Soldadura Flashcards
Soldadura
SOLDADURA: Processo de ligação que promove uma ligação molecular íntima e permanente e que
garante uma continuidade metálica e estrutural.
As propriedades mecânicas, em princípio, são iguais ou superiores às do material de base. A soldadura é
de igual modo, e atualmente, aplicada noutros campos que não na ligação de materiais:
- Recuperação
- Melhoramento superficial de peças metálicas
- Corte térmico
- Fabricação aditiva
SOLDADURA POR PRESSÃO
SOLDADURA POR PRESSÃO
Na soldadura por pressão é aplicada uma força nas duas peças a soldar, deformando-as e
produzindo uma solubilização dos materiais (troca de átomos entre os materiais).
SOLDADURA POR PRESSÃO A QUENTE
SOLDADURA POR PRESSÃO A QUENTE
Diminui a tensão limite de elasticidade
- menos possibilidade de rutura
- facilita a soldadura
Variação da qualidade das superfícies
- decomposição da camada de óxido – instável a quente para alguns materiais
- aumento da camada óxido _ dificulta a soldadura
SOLDADURA POR FUSÃO
SOLDADURA POR FUSÃO
A aproximação entre partículas que dá origem à coesão faz-se no estado líquido.
Vantagens em relação à soldadura por pressão:
- a rugosidade não tem influência já que a introdução de um metal fundido entre as
duas superficies, ou a fusão destas, elimina o problema.
- Os óxidos ou sujidades podem ser combatidos quer pela fusão do metal de base e
consequente difusão dos óxidos, quer dissolvendo-os em fluxos utilizados para o efeito
(substâncias escorificantes) que devido ao ponto de fusão mais baixo que o material de base,
formam escórias, facilmente segregadas pelo material fundido.
PROBLEMAS DA SOLDADURA POR FUSÃO
PROBLEMAS DA SOLDADURA POR FUSÃO
Fenómenos metalúrgicos e físicos:
- Necessário uma fonte de energia para a obtenção de calor suficiente à fusão dos
materiais
- Materiais submetidos a ciclos térmicos (dilatações, contrações, tensões)
- Alterações das características mecânicas, estruturais, composição química das
zonas dos materiais submetidas a estes ciclos térmicos.
- Difusão de gases
- Fissuração
PEOCESSOS DE SOLDADURA
Sem adição de metal
Com adição de metal pode ser homogénea se forem semelhantes ou heterogênea se foram diferentes
Por fusão: a continuidade é obtida por fusão dos bordos a unir com ou sem metal de adição
Por pressão: sem fusão com pressão a frio, ou a quente com fusão e pressão
CLASSIFICAÇÃO DA SOLDADURA DE ACORDO COM A FONTE DE CALOR 8
CLASSIFICAÇÃO DA SOLDADURA DE ACORDO COM A FONTE DE CALOR
1.Soldadura a gás
Oxiacetilénica
Oxi-corte
2.Soldadura alumino-térmica
3.Soldadura utilizando energia eletro-térmica
2.Soldadura com elétrodos não consumíveis
2.Elétrodo de carvão
3.Por arco de tungsténio (TIG)
4.Por arco de hidrogénio
5.Por plasma
3.Soldadura com elétrodos consumíveis
2.Soldadura com elétrodo revestido (manual)
3.Soldadura por arco submerso
4.Processo MIG
5.Processo MAG
4.Soldadura utilizando calor por efeito de Joule
2.Soldadura por eletro-escória
3.Soldadura por resistência elétrica
5.Soldadura por feixe de eletrões
6.Soldadura utilizando energia mecânica
7.Soldadura por laser
8.Brazagem, soldo-brazagem
Soldadura Alumino-térmica
Soldadura Alumino-térmica
Reação exotérmica:
8Al+3Fe3O4 -> 9Fe+4Al2O3+ Q
O pó de alumínio e o óxido de ferro são misturados em proporções determinadas num cadinho. Dá-
se a ignição da reação, atingindo-se temperaturas da ordem dos 2500ºC. Há então a formação de
ferro no estado líquido que é enviado para o molde que contém as peças a unir.
