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eng mec | processos de fabricação - Coggle Diagram
eng mec | processos de fabricação
fundição
etapas
derramamento
(vazamento no molde)
solidificação
fenômenos
cristalização
contração de volume
líquida
solidificação
sólida
zoneamento/segregação
desprendimento de gases
fusão
formato do molde
definitivo (final)
produto acabado
não-definitivo (intermediário)
posterior conformação
ou usinagem
características
complexas geometrias
espessuras pequenas
pode ser automatizado
alta vel de produção
razoáveis tolerâncias
baixa perda de material
grande proximidade de
dimensões da peça final
soldagem
ZTA (zona termicamente
afetada)
não sofre fundição
, mas é
afetada pela temperatura
regiões da ZTA
grão grosseiro
1200<T<TF(liga)
cresc grão
austenítico
leis de fick
dificulta formação perlita
desloca a curva
TTT para direita
aumenta a
chance de martensita
propícia para trincas
mais problemática!
microestrutura depende de
elementos de liga
%C
velocidade
do resfriamento
grão fino
800< T<1200
ferrita e perlita finas
(efeito de normalização)
não é problemática
intercrítica
T(A1)<T<T(A3)
região parcialmente modificada
subcrítica
duas etapas
fornecimento de calor
dissipação desse calor
temperatura
de pico (Tp)
Tmáxima na solda
crítica (Tc) -> TEM A VER
COM O MB
qt maior o tempo na Tc,
maior a mudança
na microestrutura!
variáveis do
ciclo térmico
tipo de
metal de
base
maior condutiv, menor
formação de poça de calor
energia mal aproveitada
geometria
da junta
juntas em ângulos
mais material pra
escoar o calor
tx resfriamento: rápida
espessura
da junta
maior espessura, mais
material pra escoar o calor
tx resfriamento: rápida
energia de soldagem
e temperatura inicial
maior To
(To = pré-aquecimento
praticado na peça)
menor tx de resfriamento
pq menor deltaT
entre peça e solda
descontinuidades
e trincas em soldas
descontinuidade =
interrupção de estruturas típicas
(da
homogeneidade da peça
)
dimensionais
distorção
aquecimento não-uniforme
gera deformações plásticas
TENSÕES TÉRMICAS
causas
soldagem em excesso
soldagem de juntas livres
chanfro selecionado incorreto
solução
diminuir energia de
solda e metal depositado
martelamento p/ aliviar tensões
dimensão
incorreta
pode gerar falha por
conta da falta de solda
cada serviço tem uma
dimensão correta de solda
perfil incorreto
pode ser pt de conc tensão
e criar trincas!
alta convexidade de soldas multipasses
pode gerar falta de fusão e inclusões de escória
formato
incorreto
posicionamento
errado das peças
na hora da soldagem
(gerando desalinhamento da solda)
estruturais
porosidades
presença de gases durante
solidificação
da solda
umidade excessiva
solução
gás de proteção adequado
eletrodos com
revest específico
ex: básico (que gera baixo teor de H)
material limpo
inclusões
de escória (W)
podem gerar
conc tensão e trincas
problema é agravado em passes
de convexidade excessiva
ou chanfro mt estreito
partículas que podem se formar durante as reações de soldagem e que, se presos no metal de solidificado, formam inclusões
falta de
fusão
ausência de continuidade
na junta soldada
única correção: ressoldagem
não coalescimento de parte
do cordão de solda
falta de
penetração
falta de metal em
alguma raiz da junta
(normalmente na raiz da solda)
mordeduras
(undercut)
depressão na forma de entalhe
no metal de base na margem da solda
gera conc tensões
fusão da superfície da chapa do metal de base
próxima a margem do cordão de solda.
trincas
mais graves
que as demais!
pontos com elevada
conc tensão!
