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FUNDAMENTOS DA SOLDAGEM - Capítulo 22 - Coggle Diagram
FUNDAMENTOS DA SOLDAGEM - Capítulo 22
VISÃO GERAL
Largamente utilizado, requer mão de obra especializada. Garante estanqueidade e suporta carregamento mecânico
Em alguns processos de soldagem, durante a solda o
metal base
é fundido, e o
metal de adição
é adicionado à poça de fusão. O material de
enchimento
é adicionado para facilitar a união
Definição:
Soldagem é o processo em que duas (ou mais) partes são unidas em suas superfícies de contato por aplicação de
calor
ou
pressão
Muitos processos de soldagem são realizados apenas por calor, outros por uma combinação de calor e pressão. Outros ainda, apenas por pressão
Geralmente é realizada em peças feitas do mesmo metal. No entanto, algumas operações de soldagem podem ser usadas para juntar metais diferentes
Principais aplicações:
construção, tubulação, construção naval, aeronaves, automotivo, ferrovia, caldeiras e tanques de armazenamento...
JUNTA DE SOLDA
Junção das bordas ou superfícies das peças que foram unidas por soldagem
Tipos básicos de juntas:
Junta de canto
Junta de topo
Junta sobreposta
Junta em aresta
Junta em T
Tipos de soldas:
Cordão de Solda
Usado para preencher as bordas das placas criadas por canto, sobreposição e em T
Metal de adição usado para fornecer seção transversal em forma aproximada de um triângulo retângulo
Tipo de solda mais comum em soldagem a arco e oxicorte
Soldas de Filete
Junta de canto de filete interno simples
Junta de canto com filete externo
Junta sobreposta com filete duplo
Junta em T com filete duplo
Soldas em Chanfros
Normalmente requer que as bordas das peças sejam moldadas em um ranhura para facilitar a penetração da solda
Formas ranhuradas incluem soldas típicas:
solda de chanfro reta, um lado
-
solda de chanfro bisel
-
solda de chanfro simples em V, U, J
-
solda de chanfro V dupla para seções mais espessas
Solda de Tampão
Solda de Fenda
Solda a Ponto e Emenda
Seção fundida entre as superfícies de duas folhas ou placas
Usado para juntas sobrepostas e está intimamente associado à soldagem por resistência
Solda de Flange
Solda de Superfície
Usada para não juntar peças, mas para depositar metal de adição na superfície de uma peça de base
FÍSICA DA SOLDAGEM
A fusão é o meio mais comum de alcançar coalescência na soldagem
Para realizar a fusão, uma fonte de calor de alta densidade e energia deve ser fornecida às superfícies de contato
As temperaturas resultantes causam fusão localizada dos metais básicos (e metal de adição, se usado)
Por razões metalúrgicas, é desejável derreter o metal com energia mínima, mas altas densidades de calor
UNIDADE DE ENERGIA PARA FUSÃO
Quantidade de calor necessária para derreter um volume unitário de metal
Unidade de energia é a soma de:
Calor para aumentar a temperatura do metal sólido até o ponto de fusão (depende do calor volumétrico específico do metal)
Calor para transformar o metal da fase sólida para a fase líquida no ponto de fusão (depende do calor de fusão do metal)
PROCESSOS DE UNIÃO E MONTAGEM
UNIÃO
Soldagem, brasagem, solda e adesivo
Esses processos formam uma junção
permanente
entre as partes
MONTAGEM
Métodos mecânicos, geralmente de fixação de partes juntas
Alguns desses métodos permite fácil desmontagem, enquanto outros não
VANTAGENS E DESVANTAGENS DA SOLDAGEM
VANTAGENS E IMPORTÂNCIA
Fornece uma junta permanente. Os componentes soldados tornam-se uma entidade única
Geralmente é a maneira mais econômica de unir peças em termos de uso de material e custos de fabricação
Processo não restrito a um ambiente de fábrica, pode ser realizado no "campo"
DESVANTAGENS E PERIGOS
A maioria das operações de soldagem são realizadas manualmente e são caras em termos de custo de mão de obra
Choque elétrico - A maioria dos processos de soldagem utiliza alta energia e são inerentemente perigosos
Juntas soldadas não permitem conveniente desmontagem
Juntas soldadas podem ter defeitos de qualidade que são difícil de detectar
Na soldagem a Arco - Altas temperaturas dos metais fundidos, faíscas, respingos do metal, fumaça e vapores
TIPOS DE PROCESSOS DE SOLDAGEM
SOLDAGEM POR FUSÃO
Processo de união que derrete os metais básicos
Em muitas operações de soldagem por fusão, um metal de adição é adicionado à piscina (poça) fundida para facilitar o processo e fornecer volume e força adicional para a junta soldada
Uma operação de soldagem por fusão em que nenhum metal de adição é adicionado é chamado de
solda autógena
Alguns dos processos são:
Soldagem a Arco (AW) -
A fusão dos metais é realizada por um arco elétrico
Soldagem por Resistência (RW) -
A fusão é realizada pelo calor da resistência a uma corrente elétrica entre superfícies mantidas juntas sob pressão
Soldagem a Gás Oxicorte (OFW) -
Fusão é realizada por um gás oxicorte, como acetileno
SOLDAGEM DE ESTADO SÓLIDO
Processos em que a coalescência (junção) resulta da aplicação de pressão sozinha ou uma combinação de calor e pressão
Se o calor for usado, a temperatura está abaixo do ponto de fusão dos metais sendo soldados
Nenhum metal de adição é adicionado na soldagem de estado sólido
Alguns dos processos são:
Soldagem por Difusão (DFW) -
A coalescência é sólida fusão de estado entre duas superfícies mantidas juntas sob pressão a temperatura elevada
Soldagem por Fricção (FRW) -
Coalescência por calor de atrito entre duas superfícies
Soldagem Ultrassônica (USW) -
Coalescência por ultrassom. Movimento oscilante em uma direção paralela ao contato de duas partes mantidas juntas sob pressão
AUTOMAÇÃO EM SOLDAGEM
Por causa dos riscos da soldagem manual, e para aumentar a produtividade e melhorar a qualidade, várias formas de mecanização e automação são utilizadas
Máquina de Soldagem -
soldagem mecanizada sob supervisão e controle do operador humano
Soldagem Automática -
o equipamento realiza soldagem sem controle do operador
Soldagem Robótica -
soldagem automática implementada por robô industrial
SOLDADOR E INSTALADOR
Soldador -
Controla manualmente o caminho ou colocação de pistola de soldagem
Instalador -
Auxilia o soldador e organiza as peças antes da soldagem (dispositivos de solda e posicionadores são usados para auxiliar nesta função)
MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR EM SOLDAGEM
Nem toda a energia de entrada é usada para derreter a solda de metal
Eficiência de transferência de calor f 1 -
Calor real recebido por peça dividido pelo calor total gerado na fonte. Depende do processo de soldagem e capacidade de converter fonte de energia (por exemplo, energia elétrica) em calor utilizável na superfície de trabalho
Eficiência de fusão f 2 -
Proporção do calor recebido na superfície de trabalho usado para fusão. Depende do processo de soldagem, mas também de propriedades térmicas do metal, forma da junta e trabalho e espessura