galpões industriais, pequenos prédios e outros, a responsabilidade da soldagem fica praticamente em cima dos soldadores. Normalmente este tipo de precaução é levado em consideração somente em estruturas residenciais, comerciais e industriais de grande porte, com controle de qualidade exigidos em contratos e efetivamente fiscalizados pelos contratantes.

caldeiras, são dimensionadas para suportarem, além das cargas permanentes, cargas variáveis, que só ocorrem poucas vezes durante a sua vida útil, podendo até ser o caso de nunca ocorrerem. Portanto as solicitações na solda não são constantemente aquelas solicitações de cálculo e sim solicitações decorrentes apenas de seu peso próprio e de pequenos carregamentos externos, dando assim uma grande margem de segurança em relação a possíveis defeitos nas soldas. Se uma estrutura possuir defeitos diversos e não for submetida em momento algum às suas solicitações de projeto, é bem possível que ela permaneça em pé durante todo o tempo de vida útil previsto.