Atividade recente no site - Prof. Carlos Eduardo Reis de Carvalho

(1)

Prof. Me. Carlos Eduardo Reis de Carvalho

IFMG – Campus Ouro Branco

INTRODUÇÃO À SOLDAGEM

Terminologia, simbologia e processos

(2)

Sumário

01 Introdução à Soldagem. Formação de uma junta soldada. ... 1

Objetivos ... 1

1.1Origem da soldagem.... 1

1.2 Métodos de união dos materiais. ... 5

1.3 Como é possível ser formada uma junta soldada?... 15

Exercícios ... 19

Referências bibliográficas ... 20

02 Soldagem como processo de fabricação mecânica. ... 20

Objetivos ... 20

2.1 O que é fabricação mecânica? ... 20

2.2 Classificação da soldagem como processo de fabricação mecânica.... 26

03 Importância da Soldagem na atividade industrial. ... 38

3.1 Quais indústrias utilizam a soldagem em seus processos? ... 38

1.2 As aplicações da soldagem na indústria. ... 39

04 Soldagem de Produção e Manutenção. ... 44

4.1 A soldagem na manufatura de diversos produtos. ... 44

4.2 Sem a soldagem não há produção! ... 49

05 Terminologia da Soldagem. Simbologia da Soldagem. ... 55

5.1 Vamos dar nomes aos bois! Termos comuns em soldagem. ... 55

1.2 São tantos nomes que fica mais fácil desenhar! Símbolos usados em soldagem. ... 68

(3)

6.1Quais materiais são consumidos para dar origem à uma junta soldada? ... 83

6.2Qual a função dos consumíveis? ... 83

07 Classificação e armazenamento dos consumíveis de Soldagem. ... 92

7.1 Classificação dos consumíveis. ... 93

7.2Armazenamento dos consumíveis. ... 100

08 Introdução aos Processos de Soldagem. Fontes de Calor. ... 105

8.1Introdução aos processos de soldagem. ... 105

8.1.1 Processos de Soldagem por Fusão ... 105

8.1.2 Processos de Soldagem por Pressão (ou por Deformação) ... 106

8.2 Fontes de energia ... 106

8.2.1 Fontes elétricas - arco elétrico ... 106

8.2.2 Fontes elétricas - resistência elétrica ... 109

8.2.3 Fontes químicas - chama direta ... 109

8.2.4 Fontes químicas - aluminotermia ... 109

8.2.5 Fontes óticas ... 110

8.2.6 Fontes mecânicas ... 110

8.3 Gases de proteção ... 110

8.3.1 Argônio e hélio ... 112

8.3.2 Adições de O2 e CO2 ao argônio ou hélio ... 112

8.3.3 CO2 Puro ... 113

8.4 Revestimentos e fluxos ... 113

09 Processos de soldagem oxi-gás. ... 115

(4)

9.2 Aplicação ... 117

9.3 Fundamentos do processo. ... 118

9.3.1 Gases ... 120

9.3.2 A chama oxiacetilênica ... 122

9.4 Consumíveis. ... 125

9.5 Equipamentos ... 126

9.6 Métodos de operação na soldagem ... 133

9.7 Segurança na soldagem. ... 139

10 Processo de soldagem por aluminotermia. ... 141

10.1Introdução. ... 141

10.2 Aplicação ... 142

10.4 Consumíveis. ... 144

10.6 Métodos de operação na soldagem... 144

11 Processos de soldagem eletrodos revestidos. ... 146

11.1Introdução. ... 146

11.2 Aplicação ... 148

11.4 Consumíveis. ... 151

11.4.1 Eletrodos ... 151

11.4.2 Cuidados com os eletrodos revestidos ... 155

11.7 Segurança na soldagem. ... 164

(5)

12 Processos de soldagem GTAW (TIG). ... 165

12.1Introdução. ... 165

12.2 Aplicação ... 166

12.3.1 Parâmetros de soldagem ... 169

12.3.2 Eletrodos ... 170

12.4 Consumíveis. ... 170

12.4.1 Metal de adição ... 171

12.4.2 Gases de proteção ... 171

13 Processo de soldagem GMAW (MIG/MAG).... 176

13.1Introdução. ... 177

13.2 Aplicação ... 178

13.4 Consumíveis. ... 184

13.4.1 Eletrodos ... 184

13.5.1 Tocha ... 189

13.5.2 Transportadores de arame eletrodo ... 190

13.5.3 Grampos terra. ... 191

13.5.4 Cabos ... 192

13.6 Fontes de soldagem ... 192

13.6.1 Características da corrente de soldagem ... 193

13.8 Variantes do processo ... 200

(6)

13.8.2 MIG sinérgico ... 201

14 Processo de soldagem arame tubular (FCAW). ... 202

14.1Introdução. ... 202

14.2 Aplicação ... 204

14.3.2 Modos de transferência ... 207

14.4 Consumíveis. ... 208

14.5.1 Tocha ... 215

14.5.2 Transportadores de arame eletrodo ... 215

14.6 Fontes de soldagem ... 216

15 Processos de soldagem a arco submerso. ... 216

15.1Introdução. ... 217

15.2 Aplicação ... 217

15.4 Consumíveis. ... 227

15.4.1 Eletrodos ... 227

15.4.2 Fluxos... 228

Fontes de soldagem ... 229

16 Processos de soldagem plasma. ... 233

(7)

16.1Introdução. ... 233

16.2 Aplicação ... 234

16.4 Consumíveis. ... 244

16.4.1 Eletrodos ... 244

16.4.2 Metal de adição ... 245

17 Processo de soldagem de pinos. ... 252

17.1Introdução. ... 252

17.2 Aplicação ... 253

17.3.1 Descarga capacitiva ... 254

17.5 Cuidados necessários para um bom desempenho do sistema automático ... 257

18 Processo de soldagem por eletro-escória. ... 258

18.1Introdução. ... 258

18.2 Aplicação ... 260

18.5 Consumíveis ... 271

18.6 Variáveis do processo ... 275

18.7 Técnica operatória. ... 280

18.8 Parâmetros de soldagem. ... 284

(8)

19 Processo de soldagem por feixe de elétrons. ... 293

19.1Introdução. ... 293

19.2 Aplicação ... 295

19.3.1 Técnicas de soldagem ... 296

19.6 Técnica operatória. ... 308

20 Processo de soldagem à laser. ... 310

20.1Introdução. ... 310

20.2 Aplicação ... 311

20.3.1 Técnicas de soldagem ... 317

21 Processos híbridos de soldagem. ... 323

21.1 Introdução. ... 323

21.2 Aplicação ... 324

22 Processos de soldagem a energia radiante. ... 330

(9)

