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NOÇÕES DE SOLDAGEM

aula 1 conceitos gerais

ÁREAS RELACIONADAS À SOLDAGEM PROJETO normas e códigos, tipos de juntas, tolerâncias, simbologia, requisitos de qualidade

PROCESSOS tecnologia dos processos de união e de revestimento (contra corrosão e contra desgaste), processos de corte (térmico ou não) e outros processos afins (como desempeno por exemplo) utilizados na fabricação industrial (princípios, técnicas e equipamentos)

METALURGIA transformações mecânico-metalúrgicas na junta soldada e seus efeitos nas propriedades dos materiais, formação de defeitos

FABRICAÇÃO E REPARO controle e garantia de qualidade, ensaios destrutivos para qualificação e não destrutivos em inspeção, documentação (EPS, RQPS, RQS), segurança (radiação, calor, barulho, fumos, choque, manuseio de gases), dispositivos de soldagem para controle de distorções, custos, adequação ao uso

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NORMAS INTERNACIONAIS API 6A, API 17D, API 16A, API 5CT ... PROJETO

AWS- American Welding Society D1.1 estruturas de aço,

ASME - American Society of Mechanical Engineers seção IX - caldeiras e vasos de pressão

API - American Petroleum Institute 1104 - tubulações

NORMA PETROBRAS - N 133 Soldagem Geral Documentação (EPS, RQPS, RQS) Garantia (equipamentos, métodos) Recomendações para aços C, C-Mn, C-Mo, Cr-Mo, Ni, inoxidáveis austeníticos, martensíticos e ferríticos, além de ligas de níquel e cobre

FABRICAÇÃO

Simbologia Um SÍMBOLO DE SOLDAGEM é representado por 8 elementos: 1. linha de referência; horizontal que serve como referência 2. seta; em qualquer lado da linha (aponta a solda) 3. símbolos básicos; dão a configuração 4. dimensões e outros dados; 5. símbolos suplementares; 6. símbolos de acabamento; 7. calda; 8. especificações e outras referências.

lado oposto

lado da seta

tipos de chanfros

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AWS A 2.4

FABRICAÇÃO AWS D1.1 junta flare pré-qualificada

para cada tipo de processo de soldagem é necessário ter um projeto de junta soldada diferente

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FABRICAÇÃO AWS D1.1 junta de penetração total pré-qualificada

raiz de solda ... é difícil de fazer ...

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TOPO (pode ou não ter chanfro)

EM ÂNGULO (pode ou não ter chanfro)

SOBREPOSTA

penetração

TIPO DE JUNTAS SOLDADAS

É IMPORTANTE SABER QUE O PROJETO DETERMINA O TIPO DE JUNTA SOLDADA EM FUNÇÃO DAS SOLICITAÇÕES

JUNTAS DE PENETRAÇÃO TOTAL mesma solicitação do metal de base

JUNTAS DE FILETE E JUNTAS SOBREPOSTAS importantes são os tamanhos do filete e a penetração

o símbolo desta soldagem é uma seta apontada para o chanfro, com o tipo de solda - em chanfro V - (lado oposto da

solda em relação à seta) com

Terminologia e Simbologia dimensões na lateral do chanfro

ângulo do chanfro S(E)

ângulo profundidade do bisel espessura da soldado bisel

face da raiz (ou nariz)

face do chanfroespessura da chapa metal de base

abertura de raiz

JUNTA EM CHANFRO SOLDA DE PENETRAÇÃO TOTAL

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JUNTA DE TOPO SOLDA COM PENETRAÇÃO TOTAL Butt weld (full penetration)

inoxbaixa liga

garantir que o procedimento promova uma junta soldada com propriedades superiores às dos materiais de base (ou pelo menos às do material menos resistente)

Materiais Dissimilares

tubulações pressurizadas

amanteigamento ou almofada

austenítico 18Cr 8Ni ferrítico ~ 1Cr

mistura ... ??

