ISN1-O_-_Apostila_1_-_Regulamento,_normas_e_principios_basicos

INSPETOR DE SOLDAGEM NÍVEL 1

APOSTILA 1

(Imprima e complete assistindo às aulas do curso)

PARTE 1 – REGULAMENTO / NORMAS FBTS e NBR 14842

PARTE 2 – PRINCÍPIOS BÁSICOS

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Inspetor de Soldagem Nível 1 Todos os Direitos Reservados

CURSO DE INSPETOR DE SOLDAGEM NÍVEL 1

PARTE 1

REGULAMENTO / NORMAS FBTS e NBR 14842

CAPÍTULO 1 – Introdução e Regulamento do Curso CAPÍTULO 2 – Guia do Candidato CAPÍTULO 3 – Atividades do Inspetor de Soldagem N1 e N2 conforme NBR 14842

PARTE 2 – PÁGINA 45

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CAPÍTULO 1

INTRODUÇÃO E REGULAMENTO DO CURSO

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REGULAMENTO DO CURSO DE INSPETOR DE SOLDA NÍVEL 1

1. CURSO

O curso de Inspetor de Soldagem é promovido e organizado pela CONNECTION BRASIL e possui uma carga horária de 200 horas para nível 1. Conta com uma equipe especializada de instrutores formada por professores de instituições de ensino, empresas, inspetores de soldagem, e outros profissionais da própria região onde o curso está sendo realizado. A CONNECTON BRASIL dispõe de uma Coordenação Técnica Administrativa local que fornece apoio e orientação aos alunos e professores.

2. OBJETIVO a) Fornecer subsídios teóricos e práticos que favoreçam a prática profissional e a conscientização no desempenho de tarefas reais, relacionadas à soldagem; b) Preparar o profissional para uma atuação efetiva no Controle de Qualidade de soldas; c) Possibilitar a vivência na inspeção de produtos soldados, manuseando documentação e procedimentos técnicos em situações de rotinas e simuladas; d) Reciclar profissionais que atuam na área de produção e manutenção de empresas que utilizam a soldagem como um de seus processos de fabricação e/ou manutenção.

3. FREQUÊNCIA A freqüência do curso será controlada e deverá ser de no mínimo 80% (oitenta por cento), caso o aluno não alcance, estará reprovado automaticamente.

4. CONTEÚDO PROGRAMÁTICO TEÓRICO:

Introdução ao Sistema nacional de Certificação de Pessoal de Soldagem (SNQC-OS/IS); Siderurgia do Aço; Processos de Fabricação Processos de Soldagem Terminologia de Soldagem e Descontinuidades; Simbologia da Soldagem e END; Consumíveis de Soldagem; Metalurgia de Soldagem; Controle de Deformações; Metais de Base; Ensaios Mecânicos; Ensaios Não Destrutíveis; Qualificação de Procedimentos e de Soldadores; Instrumental e Técnicas de Medidas; Documentos Técnicos; Proteção na Soldagem.

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PRÁTICO:

Inspeção de Eletrodos/Estufas; Tratamento Térmico; Metrologia; Ensaio Visual e Dimensional; Macrologia; Dureza Portátil; Acompanhamento de Soldagem; Demonstração de Processos de Soldagem e Corte; Análise de Certificados de Consumíveis; Estudos de Normas Nível 1; Prática de Soldagem.

5. AVALIAÇÃO Serão quatro provas aplicadas durante o curso da seguinte forma: 1 A primeira prova (P1) compreende o módulo 1; 2 A segunda prova (P2) compreende o módulo 2; 3 A terceira prova (P3) compreende o módulo 3; 4 A quarta prova (P4) compreende o módulo 4; 5 O aluno precisa ter média aritmética simples, igual ou maior que 70,00% para aprovação direta nas provas P1 a P4; 6 Se ainda assim, o aluno não conseguir a nota 70,00% ele deverá fazer a prova P5, que compreende todos os módulos. Nesta prova o aluno deverá tirar nota igual ou maior que 70,00% para ser aprovado, ignorando o resultado das outras provas. Todas as provas terão questões objetivas e subjetivas. O tempo de realização das provas deverá ser obedecido. 6. PROVA (P5) A definição da prova (P5) ficará a cargo do Departamento de Cursos da CONNECTION BRASIL. Esta prova somente será necessária caso o aluno não consiga atingir média aritmética simples, igual ou maior a 70,00%. 7. CERTIFICADO DE APROVAÇÃO DO CURSO O certificado do Curso de Inspetor de Soldagem da CONNECTION BRASIL será emitido no prazo máximo de 60 (sessenta) dias do término do curso e terá direito ao mesmo o aluno que obtiver uma nota igual ou superior a 70,00% (sete). Caso o aluno não atinja o estabelecido, receberá um certificado de participação. Caso o aluno não receba neste prazo, o mesmo deve informar via „email‟ o não recebimento, devendo aguardar um prazo de 30 dias, contados a partir da data de solicitação, para envio de um novo certificado. 8. CASOS OMISSOS Todos os casos não contemplados neste regulamento deverão ser decididos pelo Departamento de Cursos da CONNECTION BRASIL.

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CAPÍTULO 2

GUIA DO CANDIDATO

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DATA: 12/05/11 REV : 0

TERMO DE COMPROMISSO

A Fundação Brasileira de Tecnologia da Soldagem juntamente com o Conselho de Qualificação e Certificação de Inspetores de Soldagem estabeleceram:

• após o cadastradamento da documentação, o candidato deverá estar apto a executar as provas na data e hora agendadas pela FBTS;

• as datas estarão disponíveis no site da FBTS cabendo ao candidato consultar a programação na homepage da FBTS todo início de mês, indenpedente do

envio da correspondência notificando a data do exame/reexame;

• a aplicação da prova de Exame de Conhecimentos Teóricos para Nível 1 (Prova Teórica) será de responsabilidade exclusivamente da FBTS/BUREAU;

• o “não comparecimento” no dia e horário marcados para a realização do exame/reexame, será entendido como desistência e em hipótese nenhuma será

feita a devolução da taxa de exame/reexame;

• nos casos de ausência o candidato/inspetor somente poderá dar continuidade ao exame/reexame após efetuar um novo pagamento do exame/reexame em

que não compareceu;

• só serão aceitas as ausências nos exames/reexames, se formalmente comprovadas, através de atestado médico, a ser avaliado pela FBTS, num prazo

máximo de 5 (cinco) dias após a data do exame e nos seguintes casos:

- impossibilidade física de locomoção ou execução da prova;

- doença infecto-contagiosa; - internação hospitalar;

- boletim de ocorrência;

- óbitos familiar de ascendentes e descendentes.

• todos os candidatos que realizarem exames de qualificação/recertificação no CEQUAL/SEQUI-PB serão obrigados a ler e a seguir as orientações para os

candidatos de qualificação – as orientações gerais estão disponíveis no endereço eletrônico: www.petrobras.com.br no pé da página localizar “Negócio

com a PETROBRAS” e clicar em “SEQUI- Certificação de Pessoal” e depois localizar “Orientação para candidatos de qualificação;

• o candidato só poderá acessar o local de prova com documento de indentificação: carteira de identidade, CPF ou carteira de trabalho.

Para a realização dos exames práticas não é permitido o uso de chinelo, sandália de dedo, salto alto, bermuda, short , mini-saia e miniblusa;

• no caso de apelação ao resultado dos exames é vedado ao candidato o acesso as provas;

• os exames de qualificação para Nível 1 serão realizados em etapas. Na primeira etapa, o candidato realizará a prova TEÓRICA por meio eletrônico ou

manual e independente do resultado, realizará as provas de DOCUMENTOS TÉCNICOS E TRATAMENTO TÉRMICO e somente após a aprovação

nestas provas, realizará as demais provas da segunda etapa: ACOMPANHAMENTO DE SOLDAGEM, VISUAL E DIMENSIONAL, CONSUMÍVEIS, DUREZA;

• nos casos de recertificação, o inspetor de soldagem deverá solicitar o seu exame com uma antecedência de 180 (cento e oitenta) dias, conforme sugere o

item 5.9.3.1 da Norma NBR 14842. Vencida a certificação, caso o Inspetor não tenha solicitado a recertificação com a devida antecedência (180 dias), a

mesma será revogada até a conclusão do processo de recertificação;

• nos processos de recertificação, a ausência no exame/reexame implicará na revogação da certificação até a conclusão do processo e pagamento do valor

da (s) provas (s) a serem realizada (s;

• nos casos de reprovação no exame de recertificação, o inspetor de soldagem deverá solicitar os reexames num prazo máximo de 30 dias corridos após o

envio do resultado independentemente da atualização do seu endereço. Caso o prazo não seja atendido a sua certificação será revogada até a conclusão do processo;

• Os exames de complementação de Nível 1 para Nível 2, deverão ser solicitados dentro da validade da certificação. A solicitação deverá ser feita, no

mínimo 01 (um) ano antes do vencimento da certificação. Caso o período seja inferior a 01 (um) ano da validade da certificação, o inspetor de soldagem deverá realizar os exames de recertificação e somente após a aprovação poderá dar continuidade ao processo de nível 2

Eu, ________________________________________________________________ (PREENCHER NOME COMPLETO) declaro que conheço e aceito estas deliberações da FBTS/CONSELHO/ BUREAU. Declaro, também, que concordo em atender aos requisitos do Sistema de Qualificação e Certificação

de Inspetores de Soldagem e de fornecer qualquer informação necessária para a avaliação.

OBSERVAÇÕES:

Informamos que os exames de qualificação são redigidos em Português e que a necessidade de outro idioma deverá ser solicitada à FBTS para avaliação. No entanto, ressaltamos que para o candidato a Inspetor de Soldagem Nível 2 é obrigatório o conhecimento de inglês para a execução da prova referente à

norma de qualificação. Informamos também que a FBTS solicita a comunicação prévia, caso o candidato apresente alguma deficiência física que requeira

apoio especial para a execução do exame de qualificação.

___________________ _______________________________________

DATA ASSINATURA

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TERMO DE CONDUTA E ÉTICA

REGRAS DE CONDUTA E ÉTICA

1 - O certificado atesta que o inspetor demonstrou nível de

competência aceitável através dos exames de qualificação realizados

no CEQUAL. Ao Inspetor ou empregador é negada qualquer conjectura

quanto a qualificação, que não seja a estabelecida no certificado

2 - O certificado é valido somente:

a) pelo período indicado no verso;

b) caso todas as taxas tenham sido pagas;

c) se impresso em papel timbrado com o logotipo do sistema e

assinado pelo Gerente do BUREAU;

d) se assinado pelo Inspetor;

e) se o Inspetor comprovar aptidão física e acuidade visual segundo

os critérios exigidos pela Norma NBR 14842;

f) se atender aos requisitos de manutenção estabelecidos na Norma

NBR 14842, dentro do período indicado no verso.

3 - Inspetores ou empregadores não podem se valer, em nenhuma

hipótese, de certificados ou do logotipo do sistema, nem consentir

seu uso por terceiros, para fins considerados fraudulentos.

4 - A todo inspetor certificado é mandatória a manutenção de

Registro de Atividades e Reclamações contra ele, dentro do escopo do

certificado. A não manutenção e o preenchimento fraudulento destes

registros são considerados abusos,acarretando medidas punitivas

conforme descrito a seguir.

Os Registros de Atividades e Reclamações devem estar disponíveis

pelo Inspetor para a apresentação à FBTS e ao empregador, quando

solicitados.

PENALIDADE PELO USO INDEVIDO DE CERTIFICADOS

A penalidade pelo uso indevido de certificados em todos os casos

descritos anteriormente é a revogação do certificado.

Caso o uso indevido tenha sido a nível público, a publicação da

transgressão pode também ser efetuada. Qualquer abuso que possa ser

interpretado como violação da lei resultará na sua comunicação à

autoridade competente.

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CAPÍTULO 3

ATIVIDADES DO INSPETOR DE SOLDAGEM NÍVEIS 1 E 2 – NBR 14842

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CERTIFICAÇÃO DE INSPETORES DE SOLDAGEM / NBR 14842

NÍVEIS DE QUALIFICAÇÃO Os profissionais, para atuarem como inspetores de soldagem, são classificados em dois níveis crescentes de qualificação e certificação, designados pelos algarismos arábicos 1 e 2. Nota: As atribuições (A) e responsabilidades básicas inerentes ao Inspetor de Soldagem Nível 2 – N2 – são descritas a seguir. Para o Inspetor de Soldagem Nível 1 – N1 – excluem-se as atribuições em negrito e itálico. ATIVIDADES EXERCIDAS PELO INSPETOR DE SOLDAGEM NÍVEIS 1 e 2 A.1. NORMAS TÉCNICAS a) O inspetor de soldagem nível 2 deve interpretar e implementar os requisitos das normas técnicas,

no que se refere à soldagem. A.2. PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM O inspetor de soldagem nível 2 deve: a) verificar a adequação dos procedimentos planejados para uma dada situação; b) verificar se os procedimentos foram qualificados e certificados conforme o item A.3. A.3. QUALIFICAÇÃO E CERTIFICAÇÃO DE PROCEDIMENTO DE SOLDAGEM DE SOLDADORES / OPERADORES DE SOLDAGEM E DE PEÇA DE TESTE DE PRODUÇÃO Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) definir o tipo, quantidade e fases de execução das peças de teste, acompanhar a execução e a

conformidade com a quantidade especificada

b) verificar e analisar os resultados dos ensaios não destrutivos; c) verificar se os ensaios não destrutivos foram executados por pessoal qualificada, procedimento

aprovado na extensão requerida; d) verificar a conformidade e testemunhar as condições de preparação dos corpos-de-prova e a

execução dos ensaios mecânicos de tração, fratura (nick-break), queda livre de peso, impacto e dobramento;

e) determinar a dureza por meio de medidores portáteis;

f) avaliar os resultados dos ensaios mecânicos, em comparação com as normas técnicas;

g) emitir laudos dos corpos-de-prova preparados por ensaios macrográficos;

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h) aprovar a qualificação e emitir o seu registro, através da verificação da conformidade dos

resultados dos ensaios em peças de teste de produção com as normas e ou especificações técnicas do produto.

A.4. VERIFICAÇÃO DE SOLDADORES / OPERADORES DE SOLDAGEM Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar se somente soldadores / operadores de soldagem qualificados e certificados estão sendo

utilizados, se a qualificação desses os autoriza a executar o serviço e se não expirou o prazo de validade da qualificação, de acordo com instruções ou documentos de registro;

b) verificar a atuação dos soldadores / operadores de soldagem na execução dos serviços e solicitar,

quando necessário, nova qualificação; A.5. VERIFICAÇÃO DO MATERIAL DE BASE Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar, por comparação entre marcações no material e documentos aplicáveis, se o material de base é especificado; b) verificar, por comparação entre certificados da qualidade do material e os requisitos das normas e especificações técnicas de produto, se o material de base é o especificado; A.6. VERIFICAÇÃO DOS CONSUMÍVEIS Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar, por comparação entre marcações e documentos aplicáveis, ensaio visual e controle

dimensional, se o consumível é o especificado e encontra-se em condições de uso; b) verificar, por comparação entre certificados da qualidade de material e os requisitos das

normas e especificações técnicas de produto, se o consumível está correto;

c) verificar se o armazenamento, manuseio, ressecagem e manutenção da ressecagem do consumível estão corretos, de acordo com as instruções do fabricante do consumível ou outros documentos aplicáveis.

A.7. INSPEÇÃO DE EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar se os equipamentos de soldagem a serem utilizados no serviço estão de acordo com o

especificado e se estão em condições adequadas de utilização quanto aos aspectos de segurança e de preservação;

b) verificar se a calibração dos instrumentos de medição, quando exigidas, está dentro dos prazos de

validade;

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A.8. INSPEÇÃO ANTES DA SOLDAGEM Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar se as instruções do fabricante e execução estão em conformidade com as normas e

especificações técnicas;

b) verificar se os procedimentos e as instruções estão disponíveis aos soldadores / operadores de

soldagem para referência, se estão sendo empregados na soldagem e se somente procedimentos especificados e qualificados, quando necessários, são usados para cada serviço;

c) verificar se as dimensões, ajustagem e preparação das juntas estão de acordo com as normas e

especificações técnicas, os procedimentos de soldagem, as instruções de fabricação e ou execução e os desenhos;

d) verificar a adequação para execução do serviço considerando as condições físicas e ambientais;

e) verificar se o preaquecimento, quando necessário, está sendo efetuado e se está de acordo com as

normas e especificações técnicas, os procedimentos de soldagem e as instruções de fabricação e ou execução;

f) verificar se as condições de proteção individual e coletiva no que concerne à soldagem estão sendo

atendidas.

A.9. INSPEÇÃO DURANTE A SOLDAGEM Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar se a soldagem está sendo conduzida de acordo com os procedimentos de soldagem e com as

instruções de fabricação e ou execução, enfatizando a seqüência de soldagem, os requisitos de limpeza e o controle de deformações;

b) verificar se o controle de temperatura entre passes, quando necessário, está sendo aplicado e se o

mesmo está de acordo com as normas e especificações técnicas, os procedimentos de soldagem e as instruções de fabricação e ou execução;

A.10. INSPEÇÃO APÓS A SOLDAGEM Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar se o pós-aquecimento, quando necessário,está sendo efetuado e se está de acordo com as

normas e especificações técnicas e com as instruções de fabricação e ou execução; b) executar ensaio visual e controle dimensional da solda completa, de acordo com as normas e

especificações técnicas, as instruções de fabricação e ou execução e os desenhos;

c) aprovar a soldagem efetuada, através da verificação de conformidade dos resultados dos ensaios em peças de teste de produção, quando aplicável com as normas e especificações técnicas do produto.

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A.11. ENSAIOS NÃO DESTRUTIVOS Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar se os ensaios foram executados por pessoal qualificado, procedimento aprovado e na

extensão requerida, de acordo com as normas e especificações técnicas, e as instruções de fabricação e ou execução;

b) verificar e analisar, através de relatórios, os resultados dos ensaios não destrutivos dos serviços de

soldagem sob sua responsabilidade, com o objetivo de retro alimentar as operações de soldagem para evitar a recorrência das descontinuidades detectadas pelos ensaios não destrutivos;

A.12. ENSAIO DE DUREZA Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) executar quando necessário, medições de dureza por meio dei aparelhos portáteis. A.13. TRATAMENTO TÉRMICO APÓS SOLDAGEM a) verificar, antes de proceder ao tratamento técnico, se as peças ou equipamentos foram aprovados nos

ensaios não destrutivos; b) verificar se o tratamento térmico, quando necessário, está sendo conduzido de acordo com as normas

e especificações técnicas, os procedimentos de tratamento térmico e as instruções de fabricação e ou execução;

c) verificar se os ensaios não destrutivos após o tratamento térmico, quando necessários, são

executados conforme os requisitos mencionados em A.11.

A.14. REPARO DA SOLDA Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) verificar as marcações de reparo de solda de acordo com os laudos emitidos; b) verificar se a soldagem e ou outros métodos de reparo estão de acordo com as normas e

especificações técnicas, os procedimentos de soldagem e as instruções de fabricação e ou execução;

A.15. REGISTRO DE RESULTADOS Os inspetores de soldagem níveis 1 e 2 devem: a) registrar resultados, relatar não conformidades e controlar e registrar o desempenho dos soldadores /

operadores, através de procedimentos estabelecidos;

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b) registrar os ensaios testemunhados na qualificação de procedimentos de soldagem, de soldadores /

operadores de soldagem e as condições de preparação e execução de peças de testes e peças de teste de produção;

c) preparar e ou emitir instruções de inspeção de soldagem e relação de soldadores / operadores

de soldagem qualificados, com sua respectiva abrangência, de acordo com as normas e especificações técnicas;

d) verificar, avaliar e registrar a organização e a atualização do arquivo de documentos técnicos

no tocante à soldagem.

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CURSO DE INSPETOR DE SOLDAGEM NÍVEL 1

PARTE 2

PRINCÍPIOS BÁSICOS

CAPÍTULO 1 – Processos de Fabricação CAPÍTULO 2 – Terminologia de Soldagem CAPÍTULO 3 – Terminologia de Descontinuidades CAPÍTULO 4 – Simbologia CAPÍTULO 5 – Processos de Soldagem CAPÍTULO 6 – Instrumentos utilizados para controle dimensional em soldagem

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SUMÁRIO

Capítulo I – Processos de Fabricação (complete assistindo às aulas)

1 Processos de conformação de elementos de máquinas 48 2 Processos metalúrgicos 48

2.1 Fundição 48 2.2 Forjamento 56 2.3 Laminação 58 2.4 Trefilação 60 2.5 Extrusão 61 3 Exercícios de fixação 62 Capítulo II – Terminologia de Soldagem (complete assistindo às aulas) 1 Terminologia de soldagem 64 2 Exercícios de fixação 94 Capítulo III – Terminologia de Descontinuidades (complete assistindo às aulas) 1 Terminologia de descontinuidades 100 2 Exercícios de fixação 118 Capítulo IV – Simbologia (conteúdo complementar nas aulas) 1 Simbologia de soldagem 120 2 Exercícios de fixação 140 Capítulo V – Processos de Soldagem (complete assistindo às aulas) 1 Soldagem com eletrodo revestido 150 2 Soldagem a arco submerso 154 3 Soldagem TIG 159 4 Soldagem MIG / MAG 164 5 Soldagem por eletro-escória 171 6 Soldagem eletro-gás 175 7 Soldagem a gás 180 8 Soldagem a arame tubular 186 9 Processos de corte 191

10 Segurança nas operações de soldagem e corte 200 11 Exercícios de fixação 210

Capítulo VI – Instrumentos Utilizados para Controle Dimensional em Soldagem (complete assistindo às aulas)

1 Instrumentos, Aplicações, Recomendações, etc. 212 2 Exercícios de fixação 231

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CAPÍTULO 1

PROCESSOS DE FABRICAÇÃO

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1. Processos de conformação de elementos de máquinas

Podemos classificá-los em dois grandes grupos os processos de conformação de elementos de máquinas:

Os processos metalúrgicos provocam alterações na estrutura cristalina do metal e, conseqüentemente, nas suas propriedades.

A conformação nos processos mecânicos é feita exclusivamente por corte, arranque de cavaco, por abrasão ou por erosão sem alterações consideráveis na estrutura metálica

2. Processos metalúrgicos

2.1 Fundição É a conformação de peças por meio de_______________________ de um metal em estado líquido em recipiente apropriados chamados __________________. Genericamente produzir peças de formas complexas, inclusive com detalhes internos e é altamente automatizável. Possibilidade de uma larga faixa de qualidade: desde o processo mais grosseiro de baixo custo, até o processo mais complexo e é também o único processo para conformação de certas ligas: ferro fundido, etc.

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Ferro fundido: É uma liga Fe-C que contém entre 2% e 6,7% de carbono na sua estrutura. O produto da redução do minério de ferro no alto forno é o Ferro Guisa. O aço fundido não pode ser forjado ou laminado: é conformado exclusivamente através da fundição. Aço: É uma liga Fé-C que contém de 0 a 2% de carbono na sua estrutura. Estes são chamados aços ao carbono ou binários. Aços que contém em sua estrutura outros metais que lhe foram adicionados para conferir-lhes melhores propriedades mecânicas, que os comuns são chamados de Aços liga. Baixa liga: Somatória dos elementos químicos ≤ 5%.

1. Alto forno: utilização para a redução do minério de ferro e sua transformação em gusa. Alta-liga: somatória dos elementos químicos > 5%.

2. Cubilô: principalmente usada para a produção de ferro fundido comum.

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Forma de Apresentação Os aços são disponíveis na forma de chapa, folha, tira, placa, barra, arame, produtos semi-acabados, tubos e tubulações. FORMA

DESCRIÇÃO

Folha

A folha é um produto laminado e fornecido em rolos ou comprimentos cortados com 610 mm de largura e menos de 4,76mm de espessura.

Folhas de aço inoxidável são produzidos em quase todos os tipos exceto aços inoxidáveis de corte fácil (com adição de enxofre) e certo graus de aço inox martensíticos. As folhas de graus

convencionais são quase todas produzidas exclusivamente em laminadores contínuos.

Tira

Tira é um produto laminado, acondicionada em tolos ou comprimentos cortados, com menos de 610 mm de largura e 0,13mm a 4,76mm de espessura.