22.1Introdução. ... 330

22.2 Processo de Soldagem por feixe de Elétrons (Electron Beam Welding) ... 332

22.2.1 Aplicação. ... 333

22.2.2 Fundamentos do processo. ... 334

22.2.3 Equipamentos. ... 334

22.2.4 Parâmetros de soldagem. ... 335

22.3 Brasagem. ... 336

22.3.1 Aplicação. ... 338

22.3.3 Processos de Brasagem ... 341

22.3.4 Consumíveis ... 345

23 Processos de soldagem no estado sólido. ... 348

23.1Introdução. ... 348

23.2 Soldagem por Fricção ... 348

23.2.1 Aplicação. ... 350

23.2.5 Friction Stir Welding (FSW) ... 357

23.2.6 Friction hydro pilar processing (FHPP) ... 361

23.2.7 Costura por fricção ("Friction stitch welding") ... 363

23.3 Soldagem a frio. ... 364

23.3.1 Aplicação. ... 365

23.3.3 Equipamento ... 367

23.3.4 Técnica operatória... 368

(10)

24.1Introdução. ... 370

24.2 Soldagem por Forjamento ... 370

24.2.1 Aplicação. ... 370

24.3 Soldagem por forjamento a frio. ... 371

24.4 Soldagem por pressão a quente. ... 371

24.3.1 Aplicação. ... 371

24.3.2 Equipamento. ... 371

24.5 Soldagem por laminação. ... 371

24.5.1 Aplicação. ... 371

24.5.4 Técnica operatória... 373

25.1Introdução. ... 374

25.2 Soldagem por Difusão ... 374

25.2.1 Aplicação. ... 374

25.2.5 Limitações. ... 379

26.1Introdução. ... 380

26.2 Soldagem por Explosão ... 380

26.2.1 Aplicação. ... 381

(11)

26.2.4 Tipos de montagem ... 384

26.2.5 Técnica operatória. ... 385

26.2.7 Vantagens. ... 388

26.2.8 Limitações. ... 389

26.2.9 Segurança. ... 389

27.1Introdução. ... 390

27.2 Soldagem por Ultrassom ... 390

27.2.1 Aplicação. ... 391

27.2.7 Vantagens. ... 397

28 Processos de soldagem por pressão. ... 400

28.1Introdução. ... 400

28.2 Soldagem por Resistência ... 400

28.2.1 Aplicação. ... 402

28.2.3 Processos de soldagem por resistência... 408

28.3 Soldagem por Centelhamento ... 425

(12)

(13)

1

01 Introdução à Soldagem. Formação de uma junta soldada.

Objetivos

Mostrar a evolução da soldagem como processo de fabricação e de manutenção.

Caracterizar a soldagem como um dos métodos de união dos materiais.

Mostrar como é feita a união de materiais metálicos através da soldagem.

1.1 Origem da soldagem.

Solda e soldagem são termos muito utilizados na indústria e não devem ser confundidos entre si. Seus significados vêm sendo ajustadas com o passar dos tempos, para se adequarem a inovações tecnológicas tanto de processos quanto de materiais para A soldagem é um processo de união que produz a coalescência (união) dos materiais pelo aquecimento dos mesmos até a temperatura de soldagem, com ou sem a aplicação de pressão, ou somente pela aplicação de pressão, e com ou sem o uso de metal de adição.

A solda, em contrapartida, é a coalescência (união) localizada de metais ou não metais produzida, ou pelo aquecimento dos materiais até a temperatura de soldagem, com ou sem a aplicação de pressão, ou somente pela aplicação de pressão, com ou sem o uso de metal de adição.

A palavra "soldagem" refere-se à "ação de unir peças': enquanto a palavra "solda" refere-se ao "resultado ou ao produto da operação".

Embora a soldagem, na sua forma atual, seja um processo recente, com cerca de 100 anos, a brasagem e a soldagem por forjamento têm sido utilizadas desde épocas

remotas.

É possível associarmos o desenvolvimento da soldagem a alguns períodos da história da humanidade.

(14)

2

mil anos, na cidade de Ur, Caldeia, uniam-se peças de ouro, considerado o primeiro metal obtido e utilizado, por meio de uma técnica atualmente conhecida como solda brasagem. Há 3 mil anos, o homem inventou o processo de forjar a quente, concentrando o calor na zona da peça onde se queria unir outra peça, martelando em seguida.

O advento do ferro, por volta de 2000 a.c., foi um passo importante para a Metalurgia, pois substituiu o cobre e o bronze na confecção de diversos artefatos. O ferro era produzido por redução direta e conformado por martelamento na forma de blocos

com um peso de poucos quilogramas. Quando peças maiores eram necessárias, os blocos eram soldados por forjamento, isto é, o material era aquecido ao rubro, colocava-se areia entre as peças para escorificar impurezas e martelava-se até a soldagem.

Feito dessa forma há um pilar de cerca de sete metros de altura e mais de cinco toneladas existente ainda hoje na cidade de Delhi (Índia).

Uma das mais antigas notícias que se tem sobre a soldagem remonta ao forjamento da espada de Damasco (1300 a.c.) e ao uso de uma espécie de maçarico soprado pela boca, usando álcool ou óleo como combustível. Essa técnica, usada pelos egípcios para fundir e soldar bronze, foi transmitida aos gregos e aos romanos.

A soldagem foi usada, na antiguidade e na idade média, para a fabricação de armas e outros instrumentos cortantes.

(15)

3

Sua montagem também era complexa, e necessitava de um número muito grande de profissionais para a sua execução.

Durante muitos séculos, a soldagem manteve-se inalterada até que o surto de desenvolvimento provocado pela Revolução Industrial, no século XIX, fez surgir novos processos, que foram sendo aperfeiçoados.

Com a execução comercial da soldagem nos anos aproximadamente 1800, e sendo a soldagem um processo de fabricação que une dois ou mais materiais por processo de fusão do metal de base, a resistência da montagem ficava distribuída por toda a cinta de fixação, e o metal adicionado se diluía no metal de base. Assim houve um ganho produtivo, em que os espaçamentos entre as colunas de uma estrutura podem ser aumentados mais que o dobro, conseguindo-se vãos maiores com o número de colunas menor.

A soldagem permaneceu como um processo secundário de fabricação até o século XIX, quando a sua tecnologia começou a mudar radicalmente, principalmente, a partir das experiências de Sir Humphrey Davy (1801-1806) com o arco elétrico, da descoberta da acetileno por Edmund Davy e do desenvolvimento de fontes produtoras de energia elétrica que possibilitaram o aparecimento dos processos de soldagem por fusão. Ao mesmo tempo, o início da fabricação e utilização de aço na forma de chapas tornou necessário o desenvolvimento de novos processos de união para a fabricação de equipamentos e estruturas.

A primeira patente de um processo de soldagem, obtida na Inglaterra por Nikolas Bernados e Stanislav Olszewsky em 1885, foi baseada em um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo de carvão e a peça a ser soldada (figura 1.1).