Aplicado na união de secções espessas (carris)
Produção de pequenas quantidades de metal.
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos não consumíveis
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos não consumíveis
O arco elétrico obtém-se aplicando uma intensidade de corrente relativamente elevada e uma tensão
conveniente entre 2 superficies condutoras (elétrodo – peças a unir) ou entre dois elétrodos. A
temperatura atingida é suficientemente elevada para levar à fusão os materiais a soldar.
POR ELÉTRODO DE CARVÃO
- arco realizado entre dois elétrodos de grafite ou entre um elétrodo e a
peça a soldar.
- (obsoleto) embora com aplicação na indústria de moldes (limpeza
arranque de pedaços de metal após eletroerosão.
PROCESSO TIG
- Elétrodo de tungsténio (gás inerte_ Argon)
- processo versátil, trabalha numa grande amplitude de intensidades (0,5 a
750 A)
- soldaduras de grande qualidade; rapidez moderada, bom processo em
trabalhos de precisão, aplicável em todos os materiais (soldadura de materiais difíceis, como o alumínio
e magnésio, principalmente na indústria aeroespacial)
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos não consumíveis arco
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos não consumíveis
POR ARCO DE HIDROGÉNIO
- arco realizado entre dois elétrodos de tungsténio rodeados de hidrogénio
ou entre um elétrodo e a peça a soldar. A molécula de hidrogénio é dissociada na região do arco. A
reversibilidade desta reação permite uma posterior combustão do hidrogénio, produzindo uma
quantidade de calor que é transferido para a peça.
- o hidrogénio promove a transferência do calor do arco para o metal
- promove a refrigeração dos elétrodos prolongando-lhes a vida
- perigo de introdução de hidrogénio nas zonas a soldar – fragilização e
porosidades
- processo pouco usado
- (obsoleto) embora com aplicação na indústria de moldes (limpeza
arranque de pedaços de metal após eletroerosão)
- metais preciosos.
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos não consumíveis
POR plasma
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos não consumíveis
POR PLASMA
- a mistura gasosa passa por um arco elétrico dirigido, provocando a
ionização do gás, obtendo-se uma massa gasosa ionizada e extremamente quente
- Arco mais direcional, maior penetração, maior velocidade, preparação de
juntas mais fácil, zona termicamente afetada mais estreita
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos consumíveis
ELÉTRODO REVESTDO
, a fusão do metal do elétrodo e dos
revestimentos que têm uma ação protetora e estabilizadora do arco.
- a composição química do metal de adição no elétrodo deve ser idêntida à
do material de base a soldar, embora com uma menor percentagem de carbono. - aplicável a todos os materiais metálicos, em operações de manutenção,
recuperação, etc. - é versátil, barato, e as soldaduras são de qualidade.
- processo lento, necessita de operadores treinados.
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos consumíveis
ARCO SUBMERSO
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos consumíveis
ARCO SUBMERSO
- O ARCO É SUGMERGIDO POR UMA CAMADA DE FLUXO PROTETOR. Parte
do fluxo é transformado em escória e o restante reciclado por sucção.
- soldadura na horizontal, taxa de depósito elevada, grande penetração,
boas caraterísticas mecânicas
- limitações: posicionamento, ambiente, preparação (morosa em peças
espeças)
- aplicável à maioria dos materiais
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos consumíveis mig mag
Soldadura utilizando energia eletro-térmica
Soldadura com elétrodos consumíveis
PROCESSO MIG
- Semelhante ao processo TIG mas com a vantagem da adição de metal se
fazer automaticamente.
PROCESSO MAG
- princípio operacional semelhante ao processo MIG (gás protetor CO2 _
pode provocar a oxidação do Fe)
- para limitar os inconvenientes do CO2, usam-se elétrodos com Si, Mn e Al
para assegurarem a desoxidação do banho antes da solidificação. Estes produtos ficam na escória ou
incluídos em finas dispersões.