Material acabado a frio com mais de 0,13mm de espessura e menos de 610 mm de largura se encaixam em cambas as definições e podem ser chamados de tiras ou de folha ou por qualquer

um dos termos.

Placas

A placa um produto laminado ou forjado com mais de 250 mm de largura e pelo menos 4,76mm de espessura. Não são fabricados em formato de placa aços inoxidáveis ferríticos altamente

ligados, algum dos aços inoxidáveis martensíticos, e alguns graus de aços inoxidáveis de fácil usinagem.

Placas normalmente são produzidas por laminação a quente de lingotes ou a partir de placas mais grossas que foram reaquecidas e são relaminadas para melhorar superfície.

Algumas placas podem ser produzidas diretamente de lingotes.

Chapas Chapa é um produto laminado a quente, em forma de rolo, partir de 0,13 mm de espessura e pelo menos de 610 mm de largura.

Barra Barra é um produto fornecido em comprimento fornecido em comprimento de até 12m; laminado

a frio ou a quente e está disponível em formas várias, tamanhos, e superfície. Esta categoria inclui formas pequenas cujas dimensões não excedem 207 mm de largura ou diâmetro.

3. Forno Siemens Martin: utilizado para a produção de aço.

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4. Forno Elétrico: utilizado normalmente para a obtenção de aço.

Moldes Usados em Fundição Tipo de moldes: Permanentes e não permanentes Permanentes: Coquilha (vazamento p/gravidade), Die casting (sob pressão) e Fundição centrífuga. Não permanentes: Areia verde, areia seca (em estufa) e Shell Molding (molde em casca). Descrição dos processos Moldes não Permanentes Os moldes são _____________________ depois de feita a desmontagem. A areia usada nos moldes é_______________________, com exceção da areia usada no processo Shell Molding. Composição da areia verde: mistura de areia com argila, água e aditivos especiais. A areia utilizada é úmida. Faz-se os moldes socando-se a areia em cima do modelo. São usados uma única vez e depois de retirada a peça, são inutilizados. A moldagem pode ser manual ou mecanizada.

Composição da areia seca - é o mesmo material da areia verde, só que o molde, neste caso, de tem passar por uma estufa a mais ou menos 5ºC, por um tempo mínimo de 30 minutos a 3 horas. Hoje em dia usa-se muito pouco o molde seco porque sua estufagem é demorada, representando muita demora na produção.

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Shell Molding; Fazemos a moldagem em casca de areia fina e resina (granulada) conforme esquema abaixo.

Depois da casca formada e com a espessura desejada, retiramos a placa do tambor e a casca é sacada por extratores. Este processo é muito comum no uso em peças de qualidade. É um processo não permanente. Moldes Permanentes São moldes para utilizarmos ______________________ quando se faz uma produção em série, em grandes produções. Coquilha: É feito especialmente de ferro fundido cinzento, onde vazamos o metal somente por____________. A coquilha precisa ser aquecida em temperatura bem alta, para podermos fazer o vazamento do metal para fora do molde. É feito mecanicamente. Fundimos as seguintes ligas em coquilha: Alumínio Cobre Magnésio Zinco Ferro fundido (cinzento) Cuidados na Fundição (descontinuidades)

Podemos evitar os “vazios” em peças fundidas por canais de subida ou placas de resfriamento.

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Ex.: 1 Rechupe em barra

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Ex.: 2 Rechupe no boleto de trilho

Forjamento É a conformação mecânica de um metal por meio de ___________________________________. Na maioria dos casos, essa aplicação é realizada a quente, mas também pode ser realizada a frio. O forjamento pode ser feito por _______________________ou prensagem, em moldes abertos ou fechados. Aço carbono ABNT 1020-forjamento 1100-800ºc Aço liga ABNT 9315- forjamento 1050-850ºc Processos de Forjamento São vários os processos de forjamento, mas citaremos os três mais importantes. Forjamento com martelo: É um dos processos mais antigos, que consiste em se colocar pedaço de metal (aço, et.), em uma determinada temperatura, sobre uma bigorna e atingi-lo repetidamente com um _____________________de modo a dar forma pré-estabelecida.

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Forjamento a quente em matriz: Conhecido como __________________esse processo consiste em se conformar peças entre matrizes com um martelo de queda.

Para trabalhos pesados existem martelos automáticos.

Forjamento em prensas: Neste processo o metal é prensado nas______________. As peças forjadas por este sistema, apresentam dimensões mais próximas das desejadas.

Descontinuidades em forjados: trinca de tensão, lascas, dobras.

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2.3 Laminação __________________________de um metal é o nome dado a Laminação, e é feito passando o metal através de rolos, com eixos paralelos que giram em sentido contrário. (ver figura abaixo)

Este é o processo mais usado, por sua alta capacidade de produção e pelo ótimo controle dimensional do produto final. Neste processo, o trabalho é realizado principalmente pelos altos esforços de ____________________contra o material e pelas tensões superficiais de cisalhamento, devidas ao atrito entre essas partes. O acabamento a frio permite qualidade superficial superior. Por ser realizado a temperatura ambiente não apresenta oxidação. Para a indústria automobilística, as chapas são laminadas a quente até uma espessura próxima do final. É retirado o óxido da superfície ( elas são decapadas) e submetidas a um ou dois passes a frio. Para laminação de chapas, os cilindros usados para automóveis são cuidadosamente usinados (aço forjado) e submetidos a um ataque de jato angular de granalha tornando-os uniformemente rugosos. A chapa recebe parcialmente essa rugosidade que deixa a superfície limpa, uniforme (fosco) que é ideal para a pintura. Raramente os laminados não planos são acabados a frio por laminação. Esquema de produtos laminados - Lingotamento Convencional A partir de lingotes de aço para laminação, cujas dimensões normalizadas são:

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Por meio de um laminador desbastado. Obtemos:

Descrição do processo O produto final de um lingote de metal necessita passar por vários estágios intermediários. Inicialmente o lingote é laminado a quente, passando à forma de tarugo. O tarugo é sucessivamente laminado a frio, para tomar a forma definitiva do produto, que pode ser:

1) Chapas, placas, tiras e folhas – faz-se laminação comum com rolos planos; 2) Barras perfiladas estruturais – faz-se laminação por conformação com rolos sulcados com a forma do

perfil desejado.

Descrição do Equipamento O laminador ou equipamento de laminação tem as seguintes partes: rolos, mancais, estrutura e sistema de transmissão de potência. As partes mais importantes são os rolos. Descontinuidades: dupla laminação, dobras, segregação.

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2.4 Trefilação

É o processo que por meio de__________________, visa conformar o metal, aumentando o tamanho do seu comprimento em uma fieira. Isso é se faz forçando a passagem do metal orifícios cônicos sucessivamente menores que o diâmetro desejado.

A operação é feita ____________________e comparando os resultados com a laminação a quente, a trefilação apresenta algumas vantagens:

1) Não há oxidação – a matéria-prima para a trefilação, que é uma barra com o mesmo tipo de seção do produto final é decapada antes de se iniciar a trefilação.

2) Não existe rebarba de laminação; 3) Tem bastante precisão dimensional e melhor acabamento superficial como consequência da ausência

de oxidação; 4) Pode apresentar um produto com uma camada superficial endurecida. Para isso basta que, após um

último recozimento, sejam feitas algumas passagens.

Obs.: Como se trata de um trabalho a frio, quando a redução de seção é grande, são necessários recozimentos intermediários.

Descontinuidades: trincas.

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2.5 Extrusão Consiste em__________________________________________________________________..

O produto é um perfil que pode ter as mais complexas seções, podendo, inclusive, ser oco. Normalmente é feito através de altas temperaturas, pois exige alta plasticidade do material. Descontinuidades: trincas. Pode ser feito em apenas um único passe, ao contrário dos demais processos de transformação mecânica. Na construção de perfis complicados, é um processo versátil, principalmente para a construção civil quando se trata de alumínio. Para formas mais simples, o aço é extrudado a quente. Exemplo: tubos, válvulas de admissão etc. A extrusão pode ser realizada a quente ou a frio. A extrusão a quente é realizada a altas temperaturas e altas pressões. As temperaturas são:

Magnésio 345°C a 425°C Alumínio 445°C a 480°C Ligas de cobre 650°C a 900°C Aço 1200°C a 1315°C

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3. Exercícios de fixação 1) O que são processos metalúrgicos? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) O que é aço liga? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Explique como ocorre a conformação de peças no processo de fundição. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) O que é molde permanente e qual a diferença para molde não permanente? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) O que é ferro fundido? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6) Como é denominado o suporte que conduz o ferro gusa a um conversor? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Explique como ocorre a conformação de peças no processo de forjamento. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8) Quais as principais descontinuidades que ocorrem no processo de forjamento? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9) Explique como ocorre a conformação de peças no processo de trefilação. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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10) O que é coquilha? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 11) Quais são as ligas mais freqüentemente fundidas em coquilha? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 12) Quais são as principais descontinuidades que ocorrem no processo de laminação? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 13) Explique o processo de laminação. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 14) Explique o processo da extrusão. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 15) Quais as vantagens de se trabalhar a frio? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 16) O que é soldagem? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 17) A fundição é altamente automatizável. Isto é: ( ) Verdadeiro ( ) Falso

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CAPÍTULO 2

TERMINOLOGIA DE SOLDAGEM

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1. Terminologia de Soldagem No que se refere à terminologia de soldagem, é difícil a desvinculação dos termos técnicos da língua inglesa. Esses, sempre que possível, serão mencionados entre parêntesis para permitir um perfeito entendimento da matéria. Os termos relacionados a seguir são apenas alguns dos mais usuais. Os termos técnicos em língua inglesa e suas definições são encontrados numa abordagem mais completa na norma AWS A 3.0. As designações abreviadas dos processos de soldagem mais usuais segundo a norma AWS A 3.0 encontram-se na Tabela 1, conforme abaixo: Tabela 1 – Designação abreviada dos processos de soldagem – AWS A.3.0 – 76

Designação AWS Processos de Soldagem

EGW Electrogás welding Soldagem eletrogás

ESW Electroslag welding Soldagem por eletroescória

FCAW Fluxcored arc welding Soldagem com arame tubular

GMAW Gás metal arc welding Soldagem MIG / MAG

GTAW Gás Tungsten arc welding Soldagem TIG

OWA Oxyacetylene gás welding Soldagem oxiacetilênica

OFW Oxyfuel gás welding Soldagem a gás

PAW Plasma arc welding Soldagem a plasma

RW Resistance welding Soldagem por resistência elétrica

SAW Submerged arc welding Soldagem a arco submerso

SMAW Schielded metal arc welding Soldagem com eletrodo revestido

SW Stud welding Solda de pino

Abertura de raiz (root opening) –__________________________que separa os componentes a serem unidos por soldagem ou processos afins.

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Alicate de eletrodo (electrode holder) – dispositivo usado para prender mecanicamente o eletrodo enquanto conduz corrente elétrica através dele.

Alma do eletrodo (core electrode) – eletrodo nu componente do eletrodo revestido. (núcleo metálico)

Ângulo de bisel (bevel angle) – ângulo formado entre a borda preparada do componente e um plano perpendicular à superfície do componente (ver fig. 1).

Ângulo de chanfro (groove angle) – ângulo integral entre as bordar preparadas dos componentes (ver fig 1).

Ângulo de deslocamento ou de inclinação do eletrodo (travel angle) – ângulo formado entre uma reta de referência, perpendicular ao eixo da solda, no plano comum ao eixo da solda e ao eixo do eletrodo.

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2C – Ângulo de deslocamento (ou de inclinação do eletrodo) e ângulo de trabalho

Ângulo de trabalho (work angle) – ângulo formado entre o eixo do eletrodo e a reta de referência normal (perpendicular) à superfície do metal de base (fig. 2 A e 2 B).

Arame – ver definição de eletrodo nu.

Arame tubular – ver definição de eletrodo tubular.

Brasagem (brazing, soldering) – processo de união de materiais onde apenas o _____________sofre fusão, ou seja, o metal de base não participa da zona fundida. O metal de adição distribui-se por capilaridade na fresta formada pelas superfícies da junta, após fundir-se.

Camada (layer) – deposição de um ou mais passes consecutivos situados aproximadamente___________________________________________.

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Certificado de Qualificação de Soldador (welder certification) – documento escrito certificando que o soldador executa soldas de acordo com_________________________________________.

Chanfro (groove) – abertura ou sulco _________________________ou entre dois componentes, que determina o espaço para conter a solda. Os principais tipos de chanfros são os seguintes:

Cobrejunta (backing) – material (metal de base, solda, material granulado, cobre ou carvão), colocado na raiz da junta a ser soldada, com a finalidade de suportar o metal fundido durante a execução da soldagem.

Consumível – material empregado______________________________________, tal como: eletrodo, vareta, arame, anel consumível, gás e fluxo.

Cordão de solda (weld bead) – depósito de solda resultante de______________________.

Corte com eletrodo de carvão (carbon arc cutting) – processo de corte a arco elétrico no qual metais são separados por ______________devido ao calor gerado pelo arco voltaico formado entre um eletrodo de grafite e o metal de base.

Dimensão da solda (size of weld) - Para solda em chanfro – é a penetração da junta (profundidade do bisel mais a penetração da

raiz, quando esta é especificada). - A dimensão de uma solda em chanfro e a garganta efetiva desse tipo de solda é a mesma coisa.

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- Para soldas em ângulo de pernas iguais – é o ________________________________do

maior triângulo retângulo isósceles que pode ser inscrito na seção transversal da solda. - Para soldas em ângulo de pernas desiguais – é o comprimento dos catetos do maior triângulo

retângulo que pode ser inscrito na seção transversal da solda.

Eficiência de junta (joint efficiency) – relação entre a resistência de uma junta soldada e a resistência do metal de base, ________________________________________.

Eletrodo de carvão (carbon electrode) – eletrodo usado em corte ou soldagem a arco elétrico, consistindo de uma vareta de carbono ou grafite, que pode ser revestida com cobre ou outros revestimentos.

Eletrodo nu (bare electrode) - metal de adição consistindo de um metal ligado ou não, em forma

de arame, tira ou barra, sem nenhum revestimento ou pintura nele aplicado além daquele concomitante à sua fabricação ou preservação.

Eletrodo revestido (covered electrode) – metal de adição composto, consistindo de uma ____________________no qual um revestimento é aplicado, suficiente para produzir uma camada de escória no metal de solda. O revestimento pode conter materiais que formam uma atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabilizam o arco e servem de fonte de adições metálicas à solda.

Eletrodo para solda a arco (arc welding electrode) – componente de circuito de solda pelo qual a corrente é conduzida entre o _____________________________________________________.

Eletrodo tubular (flux cored electrode, metal cored electrode) – metal de adição composto, consistindo de um tubo de metal ou outra configuração com uma cavidade interna, contendo produtos que formam uma atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabilizam o arco, formam escória, ou que contribuam com elementos de liga para o metal de solda. Proteção adicional externa pode ou não ser usada.

Eletrodo de tungstênio (tungsten electrode) – eletrodo metálico, ________________________, usado em soldagem ou corte a arco elétrico, feito principalmente de tungstênio.

Equipamentos (weldment) – produtos de fabricação, construção e/ou montagem soldada, tais como equipamentos de caldeiraria, tubulação, estruturas metálicas, oleodutos e gasodutos.

Escama de solda (stringer bead, weave bead) – aspecto da face da solda semelhante a escamas de peixe. Em deposição sem oscilação transversal (stringer bead), assemelha-se a escamas entrelaçadas.

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Face de chanfro (groove face) – superfície de um componente, localizada no interior do chanfro, preparada para conter a solda (ver figura).

Face de fusão (fusion face) – superfície do metal de base que será fundida na soldagem.

Face da raiz (root face) – porção da face do chanfro adjacente à raiz da junta.

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Face da solda (face of weld) – superfície exposta da solda, pelo lado por onde a solda foi executada.

Fluxo (flux) – material usado para prevenir, dissolver ou facilitar a remoção de óxidos e outras substâncias superficiais indesejáveis.

Gabarito de solda (weld gage) – dispositivo para verificar a forma e a dimensão de soldas.

Garganta efetiva (effective throat) – distância mínima da raiz da solda à sua face menos qualquer

reforço.

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Garganta de solda (throat of a fillet weld) –______________________de uma solda em ângulo determinado de três modos:

a) Teórica: altura do _____________triângulo retângulo inscrito na seção transversal da solda b) Real: distância entre a raiz da solda e a face da solda

c) Efetiva: distância entre a raiz da solda e a face

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Gás de proteção (shielding gás) – gás utilizado para _________________________________pela atmosfera.

Gás inerte (inert gás) – gás que normalmente não combina quimicamente com o metal de base ou____________________________________.

Geometria da junta (joint geometry) – forma e dimensões da seção transversal de uma junta _____________________ da soldagem.

Goivagem (gouging) – operação de fabricação de um bisel ou chanfro pela remoção de material.

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Goivagem a arco (arc gouging) – processo de corte a arco usado para fabricar um bisel ou chanfro.

Goivagem por trás (back gouging) –_______________________________________________pelo lado oposto de uma junta parcialmente soldada, para assegurar penetração completa pela subsequente soldagem pelo lado onde foi efetuada a goivagem.

Inspetor de soldagem (welding inspetor) – profissional qualificado, empregado pela executante dos serviços, para exercer as atividades ___________________________________relativas à soldagem.

Junta (joint) – região onde duas ou mais peças são unidas por _________________________

Junta de aresta (edge joint) – junta em que, numa seção transversal, as bordas dos componentes a soldar formam, aproximadamente, um ângulo de 180°.

Junta de ângulo (corner joint, T-joint) – junta em que, numa seção transversal, os componentes a soldar apresentam-se sob forma de __________________. As juntas podem ser:

a) Junta de ângulo em quina; b) Junta de ângulo em L; c) Junta de ângulo em T; d) Junta de ângulo.

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Junta dissimilar (dissimilar joint) – junta soldada, cuja __________________________________

do metal de base dos componentes difere entre si significativamente.

Junta sobreposta (lap joint) – junta formada por _________________ componentes a soldar, de tal maneira que suas superfícies se sobrepõem.

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Junta soldada (welded joint) – união obtida por soldagem de dois ou mais componentes, incluindo zona fundida, zona de ligação, zona afetada termicamente e metal de base nas ____________________________ da solda.

Junta de topo (butt joint) – junta entre dois membros alinhados aproximadamente no mesmo plano.

Margem da solda (toe of weld) – junção entre a face da solda e o ___________________________.

Martelamento (peening) – trabalho ___________________________ aplicado à zona fundida da solda por meio de impactos, destinado a controlar deformações da junta soldada.

Metal de adição (filler metal) – metal a ser adicionado à soldagem de uma junta.

Metal de base (base metal, parent metal) – metal a ser soldado, brasado ou cortado.

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Metal depositado (deposited metal) – metal de adição que foi depositado _____________________ a operação de soldagem.

Metal de solda (weld metal) – porção de solda que foi ____________________ durante a soldagem.

Operador de soldagem (welding operator) – profissional capacitado a operar máquina ou equipamento de soldagem automática).

Passe (pass) – progressão unitária da soldagem ao longo de uma junta.

Passe estreito (stringer bead) – depósito efetuado ____________________________________, sem movimento lateral apreciável.

Passe oscilante (weave bead) – depósito efetuado _______________________________________ (oscilação transversal), em relação à linha de solda.

Passe de revenimento (temper bead) – passe ou camada depositada em condições que permitam a _________________________ do passe ou camada anterior e de suas zonas afetadas termicamente.

Passe de solda (weld bead) – ver definição de cordão de solda.

Penetração da junta (joint penetration) – profundidade mínima da solda em juntas com chanfros ou a solda de fechamento (flange weld) medida entre a face da solda e sua extensão na junta, exclusive reforços. A penetração da junta pode incluir a penetração da raiz.

Penetração da raiz (root penetration) – profundidade com que a solda se prolonga na raiz da junta medida na linha de centro da seção transversal da raiz.

Penetração total da junta (complete joint penetration) – penetração de junta na qual o __________________________preenche totalmente o chanfro, fundindo-se completamente ao metal de base em toda a extensão das faces do chanfro.

Perna da solda (leg of a fillet weld) – distância da ______________à margem da solda em ângulo.

Poça de fusão (molten weld pool) – zona de fusão a cada instante durante uma soldagem, ou a porção líquida de uma solda antes de solidificar-se.

Polaridade direta (straignt polarity) – tipo de ligação para_____________________, onde os elétrons deslocam-se do eletrodo para a peça (peça é considerada como pólo positivo e o eletrodo como pólo negativo).

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Polaridade inversa (reverse polarity) – tipo de ligação para soldagem com corrente contínua, onde os elétrons deslocam-se da ____________________________(a peça é considerada como pólo negativo e o eletrodo como pólo positivo).

Pós-aquecimento (postheating) – aplicação de calor na junta soldada, imediatamente após a deposição da solda, com a finalidade principal de_________________________________________.

Posição horizontal (horizontal position) – em soldas em ângulo, posição na qual a soldagem é executada entre a superfície aproximadamente horizontal e uma superfície aproximadamente vertical (ver fig. 16 A); em soldas em chanfros, posição na qual o eixo da solda está num plano aproximadamente horizontal e a face da solda em um plano aproximadamente vertical.

Posição plana (flat position) – posição na qual a face da solda é aproximadamente horizontal, sendo usada para soldar a parte superior da junta.

Posição vertical (vertical position) – posição de soldagem na qual o eixo da solda é_____________________________, sendo que para tubos é a posição da junta na qual a soldagem é executada com o tubo na posição horizontal, sendo o tubo girado.

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Posição sobrecabeça (overhead position) – posição na qual se executa a soldagem pelo lado _____________________ da junta.

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QW-460 Gráficos

TABELA DE POSIÇÕES DE SOLDAGEM

Posição Diagrama de Referência Inclinação do eixo Rotação da Face

Plana A 0º - 15º 150º - 210º

Horizontal B 0º - 15º 80º - 150º 210º - 280º

Sobrecabeça C 0º - 80º 0º - 80º 280º - 360º

Vertical D E

15º - 80º 80º - 90º

80º - 280º 0º - 360º

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Plano horizontal de referência é tomado de forma a estar sempre abaixo da solda em consideração. A inclinação do eixo é medida a partir do plano horizontal de referência na direção do plano vertical. O ângulo de rotação da face é medido a partir de uma linha perpendicular ao eixo da solda, e situada

no mesmo plano vertical que contém esse eixo. A posição de referência (0º) de rotação da face aponta, invariavelmente, na direção oposta àquela na

qual o ângulo do eixo aumenta. O ângulo de rotação da face da solda é medido no sentido horário, a partir desta posição de

referência (0º), quando observado o ponto P.

Tabela de posições de soldagem em juntas em ângulo

Posição Diagrama de Referência Inclinação do Eixo Rotação da Face

Plana A 0º – 15º 150º - 210º

Horizontal B 0º – 15º 125º - 150º 210º - 235º

Sobrecabeça C 0º - 80º 0º - 125º 235º - 260º

Vertical D E

15º - 80º 80º - 90º

125º - 235º 0º - 360º

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Preaquecimento (preheating) – aplicação de calor no metal de base imediatamente ____________ da soldagem, brasagem ou corte.

Preaquecimento localizado (local preheating) – preaquecimento de uma porção _______________ de uma estrutura.

Procedimento de soldagem ou procedimento de soldagem da executante (welding procedure,

welding procedure specification) – documento emitido pela executante dos serviços, descrevendo todos os parâmetros e as condições da operação de soldagem.

Processo de soldagem (welding process) – processo utilizado para unir materiais pelo seu

aquecimento, a temperaturas adequadas, com ou sem________________________, ou pela aplicação de pressão apenas, e com ou sem a participação de metal de adição.

Profundidade de fusão (depth of fusion) – distância que a fusão atinge no metal de base ou no

passe anterior, a partir da ___________________________________________________.

Qualificação de procedimento (procedure qualification) – demonstração pela qual soldas executadas por um procedimento __________________podem atingir os requisitos preestabelecidos.

Qualificação de soldador (welder performance qualification) – demonstração da habilidade de um

soldador em executar soldas que atendam a padrões preestabelecidos.

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Raiz da junta (root of joint) – porção da junta a ser soldada onde os membros estão o mais próximo entre si. Em seção transversal, a raiz pode ser __________________________________________.