(16)

4

A partir daqui podemos resumir o que aconteceu nos anos seguintes do desenvolvimento da soldagem:

1889 N.G. Slavianoff e C. Coffin substituem o eletrodo de grafite por arame metálico;

1901 Fouché e Picard desenvolvem o primeiro maçarico industrial para soldagem oxiacetilênica;

1903 Goldschmidt descobre a solda aluminotérmica;

1907 O. Kjellberg deposita a patente do primeiro eletrodo revestido;

1919 C. J. Halsag introduz a corrente alternada nos processos de soldagem;

1926 H.M. Hobart e P.K. Denver utilizam gás inerte como proteção do arco elétrico;

1930 Primeiras normas para eletrodo revestido nos EUA;

1935 Desenvolvimento dos processos de soldagem TIG e Arco Submerso;

1948 H.F. Kennedy desenvolve o processo de soldagem MIG;

1950 França e Alemanha desenvolvem o processo de soldagem por feixe de elétrons;

1953 Surgimento do processo MAG;

1957 Desenvolvimento do processo de soldagem com arame tubular e proteção gasosa;

1958 Desenvolvimento do processo de soldagem por eletro-escória , na Rússia;

1960 Desenvolvimento de processo de soldagem a laser, nos EUA;

1970 Aplicados os primeiros robôs nos processos de soldagem.

(17)

5

Figura 1.2 - Evolução dos processos de soldagem ao longo do tempo.

O processo de soldagem vem ao longo do tempo consolidando seu espaço e sua importância no processo produtivo da indústria mundial. Por ser um processo que contém muitas variáveis, seu estudo é muito complexo e tem uma grande gama de procedimentos e materiais que ainda não foram catalogados com dados precisos, ou até mesmo com informações quaisquer.

1.2 Métodos de união dos materiais.

Os métodos de união de metais podem ser divididos em duas categorias principais aqueles baseados no aparecimento de forças mecânicas macroscópicas entre as partes a serem unidas e aqueles baseados em forças microscópicas (interatômicas ou intermoleculares).

(18)

6

No segundo caso, a união é conseguida pela aproximação dos átomos e moléculas das partes a serem unidas, ou destas e um material intermediário, até distâncias suficientemente pequenas para a formação de ligações metálicas e de Van der Waals. Como exemplo desta categoria citam-se a soldagem, a brasagem e a colagem. A junção é permanente e a composição local é alterada e misturada como um todo.

Figura 1.3 Representação de elementos de união para métodos baseados no aparecimento de forças mecânicas macroscópicas.

Métodos baseados no aparecimento de forças mecânicas macroscópicas.

Os elementos utilizados para efetuar a união com forças macroscópicas são representados pelos rebites e pelas porcas.

Rebitagem:

Os rebites são utilizados quando se tem o objetivo de criar uma junta mecânica permanente. Possui taxa de produtividade elevada, é simples e confiável, além de ter baixo custo.

O rebite consiste de um pino com cabeça e sem rosca que pode unir duas ou mais partes sendo necessária após sua inserção a formação de uma segunda cabeça, por recalque.

(19)

7

Figura 1.4 Representação da rebitagem.

Aplicações:

• Em estruturas metálicas;

• Em serviços de funilaria;

• Em utensílios de cozinha;

Considerações:

(20)

8

• A fricção entre as peças não contribuem para a transferência de força;

• As tensões residuais podem ser desprezadas;

• A tensão de cisalhamento é uniforme e igualmente dividida entre os rebites

Defeitos de rebitagem

• Furos fora do eixo, formando degraus;

• Chapas mal encostadas;

• Diâmetro do furo muito maior em relação ao diâmetro do rebite;

• Aquecimento excessivo do rebite;

• Rebitagem descentralizada;

• Mal uso das ferramentas para fazer a cabeça;

• O comprimento do corpo do rebite é pequeno em relação à espessura da chapa;

Parafusagem:

Parafusos são utilizados como elementos de união entre partes metálicas ou não. Parafusos

são elementos de fixação que têm por característica a presença de roscas externas. Existem vários tipos de parafusos, como os autoatarraxantes, que possuem geometrias que permtiem que formem ou cortem furos correspondentes ao furo.

Há também, as porcas, que são elementos de fixação com rosca interna correspondente ao dos parafusos de mesmo diâmetro, passo e forma do filete.

(21)

9

Figura 1.6 Representação de um parafuso.

Existem vários tipos de parafuso, sendo em maior quantidade aqueles sem porca.

Figura 1.7 Alguns tipos de parafusos conforme o tipo de cabeça. Adaptado.

Figura 1.8 (a) Montagem de um anel de ajuste de um anel em um eixo utilizando um parafuso de ajuste; (b) alguns tipos de geometrias de parafusos de ajuste (cabeça e ponta). Adaptado.

(22)

10

Vantagens:

• Rapidez nas ligações de campo;

• Economia em relação ao consumo de energia;

• Não necessidade de mão de obra extremamente qualificada para execução de

montagem e melhor respostas às tensões de fadiga.

Desvantagens:

• Necessidade de verificação de área líquida e esmagamento das peças;

• Necessidade de previsão antecipada para evitar a falta de parafusos no processo

produtivo e em alguns casos,

• Necessidade de pré-montagem da peça para a união perfeita no processo

produtivo.

Métodos baseados no aparecimento de forças mecânicas microscópicas.

Brasagem:

A brasagem é um processo de soldagem originado da solda forte. Solda forte, também conhecida por "brazing", é a soldagem em que o metal de adição apresenta temperatura acima de 450°C, mas inferior à temperatura de fusão do metal de base. A solda forte dá origem à brasagem e à soldabrasagem ou solda brasada. Existe outro método de soldagem, conhecido como solda branda ou fraca, em que o metal de adição tem o ponto de fusão abaixo de 450°C.

Uma Definição:

(23)

11

Figura 1.10 Ilustração dos processos de brasagem e solda-brasagem.

Capilaridade

(24)

12 Figura 1.11 Efeito capilar ou capilaridade em diferentes folgas.

Aplicações:

• Na maioria dos casos, a solda forte é feita pelo processo de soldagem

oxicombustível, com uma liga de cobre em forma de vareta e um fluxo adequado; no entanto, é possível utilizar os processos TIG ou arco plasma, sem a necessidade da utilização de fluxos e sem fundir o metal de base.

• A brasagem é utilizada na união de metais dissimilares, de peças de pequena

espessura, de metais tratados termicamente e em uniões de metal com cerâmica. Abrange um campo vasto que vai desde a indústria elétrica e eletrônica atéa indústria automobilística e de aviação.

• A soldabrasagem é empregada na soldagem de tubos, varões, barras e

componentes fundidos e forjados, quando se desejam resultados com pequenas deformações. É geralmente utilizada para unir ferro fundido e aços, mas pode também ser empregada para unir cobre, níquel e sua ligas. Outros metais podem ser unidos por soldabrasagem com um adequado metal de adição, além de metais dissimilares.

• A solda branda é utilizada principalmente nas indústrias elétrica e eletrônica, na

(25)

13

Figura 1.12 Brasagem de tubo de cobre e anel de aço.

