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SOLDAGEM Aula 05
Faculdade Pitágoras – Núcleo de Engenharias
Engenharia Mecânica 9º Período
Contagem, Setembro 2016
Índice
• Definição
• Fundamentos do processo
• Aplicação
• Características
• Equipamentos e Acessórios
• Parâmetros de Soldagem
• Técnicas Operatórias
• Vantagens e Desvantagens
• Vídeos
Definição
Vídeo 1
Fundamentos do Processo
A soldagem a arco com eletrodos revestidos (Shielded Metal Arc Welding – SMAW) é um processo que produz a unição entre metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico e a peça que está sendo soldada.
Fundamentos do Processo
Se apresenta normalmente como um processo manual as operações de abertura e fechamento do arco elétrico, troca de eletrodo e execução de movimentos de avanço e mergulho são feitos pelo soldador.
Soldagem – Fonte: Senai
Fundamentos do Processo
1.Revestimento 2.Vareta (Alma) 3. gás de proteção 4.Poça de fusão 5.Metal base 6.Metal de solda 7.Escória solidificada
Fundamentos do Processo
Representado até nos anos 60 como o principal processo de soldagem, vem perdendo mercado no Brasil devido outros processos com maiores índices de produção.
Fundamentos do Processo
Características
Descrição do processo:
O metal fundido vindo do
eletrodo é transferido através
do arco, sendo incorporado
à poça fundida no metal de
base, originando o metal de
solda.
Características O acendimento do arco é por contato provocado entre a extremidade da alma metálica e a superfície da peça/junta, sendo necessário pequeno comprimento de arco durante a operação, para mantê-lo estável.
Abertura do Arco Elétrico – Fonte – WikiHow
Gases e escória fundida provenientes da queima e decomposição do revestimento do eletrodo, protegem a gota sendo transferida e a poça de solda é protegida contra gases proveniente à externa.
Características
Processo de Soldagem Eletrodo Revestido – Fonte SENAC
A escória forma uma reação química com o material depositado, além de criar ambiente propício à estabilidade do arco, flutuando o cordão de solda após sua solidificação.
Características
Equipamentos e acessórios
A) Fontes de energia elétrica:
Máquinas de soldagem com corrente contínua (retificadores) ou corrente alternadas (transformadores), com característica estática tombante ou corrente constante.
Equipamentos e acessórios
B) Consumíveis de solda – O eletrodo revestido é constituído de alma + revestimento.
Alma metálica – Simples (compacto ou tubular) podendo ser também bimetálica (concêntrica ou trançada).
Pode ou não ser da mesma natureza do metal de base e normalmente o revestimento é que complementa a composição química na soldagem.
Equipamentos e acessórios
Diâmetros de 1,6 a 6,0 mm e comprimentos de 300 a 700 mm, e é coberta por uma camada de fluxo denominada revestimento.
Equipamentos e acessórios
Especificações: Normas ABNT/FBTS, ANSI/AWS, EN/DIN, ISO e classificações para soldagem de aço carbono, aço carbono e baixa e média liga, aço inoxidável, não ferrosos e para revestimento protetor (revestimento duro resistente ao desgaste e recobrimento resistente a corrosão) e para ferro fundido – “Desenvolvimento Especial”.
Tipo de Metal depositado ANSI/AWS DIN
aço carbono A5.1 1913-8529/75
alumínio e ligas de alumínio A5.3 1732
aço inoxidável A5.4 8556
aço carbono baixa liga A5.5 1913/8575
cobre e ligas de cobre A5.6 1733/8555
Tipo de Metal depositado ANSI/AWS DIN
níquel e ligas de níquel A5.11 1736
para revestimento A5.13 8555
para ferro fundido A5.15 8573-1913-1733
para revestimento (tubular) A5.21 -
Equipamentos e acessórios
C) Revestimentos:
Possuem diversas funções entre elas
Função elétrica:
Auxiliam na estabilidade do arco elétrico. Podem ter como componente o silicato sendo de grande valia principalmente para soldas com corrente alternada.
Equipamentos e acessórios Função metalúrgica:
A cratera formada na ponta do juntamente com o gás (atmosfera gasosa) protegem a fusão da solda contra contaminantes como oxigênio e hidrogênio, tendo ainda a escória que permite uma redução no resfriamento – isolamento térmico.
Equipamentos e acessórios Função metalúrgica:
Equipamentos e acessórios Função mecânica e operatória
Efeito de depressão do eletrodo durante a fusão (cratera)
Um eletrodo de boa qualidade dever apresentar cratera mais profundas e gostas mais finas.
Classificação de Revestimentos Rutílico
Composto por rutilo, Sílica e Ferros e Escorificantes a base de sílica.