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Raiz da solda (root of weld) – pontos nos quais a parte ______________________ da solda intercepta as superfícies do metal de base.

Registro da qualificação de procedimento (procedure qualification Record) – documento emitido pela executante dos serviços, registrando os parâmetros da operação de soldagem da chapa ou tubo de teste e os resultados de ensaios ou exames de qualificação.

Revestimento do chanfro (buttering) – revestimento com uma ou mais camadas de solda depositada na face do chanfro, destinado principalmente a facilitar as operações subsequentes de soldagem.

Sequência de passes (joint buildup sequence) – ordem pela qual os passes de uma solda multipasse são depositados com relação à_____________________________________________.

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Seqüência de soldagem (welding sequence) – ordem pela qual são executadas as soldas de um equipamento.

Solda (weld) – união localizada de metais ou não metais, produzida pelo

____________________________________________________, com ou sem aplicação de pressão, ou pela aplicação de pressão apenas, e com ou sem a participação de metal de adição.

Solda em ângulo (fillet weld) - solda de seção transversal aproximadamente triangular que une

duas superfícies em ângulo.

Solda de aresta (edge weld) – solda executada em uma junta de aresta.

Solda autógena (autogenous weld) – solda de fusão ________ participação de metal de adição.

Solda automática (automatic welding) – soldagem com equipamento que executa toda a operação sob observação e controle de_______________________________.

Solda em cadeia ou solda intermitente coincidente ou descontínua coincidente (chain intermittent fillet weld) – solda em ângulo, composta de cordões intermitentes, (trechos de cordão igualmente espaçados) que coincidem entre si, de tal modo que um trecho do cordão ___________________________________________.

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Solda em chanfro (groove weld) – solda executada em uma junta como bisel, previamente preparado.

Solda de costura (seam weld) – solda contínua executada entre ou em cima de membros sobrepostos. A solda contínua pode consistir de um único passe ou de uma série de soldas por pontos.

Solda descontínua ou solda intermitente (intermittent weld) – solda na qual a continuidade é interrompida por espaçamentos sem solda.

Solda descontínua coincidente – ver definição de solda em cadeia. Solda descontínua intercalada – ver definição de solda em escalão.

a) Solda em cadeia ou solda intermitente coincidente ou descontínua coincidente; b) Solda em escalão ou solda descontínua intercalada ou intermitente intercalada.

Solda em escalão ou solda descontínua intercalada ou intermitente intercalada (staggered intermittent fillet weld) – solda em ângulo, usada nas juntas em T, ______________________________________________________, de tal modo que a um trecho do cordão se opõe uma parte não soldada.

Solda heterogênea – solda cuja composição química da zona fundida difere significativamente da

do(s) metal (ais) de base no que se refere aos____________________________.

Solda homogênea – solda cuja composição química da zona fundida é ___________________ à do metal de base.

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Solda por pontos (spot weld) – solda executada entre ou sobre componentes sobrepostos cuja

fusão ocorre entre as superfícies em contato ou sobre a superfície externa de um dos componentes. A seção transversal da solda no plano da junta é aproximadamente ________________.

Solda provisória (tack weld) – solda destinada a manter membros ou componentes adequadamente ajustados até a conclusão da soldagem.

Solda de selagem (Seal weld) – qualquer solda projetada com a finalidade principal de _____________________________.

Solda de tampão (plug weld/slot weld) – solda executada através de um furo

_____________________________________ em um membro de uma junta sobreposta ou em T, unindo um membro ao outro. As paredes do furo podem ser ou não paralelas, e o furo pode ser parcial ou totalmente preenchido com metal de solda.

Solda de topo (butt weld) – solda executada em uma junta de topo.

Soldabilidade (weldability) – capacidade de um material ser soldado sob condições de fabricação obrigatórias a uma estrutura específica adequadamente projetada, e de apresentar desempenho satisfatório em serviço.

Soldador (welder) – pessoa capacitada a executar soldagem ______________e/ou semi-automática.

Soldagem (welding) – processo utilizado para unir materiais por meio de solda.

Soldagem a arco (arc welding) – grupo de processos de soldagem que produz a união de metais

pelo seu aquecimento ou __________________________________, com ou sem a aplicação de pressão e com ou sem o uso de metal de adição.

Soldagem automática (automatic welding) – processo no qual toda operação é executada e

controlada automaticamente.

Soldagem manual (manual welding) – processo no qual toda a operação é executada e controlada manualmente.

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Soldagem com passe a ré (backstep sequence) – soldagem na qual trechos do cordão de solda são executados em sentido ______________________ ao da progressão da soldagem, de forma a que cada trecho termine no início do anterior, formando ao todo um unido cordão.

Soldagem semi-automática (semiautomatic arc welding) – soldagem a arco com equipamento que controla somente o avanço do metal de adição. _____________________é controlado manualmente.

Sopro magnético (arc blow) – deflexão de um arco elétrico, de seu percurso normal, devido a _________________________________.

Taxa de deposição (deposition rate) – peso de material depositado por unidade de tempo.

Técnica de soldagem (welding technique) – ___________________________ de um procedimento

de soldagem que são controlados pelo soldador ou operador de soldagem.

Temperatura de interpasse (interpass temperature) – em soldagem multipasse, temperatura (mínima ou máxima como especificado) do metal de solda depositado antes do passe seguinte ter começado.

Tensão do arco (arc voltage) – tensão através do arco elétrico.

Tensão residual (residual stress) – tensão remanescente em uma _____________________, como

resultado de tratamento térmico ou mecânico, ou de ambos os tratamentos. A origem da tensão na soldagem deve-se principalmente à contração do material fundido ao resfriar-se a partir da linha solidus até a temperatura ambiente.

Tensões térmicas (thermal stresses) – tensões no metal resultante de distribuição

______________________ de temperaturas.

Tratamento térmico (postweld heat treatment) – qualquer tratamento térmico subsequente à soldagem, destinado a _______________________________________ou alterar propriedades mecânicas ou características metalúrgicas da junta soldada. Consiste em aquecimento uniforme da estrutura ou parte dela a uma temperatura adequada, seguido de esfriamento uniforme.

Velocidade de avanço (travel speed) – é a _________________________________________da

poça de fusão durante a soldagem.

Vareta de solda (welding rod) – tipo de metal de adição utilizado para soldagem ou brasagem, que _____________________________________________________________________________..

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Zona afetada termicamente (heat-affected zone) – região do metal de base que não foi fundida

durante a soldagem, mas cujas propriedades mecânicas e microestruturas foram ____________________ devido à geração de calor.

Zona de fusão (fusion zone) – região do metal de base que sofre fusão durante a soldagem.

Zona fundida – região da junta soldada que sofre fusão durante a soldagem.

Zona de ligação – região da junta soldada que envolve a zona que sofre fusão durante a soldagem.

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2. Exercícios de fixação

1) O que é abertura de raiz?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) O que é bisel?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Quais são os tipos de chanfros existentes?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4) O que é camada? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) O que é cordão de solda? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6) O que é garganta de solda? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Qual o nome da região onde 2 (duas) ou mais peças serão unidas por soldagem? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8) Quais são as posições de soldagem existentes? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9) O que é solda autógena? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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10) Qual a diferença entre indicação, descontinuidade e defeito? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 11) Dê um exemplo de descontinuidade geométrica. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 12) Dê um exemplo de descontinuidade metalúrgica. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 13) Complete com a terminologia de soldagem:

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14) Complete com a terminologia correta a junta soldada:

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15) Indique a terminologia de descontinuidades, conforme norma N-1738

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CAPÍTULO 3

TERMINOLOGIA DE DESCONTINUIDADES

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1. Terminologia de Descontinuidades É conveniente que se definam as três palavras seguintes, as quais estão na sequência da ocorrência, antes de se falar sobre descontinuidades.

Indicação: Evidência que requer interpretação para se determinar seu significado. Descontinuidade: Interrupção da estrutura típica de uma peça, no que se refere a homogeneidade

de características físicas, mecânicas ou metalúrgicas. Defeito: Descontinuidade que, por sua natureza, tipo, dimensões, localização ou efeito acumulado,

torna a peça imprópria para uso, por não satisfazer os requisitos mínimos de aceitação da norma aplicável.

Das definições podemos concluir:

a) O ideal seria termos soldas isentas de descontinuidades. Contudo, as soldas não são perfeitas e contêm descontinuidades de vários graus;

b) Um defeito é sempre rejeitável; c) Uma descontinuidade só pode ser chamada de defeito quando exceder o padrão de aceitação das

normas ou especificações. A seguinte sequência deverá, portanto, ser aplicada no momento da avaliação: Tipo de descontinuidade, tamanho da descontinuidade, localização da descontinuidade. As descontinuidades podem ser classificadas, quanto à origem e à forma, da seguinte maneira: Com relação à origem, as descontinuidades geométricas geralmente são planas, enquanto que as descontinuidades metalúrgicas podem ser planas ou geométricas. Um quadro indica os tipos de descontinuidades mais comuns associadas aos processos de soldagem. a) Características

Interrupção física causada em um material pela abertura de uma trinca ou pela presença de um segundo material: gás, inclusão de escória e de tungstênio, chamamos de descontinuidades. As descontinuidades podem ser classificadas quanto à origem e à forma. Com relação à origem, as descontinuidades podem ser geométricas (operacionais) e metalúrgicas. Com relação à forma, podem ser planas e volumétricas. É interessante notar que as descontinuidades geométricas geralmente são planas, enquanto as descontinuidades metalúrgicas podem ser planas ou geométricas. Um quadro indica os tipos de descontinuidades mais comuns associados aos processos de soldagem.

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Ensaios não destrutivos após a soldagem detectam as descontinuidades. A escolha dos ensaios não destrutivos está relacionada às características das descontinuidades. Assim, uma descontinuidade volumétrica pode ser mais bem detectada por um ensaio radiográfico, enquanto que para uma descontinuidade plana prefere-se ensaio ultra-sônico. Descontinuidades que atingem um tamanho crítico determinado pela norma de inspeção são consideradas defeitos e devem ser reparadas. Os ensaios não destrutivos mais empregados para detectar diferentes descontinuidades podem ser vistos no quadro a seguir. Descontinuidades Método de Inspeção RD – Exame radiográfico

US – Exame por ultra-som

LP – Exame por líquido penetrante

PM – Exame por partículas magnéticas

EV – Ensaio visual CP – Exame por correntes parasitas

AP – aplicável

D – Depende NA – Não aplicável

1- Superficial

2- Superficial e sub-superficial

Porosidades RD US LP PM EV CP

AP AP AP1 AP2 AP1 NA

D AP NA D2 NA NA

AP AP NA NA NA AP

AP D D D AP NA

AP AP AP1 AP2 AP1 AP1,2

Inclusão de escória

Falta de fusão

Falta de penetração

Mordedura

Trincas

As diferentes descontinuidades em uma junta de topo com chanfro em X podem ser vistas em um desenho esquemático, segundo a terminologia Petrobrás.

Descontinuidades Geométricas Na etapa de montagem e de soldagem é que são geradas as descontinuidades geométricas. Os exemplos mais comuns são falta de fusão, falta de penetração e mordedura; citam-se também desalinhamento, sobreposição, deposição insuficiente.

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Descontinuidades Metalúrgicas As descontinuidades metalúrgicas são originadas por algum fenômeno metalúrgico presente na poça de fusão como o refino, a desoxidação, a desgaseificação e as transformações de fase no estado sólido, essas tanto na zona fundida quanto na zona afetada pelo calor. As descontinuidades metalúrgicas mais comuns são a porosidade, a trinca de solidificação e a trinca a frio, induzida por hidrogênio.

Descontinuidades X Processos

Processos de Soldagem

Tipos de descontinuidades

Geométrica (Operacional) Metalúrgica

Falta de

Fusão

Falta de

Penetração

Mordedura Porosidade Inclusão de

escória

Trincas

TIG X X - X - X

MIG/MAG X X X X X X

Plasma X X - X - X

Eletrodo revestido X X X X X X

Eletrodo tubular X X X X X X

Arco submerso X X X X X X

Por resistência ponto, costura;

projeção, centelhamento;

forjamento, percurssão

X - - - - X

Oxigás, oxiacetilênica;

oxihidrica; etc. X X - X - X

Difusão X - - - - X

Explosão X - - - - -

Forjamento X - - - - X

Atrito X - - - - -

Ultra-som X - - - - -

Feixe de elétrons X X - X - X

Laser X X - X - X

Eletro-escória X X X X X X

Aluminotermia X X X X

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Descontinuidade em Juntas Soldadas

Abertura de arco: imperfeição local na superfície do metal de base, caracterizada por uma ligeira adição ou perda de metal, resultante da abertura do arco elétrico.

Ângulo excessivo de reforço: ângulo excessivo entre o plano da superfície do metal de base e o _________________________________ao reforço de solda, traçado a partir da margem da solda.

Cavidade alongada: vazio não arredondado, com maior dimensão _____________________ao eixo da solda, podendo estar localizado: (a) na solda (b) na raiz da solda

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Concavidade: reentrância na raiz da solda, podendo ser:

a) _________________, situada ao longo do centro do cordão; b) _________________, situada nas laterais do cordão.

Concavidade excessiva: solda em ângulo com a face excessivamente côncava.

Convexidade excessiva: solda em ângulo com face excessivamente convexa.

Convexidade excessiva

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Deformação angular: ______________________________ da junta soldada em relação à configuração de projeto, exceto para junta soldada de topo (ver embicamento).

Deposição insuficiente: _________________________de metal na face da solda.

Desalinhamento: junta soldada de topo, cujas superfícies das peças, embora paralelas, _________________________________________________, excedendo à configuração de projeto.

Embicamento: Deformação angular de junta soldada de topo.

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Falta de fusão: ______________________________________ entre a zona fundida e o metal de base, ou entre passes da zona fundida, podendo estar localizada:

a) na zona de ligação; b) entre os passes; c) na raiz da solda.

Falta de penetração: insuficiência de metal na___________________________.

- Fissura: ver termo preferencial: trinca.

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Inclusão de escória: material _________________________retido no metal da solda ou entre o metal de solda e o metal de base, podendo ser:

a) alinhada; b) isolada; c) agrupada.

Inclusão metálica: metal estranho retido na _______________________..

Microtrinca: trinca com dimensões _________________________.

Mordedura: depressão sob a forma de entalhe, no metal de base, acompanhando a __________________ da solda.

Mordedura de raiz: mordedura localizada na margem da raiz da solda.

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Penetração excessiva: metal da ________________________em excesso na raiz da solda.

Perfuração: furo na solda (A) ou penetração excessiva localizada (B) resultante da _________________________________________________________ durante a soldagem.

Poro: vazio arredondado, isolado e interno à solda.

Poro superficial: poro que emerge à superfície da solda.

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Porosidade: conjunto de poros internos à solda ou superficiais, podendo ser:

- Porosidade agrupada: conjunto de poros agrupados; - Porosidade alinhada: conjunto de poros dispostos em linha, segundo uma direção paralela ao eixo Longitudinal da solda.

Porosidade vermiforme: conjunto de poros alongados ou em forma de

________________________ situados na zona fundida.

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Rachadura: ver termo preferencial: trinca.

Rechupe de cratera: falta de metal resultante da_________________________________, localizada na cratera do cordão de solda.

Rechupe interdendrítico: vazio alongado situado entre dendritas da zona fundida.

Reforço excessivo: excesso de metal da zona fundida, localizado na face da solda.

Reforço excessivo

Respingos: ______________________________________________, transferidos durante a soldagem e aderidos à superfície do metal de base ou à zona fundida já solidificada.

Sobreposição: excesso de metal da zona fundida sobreposta ao____________________________, na margem da solda, sem estar fundido ao metal de base.

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Trinca de cratera: trinca localizada na cratera do cordão de solda, podendo ser:

a) __________________ b) __________________ c) __________________

Trinca em estrela: trinca irradiante de tamanho inferior à largura de um passe da solda considerada (ver trinca irradiante).

Trinca interlamelar: trinca___________________________________________________, situados em planos paralelos à direção da laminação, localizada no metal de base, próxima à zona fundida.

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Trinca irradiante: conjunto de trincas que partem de_______________________________, podendo estar localizado:

a) na zona fundida b) na zona afetada termicamente c) no metal de base

Trinca longitudinal: trinca com direção aproximadamente paralela ao __________________________________________do cordão de solda, podendo estar localizada:

a) na zona fundida b) na zona de ligação c) na zona afetada termicamente d) no metal de base

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Trinca na margem: trinca que se inicia na margem da solda, localizada geralmente na___________________________________________________________.

Trinca de raiz: trinca que se inicia na raiz da solda, podendo estar localizada:

a) na zona fundida b) na zona afetada termicamente

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Trinca ramificada: conjunto de trincas que partem de uma trinca, podendo estar localizada:


Trinca sob cordão: trinca localizada na zona termicamente afetada, ___________________________________________________________________.

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Trinca transversal: trinca com direção aproximadamente ____________________ ao eixo longitudinal do cordão de solda, podendo estar localizada:


Descontinuidades em Fundidos

Chapelim: descontinuidade proveniente da fusão incompleta do suporte de resfriadores ou machos.

Chupagem: ver termo preferencial: rechupe.

Crosta: saliência superficial constituída de inclusão de areia, recoberta por fina camada de metal poroso.

Desencontro: descontinuidade proveniente de deslocamento das faces de contato das caixas de moldagem.

Enchimento incompleto: insuficiência de metal fundido na peça.

Gota fria: glóbulos parcialmente incorporados à superfície da peça, provenientes de respingos de

metal líquido nas paredes de molde.

Inclusão: retenção de pedaços de macho ou resfriadores no interior da peça.

Inclusão de areia: areia desprendida do molde e retida no metal fundido.

Interrupção de vazamento: ver termo preferencial: metal frio.

Metal frio: descontinuidade proveniente do encontro de duas correntes de metal fundido que não se caldearam.

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Porosidade: conjunto de poros causado pela retenção de gases durante a solidificação.

Queda de bolo: descontinuidade proveniente de esboroamento dentro do molde.

Rabo de rato: depressão na superfície da peça, causada por ondulações ou falhas na superfície do molde.

Rechupe: vazio resultante da contração de solidificação.

Segregação: concentração localizada de elementos de liga ou impurezas.

Trinca de contração: descontinuidade bidimensional resultante da ruptura local do material, causada por tensões e contração, podendo ocorrer durante ou subseqüentemente à solidificação.

Veio: descontinuidade na superfície da peça, tendo a aparência de um vinco, causada por movimentação ou trinca do molde de areia.

Descontinuidades em Forjados e/ou Laminados

Dobra: descontinuidade localizada na superfície da peça, resultante do caldeamento incompleto durante a laminação ou forjamento.

Dupla laminação: descontinuidade bidimensional paralela à superfície da chapa, proveniente de porosidade ou rechupe do lingote que não se caldearam durante a laminação.

Lasca: descontinuidade superficial alinhada proveniente de inclusão ou de porosidade não caldeada durante a laminação.

Segregação: concentração localizada de elementos de liga ou de impurezas.

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2. Exercícios de fixação 1) Como é denominada a imperfeição local na superfície do metal de base, caracterizada por uma ligeira

adição ou perda de metal, resultante da abertura do arco elétrico?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2) O que é reforço excessivo?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3) Qual a diferença entre concavidade e concavidade excessiva? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4) Em que região de uma junta soldada ocorre a deposição insuficiente? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5) Qual a diferença entre deformação angular e embicamento? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6) Como é denominada a insuficiência do metal na raiz da solda?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7) Dê um exemplo de inclusão metálica e um exemplo de inclusão não metálica.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8) O que é mordedura?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 9) Como é denominado o vazio arredondado, isolado e interno à solda? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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10) O que é porosidade vermiforme?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 11) O que é rechupe interdendrítico? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 12) O que é trinca interlamelar?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 13) Qual a diferença entre trinca irradiante e trinca ramificada?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 14) O que é trinca longitudinal?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 15) O que é trinca transversal? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 16) O que é segregação?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

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CAPÍTULO 4

SIMBOLOGIA DE SOLDAGEM

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1. Simbologia de soldagem Através do estudo deste módulo, o leitor deve tornar-se apto a: a. Interpretar os símbolos de soldagem; b. Interpretar os símbolos de exames não destrutivos; c. Estabelecer o símbolo de soldagem para uma dada situação; d. Estabelecer o símbolo de ensaio não destrutivo para uma dada situação. Os símbolos de soldagem constituem um importante meio técnico em engenharia para transmitir informações. Os símbolos fornecem todas as informações necessárias à soldagem, tais como: geometria e dimensões do chanfro, comprimento da solda, se a solda deve ser executada no campo, etc. Este item se baseia nas normas AWS A 2.1, AWS A 2.4 e ABNT TB – 2, que tratam especificamente deste assunto. A figura a seguir mostra os locais padronizados para os elementos de um símbolo de soldagem.

Onde: A – ângulo do chanfro, incluindo o ângulo de escoriação para solda de tampão. E – Garganta efetiva. F – Símbolo de acabamento L – Comprimento da solda N – Número de soldas por pontos ou de solda por projeção. P – Espaçamento entre centros de soldas descontínuas. R – Abertura da raiz; altura do enchimento para soldas de tampão e de fenda. S – Profundidade de preparação; dimensão ou resistência para certas soldas. T – Especificação, processo ou outra referência. 1. Cauda do símbolo. Pode ser omitida quando não se usar nenhuma referência. 2. Símbolo básico de solda ou referência de detalhe de solda a ser consultado. 3. Linha de referência. 4. Seta ligando alinha de referência ao lado indicado da junta. 5. Os elementos constantes desta área, permanecem inalteradas mesmo nos casos em que a cauda e a

seta do símbolo são invertidas.

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O significado de “lado da seta” se refere à posição da seta em relação à junta a ser soldada. O símbolo de soldagem para uma solda a executar do lado da seta, é desenhado no lado inferior da linha de referência (linha horizontal) do símbolo de soldagem. Assim, um símbolo de soldagem desenhando na parte superior da linha de referência, significa que a solda deve ser executada no outro lado da junta. Soldas envolvendo operações em ambos os lados da junta, possuem símbolos nos dois lados da linha de referência. Referências tais como especificações, processo de soldagem, número do procedimento, direções e outros dados quando usados com um símbolo de soldagem devem ser indicados na cauda do símbolo. Se tais referências não são usadas, a cauda pode ser dispensada. Símbolos de soldas em ângulo, soldas em chanfros em meio V, em K, em J, em duplo J e com uma face convexa e soldas e fechamento ou de arestas entre uma peça curva ou flangeada e um peça plana, são sempre indicados com uma perna perpendicular à esquerda do símbolo (ver figura 2ª e 2B). Quando a seta é “quebrada” ou em “zig-zag” significa que a mesma aponta para um membro específico da junta que deve ser chanfrado (ver exemplo na figura 4). Se a seta não é “quebrada”, significa que qualquer um dos membros de junta pode ser chanfrado. Quando os dois membros da junta são chanfrados,utiliza-se a seta sem ser “quebrada”. Notar que a seta pode partir de uma ou de outra extremidade da linha de referência sem que ocorra inversão nos símbolos de solda. As dimensões da solda são colocadas ao lado esquerdo do símbolo da solda. Se o comprimento da solda não for contínuo, ele é indicado à direita do símbolo. O espaçamento de uma solda descontínua é também indicado à direita do símbolo, em seguida ao comprimento.

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A abertura da raiz e o ângulo do chanfro ou do bisel são indicados como ilustrado nos exemplos da figura abaixo.

Exemplos de indicações de abertura de raiz (A) e ângulo do chanfro ou bisel (B) Com relação à profundidade da preparação do chanfro e a garganta efetiva, são indicados à esquerda do símbolo da solda, conforme exemplos da figura 6. Para juntas com chanfros, quando não houver indicação quanto a dimensões, significa que a solda deve ser executada com penetração total.

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A garganta efetiva é indicada entre parênteses, que no caso dos exemplos da figura abaixo, situa-se entre as dimensões da profundidade do chanfro e o símbolo de solda.

Símbolos de soldas descontínuas, que são utilizadas com certa frequência em juntas de ângulo T podem ser encontradas na figura abaixo. Como se vê nas figuras B e C é obrigatório constar as dimensões da solda em ambos os lados da linha e referência, mesmo que as dimensões sejam iguais.