precursoras de perigosas
fraturas tipo frágil
internas ou
externas
podem ser vistas
por ensaios visuais
ZF, ZTA ou MB
mecanismos
de formação
fissuração a quente
(na solidificação)
segregação
de elementos
com dif solub
S e P (maior solub
na fase líquida)
são segregados e
se concentram
lembrar que
S: fragilidade a quente
e P: fragilidade a frio
formato do cordão
é fator importante
fissuração a frio
(por hidrogênio)
principal mecanismo
em
aços carbono
de baixa e média liga
principalmente
os temperáveis
fatores
geradores
presença de H
microestrutura sensível
elevado esforço
temperatura
lembrar da fragilização
por H (na corrosão)
solução
pós-aquecimento
ajuda a difundir H
pra fora da solda
pré-aquecimento
diminui a chance
de formar martensita
(microestrutura sensível)
pq vai promover resfr. lento
EM FOFOS
%C elevado +
elementos de liga + várias
possibilidades de trat térmicos
soldabilidade
variável
soldagem
a quente
duas barreiras ao processo:
necessidade de
pré-aquecimento (350ºC)
e resfriamento lento
quando o visual tem que
ser igual ao material que será soldado
soldagem
a frio
mais comum
material depositado:
ligas a base de Ni
precisa de
baixo
aporte de calor
decoesão lamelar
(trinca lamelar)
ocorre no metal de base
ocorre em planos
paralelos à sup de solda
usar camadas com alta ductilidade
(alta absorção da energia sem se romper)
tipo de trinca
aparência de "vários degraus"
solução
usar MB com elevada ductilidade
dependem das características
das inclusões não-metálicas
dentro do metal base
inclusões deformáveis -> maior a chance de decoesão lamelar
inclusões não-deformáveis -> menor a chance de decoesão lamelar
tipos de
juntas
de topo
de canto
sobreposta
em "tê"
aresta
tipos de
soldas
filete
chanfro
exceto nas
juntas sobrepostas!
tampão e fenda
ponto e costura
categorias
por fusão
a arco
(AW)
= arco elétrico formado
entre
eletrodo (+) e peça de trabalho (-)
fornece a
quantidade
correta de energia
tipo de
eletrodo
consumível
varetas ou
carretel
não-consumível
W ou C
eletrodo = alma (material metálico) +
revestimento (materiais orgânicos ou minerais)
tipos de
revestimento
básico
MÉDIA PENET
rouba H da solda
rutílico
MÉDIA PENET
nível de H elevado
celulósico
ALTA PENET
pó de ferro
melhor aproveitamento
energia do arco
ácido
alta liberação de H
oxidante
BAIXA PENET
CC ou CA
proteção
do arco
por fluxo
modo de aplicação
fluxo granular
sobre a soldagem
eletrodo revestido
com material de fluxo
eletrodos tubulares
com fluxo no interior
= função de proteger MB e MA
de reagirem com gases do ar
fontes de
energia
CA
em geral,
metais ferrosos
CC
qualquer metal
riscos
queimaduras
choques elétricos
inalação de gases nocivos
elevado ruído e radiação
luz danosa
tipos
não-consumíveis
com eletrodo de W +
proteção gasosa (
GTAW/TIG
)
com ou sem
metal de adição
ou seja, pode ou não ser autógeno!
se for com metal de adição,
vai ser aplicado
separado
do arco elétrico
2 more items...
corrente máxima
: 500 A
alta qualidade com
baixo nível de respingos
pode ser usado
com Al ou aço inox
como MIG ou
MAG-baixo-CO2
solda de alta
qualidade
CA ou CC
soldagem TIG
para alumínio e suas ligas
MANUAL
1 more item...
MECANIZADA
2 more items...
Argônio >>>> Hélio
EXCEÇÃO
2 more items...
arco plasma
variante da TIG
parecidíssima com TIG, pois usa
eletrodos
não-consumíveis e gases inertes
arco formado e constrito para solda:
acúmulo de energia elevadíssimo
(chega a 17000ºC)
mistura de gases Ar ou Ar-H
consumíveis
com eletrodos
revestidos
(SMAW/MMA)
CC+ (polar. inversa)
maior penetração
CC- (polar. direta)
maior taxa de fusão
CA
valores interm
sopro magnético
é minimizado
corrente
intensidade
2 more items...
tipo e
polaridade
3 more items...
muito usado em
Fofos
aços inox
aços
pouco usado em
Al, Ti e Cu
vantagem
baixo custo e
portabilidade
do aparelho
variedade
2 more items...
