unidade tematica 2: controlo da qualidade durante a fabricação
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Fabricação e Qualidade IV-II-1
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Índice Temático II
2 Controlo da Qualidade durante a fabricação
2.1 Introdução
2.2 Controlo da qualidade antes do inicio da solda dura
2.3 Controlo da qualidade durante a execução da so ldadura
2.4 Controlo da qualidade após conclusão da soldad ura
2.5 Especificação de procedimentos de soldadura
2.6 Tracibilidade
2.7 Normas e regulamentos
2.8 Actividades / Avaliação
Fabricação e Qualidade IV-II-2
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Objectivos
No final deste módulo o formando deverá estar apto a:
• Explicar a importância da certificação dos soldadores e operadores de
soldadura
• Justificar a importância dos procedimentos de soldadura
• Justificar a importância da planificação de uma construção soldada
• Descrever os métodos de controlo da qualidade em construção soldada
Temas
• Controlo da qualidade em construção soldada
• Controlo da qualidade durante o processo de fabrico
• Qualificação de soldadores e operadores de soldadura
• Qualificação de procedimentos de soldadura
• Tracibilidade
Fabricação e Qualidade IV-II-3
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
2 Controlo da Qualidade durante a fabricação
2.1 Introdução
O controlo da qualidade de uma junta soldada traduz-se por um conjunto de acções,
testes e ensaios destinados a garantir a conformidade da junta com as
especificações de fabrico e soldadura.
Os métodos de controlo são muito variados e, podendo ser utilizados em qualquer
fase de fabricação, vão do simples exame visual a testes sofisticados como o
controlo não destrutivo, nomeadamente o exame por ultra-sons.
A escolha do método de ensaio deve ser racionalmente feita de acordo com o
método de fabricação. A construção soldada poderá ser ou não de elevada
responsabilidade e custo, pelo que é recomendável um estudo detalhado de todas
as implicações, tendo em vista a fiabilidade e a segurança da sua utilização.
O controlo da qualidade das juntas soldadas deve ser uma preocupação constante
do técnico de soldadura. Este deverá ter presente que a qualidade final duma
soldadura, para além de depender da qualificação profissional do soldador ou do
operador do equipamento de soldadura, é também função de outros parâmetros que
se indicam:
A soldabilidade metalúrgica do material de base.
O tipo e qualidade do material de adição.
O procedimento de soldadura com especial relevância para:
- Preparação de chanfros.
- Temperatura de pré-aquecimento (se necessário).
- Sequência da deposição.
- Temperatura inter-passes.
- Tratamentos térmicos pós-soldadura.
- Operações posteriores sobre os cordões de soldadura.
Assim, o controlo da qualidade intervirá obrigatoriamente nas seguintes fase
distintas:
Antes da soldadura
Durante a execução da soldadura
Depois de concluída a soldadura
Controlo da qualidade
Fabricação e Qualidade IV-II-4
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
2.2 Controlo da qualidade antes do inicio da solda dura
O controlo da qualidade antes do inicio da soldadura deverá assegurar todas as
verificações previas necessárias à concretização dos objectivos previstos no
projecto, pelo que actua nos aspectos seguintes:
O exame do material de base deverá ser efectuado um conjunto de ensaios por
forma a confirmar a correspondência do material de base com as especificações de
encomenda. Trata-se de um ensaio de recepção de matéria-prima . Os parâmetros
a verificar são:
Composição química
Esta confirmação é geralmente realizada pela analise do certificado de qualidade do
material enviado pelo fornecedor e respectiva verificação do certificado com o
material, normalmente identificado pelos números de vazamento e de ensaio.
No entanto, será necessário a determinação da composição química antes da
utilização em fábrica sempre que esse certificado não exista ou o risco da
construção assim o exija.
Note-se que existem vários níveis de exigência quanto à emissão do referido
certificado de qualidade do material, sendo esse nível exigido em função da
qualidade que a construção deve atingir. A determinação da composição química
deverá ser efectuada numa amostra retirada ao longo da espessura do material de
base e a analise deverá ser realizada em conformidade com a norma que cobre a
variedade do material a testar.
Defeitos físicos
A procura de defeitos físicos no material de base poderá ser feita por métodos
distintos consoante o tipo de defeito possível:
- Defeitos superficiais são detectáveis por controlo visual e por métodos não
destrutivos de superfície(magnetoscopia e líquidos penetrantes)
- Defeitos internos são detectáveis por controlo macrográfico e por ultra-sons.