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Existem símbolos suplementares que são usados nos símbolos de soldagem.

Há ainda grande variedade de símbolos e notações relativos a processos de soldagem, pouco mais usuais na indústria do petróleo, razão pela qual serão aqui omitidos. Estes, podem ser encontrados na norma AWS A 2.4, quando necessários. A seguir, mais alguns exemplos serão mostrados com explicação sucinta para melhor compreensão do assunto.

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Notar a indicação D/2 e os símbolos combinados, o primeiro relativo à solda em chanfro, completamente com uma solda em ângulo.

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Por coincidência, os símbolos combinados de figura B possuem disposição idêntica à da solda.

Notar que o (10) indica garganta efetiva da solda em chanfro reto.

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Nestes casos, o símbolo pode possuir mais outra linha de referência, sendo que a mais próxima da seta, indica a primeira operação a executar. Após conclusão das operações do lado oposto da seta,iniciar as operações do lado da seta com a goivagem.

Atenção: na interpretação de símbolos pouco usuais ou de elevado grau de complexidade, recomenda-se utilizar a norma AWS A 2.4, que apresenta um conjunto bastante grande de exemplos de situações relacionadas aos símbolos correspondentes.

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Simbologia de ensaios não destrutivos Os símbolos de ensaios não destrutivos são análogos aos de soldagem e têm os elementos dispostos conforme mostrado na figura 19.

As seguintes notações são empregadas para os ensaios não destrutivos em uso:

Na Petrobrás Na AWS A 2.4

Radiografia RAD RT

Ultra-som US UT

Partículas Magnéticas PM MT

Líquido Penetrante LP PT

Teste por Pontos TP _

Teste de Estanqueidade ES LT

Visual EV VT

Os exemplos a seguir ilustram a utilização dos símbolos de ensaios não destrutivos com os diversos elementos que os compõem (ver figura 20). Notar que quando não houver obrigatoriedade de executar o ensaio por um lado específico, o posicionamento dos símbolos será na interrupção da linha de referência.

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Exemplos de indicações de ensaios não destrutíveis, significando: A – Radiografia, lado da seta; B – Partículas magnéticas, sem lado específico; C – Ensaios combinados, partículas magnéticas e líquidos penetrantes, lado oposto; D – Ensaios combinados de ultra-som e radiografia do lado da seta e exame visual do lado oposto; E – Ensaio de partículas magnéticas a ser executado numa extensão de 100 mm; F – Ensaio de líquido penetrante a ser executado numa extensão de 200 mm; G – Ensaio parcial de radiografia em 25% de toda extensão soldada, em locais selecionados; H – Ensaio parcial de partículas magnéticas em 50% de toda a extensão soldada, em locais selecionados; I – Quantidade = 5 de radiografias e 17” a serem executadas; J – Quantidade = exame de 2 trechos de 300 mm a ser executada por ultra-som; L – Ensaio de partículas magnéticas a ser executado em todo o contorno da peça, 2 procedimento n 03; M – Ensaio de ultra-som a ser executado em todo o contorno da junta soldada pelo procedimento N 254.

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Os símbolos de ensaios não destrutivos são utilizados em combinação com os símbolos de soldagem.

Exemplos de combinação de símbolos de ensaios não destrutivos com Símbolos de soldagem significando:

A – Após operações de soldagem, soldagem do chanfro em V e soldagem da raiz; B – Após soldagem, executar no campo ensaio com ultra-som em ambas superfícies da solda; C – Após soldagem, examinar a solda do lado oposto por inspeção visual e radiografia; D – Soldar pelo lado do chanfro em V, goivar pelo outro lado, soldar pelo chanfro nem U e inspecionar a solda com ultra-som por este último lado ou superfície.

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2. Exercícios de fixação 1. Conclua as simbologias:

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2. Faça a simbologia

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Processo SAW

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3. Determine as soldas a serem executadas conforme a simbologia

Faça os croquis das mesmas

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4. Interprete a simbologia e determine as espessuras das chapas, sabendo-s que a dimensão da face da raiz é 3 mm.

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CAPÍTULO 5

PROCESSOS DE SOLDAGEM

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1. Soldagem com Eletrodo Revestido (shielded Metal Arc Welding - SMAW) Princípios Básicos do Processo É a união de metais pelo aquecimento entre um arco elétrico e um eletrodo revestido e o metal de base, na junta a ser soldada. O metal fundido do eletrodo é transferido através do arco até a poça de fusão do metal de base, formando, assim, o metal de solda depositado. O revestimento do eletrodo e as impurezas do metal de base formam uma escória que flutua para a superfície e cobre o depósito, protegendo esse depósito da contaminação atmosférica e também controlando a taxa de resfriamento. Da alma metálica do eletrodo (arame) e do revestimento vem o metal de adição que, em alguns casos, é constituído de pó de ferro e elemento de liga.

Devido à simplicidade do equipamento, à resistência e qualidade das soldas e do baixo custo, este processo de soldagem é o mais usado de todos. Ele tem grande flexibilidade e solda a maioria dos metais numa faixa grande de espessuras. A soldagem com esse processo pode ser feita em quase todos os lugares, e em condições extremas. Em fabricação industrial, edifícios, navios, carros, caminhões, comportas e outros conjuntos soldados, usam extensivamente a soldagem com eletrodo revestido. Equipamentos de Soldagem O processo de soldagem com eletrodo revestido em geral é operado manualmente. O equipamento é mostrado na figura acima e consiste de uma fonte de energia, cabos de ligação, um porta-eletrodo (alicate de eletrodo), um grampo (conector de terra) e o eletrodo.

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a) Fonte de Energia: o suprimento de energia pode ser tanto de corrente alternada como corrente

contínua com eletrodo negativo (polaridade direta), ou corrente contínua com eletrodo positivo (polaridade inversa), dependendo das exigências do serviço:

Corrente contínua - polaridade direta: a peça é ligada ao pólo positivo e o eletrodo ao

negativo. A peça será a parte mais quente. Corrente contínua – polaridade inversa: eletrodo positivo e peça negativa. O eletrodo será a

parte mais quente.

Tipos e Funções de Consumíveis – Eletrodos No processo de soldagem com eletrodo revestido, o eletrodo tem várias funções importantes. Estabelece o arco e fornece o metal de adição para a solda. O revestimento do eletrodo também tem funções importantes na soldagem. Podemos classificá-las em funções elétricas, físicas e metalúrgicas. a) Funções Elétricas

Isolamento: o revestimento é um mau condutor de eletricidade. Isola a alma do eletrodo, evitando aberturas de arco laterais. Orienta a abertura de arco para locais de interesse.

Ionização: o revestimento contém silicato de Na e K, que ionizam a atmosfera do arco. A atmosfera ionizada facilita a passagem da corrente elétrica, dando origem a um arco estável.

b) Funções Físicas

Fornece gases para a formação da atmosfera protetora das gotículas do metal contra a ação do hidrogênio e oxigênio da atmosfera.

O revestimento funde e depois solidifica sobre o cordão de solda, formando uma escória de material não metálico, que protege o cordão de solda da oxidação pela atmosfera normal enquanto a solda está resfriando.

Proporciona o controle da taxa de resfriamento e contribui no acabamento do cordão. c) Funções Metalúrgicas

Pode contribuir com elementos de liga de maneira a alterar as propriedades da solda. Os eletrodos revestidos são classificados de acordo com especificações da AWS (American Welding Society). Especificações comerciais para eletrodos revestidos podem ser encontradas nas especificações AWS da série AWS A5 (ex.: AWS A5.1).

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Descontinuidades Induzidas pelo Processo

Pode conter quase todo tipo de descontinuidade na soldagem com eletrodo revestido. Abaixo estão listadas algumas descontinuidades mais comuns, que podem ser encontradas quando esse processo é usado. 1) Porosidade – de um modo geral, é causada pelo emprego de técnicas incorretas, pela utilização de

metal de base sem limpeza adequada ou por eletrodo úmido. A porosidade agrupada ocorre às vezes na abertura e fechamento do arco. A técnica de soldagem com um pequeno passe a ré, logo após começar a operação de soldagem permite ao soldador refundir a área de início do cordão, liberando o gás deste e evitando, assim, esse tipo de descontinuidade. A porosidade vermiforme ocorre, geralmente, pelo uso de eletrodo úmido.

2) Inclusões – são provocadas pela manipulação inadequada do eletrodo e pela limpeza deficiente

entre passes. É um problema previsível no caso de projeto inadequado, no que se refere ao acesso à junta a ser soldada.

3) Falta de Fusão – resulta de uma técnica de soldagem inadequada: soldagem rápida ou lenta

demais, preparação inadequada da junta ou do material, projeto inadequado e corrente baixa demais.

4) Falta de Penetração – resulta de uma técnica de soldagem inadequada: soldagem rápida ou lenta

demais, preparação inadequada da junta ou do material, projeto inadequado, corrente baixa demais e eletrodo com diâmetro grande demais.

5) Mordedura, Concavidade e Sobreposição – erros do soldador.

6) Trinca Interlamelar – Ocorre quando o material de base, não suportando tensões elevadas, geradas

pela contração da solda na direção da espessura, trinca-se em forma de degraus, situados em planos paralelos à direção de laminação. Essa descontinuidade não se caracteriza como sendo uma falha do soldador.

7) Trincas na Garganta e Trincas na Raiz – Para serem evitadas, mudanças na técnica de soldagem

ou troca de materiais.

8) Trincas na Margem e Trincas Sob Cordão – são trincas, como veremos, devidas à fissuração a frio. Elas ocorrem um certo tempo depois da execução da solda e, portanto, podem não ser detectadas por uma inspeção realizada imediatamente após a operação de soldagem. Elas ocorrem normalmente enquanto há hidrogênio retido na solda. Como exemplo de fontes de hidrogênio que contribuem para o aparecimento desses tipos de trinca podemos citar: elevada umidade do ar, eletrodos úmidos, superfícies sujas etc.

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Características e Aplicações de Soldagem Um inspetor de soldagem deve ter conhecimento profundo sobre a especificação usada para o serviço, para saber como e quais variáveis afetam a qualidade da solda. É importante para um inspetor de soldagem lembrar que o processo de soldagem com eletrodo revestido tem muitas variáveis a se considerar. Ocasionalmente, vários tipos de eletrodos são usados para uma solda específica. Um inspetor de soldagem deve ter conhecimento profundo sobre a especificação usada para o serviço, para saber como e quais variáveis afetam a qualidade da solda. Usa-se o processo de soldagem com eletrodo revestido para soldar em todas as posições. Ele pode ser usado para a soldagem da maioria dos aços e de alguns dos metais não ferrosos, bem como para deposição superficial de metal de adição, para se obter determinadas propriedades ou dimensões. Numa faixa de 2 mm até 200 mm, ele tem a possibilidade de soldar metal de base, dependendo do aquecimento ou requisitos de controle de distorção e da técnica utilizada. Na soldagem (head input), controlar a energia durante a operação é um fator relevante em alguns materiais, tais como aços temperados e revestidos, aços inoxidáveis e aços de baixa liga, contendo molibdênio. O controle inadequado da energia de soldagem durante a operação, quando requerido, pode, facilmente, causar trincas ou perda das propriedades primárias do metal de base, como a perda de resistência à corrosão em aços inoxidáveis. A taxa de deposição desse processo é pequena se comparada a outros processos de alimentação contínua. A taxa de deposição varia de 1 a 5 kg/h, e depende do eletrodo escolhido. Da habilidade e da técnica do soldador, depende o sucesso do processo de soldagem, pois a manipulação de soldagem é executada por ele.

Citamos aqui os quatros itens que o soldador deve estar habilitado a controlar:

1) Comprimento do arco; 2) Ângulo; 3) Velocidade de deslocamento do eletrodo; 4) Amperagem.

Preparação e Limpeza das Juntas As peças a serem soldadas devem estar isentas de óleo, graxa, ferrugem, tinta, resíduos do exame por líquido penetrante, areia e fuligem do pré-aquecimento a gás por uma faixa de, no mínimo, 20 mm de cada lado das bordas.

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Algumas informações importantes sobre a soldagem do eletrodo revestido estão na figura abaixo:

Soldagem com eletrodo revestido (Shielded metal arc welding – SMAW

Tipo de Operação: Manual Equipamentos: Gerador, transformador,

retificador Custo do Equipamento: 1

Características:

Taxa de deposição: 1 a 5 Kg/h

Espessuras Soldadas: > 2 mm

Posições: Todas

Tipos de juntas: Todas

Diluição: de 10 a 30%

Faixa de corrente: 75 a 300 A

Consumíveis:

Eletrodo revestido de 1 a 6 mm de

diâmetro

Revestimentos de 1 a 5 mm de espessura

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem da maioria dos metais e ligas

empregadas em caldeiras, tubulações, estruturas e revestimentos.

Vantagens:

Baixo custo

Versatilidade

Operação em locais de difícil acesso

Limitações:

Lento, devido à baixa taxa de deposição e

necessidade de remoção de escória

Requer habilidade manual do soldador

Segurança:

O arco elétrico emite radiações visíveis e ultravioleta, risco de choques elétricos, queimaduras e

projeções, (atmosfera protetora)

2. Soldagem a Arco Submerso (submerged Arc Welding - SAW) Fundamentos do Processo A união de metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico (ou arcos), entre um eletrodo nu (ou vários) e o metal de base é a soldagem a arco submerso (SAW). O arco está submerso e coberto por uma camada de material granular fusível, que é conhecido por fluxo; portanto, o regime de fusão é misto: por efeito joule e por arco elétrico. Dispositivos automáticos asseguram a alimentação do(s) eletrodo(s), a uma velocidade conveniente, de tal forma a que sua(s) extremidade(s) mergulhe(m) constantemente no banho de fluxo em fusão. A movimentação do arame em relação à peça faz progredir, passo a passo, o banho de fusão que se encontra sempre coberto e protegido por uma escória que é formada pelo fluxo de impurezas. Sua alta penetração é uma vantagem da soldagem a arco submerso. A taxa de deposição alta também reduz a energia total de soldagem da junta. Soldas que necessitam de vários passes no processo de soldagem com eletrodo revestido podem ser depositadas, num só passe, pelo processo a arco submerso. A figura abaixo mostra esse processo.

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O soldador ou manipulador de solda não necessita de capacete ou máscara de proteção nesse processo de soldagem. Tendo em vista que não pode ver através do fluxo, tem dificuldade em acertar a direção do arco quando se perde o curso. O processo de soldagem a arco submerso tem flexibilidades limitadas, devido ao fato de o arco estar oculto da vista e requerer um sistema de locação de curso. Mas isso é compensado por outras vantagens, tais como: 1) Alta qualidade e resistência da solda; 2) Taxa de deposição e velocidade de deslocamento extremamente altas; 3) Nenhum arco de soldagem visível, minimizando requisitos de proteção; 4) Pouca fumaça; 5) Facilmente automatizável, reduzindo a necessidade de operadores habilidosos.

Uma faixa ampla de espessuras e a maioria dos aços ferríticos e austeníticos são soldados pelo processo a arco submerso. Na soldagem de chapas espessas de arcos, como, por exemplo, vasos de pressão, tanques, tubos de diâmetros grandes e vigas está uma utilidade do processo de soldagem a arco submerso. Equipamentos de Soldagem A alimentação de eletrodo nu e o comprimento do arco são controlados pelo alimentador de arame e pela fonte de energia na soldagem a arco submerso que é um processo automático ou semi-automático.. No processo automático, um mecanismo de avanço alimenta tanto o alimentador de fluxo como a peça, e normalmente um sistema de recuperação do fluxo re-circula o fluxo granular não utilizado.

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Fontes de energia para soldagem a arco submerso pode ser uma das seguintes: 1) Uma tensão variável de gerador CC ou retificador. 2) Uma tensão contínua de gerador CC ou retificador. 3) Um transformador de CA. A maioria dos processos de soldagem é feita numa faixa de 400 a 1500A. Essas fontes de energia fornecerão as altas correntes de trabalho. O melhor controle do formato do cordão de solda, da profundidade de penetração e da velocidade de soldagem é feito com corrente contínua (CC). Corrente contínua, polaridade direta, é melhor para a estabilidade do arco, e o resultado é o melhor controle do formato do cordão de solda. Taxas de deposição mais altas são obtidas também com corrente contínua, polaridade direta, mas de baixa penetração nesta situação. Os eletrodos de soldagem a arco submerso têm usualmente composição química muito similar à composição do metal de base. A composição química da solda é alterada por fluxos da soldagem a arco submerso que também influenciam em suas propriedades mecânicas. As características do fluxo são similares às dos revestimentos usados no processo SMAW. A seguir estão os diferentes tipos de fluxos: a) Fundido; b) Aglutinado; c) Aglomerado; d) Mecanicamente misturado. Fatores como as relações químicas do metal de base com elementos do eletrodo e do fluxo e elementos de liga adicionados por intermédio do fluxo, alteram a composição da solda. Controle do Processo Para que se tenha domínio sobre a técnica da soldagem a arco submerso é preciso seguir as observações importantes a seguir: a) a utilização de eletrodo de alto MN, com fluxo também de alto Mn, resulta em solda sem porosidade.

Implica, porém, metal de solda com excesso de Mn na sua composição química, e com dureza elevada. Eletrodo de baixo Mn, com fluxo de baixo Mn resulta em solda com porosidade. As soldas com dureza elevada – excesso de Mn – não apresentam porosidade, mas sim trincas. Essas normalmente não aparecem logo depois da soldagem, e são de difícil detecção. O ideal é o uso de eletrodo de alto (baixo) Mn com fluxo de baixo (alto) Mn.

b) tensão de soldagem maior conduz a um maior comprimento do arco elétrico. A quantidade de material que se funde é maior.

c) fluxos de alto ou médio teor de Mn, acompanhados de descontroles da tensão de alimentação da

máquina produzem pontos de solda com excessos de Mn. São os pontos duros ou “hard spots”. Podemos ter também uma solda dura, de ponta a ponta, ou “hard weld”.

Características e Aplicações de Soldagem Podemos usar a soldagem a arco submerso para muitas aplicações industriais, que incluem fabricação de navios, fabricação de elementos estruturais, etc. Também pode ser usado para soldar seções finas, bem como seções espessas (5 mm até acima de 200 mm). É usado principalmente nos aços carbono de baixa liga e aços inoxidáveis. Ele não é adequado a todos os metais e ligas.

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Listamos a seguir as várias classes de metal de base que podem ser soldados por esse processo: 1) Aço carbono com até 0,29% C. 2) Aços carbono tratados termicamente (normalizados ou temperados – revestidos). 3) Aços de baixa liga, temperados e revestidos, com limite de escoamento até 700 mpa (100.000psi). 4) Aços cromo molibdênio (1/2% a 9% Cr e ½% a 1% Mo). 5) Aços inoxidáveis austeníticos. 6) Níquel e ligas de níquel. A maior parte das soldagens a arco submerso é feita na posição plana.

Para se ter boa ductibilidade, alta tenacidade ao entalhe, contêm baixo nitrogênio, alta resistência à

corrosão, e propriedades que são, no mínimo, iguais àquelas encontradas no metal de base, as soldas são executadas usualmente com esse processo.

Executamos soldas de topo, em ângulo, de tampão, e também fazemos disposições superficiais no metal de base por esse processo. Na soldagem de juntas de topo com raiz aberta, um cobre junta é utilizado para suportar o metal fundido. Na soldagem de revestimento, para prover de propriedades desejadas uma superfície, por exemplo, resistência à corrosão ou erosão, o metal de adição usado é normalmente uma fita. Quando se usam processos automáticos com vários arcos conjugados, a taxa de deposição pode variar de 0,5 kg/h, usando processos semi-automáticos, até o máximo aproximado de 85 kg/h. Preparação e Limpeza da Junta Na soldagem a arco submerso a limpeza da junta e o alinhamento da máquina com a junta são particularmente importantes. No que se refere à limpeza, qualquer resíduo de contaminação não removido pode redundar em porosidades e inclusões. Prevalecem, portanto, para soldagem a arco submerso, todas as recomendações feitas para soldagem com eletrodo revestido, quais sejam:

As peças a serem soldadas devem estar isentas de óleo, graxa, ferrugem, resíduos do exame por líquido penetrante, areia e fuligem do pré-aquecimento a gás, em uma faixa de no mínimo 20 mm de cada lado das bordas.

As irregularidades e escória do oxicorte devem ser removidas no mínimo por esmerilhamento.

Os depósitos de carbono, escória e cobre resultantes do corte com eletrodo de carvão devem

ser removidos. A falta de penetração e falta de fusão na raiz é resultado do alinhamento incorreto da máquina e da junta. Se a soldagem é com alto grau de restrição, trincas também podem surgir devido ao alinhamento defeituoso. Descontinuidades Induzidas pelo Processo Na soldagem a arco submerso, a exemplo da soldagem com eletrodo revestido, pode ocorrer todo tipo de descontinuidade, pelo menos as mais comuns. Vejamos alguns aspectos principais:

Falta de Fusão – pode ocorrer no caso de um cordão espesso executado em um único passe ou soldagens muito rápidas, ou seja, nos casos de baixa energia de soldagem.

Falta de Penetração – quando acontece, é devida a um alinhamento incorreto da máquina de

solda com a junta a ser soldada.

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Inclusões de Escória – podem ocorrer quando a remoção de escória, na soldagem em vários

passes, não for perfeita. Devemos cuidar para que toda a escória seja removida, atentando ao fato de que existem regiões onde essa operação é mais difícil. Exemplo: a região entre passes e aquela entre o passe e o chanfro executado no metal de base.

Mordeduras – acontecem com certa freqüência na soldagem a arco submerso, quando a

soldagem se processa rapidamente.

Porosidade – ocorre com freqüência, tendo como causas principais a alta velocidade de avanço da máquina e o resfriamento rápido da solda. São bolhas de gás retidas sob a escória. Podemos eliminar a porosidade mudando a granulação (finos em maior quantidade) ou a composição do fluxo. Outros meios de evitar porosidade são: limpeza adequada da junta, diminuição da velocidade de avanço da máquina e utilização de arames com maior teor de desoxidantes.

Trincas – na soldagem a arco submerso podem ocorrer trincas em temperaturas elevadas ou

baixas. Trincas de Cratera ocorrem normalmente na soldagem a arco submerso, a não ser que o operador tenha uma perfeita técnica de enchimento de cratera. Na prática, utilizamos chapas apêndices (run off tabs) para deslocar o início e o fim da operação de soldagem para fora das peças que estão sendo efetivamente soldadas. Trincas na Garganta ocorrem em pequenos cordões de solda entre peças robustas. São típicas de soldagem com elevado grau de restrição. Trincas na Margem e Trincas na Raiz muitas vezes ocorrem algum tempo depois da operação de soldagem, e nesse caso são devidas ao hidrogênio. Freqüentemente a causa é umidade no fluxo.

Duplas laminações, lascas e dobras no metal de base podem conduzir a trincas na soldagem a arco submerso. Tais descontinuidades apresentam-se sob a forma de entalhes, e tendem a iniciar trincas no metal de solda. Duplas laminações, associadas às altas tensões de soldagem podem redundar em trinca interlamelar. Condições de Proteção Individual Como o arco é submerso, invisível, a soldagem é normalmente executada sem fumaças, projeções e outros inconvenientes comumente verificados em outros processos de soldagem a arco elétrico. Necessitamos de capacete e outros dispositivos de proteção, a não ser dois óculos de segurança que devem ser escuros, para proteção contra clarões no caso de, inadvertidamente, ocorrer abertura de arco sem fluxo de cobertura.

Precisamos cuidar por uma ventilação adequada no local de soldagem, especialmente no caso de áreas confinadas. O operador e outras pessoas relacionadas à operação do equipamento de soldagem devem estar familiarizados com as instruções de operação do fabricante. Particular atenção deve ser dada às informações de precaução contidas no manual de operação.

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Na figura abaixo algumas informações importantes sobre a soldagem a arco submerso.

Soldagem a arco submerso (Submerged arc welding – SAW)

Tipo de Operação: Automática Equipamentos: Gerador, transformador,

retificador

- Silo de fluxo – Aspirador

Cabeça de soldagem: constituída de painel,

alimentação de arame e alimentação elétrica.