(26)

14

Vantagens

A solda forte apresenta algumas vantagens, em relação aos processos de soldagem por fusão; requer menor calor, o que acarreta maior rapidez para realizar a união, embora produza pequenas distorções; o metal de adição apresenta baixa tensão residual e sua ductilidade permite usinagem; as soldas têm resistência adequada para muitas aplicações; o equipamento empregado é simples e de fácil utilização; metais frágeis, como ferro fundido cinzento, podem ser unidos sem alto pré-aquecimento.

Desvantagens

As desvantagens da solda forte são a resistência de solda, que é limitada à resistência do metal de adição; a temperatura de serviço, que é limitada ao ponto de fusão do metal de adição, como acontece com as ligas de cobre, limitadas à temperatura de serviço de 260°C; e a possibilidade de a solda forte provocar corrosão galvânica na junta.

Colagem

É um processo de união inter-metálica que consiste em unir partes metálicas ou não, através da adição de uma substância com grande poder adesivo.

Pouco utilizado na união de elementos metálicos porem muito utilizado outros materiais: madeira, plástico, cerâmica, vidro, papel, tecidos entre outros.

Consiste na deposição de uma certa quantidade de cola ou resina em uma ou ambas as superfícies de união. Estas devem estar previamente limpas. Após um determinado período há a cura da resina e com isso ocorre a união das partes.

A colagem pode ser: Instantânea,

Não instantânea.

Algumas resinas podem necessitar de catalisador para que ocorra a cura.

As principais resinas utilizadas industrialmente são: Epóxi,

PVA,

(27)

15 Soldagem

Os processos de soldagem são utilizados para fabricar produtos e estruturas metálicas, aviões e veículos espaciais, navios, locomotivas, veículos ferroviários e rodoviários, pontes, prédios, oleodutos, gasodutos, plataformas marítimas, reatores nucleares e periféricos, trocadores de calor, utilidades domésticas, componentes eletrônicos etc.

Esse assunto será abordado novamente adiante.

1.3 Como é possível ser formada uma junta soldada?

Os materiais normalmente utilizados em engenharia encontram-se nos estados sólido ou líquido, por esse motivo é importante conhecermos as ligações que ocorrem nos materiais: as ligações interatômicas ou ligações químicas.

As ligações químicas são divididas em duas classes: as ligações primárias ou fortes e as ligações secundárias ou fracas. As ligações primárias são, normalmente, dez vezes mais fortes do que as ligações secundárias.

(28)

16

Figura 1.14 Variação de energia potencial para um sistema composto de dois átomos em função da distância de separação entre eles.

As ligações químicas primárias se dividem em: iônicas, covalentes e metálicas. As ligações secundárias são agrupadas naquilo que se chama de Ligações de van der Waals.

As ligações fortes se formam através do preenchimento dos níveis s e p externos. As ligações fracas seguem outros mecanismos para se formarem.

O fato de os átomos se ordenarem de forma repetitiva nos sólidos cristalinos permite que pequenos grupos de átomos formem um padrão repetitivo básico que descreve o comportamento de toda a estrutura. Esse conceito é importante na descrição de estruturas cristalinas por subdividi-las em pequenas entidades que são representativas de toda a estrutura. Essas entidades são conhecidas por células unitárias.

(29)

17

Figura 1.15Modelos para as células unitárias cúbica simples (CS), cúbica de corpo centrado (CCC) e cúbica de face centrada (CFC), considerando apenas um átomo em cada ponto da rede.

As ligações químicas estudadas anteriormente ajudam na compreensão das estruturas que se formam nos materiais no estado sólido.

De uma forma simplificada, uma peça metálica é formada por um grande número de átomos dispostos em um arranjo espacial característico (estrutura cristalina). Átomos localizados no interior desta estrutura são cercados por um número de vizinhos mais próximos, posicionados a uma distância r0.

Situação de energia mínima.

Na superfície do sólido, não situação de equilíbrio.

Uma solda pode ser formada a partir da aproximação de duas peças metálicas.

Figura 1.16 Formação teórica de uma solda pela aproximação das superfícies das peças.

Na prática, isso não ocorre. Por quê?

A explicação para isto está na existência de obstáculos que impedem uma aproximação efetiva das superfícies até distâncias da ordem de r0. Estes obstáculos

podem ser de dois tipos básicos:

As superfícies metálicas, mesmo as mais polidas, apresentam uma grande

(30)

18

Mesmo uma superfície com um acabamento cuidadoso apresenta irregularidades da ordem de 50nm de altura, cerca de 200 camadas atômicas. Isto impede uma aproximação efetiva das superfícies, o que ocorre apenas em alguns poucos pontos de contato, de modo que o número de ligações formadas é insuficiente para garantir qualquer resistência para a junta.

Figura 1.17 Representação esquemática da superfície metálica limpa.

As superfícies metálicas estão normalmente recobertas por camadas de óxidos,

umidade, gordura, poeira, etc, o que impede um contato real entre as superfícies, prevenindo a formação da solda. Estas camadas se formam rapidamente e resultam exatamente da existência de ligações químicas incompletas na superfície.

Dois métodos principais são utilizados para superar estes obstáculos, que originam os dois grandes grupos de processos de soldagem.

(31)

19

Figura 1.18 Soldagem por pressão ou deformação.

O segundo método se baseia na aplicação localizada de calor na região de união até a sua fusão e do metal de adição (quando este é utilizado), destruindo as superfícies de contato e produzindo a união pela solidificação do metal fundido.

Figura 1.19 (a) Representação esquemática da soldagem por fusão. (b) Macrografia de uma junta.

Exercícios

1. Explique como as diferenças entre os vários métodos de união.

2. Quais são as principais vantagens que os métodos de união por forças macroscópicas possuem.

3. Compare a rebitagem com a brasagem. 4. Explique o que é soldagem.

(32)

20 Referências bibliográficas

(1) MARQUES, Paulo Villani; MODENESI, Paulo José; BRACARENSE, Alexandre Queiroz. Soldagem: fundamentos e tecnologia. 2. ed. Belo

Horizonte: Ed. UFMG, 2007. 362 p. (Didática).

(2) Soldagem / Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial (São Paulo). São Paulo: SENAI-SP editora, 2013.

(3) WAINER, Emílio ; BRANDI, Sérgio Duarte ; MELLO, Fábio Décourt Homem de (Coord.). Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: Edgard

Blücher, 1992. 494 p.

(4) KIMINAMI, Cláudio Shyinti; CASTRO, Walman Benício de; OLIVEIRA, Marcelo Falcão. Introdução aos processos de fabricação de produtos metálicos. São Paulo: Blucher, 2013. 235 p.

(5) GROOVER, Mikell P. Introdução aos processos de fabricação. Tradução de Anna Carla de Araújo; tradução e revisão técnica André Ribeiro de Oliveira... [et al.]. 1ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2016.