Mig
PROCESSO MIG
- Semelhante ao processo TIG mas com a vantagem da adição de metal se
fazer automaticamente.
MAG
PROCESSO MAG
- princípio operacional semelhante ao processo MIG (gás protetor CO2 _
pode provocar a oxidação do Fe)
- para limitar os inconvenientes do CO2, usam-se elétrodos com Si, Mn e Al
para assegurarem a desoxidação do banho antes da solidificação. Estes produtos ficam na escória ou
incluídos em finas dispersões.
Soldadura utilizando calor por efeito de Joule
Soldadura utilizando calor por efeito de Joule
Soldadura por eletro-escória
O arco é estabelecido no início do processo . De seguida o calor é obtido
por resistência elétrica no banho escorificante (Q=RI2
t)
processo utilizado para secções muito espessas e num só passo.
Soldadura por resistência elétrica
calor desenvolvido por efeito de Joule
a máxima resistência existe na superfície de contacto das duas peças, logo
é onde a temperatura será maior
só uma parte do calor é utilizado para levar o material à temperatura de
fusão. Há perdas por condução, convecção e radiação.
a resistência varia com a pressão aplicada, a forma e tamanho das
superficies e especialmente o seu estado de oxidação.
Tipos de soldadura: por pontos, por roletes
Soldadura por feixe de eletrões
Soldadura por feixe de eletrões
É aproveitada a energia cinética de um feixe de eletrões que colidindo com
o metal a soldar é transformado em calor. Conseguem-se assim zonas aquecidas bastante estreitas,
através do control do feixe.
a operação ocorre no vácuo de modo a não haver dissipação de energia
por colisão com moléculas gasosas.
penetração elevada, sem necessidade de metal de adição, limpeza
absoluta, zona termicamente afetada muito estreita.
processo muito caro
Soldadura utilizando energia mecânica
Soldadura utilizando energia mecânica
A ligação é efetuada devido essencialmente à pressão. Podem ser
utilizados meios de aquecimento (chama oxiacetilénica, indução)
SOLDADURA POR FLASH
aproximam-se as peças a soldar até se estabelecer o arco,
mantendo-se até se atingir a temperature de soldadura. Aplica-se então a pressão. O flash corresponde à
expulsão das escórias, óxidos e algum metal incandescente.
SOLDADURA TOPO-A-TOPO
aquecimento por resistência (efeito de Joule)
SOLDADURA POR FRICÇÃO – friction stir welding
o calor é gerado por fricção
SOLDADURA POR PRESSÃO A FRIO
Por aplicação de uma pressão suficientemente elevada, o
material entra em deformação plástica e flui na zona de junção das peças. As películas de óxidos
superficiais são rompidas, promovendo uma ligação metálica nestas zonas
SOLDADURA POR EXPLOSIVOS (energia mecânica)
Uma das peças (chapa) é acelerada por explosivos.
Como o calor Gerado na superfície das chapas é diminuto, resulta pouca oxidação,
não havendo praticamente zonas afetadas termicamente
Utilizado na união de metais dissemelhantes
SOLDADURA POR ULTRA-SONS
SOLDADURA POR ULTRA-SONS
Processo de união a frio onde a ligação é produzida devido à vibração ultra-sónica
criada na região soldada.
As vibrações rompem os films superficiais de óxidos e outras impurezas, ocorrendo
nesta zona a ligação por difusão e escorregamento devido à pressão exercida
SOLDADURA POR FLASH
SOLDADURA POR FLASH
aproximam-se as peças a soldar até se estabelecer o arco,
mantendo-se até se atingir a temperature de soldadura. Aplica-se então a pressão. O flash corresponde à
expulsão das escórias, óxidos e algum metal incandescente.
SOLDADURA TOPO-A-TOPO
SOLDADURA TOPO-A-TOPO
aquecimento por resistência (efeito de Joule)
SOLDADURA POR FRICÇÃO
SOLDADURA POR FRICÇÃO – friction stir welding
o calor é gerado por fricção