Custo do Equipamento: 10

Soldagem com eletrodo revestido = 1

Características:

Taxa de deposição:

Arame = 6 a 15 kg/h // Fita = 8 a 20 kg/h

Espessuras soldadas: > 5 mm

Posições: Plana, horizontal em ângulo

Tipos de juntas: de topo e em ângulo

Diluição:

Arame = 50 a 80% // Fita = 5 a 20%


Consumíveis:

Arame

Fita

Fluxo

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem dos aços carbono de baixa liga na

fabricação de vasos de pressão, tubos, com costura e tanques de armazenamento. Revestimentos

resistentes à abrasão, erosão e corrosão.

Vantagens:

Taxa de deposição

Bom acabamento

Soldas com bom grau de compacidade

Limitações:

Requer ajuste preciso das peças

Limitado para posições plana e

horizontal

A tenacidade ao entalhe das soldas pode

ser baixa

Segurança: Poucos problemas. O arco é encoberto pelo fluxo

3. Soldagem TIG (Gas Tungsten ARC Welding – GTAW) Fundamentos do Processo A união de metais pelo aquecimento destes com um arco entre um eletrodo de tungstênio não consumível e a peça, caracterizam a Soldagem TIG. Com um gás inerte ou mistura de gases inertes, que tem a função de transmitir corrente elétrica quando ionizados, consegue-se proteção durante o processo de soldagem. Pode ser feita com ou sem metal de adição. Quando é feita com metal de adição, ele não é transferido através do arco, mas fundido pelo arco. O eletrodo que conduz a corrente é um arame de tungstênio ou liga deste metal.

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Mostramos esquematicamente este processo na figura a seguir.

Como gás remove o ar, eliminando nitrogênio, oxigênio e hidrogênio de contato com metal fundido e com o eletrodo de tungstênio aquecido, a área do arco fica toda protegida da contaminação atmosférica por esse gás que flui do bico da pistola. Não existe quase que nada de salpico de fumaça. A camada da solda é suave e uniforme, requerendo pouco ou nenhum acabamento posterior. É o mais lento dos processos manuais. Não há nenhuma escoria e o processo pode ser usado em todas as posições. A soldagem TIG pode ser usada para executar soldas de alta qualidade na maioria dos metais e ligas. Não há nenhuma escoria e o processo pode ser usado em todas as posições. Equipamento de Soldagem É usualmente um processo manual mas pode ser mecanizado e até mesmo automatizado. O equipamento necessita ter:

1. Um porta eletrodo com passagem de gás e um bico para direcionar esse gás protetor ao redor do

arco e um mecanismo de garra para energizar e conter de tungstênio, denominado pistola; 2. Um suprimento de gás protetor;

3. Um fluxímetro e regulador de pressão de gás;

4. Uma fonte de energia;

5. Um suprimento de água de refrigeração, se a pistola é refrigerada a água.

O que mais afeta nesse processo são as variáveis elétricas (corrente, tensão e características da fonte de energia). Afetam na quantidade, distribuição e no controle de calor produzido pelo arco e também desempenham um papel importante na estabilidade do arco e na remoção do óxido refratário da superfície de alguns metais.

Os eletrodos de tungstênio usados na soldagem TIG são de várias classificações e os seus requisitos são dados na norma AWS 5.12.

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São eles: 1) Tungstênio puro (EWP); 2) Tungstênio 1,0 ou 2% de tório (EWTh. 1, EWTh. 2); 3) Tungstênio com 0,15 a 0,4% de Zircônio (EWZr); 4) Eletrodo de tungstênio com 2% de tório em todo o seu comprimento (EWTh. 3). A adição de tório e zircônio ao tungstênio, permite a este emitir elétrons mais facilmente quando aquecido. Mostramos ilustradamente na figura a seguir o equipamento necessário para o processo TIG:

Tipos de funções de Consumíveis: Metais de adição e Gases Existe grande variedade de metais e ligas estão disponíveis para utilização como metais de adição no processo de soldagem TIG. Utilizados normalmente, os metais de adição são similares ao metal que está sendo soldado. O argônio, o hélio ou mesmo uma mistura dos dois gases, são mais comumentes usados como gases de proteção para a soldagem TIG. O argônio é muitas vezes preferido em relação ao hélio porque apresenta várias vantagens: a) O arco age mais suavemente e sem turbulências; b) A tensão é menor no arco para uma dada corrente e comprimento do arco; b) Na soldagem de materiais como alumínio e magnésio, sem corrente alternada, há mais ação de

limpeza c) Maior disponibilidade com menor custo; d) Menor vazão de gás para uma boa proteção; e) Melhor resistência e corrente de ar transversal; f) A iniciação do arco é mais fácil

Por outro lado, o hélio usado como gás protetor, resulta em tensão de arco mais alto para um dado comprimento e corrente em relação a argônio, produzindo mais calor, e assim é mais efetivo para soldagem de materiais espessos ( especialmente metais de alta condutividade como o alumínio). Entretanto, visto que a densidade do hélio é menor que a d argônio, usualmente são necessárias mais vezes de gás para se obter um bom arco e uma proteção adequada da poça do arco.

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Características e Aplicações de Soldagem Devido ao excelente controle da fonte de calor a soldagem TIG é um processo bastante adequado para espessuras finas. A fonte de calor e o metal de adição são controlados separadamente. O processo pode ser aplicado em locais que não necessitam de metal de adição. Por esse processo pode-se também unir paredes espessas de chapas de tubos de aço e ligas metálicas. Solda tubos de metais ferrosos e não ferrosos. Solda freqüentemente passes de raiz de tubulações de aço carbono e aço inoxidável, especialmente aquelas de aplicações críticas. É um processo de soldagem com alto custo inicial e baixa produtividade, mas compensado pela possibilidade de se soldar muitos tipos de metais, de espessuras e em posições possíveis por outros processos, bem como pela obtenção de soldas de alta qualidade e resistência. O processo possibilita soldar alumínio, magnésio, titânio, cobre e aços inoxidáveis, como também metais de soldagem difícil e outros de soldagem relativamente fácil como os aços de carbono. Dependendo da corrente de soldagem e da habilidade do soldador, alguns metais podem ser soldados em todas as posições. Usamos corrente alternada ou contínua na soldagem TIG. Com a corrente contínua usa-se polaridade direta ou inversa. Eletrodos menores podem ser usados, visto que a polaridade direta produz o mínimo de aquecimento no eletrodo e o máximo de aquecimento no metal de base, obtendo-se profundidade de penetração ainda maior do que a obtida com polaridade inversa ou com corrente alternada. Devemos optar por uma situação que leve ao aquecimento mínimo do metal de base, quando se deseja baixa penetração como na soldagem de chapas finas de alumínio. É conveniente lembrar que a soldagem Tig, para ser bem sucedida, a respeito das vantagens citadas, requer uma limpeza excepcional das juntas a serem soldadas e um treinamento longo do soldador. O que se deve ter em mente é o ângulo do cone da ponta do eletrodo de tungstênio, pois a coincidade afeta a penetração da solda. Se o ângulo do cone for diminuído( ponta mais aguda) a largura do cordão tende a reduzir-se e a penetração aumenta. Contudo, se a conta tornar-se aguda demais a intensidade da corrente aumenta na ponta, e a extremidade desta pode atingir temperaturas superiores ao ponto de fusão do eletrodo quando então irá se desprender do eletrodo e fazer da poça de fusão, constituindo após sua solidificação numa inclusão de tungstênio da solda. Na soldagem TIG a faixa de espessura(dependendo do tipo de corrente, tamanho do eletrodo, diâmetro do arame, metal de base e gás escolhido) vai de 0,1 mm a 50 mm. Quando a espessura excede 5 mm, precauções devem ser tomadas para controlar o aumento de temperatura, na soldagem multipasse. A taxa de deposição, dependendo dos mesmos fatores listados para a espessura, pode variar de 0,2 a 1,3 kg/h. Preparação e Limpeza das Juntas Na soldagem TIG a preparação e limpeza das juntas, requer todos os cuidados exigidos para a soldagem com eletrodo revestido:

A limpeza do chanfro e bordas deve ser ao metal brilhante, numa faixa de 10 mm pelos lados externos e internos

Quando da deposição da raiz da solda, deve ser empregada a proteção por meio de gás inerte, pelo outro lado da peça.

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Descontinuidades Induzidas pelo Processo A maior parte das descontinuidades listadas para os outros processos de soldagem pode ser encontrada na soldagem TIG. É importante saber que:

Falta de Fusão – usando uma técnica de soldagem inadequada, pode ocorrer. A penetração do arco na soldagem TIG é relativamente pequena. Por esta razão para a soldagem TIG devem ser especificadas juntas adequadas ao processo.

Inclusões de Tungstênio – podem resultar de um contato acidental do eletrodo de tungstênio com a poça de fusão: a extremidade quente do eletrodo pode fundir-se transformando-s numa gota de tungstênio que é transferida à poça de fusão, produzindo assim um inclusão de tungstênio na solda. A aceitabilidade ou não dessas inclusões depende do código que rege o serviço que está sendo executado.

Porosidade – pode ocorrer devido a uma limpeza inadequada do chanfro ou impurezas contidas no metal de base.

Trincas –Trincas longitudinais ocorrem em depósitos feitos em alta velocidade. Trincas de cratera, na maior parte das vezes, são devidas a correntes de soldagem impróprias. As trinca devidas ao hidrogênio (fissuração a frio), quando aparecem, são decorrentes de umidades no gás inerte. Na soldagem TIG normalmente são devidas à fissuração a quente.

Condições de Proteção Individual Na soldagem TIG a quantidade de irradiação ultravioleta liberada é bastante grande. Parte da peça diretamente expostas a tais radiações queimam-se rapidamente, o que exige precações: a proteção da vista é fundamental. Outro aspecto dessas radiações é sua capacidade de decompor solventes, com a liberação de gases bastante tóxicos. Por isso, em ambientes confinados, devemos cuidar para que não haja solventes nas imediações.

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A figura abaixo contém algumas das informações importantes da soldagem TIG.

Soldagem TIG (Gas Tungsten Arc Welding – GTAW)

Tipo de Operação: Manual ou Automática Equipamentos: Retificador, gerador, transformador,

pistola

- Cilindros de gases – equipamentos de

deslocamento automático

Custo do Equipamento: 1,5 (manual) a 10

(automático)

(soldagem com eletrodo revestido = 1)

Características:

Taxa de deposição: 0,2 a 1,3 Kg/h

Espessuras Soldadas: 0,1mm a 50 mm

Posições: Todas


Diluição:

Com material de adição = 2 a 20%

Sem material de adição = 100%


Consumíveis:

Vareta

Gases

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem do primeiro passe de tubulações de

aços liga, aços inoxidáveis e ligas de níquel, soldagem de equipamentos de Al, Ti e ligas de níquel,

soldagem de tubos ao espelho de permutadores de calor, soldagem de internos e reatores de uréia em

aço inoxidável e Ti.

Vantagens:

Produz as soldas de melhor qualidade

Limitações:

Baixa taxa de deposição

Requer soldadores capacitados

Segurança:

Emissão intensa de radiação ultravioleta.

4. A Soldagem MIG/MAG (Gás Metal Arc Welding – GMAW) Fundamentos do Processo A soldagem MIG/MAG necessita do calor de um arco elétrico entre um eletrodo alimentado de maneira contínua e o metal de base. Esse calor funde o final do eletrodo e a superfície do metal de base para formar a solda. A proteção do arco e da poça de solda fundida vem inteiramente de um gás alimentado externamente, o qual pode ser inerte, ativo ou uma mistura destes. Dependendo do gás, poderemos ter os seguintes processos:

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Processo MIG (metal inert gás): injeção de gás inerte.

O gás pode ser: - argônio - hélio - argônio + 1% de O2 - argônio + 3% de O2

Processo MAG (metal active gás): injeção de gás ativo ou mistura de gases que perdem a característica de inertes. Quando parte do metal de base é oxidado. Os gases utilizados são:

- CO2 - CO2 + 5 10% de O2

- argônio + 15 a 305 DE co2 - argônio + 5 a 15% de O2 - argônio + 25 a 30% de N2 Na figura a seguir mostramos como o processo de soldagem MIG/MAG funciona.

Neste processo de soldagem não se forma escórias como nos processos de soldagem com eletrodo revestido e soldagem a arco submerso, não formam no processo de soldagem MIG/MAG, porque nesse processo não se usa fluxo. Entretanto, um filme vítreo (com aspecto de vidro) de sílica se forma de eletrodos de alto silício, o qual deve ser tratado como escória. A soldagem MIG/MAG é um processo bastante versátil. As maiores vantagens são: a) Taxa de deposição maior que a da soldagem com eletrodo revestido. b) Menos gás e fumaça na soldagem. c) Alta versatilidade. d) Larga capacidade de aplicação e) Solda uma faixa ampla de espessura e materiais.

A soldagem MIG/MAG, pode ser semi-automática ou automática. No processo semi-automático o eletrodo é alimentado automaticamente através de uma pistola, o soldador controla a inclinação e a distância da pistola da peça, bem como a velocidade de deslocamento e a manipulação do arco. Para aplicações de revestimento superficial podemos usar a soldagem MIG/MAG.

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Equipamento de Soldagem O equipamento de soldagem MIG/MAG consiste de uma pistola de soldagem, um suprimento de energia, um suprimento de gás de proteção e um sistema de acionamento de arame. O equipamento básico necessário ao processo de soldagem MIG/MAG é mostrado na figura a seguir:

A pistola contém um tubo de contato para transmitir a corrente de soldagem para o eletrodo e um bico de gás para direcionar o gás protetor. O alimentador de arame é composto de um pequeno motor de corrente contínua e de uma roda motriz. O escoamento do gás protetor é regulado pelo fluxímetro e regulador redutor de pressão. Eles possibilitam fornecimento de gás para o bico da pistola. A maior parte das aplicações da soldagem MIG/MAG requer energia corrente contínua e polaridade inversa. Nesta situação tem-se um arco mais estável, transferência estável, salpico baixo e cordão de solda de boas características. Corrente contínua polaridade direta não é usada freqüentemente, e corrente alternada nunca é utilizada para este processo. Processos de Transferência de Metal Quatro são as maneiras pelos quais o processo de soldagem MIG/MAG pode depositar solda em uma junta:

Por transferência globular – ocorre com uma corrente baixa em relação ao tamanho do eletrodo. O metal se transfere do eletrodo para a peça como glóbulos, cada um maior em diâmetro que o eletrodo. Os glóbulos se transferem para a poça sem muita direção, e o aparecimento de salpico é bem evidente.

Por transferência por spray ou por pulverização axial – ocorre com correntes altas. O metal

de adição fundido se transfere, através do arco, como gotículas finas. Com a transferência por spray, a taxa de deposição pode chegar a 10 kg/h. Essa taxa de deposição, entretanto, restringe o método à posição plana, e dá origem a outro problema, que é a possibilidade de ocorrência da falta de fusão devido ao fato de o jato metálico ser dirigido a regiões que não tenham sido suficientemente aquecidas.

Por transferência por curto-circuito – pode requerer uma fonte de energia especial. A fusão

inicia-se globularmente, e a gota vai aumentando de tamanho até tocar a poça de fusão, produzindo um curto-circuito e extinguindo o arco. Sob a ação de determinadas forças a gota é transferida para a peça. Esse processo permite soldagem em todas as posições, e é um processo de energia relativamente baixo, o que restringe seu uso para espessuras maiores.

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Por soldagem a arco pulsante – mantém um arco de corrente baixa como elemento de fundo e

injeta sobre essa corrente baixa pulsos de alta corrente. A transferência do metal de adição é pelo jato de gotículas durante esses pulsos. Essa característica da corrente de soldagem faz com que a energia seja menor, o que torna possível a soldagem na posição vertical pelo uso de arames de diâmetros grandes.

A maior parte das soldagens MIG/MAG por spray é feita na posição plana. A soldagem MIG/MAG por arco pulsante – e por transferência por curto-circuito – são adequadas em todas as posições. Quando a soldagem é feita na posição sobrecabeça são usados eletrodos de diâmetros pequenos, com o método de transferência por curto-circuito. A transferência por spray pode ser usada com corrente contínua pulsada. Tipos de Funções dos Consumíveis (gases e eletrodos) Em soldagem MIG/MAG a principal finalidade do gás protetor, é proteger a solda da contaminação atmosférica. O gás protetor também influi no tipo de transferência, na profundidade de penetração e no formato do cordão. Usamos para soldagem da maioria dos metais não ferrosos, os gases protetores argônio e hélio. O CO2 é largamente usado para a soldagem de aços doces. Quando da seleção de um gás protetor o fator mais importante a se ter em mente é que quanto mais denso o gás, mais eficiente é a sua proteção ao arco. A soldagem MIG/MAG, têm elementos desoxidantes, como silício e manganês em percentuais determinados. Os eletrodos para a soldagem MIG/MAG são similares ou idênticos na composição dos outros processos de soldagem que utilizam eletrodos nus. As composições do eletrodo e dos metais de base devem ser tão similares quanto possível sendo que, especialmente para o processo MIG/MAG deve ser levado em conta o acréscimo de elementos desoxidantes, como regra. Para se ter informações sobre os eletrodos, consultar as especificações AWS A5.9, A5.10 e A5.18. Comportamento da Atmosfera Ativa no Processo MAG Por atmosfera ativa entende-se a injeção de gás de proteção ativa, ou seja, com capacidade de oxidar o metal durante a soldagem. Para facilitar o raciocínio sobre os fenômenos envolvidos tomemos como exemplo a injeção de dióxido de carbono (CO2). Ver figura a seguir.

Injeção de gás ativo

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O dióxido de carbono injetado no gás de proteção, ao dissociar-se em monóxido de carbono e oxigênio (CO2 CO + 1/2 O2), propicia a formação do monóxido de ferro > Fe + ½ O2 FeO. O monóxido de ferro (FeO), por sua vez, difunde-se e dissolve-se na poça de fusão mediante a reação: FeO + C Fe + CO. Pode ocorrer que não haja tempo para a saída do monóxido de carbono da poça de fusão, o que provocará poros ou porosidade no metal de solda. Adicionando elementos desoxidantes, como o manganês, o problema é resolvido. O manganês reage com o óxido de ferro, dando origem ao óxido de manganês, o qual, não sendo gás, vai para a escória (FeO + Mn Fe + MnO). O manganês deve ser adicionado em quantidades compatíveis com o FeO formado. Mn em excesso fará com que parte dele se incorpore à solda, implicando maior dureza da zona fundida, com maior probabilidade de ocorrência de trincas. Em síntese, ocorrem as seguintes reações:

Na atmosfera ativa: CO2 CO + ½ O2 Fe + ½ O2 FeO

Quando da transformação líquidos/sólidos: FeO + C Fe + CO

Com a adição de elementos desoxidantes: FeO + Mn Fe + MnO (o Mn vai para a escória).

É sempre conveniente atentarmos aos seguintes detalhes na soldagem com atmosfera ativa (processo MAG e todos os outros com atmosfera ativa):

Na medida em que a velocidade de solidificação aumenta torna-se maior a possibilidade de ocorrência;

A oxidação pode ser causa de poros e porosidades. A desoxidação em excesso, ao aumentar a resistência mecânica à atração da solda, aumenta sua temperabilidade. O risco de ocorrência de trincas será maior.

O elemento desoxidante é adicionado na soldagem MAG mediante o uso de um arame especial, contendo maior teor de desoxidante. Além do Mn são também elementos desoxidantes: Si, V e Ti. Características e Aplicações de Soldagem Com procedimentos apropriados, a soldagem MIG/MAG produz soldas de alta qualidade. Como não é utilizado um fluxo, a possibilidade da inclusão de escória semelhante ao processo eletrodo revestido ou arco submerso é mínima, podendo, por outro lado, ocorrer a inclusão de uma escória vítrea, característica do processo se a limpeza interpasse não for feita de maneira adequada. Hidrogênio na solda é praticamente inexistente. A soldagem MIG/MAG é um processo de soldagem para todas as posições, dependendo do eletrodo ou gás (ou gases) usado(s). Pode soldar a maioria dos metais e ser utilizado inclusive para a deposição de revestimentos superficiais. Tem capacidade para soldar espessuras maiores de 0,5mm por transferência por curto-circuito. A taxa de deposição pode chegar a 15 kg/h, dependendo do eletrodo, modo de transferência e gás usado.

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Descontinuidades Induzidas pelo Processo As seguintes descontinuidades podem ocorrer no processo MIG/MAG:

Falta de fusão – pode acontecer na soldagem MIG/MAG com transferência por curto-circuito. Ocorre também com transferência por spray ou pulverização axial, quando utilizamos correntes baixas.

Falta de penetração – sua ocorrência é mais provável com a transferência por curto-circuito.

Inclusões de escória – o oxigênio contido no próprio metal de base, ou aquele que, durante a soldagem, tem condições deficientes de proteção, forma óxidos na poça de fusão. Na maior parte das vezes esses óxidos flutuam na poça de fusão, mas ficam aprisionados sob o metal de solda, dando origem à inclusão de escória.

Lascas, dobras, duplas laminações e trincas interlamelares – podem vir à tona ou surgir em

soldas com alto grau de restrição.

Mordedura – quando ocorrem, são devidas à inabilidade do soldador.

Poros e porosidade – como já vimos, poros e porosidade são causados por gás retido na solda. Na soldagem MIG/MAG verifica-se o seguinte mecanismo: o gás de proteção injetado sem a observância de determinados requisitos técnicos pode deslocar a atmosfera que o envolve, que contém oxigênio e hidrogênio. O oxigênio e o hidrogênio da atmosfera podem dissolver-se na poça de fusão, dando origem a poros e porosidade no metal da solda.

Sobreposição – pode acontecer com a transferência por curto-circuito.

Trincas – podem ocorrer trincas em soldagem com técnica deficiente. Por exemplo: uso de

metal de adição inadequado.

Condições de Proteção Individual

A emissão de radiação ultravioleta na soldagem MIG/MAG é muito grande. Existe também o problema de projeções metálicas. O soldador deve usar os equipamentos convencionais de segurança, tais como: luvas, macacão, óculos para proteção da vista etc. Na soldagem em áreas confinadas, não se esquecer da necessidade de uma ventilação forçada, bem como de remover da área recipientes contendo solventes que possam se decompor em gases tóxicos, por ação dos raios ultravioleta.

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A figura abaixo contém algumas informações importantes sobre a soldagem MIG/MAG.

Soldagem MIG/MAG (Gas Metal Arc Welding – GMAW)

Tipo de Operação: Semi automática e automática Equipamentos: Retificador, gerador, pistola,

cilindros de gás, unidades de alimentação de

arame, unidades de deslocamento (automático)

Características:

Taxa de deposição:

Arame = 1 a 15 kg/h

Espessuras soldadas:

curto-circuito: 0,5 mm

Pulver-axial: 6 mm

Posições: Todas


Diluição: 10 a 30%


Consumíveis:

Arame: 0,5 a 1,6mm

Gases: Argônio

Hélio

CO2

Misturas: A+CO2

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem dos de tubulações e internos de

vasos de pressão, soldagem de estruturas metálicas.

Vantagens:

Alta taxa de deposição

Baixo teor de hidrogênio combinado com

alta energia

Limitações:

Limitado à posição plana, exceto na

transferência por curto-circuito ou por

arco pulsante

Risco de ocorrência de falta de fusão

Segurança:

Grande emissão de radiação ultravioleta e projeções metálicas

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5. Soldagem por Eletro-Escória (Electroslag Welding – ESW)

Fundamentos do Processo A soldagem por eletro-escória não é um processo de soldagem a arco, pois nele o arco é usado apenas para dar início ao processo de soldagem, onde uma escória fundida funde o metal de adição e o metal de base. A escória protetora da poça de fusão acompanha a soldagem. O processo começa pela abertura de um arco elétrico entre o eletrodo e a base da junta. Fluxo granulado é acrescido e fundido pelo calor do arco. Quando uma camada espessa de escória se forma, toda a ação do arco cessa, e a corrente de soldagem passa do eletrodo, através da escória, por condução elétrica. O calor é gerado pela resistência da escória fundida à passagem da corrente de soldagem, e é suficiente para fundir o eletrodo e as faces do chanfro. O eletrodo fundido (e tubo-guia, se é usado) e o metal de base fundido formam a solda abaixo do banho de escória fundida). O processo eletro-escória é automático. A figura abaixo nos mostra o processo.