02 Soldagem como processo de fabricação mecânica.

Objetivos

Conhecer os principais processos de fabricação mecânica.

Caracterizar a soldagem como um dos processos de fabricação mecânica.

2.1 O que é fabricação mecânica?

(33)

21

obviamente, do custo. A seguir um esquema ilustrando uma classificação dos processos na figura 2.1.

Figura 2.1 Esquema de classificação para as técnicas de fabricação de metais.

As operações de conformação são aquelas em que a forma de uma peça metálica é alterada por deformação plástica; por exemplo, forjamento, laminação, extrusão e trefilação são técnicas de conformação usuais. Obviamente, a deformação deve ser induzida por uma força ou tensão externa, cuja magnitude deve exceder o limite de escoamento do material. A maioria dos materiais metálicos é especialmente adequada a esses procedimentos, sendo pelo menos moderadamente dúcteis e capazes de sofrer alguma deformação permanente sem trincar ou fraturar.

O forjamento consiste no trabalho mecânico ou na deformação de uma única peça

de um metal normalmente a quente; isso pode ser obtido pela aplicação de golpes sucessivos ou por compressões contínuas. As forjas são classificadas como de matriz fechada ou de matriz aberta.

Chaves e ferramentas, além dos virabrequins dos motores e das barras de conexão dos pistões automotivos, são itens típicos conformados de acordo com essa técnica.

(34)

22

Figura 2.2 Esquema de uma operação de forjamento.

A laminação, que é o processo de deformação mais amplamente utilizado,

consiste em se passar uma peça metálica entre dois rolos; uma redução na espessura resulta das tensões de compressão exercidas pelos rolos.

Chapas, tiras e folhas, com elevada qualidade de acabamento superficial, formas circulares, assim como vigas ''l'' e trilhos de trem, são fabricadas usando rolos com ranhuras.

As operações de laminação são muito importantes no beneficiamento dos metais e ligas destinados às aplicações industriais. Nestas operações, tarugos, placas ou vergalhões são conformados para obtenção de perfis, chapas ou fio-máquina.

(35)

23

Figura 2.3 Esquema simplificado de um laminador.

Os produtos mais comuns oriundos da laminação são: Chapas grossas, especialmente de aço-carbono.

Chapas médias e finas laminadas a quente sob a forma de bobinas, de aço-carbono, aços inoxidáveis, alumínio e cobre.

Chapas finas laminadas a frio sob a forma de bobinas, de aço-carbono, aços inoxidáveis, alumínio e cobre.

Perfis de aço e alumínio, vergalhões de aço-carbono. Barras de cobre.

Fio-máquina e fios de cobre ou alumínio.

Em uma extrusão, uma barra metálica é forçada através de um orifício em uma matriz

(36)

24

Figura 2.4 Processo de extrusão.

A trefilação ou trefilagem consiste em se puxar uma peça metálica através de

uma matriz que possui um orifício cônico, mediante uma força de tração aplicada pelo lado de saída do material. Tem-se como resultado uma redução na área de seção transversal, com um aumento correspondente no comprimento da peça. A operação completa de trefilação pode consistir na passagem através de várias matrizes posicionadas em série. Barras, arames e materiais para tubos são fabricados geralmente dessa maneira. A figura 1.5 ilustra o processo de trefilagem para produção de arames de aço.

Figura 2.5 Esquema de um processo de trefilagem para produção de arame.

A fundição é um processo de fabricação em que um metal totalmente fundido é

derramado na cavidade de um molde que possui a forma desejada; com a solidificação o metal assume a forma do molde, mas sofre alguma contração.

(37)

25

fundição é o processo mais econômico. Além disso, a etapa final no refino, até mesmo de metais dúcteis, pode envolver um processo de fundição. Uma variedade de diferentes técnicas de fundição é comumente empregada, incluindo a fundição em molde de areia, com matriz, de revestimento ou precisão, com espuma perdida e a fundição contínua.

A obtenção de peças por processo de fundição é uma das mais antigas formas de utilização dos materiais metálicos.

Na fundição, é necessário prover canais para saída dos gases e canais com excedente de material para evitar o rechupe (cavidade devido à contração na solidificação) na fase final de solidificação.

Figura 2.5 Processo de fundição.

Outra técnica de fabricação envolve a compactação de pós metálicos seguida por um tratamento térmico para produzir uma peça mais densa. O processo é chamado apropriadamente de metalurgia do pó, sendo designado frequentemente por P/M

(Powder Metallurgy). A metalurgia do pó torna possível a produção de uma peça

virtualmente não porosa tendo propriedades praticamente equivalentes às do material original completamente denso.

A metalurgia do pó é utilizada para produção de peças sem defeitos internos. Neste processo utiliza-se um pó do metal, que é comprimido em um molde e em seguida levado ao forno para sinterização.

(38)

26 2.2 Classificação da soldagem como processo de fabricação mecânica.

O termo soldagem abrange um grande número de diferentes processos utilizados na fabricação e recuperação de peças, equipamentos e estruturas metálicas.

Em certo sentido, a soldagem pode ser considerada como uma técnica de fabricação. Na soldagem, duas ou mais peças metálicas são unidas para formar uma única peça, quando a fabricação da peça em uma única parte é cara ou inconveniente. Tanto metais similares quanto diferentes podem ser soldados. A ligação da união é metalúrgica (envolvendo alguma difusão), em vez de ser somente mecânica, como acontece com as peças que são rebitadas ou aparafusadas. Existe uma variedade de métodos de soldagem, incluindo a soldagem a arco e a maçarico, além da brasagem e da solda branca.

Desta forma esta técnica é exaustivamente utilizada nas montagens industriais, na fabricação de vasos, tanques, dutos e tubulações em geral, etc.

Na soldagem quanto melhor a qualidade da junta soldada mais as características e propriedades se aproximam do metal de base. Aliás, na soldagem é comum chamar o material das peças de metal de base e o material adicionado à junta de metal de adição. Esta melhor qualidade consegue-se com processos adequados de soldagem e com rigorosa inspeção da junta soldada por meio de ensaios não destrutivos.

Durante a soldagem a arco e a maçarico, as peças a serem unidas e o material de enchimento (i.e.. o eletrodo de solda) são aquecidos até uma temperatura suficientemente elevada para fazer com que ambos se fundam: com a solidificação, o material de enchimento forma uma junção fundida entre as peças de trabalho. Dessa forma, existe uma região adjacente à solda que pode sofrer alterações microestruturais e nas suas propriedades: essa região é denominada zona termicamente afetada (algumas vezes

abreviada por ZTA). Dentre as possíveis alterações nessa região incluem-se as seguintes:

(39)

27

2. Com o resfriamento, pode haver a formação de tensões residuais nessa região, que enfraquecem a junção.

3. No caso dos aços, o material nessa zona pode ter sido aquecido até temperaturas suficientemente elevadas para formar austenita. Com o resfriamento até a temperatura ambiente, os produtos microestruturais que se formam dependem da taxa de resfriamento e da composição da liga. Nos aços-carbono comuns, normalmente estarão presentes a perlita e uma fase proeutetoide. Entretanto, nos aços-liga, um produto microestrutural pode ser a martensita, que é normalmente indesejável, por ser muito frágil.