consumível

Terminologia e Simbologia

tipo de solda - filete (lado da seta corresponde ao

dimensões mencionadas

raiz

perna

oposto da solda)

penetração

a b

perna

JUNTA EM ÂNGULO

SOLDA DE FILETE

a - garganta teórica

b - garganta eletiva c

c - garganta real

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O TIPO DE JUNTA SOLDADA é selecionado em função

da APLICAÇÃO estrutural, pressurizado

do CARREGAMENTO alta tensão trativa, fadiga

da exposição a MEIOS AGRESSIVOS soldas resistentes ao desgaste soldas resistentes à corrosão

da FABRICAÇÃO (tecnologias disponíveis)

A qualificação do procedimento de soldagem (EPS) é realizada conforme as normas de fabricação e variam os tipos de ensaios, requisitos e critérios de aceitação para

juntas de UNIÃO (topo, ângulo) , REPARO (reconstrução) , e REVESTIMENTO (hardface e overlay)

tração da junta dobramento Charpy V dureza

Tubulação API 5L soldada por TIG na raiz e eletrodo revestido em enchimento. JUNTA DE UNIÃO

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Tração

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Charpy V CP fraturado

MEV da fratura

requisitos de qualidade na qualificação do procedimento de soldagem (EPS) pelo código API 6A, suplementar ao ASME

LP, dobramento lateral, análise química e dureza

base de açoa base de Fe

solda de liga NiCrMo sem Fe

defeitos

propriedades

REVESTIMENTO

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Dureza Vickers 300g - 10 Kg

solda / weld metal

ZTA/ HAZ

medidas a 0,3 mm da LF (API 6A - NACE) measurements up to 0,3 mm from FL

POSIÇÕES DE SOLDAGEM

QUANDO SE VARIA A POSIÇÃO DE SOLDAGEM TAMBÉM VARIAM OS PARÂMETROS DE SOLDAGEM E ESTAS VARIAÇÕES DEVEM SER AVALIADAS METALURGICAMENTE

plana horizontal vertical sobre-cabeça

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POSIÇÕES DE SOLDAGEM

Se o procedimento não for avaliado em todas as posições corre o risco de parâmetros adequados para a vertical não serem adequados para a plana, ou vice-versa

plana rodando

horizontal todas ...

tubo

conector

materiais bem diferentes, que não podem sofrer perdas com o calor – solda no estado sólido, por fricção

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Soldagem por Fricção (FRW)

TIPOS DE SOLDAGEM

intensidade de fonte x

aporte de calor

TIG

Eletrodo MIG/MAG

arame tubular arame tubular com pó metálico

arco submerso

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METALURGIA DA SOLDAGEM

Aporte de calor ou energia de soldagem E = quantidade de calor (J) fornecida

por unidade de comprimento linear (mm) E = f . V. I

v

Transformações Ciclos Térmicos

Repartição Térmica

Regiões da solda metal de solda (diluição e solidificação) zona termicamente afetada (ciclos térmicos)

Regiões da Junta Soldada

metal de solda

ZTA

metal de base

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Para garantir a QUALIDADE da solda é importante:

• conhecer o equipamento (estrutura, vaso de pressão, tubulação) e normas aplicáveis (AWS, ASME, API) para que se possa determinar os requisitos mínimos necessários para elaborar uma EPS e qualificar o procedimento (RQPS);

• conhecer as solicitações às quais a junta será submetida para projetar uma junta adequada (penetração total, parcial, filete) e para fabricar com os cuidados necessários (controle de qualidade dimensional, inspeção não destrutiva);

• conhecer as características metalúrgicas do material para determinar os ciclos de soldagem requeridos de forma a não comprometer as propriedades (pré-aquecimento, alívio de tensões) e para determinar os consumíveis (caso existam);

• conhecer os processos para adaptar a melhor tecnologia de fabricação.