Equipamento de Soldagem O equipamento básico necessário a ele é constituído de:

Fonte de energia; Alimentador de arame e oscilador; Tubo-guia e eletrodo; Deslocador (não precisa se o guia é consumível); Sapata de retenção (sapata de moldagem); Controles de soldagem; Cabos de conexão elétrica; Isolantes.

Há necessidade de se colocar uma chapa apêndice para o início da soldagem, pois o processo, na sua fase inicial, é instável, com conseqüentes prejuízos à qualidade da solda. Esse apêndice é descartado posteriormente. Para o avanço vertical da soldagem usa-se, normalmente, sapatas de retenção, que podem ser refrigeradas a água. (Ver figura na página a seguir). Essas sapatas são usualmente feitas de cobre.

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As sapatas de retenção servem para conter tanto o metal de solda fundido como o fluxo fundido. A superfície da solda é moldada pelo contorno ou formato das sapatas, enquanto a poça de fusão se move para cima, na junta. Conforme vai ocorrendo a solidificação, impurezas metálicas flutuam para cima do metal fundido através da escória. Fontes de energia para o processo de soldagem eletro-escória são do tipo transformador-retificador de tensão constante, que operam na faixa de 450 a 1000A. Elas são similares às usadas nos processos de soldagem a arco submerso. A tensão mínima em circuito aberto da fonte de energia deve ser de 60 v. É requerida uma fonte de energia separada para cada eletrodo. A figura a seguir mostra, esquematicamente, uma instalação típica de soldagem eletro-escória.

O motor de alimentador do arame e o sistema de controle de soldagem são os mesmos usados para a soldagem MIG/MAG ou de outro processo que utilize arame consumível.

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Podemos tratar a corrente de soldagem e a taxa de alimentação do eletrodo como uma só variável,

porque uma varia em função da outra. Se a velocidade de alimentação do eletrodo é aumentada, a corrente de soldagem e a taxa de deposição também são aumentadas. Como a corrente de soldagem é aumentada, a profundidade da poça de fusão também o é.

Precisamos levar em consideração uma outra variável que é a tensão de soldagem. A tensão tem efeito maior na profundidade de fusão do metal de base e também na estabilidade de operação do processo. Aumentando-se a tensão, aumenta-se a profundidade de fusão e a largura da poça de fusão, e também o fator de forma (relação largura/profundidade) e, como resultado, a possibilidade de ocorrência de trinca é menor. Se a tensão é baixa, pode ocorrer um curto-circuito entre o eletrodo e a poça de fusão. Se a tensão é alta demais, podem ocorrer respingos de solda ou aberturas de arco no topo da escória fundida. Tipos e Funções dos Consumíveis (eletrodos e fluxos) Sólidos e tubulares são dois tipos de eletrodos usados no processo de soldagem eletro-escória. Eletrodos sólidos são mais largamente usados, e tubulares usados quando há necessidade da adição de elementos de liga. Pelo metal de base e pelo metal de adição é determinada a composição da solda. A composição do fluxo também é importante visto que ele determina a boa operação do processo. Os fluxos podem ser feitos de várias maneiras, tais como óxidos complexos de silício, manganês, titânio, cálcio, magnésio e alumínio. Características especiais desejadas para a solda são alcançadas pela mudança ou variação da composição do fluxo. As funções normais dos fluxos são:

Condução da corrente de soldagem; Fornecimento de calor para fundir o eletrodo e o metal de base; Possibilita uma operação estável; Proteção do metal fundido da atmosfera.

Para a soldagem é necessária apenas uma pequena quantidade de fluxo. Um banho de escória de 40 a 50 mm de profundidade é usualmente requerido de maneira a que o eletrodo consiga permanecer no banho e fundir-se debaixo da superfície. Características e Aplicações de Soldagem Usamos a soldagem eletro-escória, por ser um processo de aplicação limitada, apenas para fazer soldas verticais em espessuras médias espessas de aço carbono, de baixa liga, de alta resistência, de médio carbono e de alguns aços inoxidáveis. O processo se aplica melhor em espessuras acima de 20 mm.

O conhecimento da técnica é necessário para operar o equipamento, embora não seja requerida habilidade manual. Algumas das suas vantagens são:

Alta taxa de deposição e boa qualidade de solda com relação a exames não destrutivos fazem desse processo desejável para seções espessas encontradas em inúmeras aplicações industriais, tais como: máquinas pesadas, vasos de pressão, navios e fundidos grandes.

Requer pouca ajustagem e preparação da junta (usualmente juntas sem chanfro). Solda materiais espessos num só passe, com um único ajuste.

É um processo mecanizado, com um mínimo de manuseio de material. Uma vez iniciado o

processo, continua até o término.

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Requer tempo mínimo de soldagem e apresenta distorção mínima.

Não há arco de soldagem visível e nenhum lampejo de arco.

A soldagem eletro-escória tem uma grande desvantagem, que é ser feita em um só passe. O deslocamento da fonte de calor é suficientemente lento para permitir o superaquecimento e, conseqüentemente, o crescimento de grãos da zona fundida e da zona afetada termicamente, e o que conduz a uma solda com propriedades deficientes no que tange à tenacidade da junta soldada. A fragilidade da solda assim obtida necessita, para ser corrigida, de um tratamento térmico posterior à soldagem – à normalização. Descontinuidades Induzidas pelo Processo No processo de soldagem eletro-escória as soldas feitas sob condições de operação adequadas são de alta qualidade e livres de descontinuidades. Descontinuidades podem aparecer se não for seguido um procedimento de soldagem adequado. Algumas descontinuidades que podem resultar deste processo são: 1. Falta de fusão – soldas de chapas espessas nas quais o calor é distribuído por oscilação do

eletrodo. Podem apresentar falta de fusão na parte central ou perto das sapatas. O efeito de resfriamento das sapatas pode impedir a fusão do metal de base próximo à superfície em que a sapata está apoiada. A indicação resultante assemelha-se a uma mordedura. Podem ocorrer também em um início de soldagem com temperatura abaixo da necessária.

2. Inclusões – são incomuns, mas podem acontecer. É o caso de pedaços de arame induzidos na

poça de maneira muito rápida pela unidade de alimentação de arame, e que não se fundem. Também têm sido encontradas na zona fundida varetas e até mesmo partes do equipamento de soldagem, como a extremidade do guia tubular de eletrodo.

3. Inclusões de escória – podem ocorrer se a solda for quase interrompida ou se for interrompida e

reiniciada. O processo de soldagem exige uma poça de escória aquecida a aproximadamente 1700°C. Um reinício de soldagem inadequado pode não fundir perfeitamente o metal, redundando em escória solta.

4. Porosidade – quando ocorre, é grosseira e do tipo vermiforme. A fonte de gás pode ser um pedaço

de asbesto úmido, utilizado como vedação entre a sapata de retenção e a peça a ser soldada, fluxo contaminado ou úmido, eletrodo, tubo-guia ou material para início de soldagem úmidos.

5. Sobreposição – pode ocorrer se as sapatas não forem bem ajustadas às chapas, permitindo

vazamento de material fundido.

6. Trinca interlamelar – não tem sido observada na soldagem eletro-escória de juntas de topo porque não se registram tensões no sentido da espessura das chapas do metal de base.

7. Trincas – devidas à fissuração a frio, não são encontradas na soldagem eletro-escória. Isso devido

ao ciclo lento de aquecimento e resfriamento da junta, inerente ao processo. Já as trincas causadas pela fissuração a quente são comuns na soldagem eletro-escória, principalmente no caso de soldas com alto grau de restrição, devido à granulação grosseira da junta soldada. Essas trincas propagam-se ao longo dos contornos de grãos.

8. Duplas laminações – não se constituem em grandes inconvenientes para a soldagem eletro-

escória. A escória fundida atrai para fora qualquer inclusão existente na dupla laminação, e sela a dupla laminação ao longo da solda. Analogamente, lascas e dobras são absorvidas pela soldagem eletro-escória.

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A figura a seguir contém, algumas das informações importantes sobre a soldagem por eletro-escória.

Soldagem por eletro-escória (Electro Slag Welding – ESW)

Tipo de Operação: Automática Equipamentos: Gerador, retificador, unidade de

alimentação de arame, unidade de descolamento,

unidade de resfriamento

Características:

Espessuras soldadas: > 20 mm (tecnicamente

variável)

Posições: Vertical

Tipos usuais de juntas: de topo, de ângulo



Consumíveis:

Arame: (1 ou mais)

Fluxo

Tubo-guia consumível

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem de juntas longitudinais de reatores

de grande espessura de aço carbono ou de aço de baixa liga

Vantagens:

Execução rápida de juntas em chapas

grossas

Dispensa a preparação de chanfros

Limitações:

Limitado à posição vertical

Requer tratamento térmico de

normalização devido ao

superaquecimento

Segurança:

Risco de derramamento de metal líquido

6. Soldagem Eletro-gás (Electogas Welding – EGW) Fundamentos do Processo A soldagem eletro-gás é uma variação dos processos MIG/MAG e com arame tubular, que utiliza sapatas de retenção para confiar a poça de fusão da soldagem na posição vertical. A formação da atmosfera protetora e a transferência do metal são idênticas ao processo MIG/MAG. Uma proteção adicional pode ou não ser utilizada pela injeção de gás ou de uma mistura de gases provenientes de uma fonte externa. Os aspectos mecânicos do processo de soldagem eletro-gás são similares aos do processo eletro-escória, e, como ele, uma vez iniciado continua até se completar a solda.

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A seguir mostramos esquematicamente o processo pela figura:

A soldagem normal é feita em um único passe. Um eletrodo consumível, em forma de arame, sólido ou tubular, quando iniciamos a operação, é alimentado em uma cavidade formada pelas faces do chanfro das peças a serem soldadas e pelas sapatas de retenção. Um arco elétrico se inicia entre o eletrodo e uma chapa apêndice situada na parte inferior da junta. As faces do chanfro são fundidas pelo arco, e o eletrodo é alimentado de maneira contínua. O metal fundido, proveniente do metal de adição e do metal de base fundido, forma uma poça de fusão abaixo do arco, e se solidifica. Através da junta, o eletrodo pode oscilar horizontalmente, principalmente em juntas mais espessas, de maneira a distribuir mais uniformemente o calor e o metal de adição. À medida que a solda se solidifica, uma ou ambas as sapatas se movem para cima, junto com o cabeçote de soldagem, de modo a dar continuidade à solda. Embora o eixo da solda seja vertical, a posição de soldagem é plana, com deslocamento vertical. Equipamento de Soldagem O equipamento básico para a soldagem eletro-gás é similar ao convencional da soldagem por eletro-escória. A diferença fundamental é a introdução do arco e da poça de metal fundido quando o gás de proteção é necessário (na soldagem eletro-gás com arame tubular o gás de proteção nem sempre é necessário). Os componentes do sistema eletro-gás são basicamente seis:

Fonte de energia de corrente contínua; Sapatas refrigeradas com água para conter a solda fundida; Uma pistola de soldagem; Dispositivo para alimentar o arame; Mecanismo para oscilar a pistola da soldagem; Equipamento para suprir o gás de proteção, quando usado.

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Com exceção da fonte de energia, em um sistema típico de soldagem eletro-gás, os componentes essenciais, são incorporados em um único conjunto (cabeçote de soldagem) e se movem verticalmente para cima, acompanhando a progressão da soldagem. Dispositivos de corrente para fluxo de água, pressão horizontal nas sapatas retentoras, oscilação da pistola de soldagem, alimentador de arame e movimento vertical são similares aos usados no processo de soldagem com eletro-escória. a) Fonte de Energia A fonte de energia pode ser tanto do tipo tensão constante como do tipo corrente constante. Quando uma unidade de tensão constante é utilizada, o deslocamento vertical pode ser controlado manualmente ou por um dispositivo, tal como uma célula fotoelétrica, que detecta a altura da subida da poça de fusão. Com fonte de energia tipo tensão variável (corrente constante), o deslocamento vertical pode ser controlado pela variação do arco voltaico. b) Alimentador do Eletrodo de Arama É similar ao utilizado nos processos de soldagem automática MIG/MAG e com arame tubular. O alimentador deve ser capaz de suprir o eletrodo a altas velocidades e de endireitar o arame, tornando sua extremidade reta. c) Pistola de Soldagem A pistola de soldagem para soldagem eletro-gás efetua as mesmas funções das usadas em soldagens MIG/MAG e com arame tubular. Ela guia o eletrodo para a posição desejada na abertura da junta, transmite corrente de soldagem para o eletrodo e, em algumas aplicações, fornece gás de proteção ao redor do eletrodo e do arco. A principal diferença entre uma pistola de soldagem eletro-gás e as da soldagem MIG/MAG ou com arame tubular é a limitação na dimensão paralela à abertura da raiz entre chapas, pois o bocal da pistola deve se adaptar nessa abertura estreita. A largura da pistola é freqüentemente limitada a 10 mm para encaixar-se em aberturas de raiz de no mínimo 17 mm, para que possa ter um deslocamento horizontal adequado. d) Sapatas de Retenção Tal como na soldagem por eletro-escória, sapatas são usadas para reter a poça de fusão da solda. Usualmente, ambas as sapatas movem-se para cima com a progressão da soldagem. Em algumas soldagens uma das sapatas pode ser um cobrejunta estacionário. Para prevenir que a poça de fusão incorpore o cobre das sapatas, elas são refrigeradas a água, para não se fundirem. Há dois tipos de eletrodos usados na soldagem eletro-gás: 1. Arame tubular (com fluxo internamente). 2. Arames sólidos. Os dois tipos de eletrodos são usados comercialmente. A especificação ASW A 5.26 cobre os requisitos desses eletrodos para a soldagem de aços carbono e de baixa liga. Para soldagem de aço com arame tubular, CO2 é o gás de proteção normalmente usado. A mistura de 80% de argônio-20%CO2 é normalmente usada para soldagem de aço com eletrodos sólidos. Do tipo auto-protetor, alguns eletrodos tubulares geram um vapor protetor denso através do calor de arco para proteger o metal de adição e o metal de solda fundido. Características e Aplicações de Soldagem Para a união de chapas espessas é usada na soldagem eletro-gas, que deve soldar essas chapas na posição vertical, ou que podem ser posicionadas verticalmente para a soldagem. A soldagem é feita usualmente num só passe.

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Da espessura da chapa e do comprimento da junta, veremos sua viabilidade econômica. O processo é usado principalmente para a soldagem de aços carbono e aços ligas, mas também é aplicável a aços inoxidáveis austeníticos e outros metais e ligas que são soldados pelo processo MIG/MAG. A espessura do metal de base pode variar numa faixa de 10 a 100 mm. Usualmente, quando a espessura é maior que 75 mm, o processo de soldagem eletro-escória é mais recomendado que o processo eletro-gás. Quanto maior a junta a ser soldada, maior é a eficiência deste processo. Para soldagem de campo, por exemplo, juntas verticais de tanques de armazenamento de grande porte, o processo elimina o grande trabalho e o custo da soldagem manual. As variáveis de soldagem do processo eletro-gás são similares às do processo por eletro-escória. A energia normalmente usada no processo de soldagem eletro-gás é de corrente contínua, polaridade inversa. Fontes de energia usadas para soldagem eletro-gás são usualmente na faixa de 750 a 1000 A para ciclo de trabalho de 100% (uso contínuo). Neste processo, o calor do arco deve ser aplicado uniformemente por meio da junta com chapas de 30 a 100 mm de espessura, a pistola de soldagem é oscilada horizontalmente sobre a poça de fusão para realizar uma deposição uniforme do metal, e a fusão completa de ambas as partes da raiz. A oscilação horizontal não é usualmente necessária para chapas menores que 30 mm de espessura. Descontinuidades Induzidas pelo Processo A soldagem eletro-gás é basicamente um processo de soldagem MIG/MAG ou com arame tubular. Todas as descontinuidades encontradas nas soldas feitas pelos dois processos podem ser encontradas em soldas feitas com a soldagem eletro-gás. A causa de algumas descontinuidades, no entanto, como falta de fusão, pode ser diferente na soldagem eletro-gás O processo de soldagem eletro-gás sob condições normais de operação resultam em soldas de alta qualidade e livres de descontinuidades prejudiciais. Soldagens feitas em condições anormais podem resultar em soldas defeituosas. Descontinuidades que podem ser encontradas na solda são inclusões de escória, porosidades e trincas. 1. Inclusões de Escória Neste processo a remoção de escória não é requerida porque ele usualmente é feito em um só passe. A velocidade de solidificação da solda é relativamente baixa. Há um tempo grande disponível para a escória fundida flutuar para a superfície da poça de fusão. Quando é utilizada a oscilação do eletrodo, no entanto, a solda pode solidificar parcialmente perto de uma sapata, enquanto o arco está perto da outra sapata. Quando o arco retorna a escória pode ser incorporada se não é refundida. 2. Porosidade Eletrodos tubulares contêm elementos desoxidantes e desnitratantes na alma. Uma combinação do gás de proteção e compostos formadores de escória da alma do eletrodo usualmente produz uma solda sã, livre de porosidade. Contudo, se algo interfere na cobertura do gás de proteção, podem resultar porosidades. Outras causas de porosidade podem ser correntes excessivas de ar, vazamento de água nas sapatas de retenção e eletrodo ou gás de proteção contaminado. Quando a porosidade é encontrada, usualmente começa perto das margens da solda, e corre em direção ao eixo da solda, seguido da solidificação.

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3. Trincas O aquecimento e resfriamento relativamente lentos na solda reduzem consideravelmente o risco do desenvolvimento de fissuração a frio. Também a zona afetada termicamente tem uma alta resistência à fissuração a frio. As trincas não ocorrem em condições normais de soldagem. Ocorrendo trincas, são usualmente do tipo trincas a quente. As trincas se formam a altas temperaturas, junto com ou imediatamente após a solidificação. São localizadas próximo ao centro da solda. Modificando a característica de solidificação da solda, as trincas poderão ser evitadas. Isso pode ser realizado pela alteração da forma da poça de fusão, por meio de mudanças apropriadas nas variáveis de soldagem. A tensão do arco deve ser aumentada, e a amperagem e velocidade de deslocamento, decrescidas. Freqüentemente o aumento na abertura da raiz entre chapas pode ajudar, embora isso possa ser antieconômico. Se trincas são causadas pelo autocarbono ou autoenxofre no aço, a penetração no metal de base deve ser mantida baixa para minimizar a diluição do metal de base na solda. Além disso, um eletrodo com alto teor de manganês pode ser usado para soldagem de aços de alto enxofre. Além dessas descontinuidades, observar que:

A alta taxa de deposição deste processo implica alto risco de falta de fusão, e A soldagem eletro-gás, a exemplo da soldagem por eletro-escória, apresenta o problema do

superaquecimento: a granulação grosseira da solda de regiões adjacentes apresenta propriedades deficientes no que se refere à tenacidade.Torna-se pois necessário um tratamento térmico após a soldagem.

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A seguinte figura mostra algumas características do processo de soldagem eletro-gás.

Soldagem por eletro-gás (Eletro-gás Welding – EGW)

Tipo de Operação: Automática Equipamentos: Gerador, retificador, normalmente

CC, pistola de soldagem, cilindros de gás, unidade

de alimentação de arame, unidade de

deslocamento

Custo do equipamento: 20 (soldagem com eletrodo

revestido = 1)

Características:

Taxa de deposição: 10 kg/h

Espessuras soldadas: 10 100 mm

Posições: Apenas vertical

Tipos usuais de junta: de topo, de ângulo


Consumíveis:

Arame, sólido ou tubular

Gases

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem de juntas verticais de tanques de

armazenamento

Vantagens:

Taxa de deposição elevada (em 15 a 20

minutos solda-se as juntas verticais de

um tanque)

Permite-se a soldagem de chanfros em V

Limitações:

Limitado à posição vertical

Baixa tenacidade ao entalhe de solda

(granulação grosseira)

Segurança:

Grande emissão de radiação ultravioleta e projeções metálicas

7. Soldagem a Gás – Oxifvel Gás Welding (OFW) Fundamentos do Processo Todo processo que utiliza gás combustível combinado com oxigênio para efetuar a união de metais, chamamos de soldagem a gás. A fonte de calor, sendo uma chama, é menos potente que o arco elétrico. O aquecimento da peça exige um tempo maior, permanecendo ela por mais tempo em altas temperaturas. Soldas podem ser com ou sem pressão e com ou sem metal de adição. A figura seguinte mostra, esquematicamente, o processo.

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Equipamentos de Soldagem O equipamento necessário para esse processo varia muito, dependendo da aplicação e do tipo de combustível usado. O equipamento básico é mostrado na próxima figura. O equipamento consiste de cilindros de gás combustível e cilindros de oxigênio com reguladores para cada mangueira, e de maçarico de soldagem. O maçarico desempenha a função de misturador de gás combustível com oxigênio, para prover o tipo de chama adequado para soldagem. Além da conexão de mangueira e de um manipulador contém válvulas de oxigênio e gás combustível para a regulagem da mistura.

Equipamento para soldagem a gás Tipos e Funções dos Gases Há uma grande variedade de gases disponíveis para soldagem e corte a gás. São eles: acetileno, metil acetileno-propadieno, gás natural, propano, propileno e gasolina. Normalmente o acetileno é o preferido para soldagem. Acetileno (C2H2) é um hidrocarboneto que contém uma porcentagem maior de carbono em peso do que qualquer outro gás hidrocarboneto combustível.

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O acetileno é um gás incolor, mais leve do que o ar. Quando gasoso é instável se sua temperatura excede a 780°C ou sua pressão manométrica sobe acima de 2 kgf/cm². Uma decomposição explosiva pode resultar mesmo não estando presente o oxigênio. Por essa razão deve-se manusear cuidadosamente o acetileno. Tipos e Funções dos Consumíveis O metal de adição para soldagem a gás é da classificação (R vareta, gás) sem nenhuma exigência química específica. Um fluxo de soldagem é também requerido com alguns metais, a fim de manter a limpeza do metal de base na área da solda e para ajudar na remoção de filmes de óxido da superfície. Varetas de soldagem com várias composições químicas são disponíveis para a soldagem de muitos metais, ferrosos ou não. A vareta é normalmente selecionada de modo a se conseguir propriedades desejadas na solda. As varetas são classificadas na especificação AWS A 5.2 com base em sua resistência mecânica. Características e Aplicações da Soldagem A soldagem a gás pode ser à direita ou à esquerda: 1. Soldagem à direita – a vareta desloca-se atrás da chama no sentido da soldagem. É um processo

rápido e econômico. 2. Soldagem à esquerda – a vareta desloca-se à frente da chama no sentido da soldagem. É um

processo lento que consome muito gás, porém produz soldas de bom aspecto e é de fácil execução. Tipos de Chama Uma chama de soldagem apresenta duas regiões (Ver figura a seguir)

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Cone (ou dardo) – de cor azulada, onde ocorre uma combustão incompleta, também dita combustão primária. C² H² + O² 2CO + H²

Em temperatura elevada há dissociação do hidrogênio molecular em hidrogênio atômico e fornecimento de energia: H² 2H + energia

Penacho – região mais comprida, que envolve o cone e onde a combustão se completa. As combustões secundárias aí ocorrem segundo as equações:

2CO + O² 2CO² H² + ½ O² H²O O ponto de temperatura mais alta encontra-se no penacho, a aproximadamente 2 milímetros do cone. Aí deve-se situar a peça para uma soldagem mais eficiente. A atmosfera protetora é formada pelos gases de combustão. Se chamarmos de a a relação entre o volume do oxigênio e o volume de acetileno participantes da combustão, (a = O² / C² H²), podendo definir três tipos de chama (ver figura anterior).

Chama normal – quando temos a = 1.

Chama redutora – quando a < 1, ou seja, temos maior quantidade de acetileno. Da combustão incompleta do cone resultará um excesso de hidrogênio e de carbono livre (C² H² + O² 2CO + H² + C). Subindo o teor de carbono, parte dele se incorpora à solda. Daí constituir-se a chama redutora em processo de incorporação de carbono à solda. No caso da chama redutora, nela aparece uma terceira região, sem nome, entre o cone e o penacho, e de luminosidade característica e intensa.

Chama oxidante – quando a > 1. Há sobra de oxigênio. A atmosfera rica em oxigênio oxidará o

metal. A chama oxidante, por ser mais turbulenta, apresenta um ruído característico.