Características mecânicas
Igualmente à confirmação da composição química, também as características
mecânicas são comprovadas pelos certificados de qualidade do material, com
excepção de casos particulares ou da não existência do respectivos certificado.
Exame do material de
base
Controlo da qualidade
antes do inicio da
soldadura
Fabricação e Qualidade IV-II-5
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Nestes casos há necessidade da realização de ensaios mecânicos para determinar
as características, devendo estes ser efectuados de acordo com a norma que cobre
a variedade do material a testar. Consoante os tipos de aço, devem determinar-se os
valores da carga de rotura, do limite elástico, do elongamento, da resiliência, à
temperatura que for definida por projecto ou norma aplicável e, de forma geral, todos
os parâmetros de comportamento mecânica definidos na norma aplicável e que têm
em conta as utilizações possíveis do material a ensaiar.
O exame do material de adição (eléctrodos revestido , varetas e consumíveis
contínuos). É fundamental que o fabricante que utiliza a construção soldada se
assegure do fornecimento dos materiais de adição junto do fornecedor. A idoneidade
de um fabricante de consumíveis de soldadura pode ser avaliada de várias formas,
todas elas estruturadas com vista à verificação da conformidade dos materiais de
adição com os requisitos das respectivas normas.
Independentemente dos ensaios sistemáticos que o fabricante de consumíveis
deverá efectuar sob a sua produção, o utilizador dos materiais de adição deverá com
frequência recomendada pelo nível de responsabilidade dos seus produtos, pelo
conhecimento e confiança d seu fornecedor e de acordo com o padrão de qualidade
do seu produto final, efectuar ensaios de confirmação da qualidade dos materiais de
adição do nível que considerar suficiente (por fornecimento, por lote, por tipo de
fabrico). Os ensaios de recepção dos eléctrodos, varetas, fios contínuos e outros
consumíveis devem ser conduzidos de acordo com o estipulado nas normas
definidoras do tipo e classe do material de adição.
A qualificação dos soldadores e operadores de soldadu ra e a respectiva
certificação é um parâmetro fundamental de evidência objectiva da capacidade de
uma empresa se poder comprometer na execução de construções soldadas de
responsabilidade. A qualificação e certificação da mão de obra interveniente em
processos de fabrico de elevada responsabilidade e a sua correspondência com
sistemas de certificação nacionais e internacionais leva ao mutuo reconhecimento
dos mesmos pelas autoridades competentes dos vários países da união europeia.
Os soldadores e os operadores de soldadura deverão ser sujeitos a uma
qualificação profissional com vista à sua certificação. Tendo em conta os parâmetros
seguintes:
- Natureza do trabalho: estruturas, recipientes sob pressão, etc.
- Forma do material de base: aços carbono, aços de baixa, média e alta liga,
alumínio e suas ligas, aços inoxidáveis, etc..
- Forma do material de adição: vareta, eléctrodo revestido, fio nu contínuo, fio
Exame do material de
adição
Qualificação dos
soldadores
Fabricação e Qualidade IV-II-6
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
fluxado, etc.
- Natureza do material de adição: composições químicas, em função das
normas.
- Natureza do processo: brasagem, soldobrasagem, eléctrodos revestidos, MIG
e MAG com fio sólido ou fluxado, TIG, arco submerso, etc..
- Natureza da posição: ao baixo, ao tecto, horizontal, vertical ascendente ou
descendente, ou mistas.
Na qualificação de um soldador ou de um operador de so ldadura para uma
construção determinada, além dos parâmetros referidos anteriormente, o soldador
deve:
- Ser posto em condições de execução similares na qualificação e na produção.
- O tipo de juntas deve ser similar na qualificação e na produção
- A execução dos depósitos deve ser realizada sobre provetes normalizados e
as juntas deverão estar isentas de defeitos do mesmo tipo dos previstos para a
construção.
Para que a qualificação do soldador ou do operador de soldadura tenha valor e seja
aceite por todos os intervenientes no processo, tendo em vista a posterior
certificação do mesmo, devem os ensaios ser efectuados na presença de um
supervisor exterior à empresa pertencendo a um organismo de certificação
reconhecido para o efeito.