Possui como característica baixa penetração
Correntes contínuas e alternadas são utilizadas
Produz escória de fácil remoção e baixa quantidade de respingos, gerando um bom acabamento superficial.
Classificação de Revestimentos Rutílico
Composto por rutilo, Sílica e Ferros e Escorificantes a base de sílica.
Possui como característica baixa penetração
Correntes contínuas e alternadas são utilizadas
Produz escória de fácil remoção e baixa quantidade de respingos, gerando um bom acabamento superficial.
Classificação de Revestimentos Básico
Composto sais de cálcio, tais como carbonatos, fluoretas e ferro e ligas.
Possui como característica excelente propriedades mecânicas, soldagem em todas as posições
Correntes contínuas e polaridade positiva são utilizadas
Soldagem de alta responsabilidade (ex. vasos de pressão).
Baixo H2.
Classificação de Revestimentos Celulósico
Composto sais de celulose, oxido de titânio, sílica de ferro e ligas.
Possui como característica grande penetração com maior utilização para passe raiz.
Correntes contínuas e polaridade positiva são utilizadas
Produz escórias finas e fácil remoção mais indicado para tubulações.
Não são higroscópicos.
Classificação de Revestimentos
Oxidantes: Óxido de Ferro (hematita), quartzo, feldspato e caulim como escorificantes; não contém ferros-ligas/ desoxidantes.
Caracteriza-se por ótimo acabamento e propriedades mecânicas sofríveis; aplicável a elementos de ferro puro (ex. tanque para galvanização), somente na posição plana.
Pouco usado atualmente.
Classificação de Revestimentos
Ácidos ou Neutros: Óxido de Ferro, ferro ligas, escorificantes à base de silíca e carbonato de cálcio; bom acabamento, propriedades mecânicas pobres, alta penetração
Aplicação na soldagem de aços de baixo carbono (<25%) e enxofre (0,05%), preferencialmente na posição plana e horizontal. Boa aparência do cordão de solda.
Classificação de Revestimentos
Impermeáveis: Eletrodo desenvolvido pela Empresa Elbrás.
Uma pesquisa desenvolvida por esta empresa mostrou que
a troca do silicato por polímeros e outros estudos chegou a eletrodos com revestimentos resistentes a umidade.
Processo de Soldagem Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS
Classificação de Revestimentos
Processo de Fabricação de Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS
Classificação de Revestimentos
Processo de Fabricação de Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS
Classificação de Revestimentos
Processo de Fabricação de Eletrodo Impermeável – Fonte ELBRAS
Classificação de Revestimentos
Fonte Elbras
Sendo um novo eletrodo onde seria queimado um
polímero, vários cuidados e testes foram realizados
para garantir um produto que pudesse ser usado com
segurança.
A análise microscópica do
metal depositado mostrou
uma grande quantidade de
ferrita acicular, o que prevê
altas resistências mecânicas
Características
• Podemos ainda ter como características dos revestimentos em aços
• Melhorar o aproveitamento da energia do arco
• Manter a estabilidade do arco de soldagem
• Revestimento resistente ao calor permitindo correntes mais elevadas
• Aumento da taxa de deposição
• Aumento da poça de fusão
• Dificuldade de controlar grandes volumes de solda na fusão.
Características
A AWS American Welding Society (Sociedade Americana de Soldagem) normalizou um padrão para identificação de eletrodos revestidos que é aceito e reconhecido em grande parte do mundo.
Características dos Consumíveis Nomeclatura dos revestimentos:.
Características dos Consumíveis Nomeclatura dos revestimentos:.
Características dos Consumíveis Nomeclatura dos revestimentos:.
Características dos Consumíveis
Teor de hidrogênio no revestimento:
Baixo H2 : altamente higroscópicos. Eletrodos básicos.
Médio H2: medianamente higroscópicos. Rutílicos
Alto H2: pouco higroscópicos. Exemplo revestimentos celulósicos.
Características dos consumíveis
Composição química do metal depositado pode ser definido através dos elementos de liga vindos do revestimento ou da alma dos eletrodos:
Ligados na alma: todos elementos de liga são distribuídos parcialmente na alma e no revestimento;
Semi-ligado ou semi-sintético: os elementos de liga estão distribuídos parcialmente na alma e no revestimento
Sintético: todos os elementos de liga estão no revestimento.
Equipamentos e acessórios
Alicate ou porta eletrodo:
Fixar as posições dos eletrodos e contato elétrico/transmissão de corrente ao eletrodo.
Equipamentos e acessórios
Outros acessórios: Martelo picador, escova de aço carbono ou inox, estufa de conservação de eletrodos higroscópicos no almoxarifado, na produção (setorial) e individual (portátil) (“Cochicho”) forno de ressecagem de eletrodos.