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Normalmente aplicados aços carbono, aços liga e ferros fundidos na soldagem a gás. Na indústria do petróleo é utilizada na soldagem de tubos de pequeno diâmetro e espessura, e na soldagem de revestimento resistente a abrasão. Pode, porém, ser utilizada na soldagem de outros materiais, variando-se a técnica, pré-aquecimento, tratamento térmico e uso de fluxos. Algumas das vantagens desse processo são:

É de custo mais aceitável; Totalmente portátil; Soldagem em todas as posições; Equipamento versátil: capacidade de ser usado para várias outras operações, como Brasagem,

corte a chama, fonte de calor para pré-aquecimento etc. Usa-se para soldar espessuras finas e médias.

O grau relativamente alto da habilidade requerida do soldador é a maior desvantagem desse processo.

Para união de seções finas de tubo, chapa e tubos de diâmetros pequenos, a soldagem a gás é bem aceita. Soldas em seções espessas não são econômicas, mas podem ser adequadas para serviços de reparos. A soldagem a gás é um processo manual; assim, o soldador deve controlar a temperatura, a posição e direção da chama, e manipular o metal de adição. Neste processo o projeto da junta é uma variável importante, que deve ser levada em consideração. Maior abertura da raiz de certas juntas é necessária para permitir penetração total. Descontinuidades Induzidas pelo Processo Porosidade, inclusões de escória, falta de fusão, falta de penetração, mordedura, sobreposição e várias formas de trincas, são as descontinuidades mais comuns encontradas na soldagem a gás. É bom lembrarmos que uma técnica adequada pode eliminar muitos desses problemas. 1) Falta de fusão – geralmente ocorrem na margem da solda; freqüentemente ocorrem quando

utilizamos indevidamente a chama oxidante. Podem ocorrer também com a utilização da chama apropriada, se manipulada de forma errada.

2) Inclusões de escória – ocorrem normalmente com a chama oxidante; às vezes com a chama

normal. A manipulação inadequada do metal de adição também pode provocar inclusões de escória.

3) Porosidade – se uniformemente espalhada, revela uma técnica de soldagem imperfeita.

4) Mordeduras e sobreposições – são falhas também atribuídas diretamente ao soldador.

5) Trincas – na soldagem a gás são devidas à fissuração a quente. O aquecimento e resfriamento lentos, permitindo a difusão do hidrogênio, descartam a possibilidade da fissuração a frio ou pelo hidrogênio.

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A figura abaixo resume as principais características da soldagem a gás.

Soldagem à Gás - (Oxifvel gás Welding – OFW)

Tipo de Operação: Manual Equipamentos: Cilindros de oxigênio e de gás

combustível, válvulas e expansores, maçarico.

Custo do equipamento: 0,2 (soldagem, e/eletrodo

revestido = 1)

Características:

Taxa de deposição: 0,2 a 1kg/h

Espessuras soldadas: 0,5 a 3mm

Posições: Todas

Tipos usuais de junta: Todas

Diluição: de 2 a 20% (com material de adição)

100% (sem material de adição)

Consumíveis:

Oxigênio

Gás combustível

Vareta

Fluxo

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Soldagem de tubos de pequenos diâmetros e

espessura, soldagem de revestimento resistentes à abrasão

Vantagens:

Baixo custo

Portátil

Não demanda eletricidade

Controle de operação

Limitações:

Requer habilidade do soldador

Taxa de deposição baixa

Superaquecimento

Segurança:

Risco de explosão dos cilindros de gases

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8. Processo de Soldagem com Arame Tubular (FCAW – Flux Cored Arc Welding) Fundamentos do Processo Na soldagem a arame tubular podemos usar também o gás de proteção. O processo de soldagem a arco elétrico com arame tubular utiliza um eletrodo metálico tubular com diversos formatos internos e tem um fluxo apropriado em seu interior para proteger o arco e o cordão. A soldagem com arame tubular com proteção gasosa ou não pode ser semi-automática ou automática. Geralmente usava-se a soldagem em posição horizontal ou plana, mas com o desenvolvimento e fabricação dos armes tubulares com seus diâmetros cada vez menores, ficou possível soldar em qualquer posição e com qualquer tipo de junta. Antes que um novo cordão seja executado precisa-se remover a camada de escória. O tipo de arame utilizado condiciona a consistência e a aderência da escória. Existem escórias que quando esfriam, se partem e se destacam facilmente do cordão, enquanto que outras aderem de tal forma que precisam ser quebradas por meios mecânicos. Características e Aplicações de Soldagem Em razão de ser mais produtivo que a soldagem com eletrodos revestidos e também devido ao desenvolvimento de novos tipos de consumíveis, este processo de soldagem com arame tubular tem aumentado. Sua aplicação é visível na indústria nuclear e naval, na construção de plataformas de petróleo, fabricação de estruturas, peças de aço carbono, aços de baixa liga e aços inoxidável. O processo com arame tubular autoprotegido possibilita a soldagem em todas as posições, em chapas, tubos e qualquer tipo de junta. As espessuras dos materiais a soldar por esse processo são as mesmas com outros arames, com a vantagem de que os autorotegidos admitem montagens irregulares porque utilizam um “stick-out”, ou uma extensão de 20 mm maior no eletrodo. Este valor varia de arame para arame. Com esse aumento na extensão, o aquecimento por efeito joule fica maior, o que faz com que a tensão no arco elétrico e a intensidade da corrente sejam reduzidas. Esses fatos, acarretam redução de energia na soldagem. Este processo de soldagem apresenta as vantagens dos outros processos com proteção gasosa, como alta taxa de deposição, grande rendimento que resulta em boa produtividade e qualidade de solda, e também as vantagens da soldagem com eletrodo revestido, como alta versatilidade, possibilidade de alterar a composição química do cordão e facilidade para operar no campo. Além disso, apresenta melhor estabilização do arco, menor vazão de gás e cordão de melhor impacto Parâmetros Os parâmetros considerados na soldagem, com arame tubular, são: intensidade de corrente, tensão do arco elétrico “stick out”, velocidade de soldagem, taxa de deposição e vazão do gás auxiliar de proteção. Com a condição de que todos os parâmetros permaneçam constantes, a variação da intensidade de corrente influencia outros fatores de soldagem; assim, o aumento da intensidade implica aumento da taxa de deposição, aumento da penetração e cordões de solda com má aparência. Por outro lado, pouca intensidade de corrente pode causar excesso de salpicos, gotas de grande diâmetro, porosidade e excesso de nitratos no material depositado. A intensidade de corrente na soldagem com arame tubular é proporcional à velocidade de alimentação do arame consumível.

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A tensão do arco elétrico está relacionada ao comprimento do aço, de modo que tensões mais elevadas condicionam arcos com maior comprimento. A tensão do arco influencia fatores como o aspecto do cordão, molhagem, que é a capacidade do material em se espalhar no metal de base e porosidade. Um arco longo, produzido por tensões elevadas, causa excesso de salpicos e cordão de forma irregular. No caso de arame autoprotegido deve-se trabalhar com um arco menor, resultante de tensões mais baixas que as utilizadas para os arames com proteção gasosa. .Por esta providência evita a formação de nitratos no metal fundido, os quais causam problemas nas características mecânicas do cordão. Tensões muito elevadas também podem causar porosidades. Por outro lado, tensões muito baixas originam cordões convexos, com pouca penetração. Assim, deve-se trabalhar com as tensões adequadas, que são indicadas pelo fabricante. Quanto maior for o stick out, (distância entre a ponta do eletrodo e o bico de contato) maior será o calor desenvolvido por efeito Joule, que vai influenciar a fusão do consumível e o aquecimento do fluxo interno do eletrodo. O stick out é recomendado pelos fabricantes para cada tipo de consumível, pois o resultado da soldagem é influenciado diretamente por ele. Um stick out muito grande pode causar excesso de salpicos, cordões convexos e falta de penetração. Uma extensão muito pequena pode ocasionar porosidades, excesso de salpicos e oxidação da ponta de fusão. Também a taxa de deposição pode ser alterada pelo stick out, pois um aumento da extensão do eletrodo causa aumento da taxa de deposição. Velocidades muito grandes ou muito baixas geralmente provocam mordeduras e possível inclusão de escória. A velocidade da soldagem tem influência sobre o resultado do trabalho. Para evitar problemas deve-se trabalhar dentro de uma faixa de velocidade que permita boa penetração, e que esteja relacionada ao tipo de consumível e com a intensidade de corrente. A taxa de deposição é a quantidade de metal fundido por uma unidade de tempo, depende de fatores como diâmetro do eletrodo, intensidade de corrente, tensão de arco, stick out e tipo de material a ser depositado. Quanto maiores forem esses parâmetros, maior será a taxa de deposição. O resultado final da soldagem é condicionado à vazão do gás auxiliar de proteção. Uma vazão mínima ou excesso pode causar porosidade e problemas de oxidação no metal fundido e na ponta do eletrodo. A vazão adequada depende da distância existente entre a poça e a tocha de fusão, da posição de soldagem, do tipo de gás e da circulação de ar no local de trabalho. Os modos de transferência na soldagem com arame tubular e proteção gasosa são semelhantes aos observados na soldagem MIG/MAG convencional. Existe a transferência por spray, a transferência globular e a transferência por curto-circuito. Na transferência por spray obtêm-se as maiores taxas de deposição. Aconselha-se, no entanto, não aplicar esse modo em soldagem fora de posição ou em passes de raiz na posição plana, devido à grande dimensão da poça de fusão originada por esse tipo de transferência. Os consumíveis utilizados na soldagem com arame tubular são o arame com fluxo e os gases.

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Os arames tubulares apresentam conformações internas que variam de acordo com o diâmetro. Segundo o: Instituto Internacional de Soldagem (IIW), os formatos internos podem ser descritos como: sem costura, de topo, sobreposto, dobra simples, dobra múltipla e dobra dupla. (Ver figura seguinte).

A escolha do arame tubular para soldagem de aço carbono e de aço de baixa liga segue as normas AWS, que consideram fatores como soldagem monopasse ou multipasse, uso ou não de gás protetor complementar, tipo de corrente, posições de soldagem e propriedades mecânicas desejadas para o cordão de solda. No caso de soldagem com arame autoprotegido, a própria fusão, a queima, a formação de escória e a vaporização dos elementos do fluxo, são suficientes para proteger a poça de fusão e o arco elétrico, a exemplo do que se verifica na soldagem com eletrodos revestidos (Ver figura abaixo).

Dentro do arame tem um fluxo que é responsável pela proteção do arco e do cordão de solda, e pode ser complementado por um fluxo de gás fornecido por fonte externa. A capa externa do arame tubular é de aço de baixo teor de carbono, e o fundente contém elementos formadores de escória, desoxidantes e estabilizadores do arco. Assim, o arco torna-se estável, há poucos respingos e a escória formada resulta em bom acabamento artificial.

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As funções do fluxo existente no arame vão formar escória, proteger o arco voltaico da contaminação do ar e criar uma atmosfera mais ionizável. Outras funções do fluxo, além da proteção da poça de fusão, são de desoxidar e refinar o metal de solda, e também adicionar elementos e liga à solda. De maneira geral pode-se dizer que a quantidade de fluxo existente dentro do arame varia entre 15 e 30% de seu peso. (Ver figura).

Na soldagem com arame tubular o modo de transferência é influenciado pelos arames autoprotegidos e pelos elementos que constituem os diversos tipos de fluxo contidos no arame. Os tipos de fluxo são os de composição metálica, rutílica e básica. O arame autoprotegido geralmente condiciona uma transferência por curto-circuito em que é possível se formarem gotas distorcidas de grande dimensão na ponta do eletrodo. Essa formação pode ser reduzida por meio de alterações da combinação do fluxo; em alguns casos observa-se uma transferência secundária. (Ver figura).

Os arames com fluxo de composição metálica são semelhantes aos arames sólidos; quando se usam correntes baixas a transferência se dá por curto-circuito, e com correntes mais elevadas proporciona altas taxas de deposição e cordões com boa forma. No caso de arame com fluxo de composição rutílica a transferência é geralmente por spray. Uma parte do fluxo se funde e forma uma camada de escória na superfície da gota; uma outra parte se decompõe em gases de proteção e parte é transferida para a poça de fusão, formando uma camada de escória protetora do cordão. A transferência proporcionada por arames básicos acontece por curto-circuito irregular, com corrente baixa; quando a corrente é mais elevada, o modo de transferência é globular e não axial. A parte do fluxo não fundida adquire a forma de um dedo projetado do arame em direção ao arco. Duas são maneiras de proteger a poça de fusão no processo com arame tubular: uma é utilizar arame autoprotegido, que contenha o tipo adequado de fluxo para proteger a poça de fusão contra a contaminação da atmosfera. A outra é utilizar arame tubular como proteção gasosa adicional. Em ambos os casos o cordão de solda apresenta uma camada de escória que o cobre, parcial ou totalmente.

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Quando a proteção da poça de fusão é feita por gás, a fusão, a queima e a vaporização dos elementos do fluxo protegem grande parte da poça de fusão, mas não a sua totalidade. Assim, é necessário adicionar gás, como na soldagem MIG/MAG. O gás geralmente utilizado é CO2, porém arames especiais podem requerer misturas também especiais, que são determinadas pelo fabricante. (Ver figura).

Equipamento de Soldagem Existe um só equipamento para o processo com arame tubular, tanto para soldagem com arames autoprotegidos quanto para soldagem com proteção gasosa suplementar. A diferença está em que no caso de soldagem com arames autoprotegidos não é necessário haver canalização para o gás de proteção. O equipamento completo é composto de fonte de energia, alimentador de arame, tocha, cilindro de gás, cabos e tubos de ligação. (Ver figura).

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A fonte de energia para o processo com arame tubular é semelhante àquela utilizada no processo MIG/MAG, ou seja, um transformador/retificador com tensão constante, onde é feito o controle da tensão do arco elétrico. Os arames do tipo rutílico exigem corrente contínua e polaridade inversa; já os arames básicos e de alma metálica utilizam polaridade direta. A tocha de soldagem para o processo com arame tubular é semelhante àquela utilizada no processo MIG/MAG, nos casos em que se utiliza proteção gasosa. Quando se trata de arames autoprotegidos, a tocha é mais simples. Em qualquer dos casos as tochas podem ser refrigeradas a ar ou a água; existem também tochas sem refrigeração. (Ver figura).

O alimentador de arame é a ligação entre a fonte de potência e a deposição do metal fundido. O alimentador de arame Sua função é alimentar o eletrodo de maneira contínua, bem como manter o arco estável dentro da corrente e voltagem desejadas. Os alimentadores funcionam como fontes de potência de potencial constante ou voltagem constante, e geralmente apresentam também velocidade constante. 9) Processos de Corte O corte pode ser feito por meio de vários métodos: reação química, fusão, goivagem, elevada concentração de energia, e mecânico.

Métodos e Processos de Corte

Método Processo

Reação química Oxicorte

Fusão Arco plasma e arco elétrico

Goivagem Eletrodo de grafite, eletrodo revestido

Elevada concentração de energia Laser, plasma

Mecânico Cisalhamento: rebolo, guilhotina e tesoura

Arrancamento: usinagem mecânica, serra e jato d‟água.

Por meio de reações esotérmicas de oxidação do metal é processado o corte por reação química, como, por exemplo, o corte oxicombustível; o corte por fusão utiliza como fonte de calor um arco elétrico ou plasma; corte por elevada concentração de energia abrange os processos que utilizam o princípio da concentração de energia como característica principal de funcionamento, não importando se a fonte de energia é química, mecânica ou elétrica. Nele se enquadram o corte laser e algumas variantes do processo plasma. Goivagem é um método de arrancamento que abrange eletrodo com grafite, oxicombustível e eletrodo revestido; o corte mecânico é feito por meio de cisalhamento com rebolo, guilhotina, tesoura etc. Ou por arrancamento, com o auxílio de serras, usinagem mecânica ou ainda jato d‟água.

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Oxicorte O método de corte por reação química inclui o oxicorte, que secciona metais pela combustão localizada e contínua, devido à ação de um jato de oxigênio de elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxicobustível.

a) Vantagens do oxicorte Disponibilidade de diversos tipos de gases combustíveis e do oxigênio; os materiais necessários, como maçaricos, reguladores e mangueiras são relativamente baratos se comparados a outros processos de corte, como plasma ou laser; o corte oxicombustível é de fácil aprendizagem, não possui muitas variáveis e é regulado facilmente. b) Desvantagens do oxicorte A grande maioria dos metais usados industrialmente, tais como aço inoxidável, níquel, alumínio e suas ligas não podem ser separados por esse processo, sendo preciso recorrer a cortes mecânicos e/ou por arco elétrico. Os materiais periféricos como cilindros de gás são pesados e de difícil manuseio, dificultando o acesso a lugares altos ou pontos de trabalho afastados dos cilindros. Os aspectos de segurança na utilização do processo oxicorte devem ser levados em consideração; a constante manipulação de cilindros de oxigênio, que além de ser um gás comburente está sob alta pressão e requer a utilização de ferramentas e procedimentos adequados, para evitar vazamentos e explosões. As mangueiras e válvulas reguladoras e anti-retrocesso devem ser constantemente inspecionadas, para detectar vazamentos. c) Equipamento para oxicorte Os seguintes equipamentos mínimos deve ter uma estação de trabalho para oxicorte: um maçarico de corte, um cilindro ou instalação centralizada para oxigênio (O²), um cilindro ou instalação centralizada para gás combustível (acetileno, propano, GLP), duas mangueiras de alta pressão, para a condução dos gases ou eventualmente três, se utilizar o oxigênio de corte e de aquecimento em mangueiras separadas, um regulador de pressão para oxigênio, um regulador de pressão para acetileno e dispositivos de segurança (válvulas anti-retrocesso). d) Maçarico para oxicorte O maçarico de corte mistura o gás combustível com o oxigênio de aquecimento na proporção correta para a chama, além de produzir um jato de oxigênio de alta velocidade para o corte. Esse equipamento consiste de uma série de tubos de gás e válvulas de controle de fluxo dos gases oxigênio e combustível.

e) Defeitos do oxicorte O corte de boa qualidade tem a superfície lisa e regular, e as linhas de desvio são quase verticais. A escória aderida à parte inferior do corte pode ser removida.

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A figura abaixo resume as principais características do oxicorte.

Oxicorte - (Oxygen Cuting – OC)

Tipo de Operação: Manual ou automática Equipamentos:

Cilindros de gases

Válvulas e expansores

Maçaricos

Características:

Velocidade do corte: 10 a 30m/h

Espessuras cortadas: 1 a 360mm

Faixa de corrente: Todas

Consumíveis:

Oxigênio

Gás combustível

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Corte e chanframento de chapas de aço carbono e

de baixa liga, tubos

Vantagens:

Baixo custo

Portátil

Limitações:

Limitados a aços carbono e de baixa liga

Distorções da peça

Segurança:

Queima acelerada devido ao enriquecimento de O2 na atmosfera

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A tabela abaixo mostra os defeitos mais comuns em oxicorte e suas prováveis causas.

DEFEITOS DO OXICORTE

DEFEITO CAUSAS

Gaivagem na borda superior Velocidade de corte excessiva

Bico sujo ou danificado

Gaivagem na borda inferior Velocidade de corte excessiva


Superfície de corte côncava Velocidade de corte excessiva


Baixa pressão de O2 de corte

Fusão da borda superior Baixa velocidade de corte

Pouca ou muita distância do bico à peça

Gotas fundidas na borda superior Pouca distância do bico à peça

Chama de pré-aquecimento excessiva

Carepas ou ferrugem na superfície da chapa

Borda superior goivada com escória Distância excessiva do bico à peça

Chama de pré-aquecimento excessiva

Pressão de O2 de corte excessivamente alta

Borda inferior arredonda Pressão de O2 de corte excessivamente alta


Velocidade de corte excessiva

Entalhe na superfície inferior do corte Bico sujo ou danificado

Baixa velocidade de corte

Ondulações profundas Alta velocidade de corte

Velocidade desigual

Pouca distância bico/peça

Grandes ondulações desigual Alta velocidade de corte

Velocidade de corte desigual

Chama de pré-aquecimento muito fraca

Corte incompleto Velocidade de corte excessiva

Distância bico/peça muito grande


Chama de pré-aquecimento muito fraca

Retrocesso no bico e maçarico

Carepas ou ferrugem na superfície da chapa

Chapa com inclusão de escória

Escória aderente na borda inferior Carepas ou ferrugem na superfície da chapa

Bico muito pequeno

Chama pré-aquecimento muito fraca

Alta ou baixa velocidade de corte

Distância excessiva do bico/peça

Baixa pressão do O2 de corte

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Corte por Arco Plasma

O corte por arco plasma tem como base a aplicação de energia ao vapor, que causa a ionização geradora do plasma, tornando-o eletricamente condutor. A redução do bocal da tocha TIG aumenta o calor e a velocidade, aumentando a temperatura e a tensão do arco elétrico, possibilitando o corte do material. O método de corte por fusão abrange os processos por arco plasma e por eletrodos de grafite. Esses processos têm como fonte de energia o arco elétrico. Em 1950 o processo TIG estava fortemente implantado como um novo método de soldagem para soldas de alta qualidade em metais nobres. Cientistas do laboratório de soldagem da Union Carbide, durante pesquisa e desenvolvimento do processo TIG, descobriram que ao reduzir consideravelmente o diâmetro do bocal direcionador de gás da tocha TIG as propriedades do arco elétrico eram bastante alteradas. A redução do diâmetro do bocal constringia o arco elétrico, aumentando a velocidade do gás e o calor, por efeito Joule. A temperatura e a tensão do arco cresciam dramaticamente, e a força do gás ionizado removia a poça de fusão em alta velocidade. Em vez de soldar, o metal foi cortado pelo arco plasma. Os dois arcos operam em 200 A. O jato plasma é apenas moderadamente constringido no orifício do bocal com diâmetro de 4,8 mm, mas é operado com o dobro da tensão, e produz um plasma muito mais quente que o arco correspondente ao TIG. Se a mesma corrente é forçada a passar através do orifício com os mesmos parâmetros operacionais, a tensão e temperatura aumentam. Ao mesmo tempo uma maior energia cinética do gás sai do bocal, ejetando o metal fundido e provocando o corte.

Característica do arco plasma Pela mudança do tipo e vazão do gás corrente de corte, da tensão do arco e do diâmetro do bico do corte, as características do arco plasma podem ser bastante alteradas. Por exemplo, se é usada uma baixa vazão de gás, o jato torna elevada a concentração de calor na superfície da peça, sendo ideal para soldagem. Em contrapartida, se a vazão de gás é suficientemente aumentada, a velocidade do jato plasma é tão grande que ejeta o metal fundido através da peça de trabalho.

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A figura abaixo resume as principais características do arco plasma.

Corte a plasma – (Plasma Arc Cuttting – PAC)


Fonte de energia

Água de refrigeração

Cilindros de gases

Maçaricos

Características:

Velocidade do corte: 10 a 450m/h

Espessuras cortadas: 1 a 150mm


Consumíveis:

Oxigênio

Nitrogênio

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Corte de aços carbono, aços inoxidáveis e

alumino

Vantagens:

Corta aços inoxidáveis e alumínio

Controle de operação

Limitações:

Segurança:

Prevenção contra: brilho do arco, salpicos, fumaças

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Corte a Laser O corte a laser dentre as várias aplicações industriais da tecnologia laser, como soldagem, marcação, tratamentos térmicos de superfície e furação, é, atualmente, o de maior interesse. Estima-se que a porcentagem de utilização para esse fim seja da ordem de 60%. Nos materiais metálicos ferrosos e não ferrosos em geral, encontra-se a maior parte dos cortes executados por esse processo. O corte de materiais não metálicos como madeira, couro e mármore têm uma pequena parcela de utilização quando se compara a outros materiais plásticos e compostos. Devido ao aumento de sua utilização, apresentam-se como segmentos de grande crescimento para o uso do processo.

Características do corte a laser O nome laser é a sigla que corresponde à descrição do processo, em inglês: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, traduzido livremente para o português como „amplificação da luz através da emissão estimulada de radiação‟.