4.Alguns aços inoxidáveis podem ser "sensibilizados" durante a soldagem, o que os torna suscetíveis à corrosão intergranular.

Essas alterações serão estudas com mais detalhes nas disciplinas Metalurgia da Soldagem I e II.

Existem vários processos de soldagem:

Solda a Maçarico ou Solda Oxiacetilênica

É um processo de soldagem a gás no qual o calor necessário para soldagem é obtido através da chama produzida pela combustão, em geral, de acetileno pelo oxigênio. A combustão do acetileno ocorre em duas etapas: a de combustão primária, onde somente o oxigênio do cilindro participa da reação, e a de combustão secundária, cuja reação ocorre com a participação do ar atmosférico.

As chamas possuem duas partes, sendo elas chamadas de dardo e penacho. As características da chama dependem da relação entre o combustível (acetileno, hidrogênio, propano ou GLP) e o carburante (oxigênio). Estabelece-se a regulagem da chama pela razão, entre os volumes do carburante e do combustível na zona de combustão primária. Em geral se define três tipos de chama, sendo elas chamadas de redutora, neutra e oxidante. A temperatura da chama é função da distância, média a partir da extremidade do dardo.

As principais aplicações deste processo são:

• Na soldagem de peças finas, tubos de pequeno diâmetro.

• Em manutenção e reparo.

(40)

28

• Baixo custo.

• Permite o fácil controle da operação.

• Não necessita de energia elétrica.

• Emprega equipamento portátil. As principais limitações são:

• Exige uma boa habilidade do soldador.

• Tem baixa taxa de deposição.

• Apresenta riscos de acidente com os cilindros de gases.

• Conduz a um superaquecimento.

Soldagem com Eletrodo Revestido

Consiste em um arco elétrico que é formado com o contato do eletrodo (revestido) na peça a ser soldada. O eletrodo é consumido à medida que vai se formando o cordão de solda, cuja proteção contra contaminações do ar atmosférico é feita por atmosfera gasosa e escória, proveniente da fusão do seu revestimento.

O material do eletrodo é chamado de metal de adição e por esta razão os eletrodos são denominados de consumíveis.

O eletrodo é constituído pela alma metálica coberta com o revestimento que tem como funções:

• Estabilizar o arco elétrico.

• Gerar gases de proteção da poça de fusão.

• Produzir escória que evita contaminação pelo ar atmosférico da poça de fusão e do cordão de solda.

• Adicionar elementos de liga na poça de fusão.

• Facilitar a soldagem fora de posição. As principais aplicações deste processo são:

• Soldagem de produção, manutenção e em montagens no campo.

• Soldagem de aços-carbono e ligado.

• Soldagem de ferro fundido.

• Soldagem de alumínio, níquel e suas ligas.

(41)

29

• Baixo custo do equipamento.

• Versatilidade.

• Soldagem em locais de difícil acesso.

• Disponibilidade de consumíveis no mercado.

As principais limitações são:

• Baixa produtividade devido à taxa de deposição.

• Necessidade de remoção de escória.

• Dependente da habilidade do soldador.

• Produção de fumos e respingos.

• Qualidade do cordão inferior aos processos TIG, Plasma e MIG.

• Posição de soldagem restrita.

• Não automatizável, ou apenas semi-automatizável.

Soldagem pelo Processo TIG (Tungsten Inert Gas)

O processo de soldagem TIG é definido como o processo de soldagem a arco elétrico estabelecido entre um eletrodo não consumível à base de tungstênio e a peça a ser soldada. A poça de fusão é protegida por um fluxo de gás inerte.

Os gases de proteção utilizados são: o argônio que é o gás de proteção mais empregado, o hélio, a misturas de argônio/hélio ou ainda a mistura de argônio/hidrogênio para situações específicas.

As aplicações mais comuns do processo TIG são:

• Soldagem em tubos inoxidáveis.

• Soldagem de Al, Mg e Ti particularmente peças leves ou de precisão.

• Passe de raiz em tubulações de aço carbono e outros materiais.

• Este processo tem como vantagens:

• Soldas de excelente qualidade.

• Acabamento do cordão de solda.

• Menor aquecimento da peça soldada.

• Reduz a possibilidade de sensitização.

(42)

30

• Pode ser automatizado.

As limitações mais importantes deste processo são:

• Dificuldade de utilização em presença de corrente de ar.

• Inadequado para soldagem de chapas de mais de 6 mm de espessura.

• Produtividade baixa devido à taxa de deposição.

• Custo do equipamento.

• Processo depende da habilidade do soldador, quando não automatizado.

Soldagem pelo Processo MIG (Metal Inert Gas)

No processo de soldagem MIG, o arco elétrico é aberto entre um arame alimentado continuamente e o metal de base. A região fundida é protegida por um gás inerte ou mistura de gases (argônio, CO2,Hélio ou Oxigênio).

Tal como no processo TIG, o gás inerte protege a região do arco contra a contaminação atmosférica durante a soldagem. Na soldagem MIG do alumínio, normalmente, são utilizados os gases argônio, hélio ou uma mistura de argônio/hélio. As aplicações mais comuns do processo MIG são:

• Soldagem de aços-carbonos, baixa e alta liga.

• Soldagem de materiais não ferrosos, com espessura ≥ 1 mm.

• Soldagem de tubos, chapas, etc.

• Soldagem em posições diferentes da horizontal. Este processo tem como vantagens:

• Facilidade de operação apesar da dificuldade de regulagem.

• Alta produtividade.

• Processo automatizável.

• Cordão de solda com bom acabamento.

• Não forma escória e gera pouca quantidade de fumos.

• Regulagem do processo bastante complexa.

(43)

31

• Posição de soldagem limitada.

• Probabilidade elevada de gerar porosidade no cordão de solda.

• Produção de respingos.

• Manutenção mais trabalhosa.

Soldagem por Resistência e Soldagem por Eletroescória

A soldagem por resistência elétrica utiliza o aquecimento por efeito Joule para realizar a fusão da face comum entre as duas peças. O efeito Joule ocorre pela geração de calor através da passagem de corrente elétrica em uma resistência. No caso da soldagem de chapas, a maior resistência está localizada exatamente na superfície interna das chapas. Com aplicação da pressão pelos eletrodos de cobre e a posterior passagem de corrente, ocorre a fusão desta face comum.

As aplicações mais comuns do processo de soldagem por resistência são:

• Soldagem de metais leves.

• Soldagem de aços, aços galvanizados e ligas inoxidáveis.

• Soldagem de zinco, cobre, prata, níquel e bronze.

• Ligas inoxidáveis.

• Ligas de alumínio e magnésio. Este processo tem como vantagens:

• Soldagem de chapas muito finas.