Equipamentos e acessórios Armazenamento e Cuidados
-Estufas foram desenvolvidas para manter a temperatura média de 50 a 70 ºC
para eletrodo do tipo Rutilico e Celulósico e de 100 a 150 ºC para os tipos de
revestimentos básicos.
-Para manter a temperatura ideal de armazenagem próximo ao local de
trabalho são utilizáveis estufas portáteis chamada de “cochichos” que podem
ser ligados diretamente nos terminais de saída do equipamento de solda.
Equipamentos e acessórios
Cabos de energia e pinças de fixação dos cabos.
Parâmetros de Soldagem
Tensão
Varia no arco de 17 a 36 V e depende do diâmetro do eletrodo, revestimento, corrente e comprimento de arco.
Não é muito controlada pelo operador neste processo.
Tensão de circuito
Aberto e tensão
de trabalho
Parâmetros de Soldagem
Corrente:
A corrente de soldagem: controla o volume da poça de fusão e a penetração da solda no metal base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordão.
Correntes muito elevadas produzem poças de fusão de grandes dimensões e difícil controle, além de poderem causar a degradação do revestimento, respingos excessivos
e perda de resistência mecânica e tenacidade da solda.
Parâmetros de Soldagem
Corrente:
A corrente de soldagem: controla o volume da poça de fusão e a penetração da solda no metal base, que tendem a aumentar com o aumento da corrente, assim como a largura do cordão.
Parâmetros de Soldagem
Polaridade
POLARIDADE DIRETA CC -
POLARIDADE INVERSA CC +
Parâmetros de Soldagem
Outros parâmetros
Parâmetros de Soldagem
Técnicas Operatórias
A correta manipulação do eletrodo é importante em todas as etapas da soldagem, quais sejam:
abertura do arco, deposição propriamente dita e extinção do arco.
Técnicas Operatórias
Na abertura, o eletrodo é encostado rapidamente na superfície da peça, preferencialmente numa região a ser fundida e próxima ao início do cordão, e afastado a uma distância da ordem do comprimento de arco a ser usado
(C)
Posicionamento para soldagem na
posição horizontal.
Técnicas Operatórias
Durante a execução da solda, o soldador deve fazer três movimentos principais:
movimento de mergulho
movimento de translação
movimento de tecimento
Técnicas Operatórias O objetivo do movimento de soldagem deve atingir os objetivos específicos:
• evitar que a escória flua à frente da poça de fusão, prevenindo seu aprisionamento
e formação de inclusões;
• controlar a repartição do calor nas peças, particularmente na soldagem de
componentes com diferentes espessuras;
• facilitar a observação da poça de fusão; e
• minimizar os efeitos do sopro magnético, quando necessário.
Técnicas Operatórias
Vantagens e Desvantagens
Vantagens e Desvantagens
Utilização em diversos materiais, como aços carbono, aços de baixa, média e alta liga, inoxidáveis, ferro fundido, alumínio, cobre níquel e ligas deste por exemplo.
Aplicação
Aplicação
Aplicação
Aplicação
Vantagens e Desvantagens
Vídeos Processos de Soldagem
SMAW (Shielded Metal Arc Welding)
Dúvidas?
Bibliografia Machado, Ivan Guerra Soldagem e técnicas conexas: processos. 1 ed. UFRGS Rio Grande do Sul 1996. 477 p.: il CDU621.791 Marques, Paulo Villani Soldagem: Fundamentos e tecnologia / PauloVillani Marques, Paulo José Modenesi, Alexandre Queiroz Bracarense 3. ed. UFMG Belo Horizonte 2009. 363 p. IBSN 978-85-7041-748-0 C., Okumura, T.; Taniguchi,. ENGENHARIA DE SOLDAGEM E APLICAÇÕES. Rio de Janeiro: LTC, 1982. http://www.sitedasoldagem.com.br – Fundamentos básicos – acessado em 15/03/2015. https://www.youtube.com/watch?v=DSztGsbZkmY - Video de solda –acessado em 15/03/2015
Bibliografia https://www.youtube.com/watch?v=uM8m001axhQ – Acessado em 15/03/2015 http://pt.wikihow.com/Soldar-Por-Arco-El%C3%A9trico – Acessado em 04/09/2016 https://www.google.com.br/search?q=gases+da+queima+do+revestimento+do+eletrodo&biw=1088&bih=498&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjHmrusiPjOAhVEjpAKHR7bDSIQ_AUIBigB#imgrc=wC9oO3ePtbFrKM%3A – Acessado em 04/09/2016
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