desvantagem
troca do eletrodo
interrupções do processo
com proteção gasosa
(GMAW)
= eletrodo consumível + pistola de
soldagem (p/ aplicar o gás)
gases inertes:
MIG = metal inert gas
gás de proteção = gases inertes (Ar, He)
para metais ferrosos
e não-ferrosos
CC
gases ativos:
MAG = metal active gas
gás de proteção = CO2
só ligas ferrosas
se usar baixos teores de CO2 + gases inertes =
pode ser usada para alumínio e aço inox
transferências
do metal
curto-circuito
1 more item...
globular
spray
2 more items...
controlada
processos
semiautomáticos
depende de automação,
mas tb da
habilidade do soldador
controlar as transferências
NÃO USA
ELETRODOS
REVESTIDOS!!!
vantagem
menos paradas no processo
não há formação de escória
com arame tubular
(FCAW)
proteção gasosa + eletrodo tubular
(COMBO gás de proteção + fluxo)
qualidade de
solda elevada
gera juntas planas e uniformes
(não há necessidade
de muitas paradas no processo)
melhor do que o arco
por eletrodo revestido
gás de proteção = normalmente CO2
(ou CO2 + Argônio)
eletrodos tubulares
com fluxo no interior
eletrogás
(EGW)
pode ser arame tubular
ou com proteção gasosa externa
presença de
sapatas de moldagem
(contenção metal fundido)
resfriamento por
água dentro da sapata
1 more item...
homogeneizam a solda
aplicação: soldas posição vertical
arco submerso
(
SAW
)
proteção do arco por
fluxo granular
vantagens
maior isolamento térmico
maior segurança e
qualidade de solda
remove impurezas
T próximas ao ideal são atingidas
desvantagem: não pode
ser feito em qlqr posição
(
solda tem que ser horizontal,
pra o fluxo não cair
)
fluxo granular
sobre a soldagem
resistência (
RW
)
tipos
por costura (
RSEW
)
soldagem de resistência por ponto
de forma contínua
eletrodos com formato de rodas
dá pra fazer em alta velocidade
por projeção (
RPW
)
soldagem por resistência
com objetivo de
maior custo-benefício
pode ser soldada mais de uma peça
com o mesmo par de eletrodos
por pontos
dois eletrodos
não-consumíveis
posições opostas, pressionando
não usa:
proteção gasosa,
fluxo ou MA
autógena
= por fusão e por
pressão e calor
aplicação coordenada de pressão mecânica e
passagem de corrente elétrica,
com intensidade e duração controlada
= usa o calor produzido pela passagem da corrente elétrica num condutor (efeito joule)
gás oxicombustível
ou oxi-acetileno (
OFW
)
mistura de gases:
O2 + gases
combustíveis
fonte de calor
(gera a chama)
maçarico
faz a mistura
dos gases
misturador
(média pressão)
injetor (baixa
pressão)
tipos de chamas
neutra (1:1)
oxidante (O2 > acetileno)
carburante (REDUTORA)
(acetileno > O2)
= FUSÃO A CHAMAS
oxicorte (
OFC
)
corte no metal: resultado da reação
entre
oxigênio puro + metal em elevadas T
pré-aquecimento do metal
e manutenção da temperatura
peças finas ou muito espessas
cortes retos, curvilíneos ou múltiplos
mecanizado ou manual
T próximas a 3500ºC
feixe de elétrons (
EBW
)
baixa amperagem mas alta voltagem = potência baixa
baixo nível de energia, mas
densidade de potência é alta
resultado da
solda é alcançado
não precisa de MA,
proteção gasosa ou fluxo
bombardeamento concentrado
dos elétrons faz a união
laser (
LBW
)
aquecimento gerado
pelo
feixe de luz altamente concentrado
alta densidade de LUZ
CHEGA A 17000ºC
O QUE MAIS CONCENTRA CALOR
NUMA REGIÃO ESTREITA
= bombardeamento de fótons
aluminotérmica
reação do
alumínio com um óxido metálico
dando como resultado o metal envolvido
e o óxido de alumínio, com liberação de calor.
no estado sólido
forjamento
forjamento a frio
laminação
pressão a quente
difusão
explosão
fricção
ultrassom
= energia mecânica para
aproximar a estrutura cristalina dos
dois materiais e promover atração atômica
ZONA FUNDIDA
= SÓ O METAL DE SOLDA
ZONA DE FUSÃO
= INTERAÇÃO ENTRE AMBOS!