A qualificação do procedimento de soldadura é um factor decisivo numa
construção soldada de responsabilidade. Antes de mais, a realização das soldaduras
terá de ser possível e de acordo com uma determinada sequência. A concepção da
especificação de soldadura com suporte no respectivos procedimento tem como
objectivo prioritário evitar a ocorrência de falhas e acidentes de percurso que
provoquem defeitos nas juntas soldadas. A qualificação do procedimento de
soldadura tem em vista a realização prévia de todas as operações previstas para
executar a construção soldada, em condições de não produção, de tal forma que
aprovada sirva de referência para todas as operações de fabrico posteriores.
A qualificação do procedimento deverá ser uma pratica corrente numa empresa
metalomecânica, independentemente de haver ou não exigência do cliente, já que
evita problemas durante a produção, sempre difíceis e demorados de resolver.
Sempre que os fabricos envolvam elevada responsabilidade, a qualificação dos
procedimentos e correspondente certificação deverão ser efectuadas na presença
de um delegado de um organismo de certificação reconhecido para o efeito.
Qualificação de um
soldador
Qualificação do
procedimento de
soldadura
Fabricação e Qualidade IV-II-7
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Asseguradas as etapas referidas anteriormente, a fase final do controlo antes do
inicio da soldadura deverá incidir sobre os parâmetros seguintes:
- Ângulos dos chanfros
- Altura do talão
- Folga na raiz
- Alinhamento na junta
- Incorrecções de preparação que dificultem a execução ou concorram para
uma má qualidade da junta soldada
- Verificação de todas as pré-montagens, “gabarits” de referência,
posicionadores, etc.
2.3 Controlo da qualidade durante a execução da so ldadura
O controlo da qualidade durante a execução da soldadu ra tem como objectivo
verificar que os parâmetros de soldadura (condições de exec ução previamente
aprovadas durante a qualificação do procedimento de soldadura) estão a ser
cumpridas como previsto
Este controlo deverá incidir sobre:
- Temperatura do pré-aquecimento (se definida)
- Natureza da corrente, voltagem e intensidade de utilização
- Tipo, qualidade e diâmetro dos consumíveis utilizados (eléctrodos, varetas ou
fios contínuos nus)
- Temperatura inter-passes (se definida)
- Sequência da soldadura tendo em conta a disposição e o numero de cordões
- Cadência da operação
- Condições de protecção aos elementos atmosféricos (vento e chuva) do local
de trabalho
- Eventuais tratamentos térmicos pós-soldadura (uso de fornos, mantas de
resistência, lápis térmicos, pirómetros de contacto, etc.)
Em fabricação de elevada responsabilidade, devem ser previstas placas de
testemunho sobre as quais serão posteriormente efectuados ensaios
(metalográficos, químicos e/ou mecânicas, conforme o exigido) que permitiram
caracterizar a qualidade da junta soldada a que se referem.
Nesta fase, deverão ser acompanhadas todas as reparações necessárias que o
controlo pós-soldadura e o nível de aceitação imponham, tendo em atenção a
reprodutibilidade das condições de fabrico previstas na qualificação de procedimento
de soldadura.
Controlo da
qualidade durante a
execução da
soldadura
Fabricação e Qualidade IV-II-8
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
2.4 Controlo da qualidade após conclusão da soldad ura
A qualidade duma soldadura pode ser avaliada após a sua conclusão por três
vias:
Controlo Destrutivo
Controlo Semidestrutivo
Controlo não destrutivo
O controlo destrutivo é aplicável em fabricação em série, consiste em retirar uma
amostra significativa de um lote de fabrico e, a partir dela, executar os provetes
necessários aos ensaios prescritos. Face aos resultados obtidos, introduzir-se-ão ou
não, na produção, os factores correctivos.
Os ensaios mais correntes são:
- Controlo de textura
- Ensaio de compacidade
- Ensaios mecânicos
- Ensaios metalográficos
- Outros ensaios físico-químicos específicos
Em produção de pequenas séries ou de produtos unitários, utilizam-se, durante o
fabrico, estes tipos de ensaios (fundamentalmente mecânicos, metalográficos e
químicos) para a análise das placas de testemunhos já referidas.
O controlo semidestrutivo é usado muito raramente e destina-se a avaliar
localmente a qualidade de uma junta soldada. Produz-se um furo por fresagem para
examinar a raiz da ligação podendo assim avaliar-se :
- A penetração
- A ligação obtida na face das juntas
- Os defeitos físicos na zona do furo
Deve-se ter em atenção qual o tipo de cavidade praticado, por forma a permitir uma
fácil reparação após o exame.