• Facilidade de operação.

• Velocidade do processo elevada.

• Facilidade para manutenção.

• Não depende da habilidade do soldador. As limitações mais importantes deste processo são:

• Não aceita peças com formatos muito complexos e pesadas.

• Custo elevado do equipamento e da manutenção.

• Demanda de energia elétrica durante a soldagem.

(44)

32

Neste processo não existe arco e o arame é alimentado mecanicamente na poça de fusão, e a proteção contra oxidação é obtida pela própria escória.

As aplicações mais comuns do processo de soldagem por eletroescória são:

• Soldagem de aços-carbono, baixa e alta ligas com espessura maior que 50 mm.

• Soldagem de peças de grande espessura.

• Soldagem de eixos.

Este processo tem como vantagens:

• Ser automática/mecanizada.

• Aplicável com facilidade em juntas na vertical. As limitações mais importantes deste processo são:

• Não aceita peças com formatos muito complexos.

• Custo elevado do equipamento e da manutenção.

• Demanda de energia elétrica durante a soldagem.

Soldagem com Arame Tubular

Processo Soldagem por fusão cuja fonte de calor é um arco elétrico e o arame é alimentado de forma contínua semelhante ao processo MIG. Utiliza arame tubular com fluxo na parte interna. O processo é formador de escória. Este processo possui basicamente duas variantes:

• Arame tubular com proteção gasosa.

• Arame tubular auto protegido.

As aplicações mais comuns do processo de soldagem com arame tubular são:

• Soldagem de aços-carbono e ligados.

• Soldagem em fabricação, manutenção e em montagem.

• Soldagem de partes de veículos. Este processo tem como vantagens:

• Elevada produtividade e eficiência.

• Soldagem em todas as posições.

• Custo relativamente baixo.

(45)

33

• Equipamento relativamente caro.

• Pode gerar elevada quantidade de fumos.

• Necessita limpeza após soldagem.

Soldagem por Arco Submerso

A soldagem por arco submerso (Submerged Arc Welding) é um processo no qual

a coalescência dos metais é produzida pelo aquecimento destes com um arco estabelecido entre um eletrodo metálico contínuo e a peça. O arco é protegido por uma camada de material fusível granulado (fluxo) que é colocado sobre a peça enquanto o eletrodo, na forma de arame, é alimentado continuamente. O fluxo na região próxima ao arco é fundido, protegendo o arco e a poça de fusão e formando, posteriormente, uma camada sólida de escória sobre o cordão. Este material pode também ajudar a estabilizar o arco e a desempenhar uma função purificadora sobre o metal fundido. Como o arco ocorre sob a camada de fluxo, ele não é visível, daí o nome do processo.

As aplicações mais comuns do processo de soldagem por arco submerso são:

• Soldagem de aços-carbono e ligados.

• Soldagem de níquel e suas ligas.

• Soldagem de membros estruturais e tubos de grande diâmetro.

• Soldagem em fabricação de peças pesadas de aço.

• Recobrimento, manutenção e reparo. Este processo tem como vantagens:

• Aplicações a altas velocidades de soldagem e taxas de deposição.

• Produz soldas uniformes e de bom acabamento superficial.

• Ausência de respingos e fumos.

• Dispensa proteção contra radiação devido ao arco não visível.

• Facilmente mecanizado.

• Elevada produtividade.

• Soldagem limitada às posições plana e filete horizontal.

• Aporte térmico elevado pode prejudicar propriedades da junta em alguns casos.

(46)

34 Soldagem Plasma

O processo de soldagem plasma assemelha-se muito ao processo TIG, pelo fato de se utilizar eletrodos não consumíveis e gases inertes. As diferenças são o tipo de tocha, tensão do arco elétrico, além dos recursos necessários à fonte de energia. É importante notar que os dois processos possuem regiões com as mesmas temperaturas máximas, porém, com a constrição do arco, obtém-se uma substancial modificação da concentração de calor na superfície da peça tornando-a mais favorável ao processo de soldagem.

As aplicações mais comuns do processo de soldagem por plasma são:

• Todos os metais importantes em engenharia, exceto zinco e o berilo, e suas ligas, com espessura de até 1,5 mm.

• Na confecção de passes de raiz. Este processo tem como vantagens:

• Baixa sensibilização à corrosão intergranular.

• Ausência de respingos.

• Dificuldade de utilização em presença de corrente de ar.

• Inadequado para soldagem de chapas de mais de 6 mm.

• Produtividade baixa devido à taxa de deposição.

• Processo depende da habilidade do soldador, quando não automatizado.

Soldagem Eletrônica e Soldagem a Laser

As técnicas de soldagem eletrônica e a laser são processos modernos de soldagem

(47)

35

Nestes processos, em geral, não há necessidade de material de adição e transferência de material, é aplicável à soldagem de todos os metais exceto nos casos de evolução de gases ou vaporização excessiva, a partir de 25 mm de espessura.

As aplicações mais comuns destes processos são:

• Indústria nuclear e aeroespacial.

• Indústria automobilística e produtos eletrônicos.

• Processos produtivos que exijam soldas de alta qualidade e produzidas sob taxas de soldagem elevadas.

• Baixa sensibilização à corrosão intergranular.

• Ausência de respingos.

• Necessidade de especialização para ajuste do processo.

Soldagem Exotérmica

A soldagem exotérmica é um processo de soldagem onde a fusão do metal é obtida por uma reação de oxidação com elevada liberação de calor. É também denominada de aluminotérmica, visto que, na maioria dos casos, o agente redutor utilizado é o alumínio em pó de granulometria bem fina.

As aplicações mais comuns deste processo são:

• Soldagem de elementos robustos como trilhos ferroviários.

• Soldagem de ligação de cabos elétricos em substituição aos conectores.

• Soldagem de cabos sobre aço para contato elétrico ou aterramento.

(48)

36

• Não consome energia externa.

• Acabamento rústico.

• Qualidade da junta soldada não controlada.

Soldagem por Brasagem

Brasagem é um processo térmico para a junção e o revestimento de materiais metálicos com a ajuda de um metal de adição fundido (meio de brasagem), na maioria dos casos, mediante o emprego de meio fluxante e/ou gás de proteção da brasagem.

Ao contrário da soldagem por fusão, o material de adição ou de brasagem é diferente e tem ponto de fusão mais baixo do que o material de base que está sendo soldado.

A temperatura de fusão do material de base não é atingida e praticamente não há alteração na microestrutura do mesmo.

As fases do processo de brasagem são:

• Aquecimento da área de junção, do meio de brasagem e do meio fluxante.

• Ativação do meio fluxante/gás de proteção: afastamento da camada passivadora.

• Fusão do meio de brasagem.

• Molhamento dos pares que estão sendo brasados.

• Processo de difusão com a formação de solução sólida ou compostos intermediários.

As aplicações mais comuns deste processo são:

• Soldas nas áreas elétrica e eletrônicas.

