Patologias das ligações soldadas

A solda utilizada em construção metálica é um meio de ligação onde duas chapas de aço são unidas pela fusão de um outro metal chamado de eletrodo, obtendo-se uma peça na qual as tensões atuantes são transmitidas diretamente pelo meio de ligação. O calor de fusão é produzido por um arco voltaico entre a chapa (metal base) e o material a ser depositado (eletrodo). Como o metal de adição possui resistência superior à do metal base, garante-se que uma solda bem feita não entra em colapso antes do metal base (CÂNDIDO, 2005).

As ligações soldadas são, em geral, realizadas em fábrica, pois a execução de soldagem em campo é dificultada devido a fatores tais como: acesso ao local da soldagem, necessidade de andaimes, posição desfavorável, proteção do local contra vento e chuva, além de dificuldade no controle de qualidade da solda. Entretanto, desde que sejam verificados os devidos cuidados, é possível desenvolver-se a soldagem em campo, simplificando-se as ligações.

Normalmente, a soldagem de peças estruturais pode ser realizada por meio de: soldagem manual (eletrodo revestido), soldagem semi-automática (MIG/MAG) ou soldagem automática (arco submerso). Nos dois primeiros processos o homem é o agente principal de manipulação do equipamento durante toda a operação de soldagem e no terceiro são utilizados equipamentos automatizados próprios. Castro (1999) e Cândido (2005) apresentam as particularidades para cada processo conforme a seguir.

4.4.1.1.Soldagem manual

A soldagem manual apresenta como vantagens equipamentos que trabalham com eletrodos revestidos e que possuem pequeno porte. Além disso, são menos suscetíveis à ação de correntes de ar e ideais para trabalho de campo, podendo atuar em todas as posições de soldagem e não dependem de outros insumos. Como desvantagens, essa soldagem apresenta menor taxa de deposição, produção de escória relativamente aderente, qualidade da solda dependente da habilidade do soldador, além de respingos, perdas de material (pontas dos eletrodos), gases e radiação (ultravioleta e infravermelha). Nesse processo, por existir uma grande variedade de metais que podem ser utilizados, tanto metais de base como metais de adição, é importante uma avaliação detalhada do responsável pela soldagem, que deve conhecer as especificações de cada uma dessas combinações.

4.4.1.2. Soldagem semi-automática

No processo de soldagem semi-automática, o arco elétrico e a poça de fusão são protegidos por um gás alimentado externamente, que pode ser inerte (MIG - Metal Inert Gás) ou não (MAG - Metal Active Gas). 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, são menos suscetíveis às deficiências do soldador e quase não apresentam perdas. É o tipo de soldagem ideal para trabalho dentro da fábrica de estruturas. Em contrapartida, esse processo 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, tais como argônio ou dióxido de carbono.

4.4.1.3. Soldagem automática

Na soldagem automática, o equipamento de arco submerso se restringe mais à produção de perfis soldados. Possui a maior taxa de deposição e descontinuidades entre os três, 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. No entanto, o equipamento é de grande porte, ficando restrito à oficina, e só trabalha na posição plana. A poça de fusão fica escondida pelo fluxo, o equipamento depende do fluxo para operar e produz escória durante a solda.

A maioria dos problemas que pode ocorrer em uma soldagem é comum aos três tipos de equipamentos, pois as causas principais também são comuns. Uma boa soldagem exige qualificação e treinamento do soldador, além de preparação das superfícies, as quais devem estar livres de contaminantes como ferrugem, restos de pintura e graxa. Também o tipo de junta, a escolha adequada de eletrodos, a preparação da superfície e até a composição do metal base podem influenciar substancialmente na qualidade da solda. As principais patologias das soldas são (CASTRO, 1999):

i. velocidade incorreta de soldagem e preparação da união e do material inadequados; ii. projeto concebido errado;

iii. corrente elétrica muito baixa; iv. eletrodo de diâmetro muito grande;

v. inclusões de escória;

vi. falta de fusão e de penetração;

vii. mordeduras, concavidade e sobreposição; viii. porosidade, trincas;

ix. empenamentos das chapas; x. superposição ou excesso de solda; xi. pernas desiguais;

xii. cordão com mal acabamento; xiii. excesso de respingos.

Cada defeito de soldagem possui suas causas e prevenções particulares e Castro (1999) as relata uma a uma, mas aqui são apresentadas apenas as recomendações de prevenção:

i) dimensionar e promover manutenção na instalação elétrica utilizada; ii) fazer manutenção também dos equipamentos de solda;

iii) permitir instrução e treinamento do soldador;

iv) utilizar técnica de soldagem correta e planejar o processo;

v) utilizar eletrodos compatíveis com o metal base, de boa qualidade e conservação; vi) preparar o metal base por meio de limpeza e chanframentos adequados.

Além de cordão de solda bem feito e de boa qualidade, é importante um bom acabamento em todo o conjunto soldado, evitando-se encaixes inadequados e peças instáveis devido à introdução de tensões não previstas em projeto (Figura 4.5).

Na norma NBR 8800:1986, item 7.1.10, são especificados os casos nos quais as soldas são empregadas. Ressaltam-se a seguir os defeitos de execução das ligações soldadas em campo (MESEGUER, 1991):

a) falta de usinagem nas extremidades das ligações, causada pelo corte irregular das peças; b) mistura de ligações soldada e parafusada em uma mesma junção, provocada por projeto inadequado ou despreparo do pessoal;

c) amassamento das extremidades das peças, em conseqüência de falha no projeto de detalhamento da ligação ou falha durante a execução;

d) incompatibilidade entre as dimensões dos perfis, causada por erro de projeto ou de fábrica.

Figura 4.5 – Cordão de solda de boa qualidade