O controlo não destrutivo são todos os ensaios efectuados para a observação de
um objecto, sem que para tal seja necessário efectuar a sua destruição total ou
parcial.
Com os ensaios não destrutivos (E.N.D.) podem ser controlados os defeitos
superficiais, os defeitos internos, a integridade de objectos, a sua homogeneidade, e
pode ser controlada a selecção de materiais.
Os E.N.D.’s, segundo a norma EN 473 classificam-se em:
Controlo da qualidade
duma soldadura após a
sua conclusão
Fabricação e Qualidade IV-II-9
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Exame visual
Líquidos penetrantes
Magnetoscopia
Radiografia industrial
Ultra-Sons
Correntes induzidas
Ensaios de pressão e de vácuo
Qualquer um dos métodos de controlo não destrutivo são de aparentemente simples
e a sua extensão não oferece grande dificuldade. A interpretação dos defeitos é, por
vezes, difícil e é necessário ter um perfeito conhecimento e uma grande experiência
do método para poder dar um julgamento definitivo sobre o valor dos resultados
obtidos.
Para evita riscos de interpretação, poder-se-á recorrer a um duplo controlo
(radiográfico e por ultra-sons, por exemplo), cada um dos métodos permitirá definir
defeitos particulares.
2.5 Especificação de procedimentos de soldadura
Em qualquer empresa quando se procede a uma operação de soldadura, para que
se possa efectuar um controlo posterior à operação, é necessário implementar uma
especificação do procedimento de soldadura (E.P.S.) .
Seguidamente indicam-se os itens que são usualmente introduzidos no E.P.S. para
soldadura por arco eléctrico. De notar que no E.P.S. não é necessário referir todos e
que em determinados casos poderão faltar alguns itens ou variáveis importantes
para alguns processos, sendo necessário consultar os códigos específicos:
Resumo - Os processos de soldadura possíveis, os metais de base aplicáveis e as
especificações são indicados sucintamente.
Metal base – Os metais de base devem ser especificados.
Processo de soldadura – O processo de soldadura usado e o tipo de soldadura
deve ser definido claramente.
Fabricação e Qualidade IV-II-10
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Metal de adição – A composição química, a sua identificação ou classificação deve
ser indicada para garantir um uso apropriado.
Tipos de correntes – Quando no processo se usa corrente eléctrica, esta deve
estar especificada na E.P.S., assim como a polaridade.
Voltagem do arco e velocidade de soldadura – Para os processo de soldadura por
arco eléctrico, é comum indicar a voltagem do arco e a velocidade de soldadura.
Geometria da junta e tolerâncias geométricas – Os tipos de juntas que se podem
usar devem ser indicadas, assim como a sequência de soldadura. As tolerâncias
dimensionais devem ser igualmente focadas.
Preparação da junta e rugosidade da superfície – Os métodos que se podem
usar para a preparação da junta devem ser escritos no E.P.S., A preparação da junta
deve ser incluída no E.P.S., quer para processos de arco eléctrico, oxi-gás, plasma
de corte, com ou sem preparação da superfície. A preparação da superfície deve ser
especificada no E.P.S..
Pingamento- Toda a junta que necessite de pingamento, este e suas sequências
devem ser descritos no E.P.S.
Detalhes da soldadura – Todos os detalhes que influenciem a qualidade da
soldadura, em termos de requisitos de soldadura, devem ser referidos.
Posição da soldadura – Um E.P.S. deve incluir as posições em que a soldadura
pode ser efectuada.
Temperaturas de pré-aquecimento e temperaturas entr e passes– Quando a
temperatura de pré-aquecimento ou a temperatura entre passagens é importante
para o projecto, deve ser mencionado no E.P.S..
Martelagem – O uso indiscriminado da martelagem não deve ser permitido.
Contudo, é por vezes usado para corrigir distorções. Se for usado deve ser
descriminado no E.P.S..
Entrega térmica – A entrega térmica é um parâmetro de soldadura de grande
importância. Logo deve ser incluído mo E.P.S..
Fabricação e Qualidade IV-II-11
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
Preparação do verso – Quando é necessário soldar o verso da junta devem ser
tomados cuidados especiais. Os métodos para controlar a soldadura no verso
devem ser especificados no E.P.S.