• Solda de cabos para continuidade elétrica sem afetar a microestrutura do metal de base.

• Este processo tem como vantagens:

• Facilidade de execução em qualquer local com baixa energia.

• Não afeta a microestrutura do metal de base. As limitações mais importantes deste processo são:

(49)

37

• Qualidade da solda não controlada.

• Exige prática do soldador.

Processos de Soldagem sem Fusão

Além dos processos de soldagem por fusão, abordados anteriormente, existem alguns outros cuja união se dá por caldeamento; nestes casos, em geral, a combinação de temperatura abaixo dos pontos de fusão dos materiais e pressão de um material contra o outro promove a união dos mesmos.

Dentre estes processos destacam -se:

A soldagem por explosão onde a pressão exercida pelas ondas de choque resultantes da detonação de explosivos criteriosamente distribuídos na peça a soldar promove a união dos materiais.

O processo de soldagem à pressão onde a pressão exercida por uma parte contra a outra associada à temperatura é responsável pela união.

‘Estes processos são muito usados para unir materiais muito diferentes e difíceis de serem soldados pelos processos tradicionais de fusão. Um exemplo importante de aplicação é a confecção de clades, como, por exemplo, os de carbono-aço inoxidável e o de aço-carbono-monel.

Exercícios

1. Defina processos de fabricação.

2. Quais são os principais processos de fabricação.

3. É comum usarmos apenas um processo de fabricação na obtenção de um produto manufaturado? Explique.

4. A soldagem pode ser considerada como um processo de fabricação? Explique. 5. Faça uma comparação entre os diversos tipos de soldagem.

Referências bibliográficas

(1) MARQUES, Paulo Villani; MODENESI, Paulo José; BRACARENSE, Alexandre Queiroz. Soldagem: fundamentos e tecnologia. 2. ed. Belo Horizonte:

(50)

38

(2) NUNES, Laerce de Paula; KREISCHER. Anderson Teixeira. Introdução à metalurgia e aos materiais metálicos. Rio de Janeiro: Interciência, 2010.

03 Importância da Soldagem na atividade industrial.

Objetivos

Conhecer os principais mercados para a soldagem.

Conhecer as principais aplicações dos processos de soldagem.

3.1 Quais indústrias utilizam a soldagem em seus processos?

Os processos de soldagem são amplamente empregados no setor industrial, quer seja na fabricação de produtos e equipamentos, quanto na manutenção das máquinas utilizadas em seus processos.

A soldagem tem um vasto campo de aplicação, usada na fabricação de uma simples cadeira às naves espaciais, muito utilizada nas indústrias naval, automobilística, nuclear, energética, aeroespacial, eletrônica, petroquímica, construção civil, plataformas marítimas etc. Tem como características importantes: ser um meio barato de união de materiais, é aplicável para união de todos os metais comerciais, propicia flexibilidade de projeto e redução de custo de fabricação e é facilmente utilizada para recuperação e manutenção de produtos.

As indústrias, nos mais diversos setores, utilizam a soldagem em algum momento de seus processos produtivos, tornando assim, impossível imaginar algo que tenha sido produzido sem que em algum momento a soldagem tivesse tido alguma forma de participação, no processo produtivo, como forma de produção de algum equipamento usado na fabricação, no veículo utilizado para o transporte das matérias primas e dos produtos prontos, ou na manutenção dos processos.

(51)

39 1.2 As aplicações da soldagem na indústria.

Vamos imaginar se é possível produzir uma panela metálica sem algum processo de soldagem. Seria possível afixarmos os cabos e puxadores? Mais ainda, para produzirmos uma panela de pedra, as ferramentas utilizadas ou são soldadas ou foram produzidas por equipamentos que foram soldadas?

Figura 3.1 Panela de aço inoxidável.

Agora vamos imaginar a fabricações de um avião sem a utilização de processos de soldagem, seria viável?

(52)

40

Automóveis possuem inúmeras peças que são produzidas por soldagem, alguns veículos chegam a ter mais de quatro mil regiões soldadas pelos mais diversos processos de soldagem.

(a)

(b)

Figura 3.3 (a) Representação de um ônibus. (b) Soldagem por resistência mecanizada da carroceria de um automóvel.

(53)

41

(a) (b)

Figura 3.4 (a) Tubos com costura. (b) soldagem de um tubo.

Bicicletas também podem ser soldadas, dependendo do material usadao em sua fabricação.

Figura 3.5 Bicicleta metálica.

(54)

42

Figura 3.6 Produção de calçados.

A indústria naval também se utiliza da soldagem.

Figura 3.7 Navio transatlântico.

(55)

43

Figura 3.8 Soldagem subaquática.

A construção civil utiliza a soldagem em estruturas metálicas tanto para moradia quanto para instalações industriais, como a petroquímica.

Figura 3.9 Construção civil.

Figura 3.10 Industria petroquímica.

Exercícios

1. Quais são as principais aplicações da soldagem?

2. É possível vivermos, nos dias de hoje, sem a soldagem?

3. Existem critérios para a definição de quais processos podem ser utilizados na fabricação de um produto?

4. Explique a importância da soldagem para a indústria.

5. Explique como a soldagem pode estar presente em nosso dia a dia.

Referências bibliográficas

(56)

44

(2) Barra, Sérgio R

https://sigaa.ufrn.br/sigaa/verProducao?idProducao=1691701&key... Acessado em

04/01/2016 às 18 h e 45 min.

04 Soldagem de Produção e Manutenção.

Objetivos

Conhecer as possibilidades de uso dos diversos processos de soldagem.

Aprender que a soldagem pode ser usada tanto na fabricação quanto na manutenção em processos industriais.

4.1 A soldagem na manufatura de diversos produtos.

Como foi explicado nas aulas anteriores, a soldagem possui diversas aplicações na fabricação dos mais diversos produtos. Dessa forma é necessário conhecer as aplicações que os diversos processos possuem para que seja possível encontrarmos quais processos são os mais adequados para a produção de um determinado produto.

Como sabemos, os principais processos de soldagem se didem em processo por fusão e processos por deformação ou por pressão.

Processos de Soldagem por Fusão

Existe um grande número de processos por fusão que podem ser separados em sub-grupos, por exemplo, de acordo com o tipo de fonte de energia usada para fundir as

peças. Dentre estes, os processos de soldagem a arco (fonte de energia: arco elétrico) são os de maior importância industrial na atualidade.

Devido à tendência de reação do material fundido com os gases da atmosfera, a maioria dos processos de soldagem por fusão utiliza algum meio de proteção para

minimizar estas reações.

Processo Fontes de Calor Tipo de Corrente e polaridade

Agente protetor ou

de corte Outras características Aplicações

Soldagem por eletro-escória

Aquecimento por resistência da escória

líquida

Contínua ou

alternada Escória

Automática/Mecanizada. Junta na vertical. Arame

alimentado mecanicamente na poça

de fusão. Não existe arco.