Tratamento térmico posterior - Quando as construções soldadas necessitarem de
tratamento térmico posterior, para ficarem com outras propriedades mecânicas ou
dimensionais, estes tratamentos devem ser relatados no E.P.S..
Registos – Se for necessário consultar registo de operações anteriores, estas
devem ser especificadas no E.P.S..
Um exemplo de um E.P.S. é dado na próxima figura.
Figura 1 – Exemplo de uma especificação de procedimento de soldadura
Fabricação e Qualidade IV-II-12
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
2.6 Tracibilidade
A tracibilidade pode ser definida como a capacidade de, quando necessário,
detectar numa soldadura, a sua origem, os parâmetros usados, os ensaios não
destrutivos utilizados, etc..
Quando, no caso de reparações, é necessário efectuar alguma alteração a um
cordão de soldadura é assim possível consultar a história dos cordões, de modo a
poder aferir da possibilidade de efectuar a reparação e/ou a forma mais correcta da
efectuar.
Os ficheiros devem incluir, de acordo com o contrato especificado as seguintes itens:
Estes relatórios/certificados devem ser guardados em local seguro, e guardados, no
mínimo, 5 anos, na ausência de outras especificações.
2.7 Normas e regulamentos
As normas e regulamentos apresentados estão disponíveis no Instituto Português
da Qualidade, entidade que regula a acreditação e qualifica as empresas em
Portugal.
Seguidamente são apresentadas as normas portuguesas que regulam todos os
sistemas de qualidade em 1999:
Cópia do contrato assinado entre as partes.
Certificados dos materiais
Certificados dos consumíveis
Especificação de procedimentos de soldadura
Registo dos procedimentos aprovados em testes
Certificados da qualificação dos soldadores
Certificados da qualificação do pessoal nos ensaios não
destrutivos
Especificação de procedimentos de tratamentos térmi cos
posteriores à soldadura
Procedimentos e relatórios dos ensaios não destrut ivos
utilizados
Desenhos de conjunto
Relatórios de reparações
Tracibilidade
Fabricação e Qualidade IV-II-13
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
NP EN 287-1:1996 (1ª Edição) pp.31
C 190 /CT 19
Qualificação de soldadores. Soldadura por fusão. Parte 1: Aços
CORRESPONDÊNCIA: EN 287-1:1992 IDT
Preço: 5600 PTE
NP EN 729-1:1998 (1ª Edição) pp.14
C 190 /CT 19
Requisitos da qualidade para soldadura. Soldadura por fusão de materiais
metálicos. Parte 1: Linhas de orientação para selecção e utilização
CORRESPONDÊNCIA: EN 729-1:1994 IDT
Preço: 2800 PTE
NP EN 729-2:1998 (1ª Edição) pp.17
C 190 /CT 19
Requisitos da qualidade para soldadura. Soldadura por fusão de materiais
metálicos. Parte 2: Requisitos da qualidade superior
CORRESPONDÊNCIA: EN 729-2:1994 IDT
Preço: 3500 PTE
NP EN 729-3:1998 (1ª Edição) pp.16
C 190 /CT 19
Requisitos da qualidade para soldadura. Soldadura por fusão de materiais
metálicos. Parte 3: Requisitos da qualidade normal
CORRESPONDÊNCIA: EN 729-3:1994 IDT
Preço: 2800 PTE
NP EN 729-4:1998 (1ª Edição) pp.9
C 190 /CT 19
Requisitos da qualidade para soldadura. Soldadura por fusão de materiais
metálicos. Parte 4: Requisitos da qualidade básica
CORRESPONDÊNCIA: EN 729-4:1994 IDT
Preço: 2100 PTE
Fabricação e Qualidade IV-II-14
Controlo da Qualidade durante a Fabricação
2.8 Actividades / Avaliação
Exercício 1 – Indique os pontos que normalmente são referidos na Especificação
do procedimento de soldadura (E.P.S.).
Exercício 2 – Qual a importância do E.P.S. para a execução de um trabalho em
soldadura.
Exercício 3 – Quais os métodos de controlo de qualidade em construção soldada.
Exercício 4 – Qual a importância da qualificação dos soldadores e operadores de
soldadura.
Exercício 5 – Defina a tracibilidade, Qual a sua função em construção soldada?
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