O laser é o dispositivo que produz um feixe de radiação. O que torna esse processo altamente interessante não é a quantidade de radiação emitida, e sim a qualidade dela. A alta concentração do feixe proporciona uma excelente qualidade de corte em altas velocidades. Corte por Jato D’Água Em 1968, Norman C. Franz, da Universidade de Columbia (EUA) patenteou um sistema de corte com água pressurizada. Inicialmente o processo era utilizado para corte de madeiras; com a introdução de materiais abrasivos e o desenvolvimento de sistemas de pressurização de bicos o processo tornou-se aplicável a quase todos os materiais de uso industrial.

Características do corte por jato d‟água De modo geral, quando se deseja seccionar um material, aplica-se uma energia que pode ser térmica (arco elétrico, plasma, laser), química (corrosão por ácido) ou mecânica (usinagem, cisalhamento etc.). O corte por jato d‟água enquadra-se no grupo de energia mecânica, em que a força de impacto exercida por um jato de água de alta pressão na superfície de contato do material supera a tensão de compreensão entre as moléculas, e provoca o corte.

O diâmetro do orifício de saída de água é bastante reduzido, variando de cerca de 0,1 a 0,6 mm. A velocidade da água é da ordem de 520 a 920 m/s. Esses dois fatores, combinados, transformam toda a energia potencial da água em energia cinética, fazendo com que a pressão exercida no bico de corte seja da ordem de 1500 a 4200 bar, causando um elevado desgaste do bico.

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Corte Mecânico por Abrasivos

Um dos métodos mais empregados na preparação de juntas é o de desbaste por abrasivos. Utiliza máquina portátil que o operador segura com as mãos e leva a peça a ser trabalhada. É um processo com bastante flexibilidade, efetuando entre outras funções, o desbaste em cordões de solda, a remoção de defeitos superficiais ou de imperfeições em peças fundidas e preparação de superfície para a pintura ou revestimento. A operação de desbaste caracteriza-se por alta remoção de material por unidade de tempo. Neste método de preparação de juntas, o acabamento superficial não é importante. A escolha do produto é feita com base na especificação do material da peça-obra. Os tipos de grãos abrasivos correspondentes a alguns materiais encontram-se no quadro a seguir.

Material Tipo de Grão Abrasivo

Aço de baixo teor de carbono Aço temperado Aço inoxidável

Ferro fundido nodular e maleável

Óxido de alumínio Óxido de alumínio zinconado

Alumínio Cobre e suas ligas

Ferro fundido cinzento Magnésio

Carbureto de silício Óxido de alumínio zinconado

Corte com Eletrodo de Grafite O processo de corte com eletrodo de grafite, chamado de goivagem a carvão, é um processo em que os eletrodos são considerados não consumíveis, mas desgastam-se com o uso. O processo utiliza uma tocha especial que se assemelha ao alicate do processo com eletrodo revestido, adaptado com um orifício que direciona um jato de ar comprimido para a expulsão do metal líquido proveniente da poça de fusão formada pelo arco elétrico entre o eletrodo e a peça. Para a execução do corte é necessário inclinar o eletrodo em um ângulo entre 25 e 45 graus. Atualmente, o corte com eletrodo de grafite é empregado para remoção de raízes de solda imperfeitas, remoção de dispositivos auxiliares de montagem e para remoção de soldas com defeito.

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A figura abaixo resume as principais características do eletrodo de carvão

Corte com eletrodo de carvão – (Air Carbon Arc Cutting – AAC)


Retificador, gerador, transformador

Suprimento de ar comprimido

Porta-eletrodo especial para jato de ar

Características:

Espessuras cortadas: até 250mm

Posições: Todas

Faixa de corrente: 80 a 1600A

Consumíveis:

Eletrodo de carvão revestido de cobre

Aplicações típicas na indústria do petróleo e petroquímica: Goivagem em soldas de topo em tanques e

vasos de pressão em aços carbono e aços de baixa liga. Remoção do clad de aço inoxidável de chapas

cladeadas

Vantagens:

Corte rápido

Usa os mesmos equipamentos da

soldagem com eletrodo revestido

Limitações:

Corte impreciso

Risco de contaminações (Cu do

eletrodo/líquido expulso pelo ar, rico em

carbono

A operação requer limpeza logo a seguir

Segurança:

Emissão de radiações visíveis e ultravioleta, projeções em alta temperatura

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10. Segurança nas Operações de Corte e Soldagem A soldagem a arco elétrico é uma ocupação segura, desde que sejam tomadas as medidas necessárias e suficientes para proteger o soldador e o inspetor dos riscos potenciais. Quando essas medidas são subestimadas ou ignoradas, os soldadores e inspetores podem ficar expostos a perigos, como choque elétrico, exposição demasiada à radiação, inalação de fumos e gases, e a riscos de incêndio e explosão. Acidentes envolvendo esses riscos podem resultar em ______________________________. Desta forma, é importante reconhecer e salvaguardar-se contra tais riscos, e todo soldador e inspetor devem estar familiarizados e treinados em “Segurança na Soldagem e Corte”, devendo seguir, sempre que possível, as práticas de segurança recomendadas por esse documento. Você pode, entretanto, encontrar-se trabalhando numa situação em que seu supervisor não esteja disponível para aconselhá-lo - ou onde não possam ser tomadas medidas em relação ao nível de ruídos ou de contaminação do ar. Nestes casos você deve proteger-se, usando os seis melhores métodos que sempre teve: ___________ _________________________________________________________________... e seu senso prático. Equipamentos de Proteção Individual (EPI) Os equipamentos de proteção individual são projetados com a finalidade de evitar ou amenizar lesões ou ainda ___________________ que possam ocorrer nas operações de corte e soldagens, ou outras inerentes ao ________________________________________________________________________. Nota: para este módulo será usado o termo “___________________________________” para designar tanto os soldadores quanto os operadores de soldagem e os operadores de corte.

Proteção Ocular e Facial Máscaras de soldador devem ser usadas pelos soldadores durante as operações de corte e soldagem do arco elétrico, exceto para a soldagem a arco submerso. Exemplos de máscaras de soldador podem ser vistas nas figuras localizadas na sequência. Os ______________________ são também indispensáveis ao equipamento do soldador, como de todos aqueles que trabalham próximos aos locais em que se estejam realizando os serviços, como aprendizes, mestres ou inspetores, a fim de proporcionar segurança contra os danos causados pelas __________________ e por objetos projetados por operações de corte ou soldagem adjacente. Nas operações de corte e soldagem a gás deve-se também usar óculos com lentes e filtros adequados à proteção.

Máscara de soldador com empunhadeira manual ou elmo portátil

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Área Protegida pelos Equipamentos As máscaras de soldador protegem a face, testa, pescoço e olhos contra as ______________________ ______________________ emitidas diretamente pelo ar e contra salpicos provenientes da soldagem.

Materiais Utilizados na Fabricação dos Equipamentos As máscaras de soldador são fabricadas com materiais resistentes, leves, isolantes térmicos e elétricos, não combustíveis ou auto-extinguíveis. Tanto os capacetes e máscaras, como também os óculos devem ter possibilidade de ser ________________________________.

Visor para a Lente Filtrante e Lente de Cobertura Na altura dos olhos do soldador as máscaras têm uma abertura do visor, pela qual o soldador observa o arco. Esses visores são adequados para a fixação dos filtros e lentes de cobertura, e são projetados de modo a ser fácil a remoção e substituição desses elementos. A grande vantagem da máscara de soldador com fixação por carneira e visor articulado sobre a máscara com empunhadura manual é a de deixar o soldador __________________________________________, pois não requer suporte manual.

Ventilação Os óculos devem ter condição de assegurar ventilação perfeita, a fim de evitar o ______________________ das lentes, mas de modo a não permitir a ___________________________ _____________________________________________________ou projeções contra os olhos.

Lentes de Cobertura São utilizadas para proteger os ___________________ nos capacetes, máscaras e óculos, de salpicos de soldagem e arranhões. As lâminas protetoras devem ser _________________________________, ______________________________ auto-extinguíveis, e não precisam ser resistentes a impactos.

Lentes Filtrantes As lentes filtrantes ou vidros protetores têm a função de absorver os ____________________________, __________________________________________protegendo os olhos de lesões que poderiam ser ocasionadas por esses raios. A redução da ação nociva das radiações também diminui a intensidade da luz, o que faz com que o soldador não canse demasiadamente seus olhos durante o trabalho.

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Identificação As lentes filtrantes são _______________________________________________, a fim de que possam, por meio de leitura, ser facilmente identificadas. Em adição, quando são tratadas para ter resistência ao impacto, são marcadas com a letra “_____”, de forma a designar tal resistência.

Guia para a Seleção das Lentes Filtrantes A tabela a seguir sugere os tipos de lentes filtrantes a serem utilizados, em função dos _____________ ____________________________________________. Observar que o número da lente filtrante – a numeração é padronizada – é tanto maior quanto maior for a ______________________________________________________________. O uso de proteção em excesso, ou seja, o uso da lente filtrante com número acima do necessário, embora confira excelente proteção aos olhos, ___________________________________________, _______________________________________ pois a visualização do local a soldar fica dificultada.

Tabela 1 – Seleção de Lentes Filtrantes de Proteção

Processo / Operação de Soldagem Sugestão para o n° de

Lente Filtrante

Eletrodo Revestido – diâmetro até 4 mm __________ Eletrodo Revestido – diâmetro de 4,8 até 6,4 mm __________ Eletrodo Revestido – diâmetro acima de 6,4 mm __________

TIG 12 MIG / MAG __________

Soldagem a gás – espessuras até 3,2 mm 4 ou 5 Soldagem a gás – espessuras de 3,2 até 12,7 mm 5 ou 6 Soldagem a gás – espessuras acima de 12,7 mm __________

Corte (leve) – espessuras até 25 mm 3 ou 4 Corte (médio) – espessuras de 25 até 150 mm __________ Corte (pesado) – espessuras acima de 150 mm 5 ou 6

Manutenção As máscaras de solda, óculos de proteção, assim como todos os EPIs necessários a um trabalho seguro são de uso pessoal e intransferível, a menos que sejam submetidos a rigorosos critérios de __________________________________________________________________________________.

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Vestuário de Proteção Dependendo da localização e da ________________________________________________, o vestuário protetor mais apropriado a cada tipo de corte e soldagem é variável. Esses vestuários devem ser utilizados com o intuito de________________________________________________ de radiações de energia emitidas pelo arco, como também de salpicos e faíscas provenientes da soldagem.

Soldador com o vestuário completo e com máscara

Luvas

Todos os ______________________________________, em bom estado, nas duas mãos. As luvas protegem as mãos contra queimaduras, principalmente aquelas resultantes de radiações emitidas pelo arco, e _________________________________________, em contatos eventuais com uma pele nua, sob tensão (por exemplo, no momento da troca de eletrodos). Para trabalhos leves podem ser _______________________________________, de vaqueta ou de couro de porco. Para trabalhos pesados devem ser usadas luvas de couro ou outro material apropriado, resistente ao fogo. Macacões, Casacos, Aventais, Mangas e Perneiras Devem ser usados quando houver necessidade, __________________________________ e do processo de soldagem ou corte utilizado. Podem ser feitos de couro ou de outro material resistente ao fogo, e proporcionam proteção adicional às áreas expostas do corpo do soldador contra radiações e faíscas provenientes da soldagem ou corte. É sempre preferível que as partes do vestuário de proteção sejam ___________________________________________, pois este não se incendeia facilmente e protege o soldador do calor emanado durante a soldagem ou corte. A superfície exterior das roupas deve estar totalmente isenta de óleo ou graxa. Devido aos salpicos e faíscas provenientes da soldagem e corte, que podem ser arremessados, _________________________________________________, é recomendável que os punhos, golas e todas as aberturas dos vestuários sejam bem abotoados, e todos os bolsos, eliminados. As roupas devem ser escuras, para reduzir a reflexão das radiações para o rosto, sob a máscara. As calças e os macacões não deverão ter bainhas. Cuecas, meias e outras roupas feitas a partir de náilon ou poliéster, apesar de _________________________________________________, queimam-se e derretem formando uma massa plástica quente, que adere à pele e causa sérias queimaduras.

Vestuário Tratado Quimicamente Vestimentas de ________________________________________ de fogo também são utilizadas. Essa característica não é permanente, e após cada lavagem ou limpeza as vestimentas devem sofrer um novo tratamento. É comum o tratamento químico do amianto, a fim de reduzir a sua combustibilidade.

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Capuz ou Gorro para a Cabeça Durante as _______________________________________________ aumenta-se a probabilidade de ocorrerem lesões ou queimaduras na cabeça do soldador. Capuzes ou gorros devem ser fabricados em __________________________________________________________. Botina Todos os soldadores, operadores de solda e corte devem proteger seus pés por meio de __________ _________________________________________, solado injetado e sem cadarços (fixação por elásticos laterais) como um EPI de uso obrigatório.

Protetores Auriculares Os _______________________________________ devem ser utilizados pelos soldadores nos lugares determinados pelo setor de segurança, no interior da fábrica. Tais protetores podem ser do tipo “plugue de inserção” ou tipo “fone de ouvido” (concha). Equipamentos de Proteção Respiratória Faz-se necessária a ___________________________________________ quando ocorrem operações de soldagem e corte em áreas confinadas, ou quando são usados processos e materiais com alto teor tóxico, sempre nas ocasiões em que o oxigênio for deficiente ou houver acúmulo de gases tóxicos. Um ______________________________________________ deve sempre ter uma boa manutenção, e quando for transferido de um trabalhador para o outro, ser devidamente desinfetado. Em lugares grandes e bem ventilados (ao ar livre), onde ___________________________ ___________________________________ (sem pintura ou produtos químicos de cobertura), com ou sem proteção de gás inerte, existem riscos mínimos à saúde. Em lugares fechados, tais como tanques, flanges, esferas, silos, vasos em geral, dutos, pernas de jaqueta (___________________________________________) etc., deve-se providenciar, obrigatoriamente, exaustão local e ventilação geral para manter a concentração de gases tóxicos, fumos e ___________________________________________________________. Quando os poluentes atmosféricos estiverem ___________________________________________, ou porque o trabalho é intermitente ou por outras razões, os soldadores não precisam usar equipamento de proteção respiratória. Se, por outro lado, houver superação dos limites de tolerância estabelecidos, ou se houver deficiência de oxigênio, deverá ser previsto, obrigatoriamente, _______________________________________, com máscaras (respiradores) tipo queixo (especialmente fabricado em conjugação com a máscara de solda) ou ____________________________________ de proteção respiratória. O “ar mandado” deverá ser limpo, sem contaminação (inclusive de óleo de compressor de ar), dando-se preferência a _________________________________________________ por mangueiras adequadas. Em hipótese alguma poderá ser utilizado _________________________________________________, sob risco de uma explosão ambiental (utilizar ar comprimido). No corte ou solda, quando envolver metais de base com cobertura contendo elementos como zinco, berílio, chumbo, cádmio e seus compostos, ________________________________________ e exaustão local para manter os poluentes atmosféricos em concentração abaixo dos limites de tolerância estabelecidos.

Usamos _______________________________________________ e soldagem ao ar livre, envolvendo chumbo, mercúrio e cádmio. Eles devem ser feitos obrigatoriamente com sistema de proteção.

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Cuidados na Operação de Soldagem Devem ser tomadas _________________________________________ e também na preparação dos locais de soldagem e corte, a fim de proporcionar segurança em todo o esquema montado, tanto para soldadores como para pessoas que trabalhem no entorno dessas áreas, evitando-se acidentes pessoais e não comprometendo os trabalhos. É evidente que em áreas confinadas, como vasos e tanques, ou em áreas maiores, como fábricas e estaleiros, os cuidados a serem tomados na preparação são maiores que em locais que estejam ao ar livre, ________________________________________. Devem ser sempre levados em consideração os tipos de materiais a serem soldados e os processos de soldagem utilizados. Ventilação para Soldagem e Corte Em áreas que não sejam confinadas a ventilação natural é aceitável nas operações de soldagem e corte. A ____________________________________________________, gases e poeiras na atmosfera dependem do processo local e do tipo de material envolvido na operação de soldagem ou corte. Amostras __________________________________________________ para refletir a qualidade do ar disponível ao pessoal envolvido. Quando uma máscara de soldador é usada, a amostra deve ser coletada sob a máscara. A ventilação, porém, deve existir mesmo que os gases e fumos desprendidos pela soldagem ou corte não sejam tóxicos, pois podem irritar as vias respiratórias.

Ventilação Mecânica Para o trabalho em espaços confinados a ventilação é ____________________________, e em casos onde houver restrições é requerida ventilação:

Em espaços menores que 285 m² por soldador; Em salas, prédios, barracões, sendo a altura do teto inferior a 5 metros; Em espaços confinados ou onde o espaço para soldagem contenha separações, balcões ou

outras barreiras estruturais significativas obstruindo a ventilação.

Taxas de Ventilação A ventilação mecânica, quando utilizada, deve situar-se _____________________________________ ________________________________________, no mínimo (tabela 2), exceto onde houver exaustão local ou forem utilizados equipamentos individuais de respiração.

Tabela 2 – Ventilação mínima requerida por soldador

Diâmetro do Eletrodo Ventilação Requerida por Soldador, Mínima (m³/min) Polegadas Mm

3/16 ou menor 4,8 ou menor __________ ¼ __________ 100 3/8 9,5 128

Sempre que for necessário devem ser utilizados locais para remover, junto à ______________________________, as fumaças e gases nocivos. Existem diversos aparelhos fabricados com essa finalidade, porém geralmente é utilizado um ________________________________________, que o soldador aproxima tanto quanto possível do local a ser soldado. Na tabela 3 encontram-se os valores mínimos exigidos para uma exaustão adequada, com equipamentos de coifa móvel. A _____________________________________ deve ser feita ao ar livre.

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Tabela 3 – Zona de soldagem

Zona de Soldagem Fluxo de Soldagem Diâmetro do Duto Do arco ou tocha

(mm) (mm³/min) (pol.) (mm)

100 até 150 4,25 3 75 150 até 200 7,8 __________ 90 200 até 250 __________ 4 ½ 115 250 até 300 16,6 5 ½ 140

Posicionamento dos Equipamentos Todas as máquinas de solda, cabos e outros equipamentos devem ser posicionados de tal forma que os caminhos, ________________________________________________________, a fim de permitir o trânsito de trabalhadores e fácil acesso em caso de emergência.

Anteparos Com o intuito de proteger __________________________________ que executam serviços em uma mesma área, em locais adjacentes aos da operação de soldagem ou corte, deve-se isolar esses locais com a ____________________________________________, em forma de biombos e cabines. As paredes dos anteparos devem ser pintadas com tintas especiais, absorventes, a fim de não refletir os raios provenientes da soldagem.

Prevenção e Proteção As operações de soldagem devem ser realizadas em atmosfera não inflamável, e os materiais combustíveis devem ser ____________________________________________. Onde for praticável, deve-se mover o objeto a ser soldado para local seguro. Em caso contrário, medidas adicionais de proteção devem ser tomadas. Extintores e outros equipamentos adequados, de combate ao fogo, devem ser ____________________________________________________. Radiações Em uma soldagem, o arco resultante é uma fonte de elevadas temperaturas, com produção de luz muito viva. Há __________________________________________, emitidos pelo arco elétrico: os raios ultravioleta e os raios infravermelhos ou caloríficos. Ambos produzem __________________________ se ela não for devidamente protegida. Quimicamente ativos, os raios ultravioletas ________________________________________. Podem produzir cegueira momentânea e, principalmente, conjuntivite. Os raios infravermelhos secam completamente certas células líquidas do globo ocular, causando complicações no cristalino e levando, a longo prazo, a uma catarata profissional (___________________________________________). Esses mesmos raios, para comprimentos de onda superiores a 1,5 m, são inofensivos. É muito importante a escolha dos filtros, que devem absorver no mínimo 99,5% dos raios infravermelhos e 99,75 dos raios ultravioleta. Na pele, o efeito causado é idêntico ao ocasionado pelos raios solares. A exposição, mesmo sendo rápida, _____________________________________________, que se manifesta algumas horas depois. O trabalhador deve, neste caso, seguir prescrição médica até sua cura completa.

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Cuidados Particulares aos Processos de Soldagem

Soldagem a Arco Elétrico Para ______________________________________________ devem ser seguidas as recomendações dos fabricantes, e o soldador deve ser instruído de acordo com as especificações do respectivo equipamento. Para realizar a instalação e operação das máquinas de soldagem a arco elétrico existem condições ambientais requeridas. Os equipamentos normais são projetados e construídos para operar em locais onde a temperatura não é menor que 0°C. Os equipamentos, porém, são adequados para operar em atmosferas contendo gases, pós e raios de luz presentes na soldagem a arco. Atenção especial deve ser dada antes de se iniciar uma operação. Todos os cabos e conexões devem ser examinados, ___________________________________________, mecânica e eletricamente, para as correntes de soldagem requeridas e para verificar se os cabos encontram-se secos e livres de óleo e graxa. Devemos, com bastante atenção, _____________________________________________, pois qualquer falha ou dano encontrado pode resultar em má qualidade do isolamento da condutividade. _______________________________________ devem ser realizadas, a fim de reparar ou trocar os cabos danificados, evitando-se, assim, a ocorrência de acidentes. Um bom cabo-terra deve ser utilizado. Para se fazer o aterramento das peças metálicas sobre as quais o soldador realiza a soldagem ______________________________________________. Não são permitidas conexões para aterramento em correntes, arames, guindastes, guinchos e elevadores. Caso o soldador interrompa o ____________________________________________, deve desconectar o alicate do eletrodo da fonte de energia elétrica. O soldador nunca deve enrolar ou prender o cabo de soldagem em volta de partes do seu corpo. O alicate do eletrodo não deve ser resfriado por imersão em água. Devem, porém, ser bem isolados, para proporcionar maior segurança ao soldador. Em qualquer remoção que se fizer na ____________________________________________, a fonte de energia elétrica do equipamento deve ser desconectada. Os soldadores devem estar ________________________________, em detalhes, a fim de evitarem choques elétricos, só com o controle de cada um eles serão evitados. Por mais alta que seja a voltagem, ou __________________________________________________, nenhum dano será causado se todas as operações forem feitas cuidadosamente. Ventilação adequada é imprescindível a operações de soldagem com eletrodo revestido, porque além de __________________________________________, elas liberam fungos e gases nocivos à saúde.

Soldagem a Arco Submerso Os operadores de soldagem _____________________________________________ com as instruções fornecidas pelo fabricante do equipamento. Como a ________________________________________ (arame) e a região de soldagem estão completamente protegidas durante todo o tempo da operação, a solda é executada sem centelhas, lampejos, salpicos ou fumaças, frequentemente observados em outros processos de soldagem a arco. O uso de capacetes, viseiras ou máscaras de proteção não é necessário, mas óculos de segurança devem ser usados como rotina de proteção aos olhos. Os óculos podem ter filtros claros para proteção contra lampejos e centelhas, quando o arco é inadvertidamente iniciado sem a proteção do fluxo. Em áreas confinadas ___________________________________________________________, visto que a soldagem a arco submerso pode produzir gases nocivos à saúde.

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Aplicam-se também a este processo precauções ______________________________________ citadas para soldagem a arco elétrico.

Soldagem TIG As mesmas precauções aplicáveis a qualquer outra _____________________________________ devem ser observadas neste processo. O soldador deve usar máscara com uma lente filtrante, que será escolhida __________________________________________________________________________. Nessa soldagem, a quantidade de radiação ultravioleta liberada é bastante grande. As _______________________________________ para diferentes faixas de corrente estão na tabela 4. Partes da pele diretamente expostas a tais radiações queimam-se rapidamente, o que exige maiores precauções. Essas radiações têm a capacidade de decompor solventes, _________________________________. Em ambientes confinados, deve-se ter cuidado para que não haja solventes nas imediações. As _________________________________________________________ devem ser desconectadas eletricamente, quando das trocas de eletrodos da tocha.

Tabela 4 – Lentes Filtrantes para Soldagem TIG

Filtro N. Intensidade de Corrente de Soldagem (A)

6 Até 30

8 De 30 até 75

10 __________________

12 De 200 até 400

14 __________________

Soldagem e Corte a Gás

Com óleo ou graxa, o _____________________________________________ pode reagir violentamente. Logo, as válvulas que fazem a sua regulagem devem ser isentas desses materiais. Os cilindros nunca devem ser estocados próximos a materiais combustíveis, pois embora não se incendeiem ou _______________________, ajudam a manter a combustão dos materiais combustíveis. Nunca limpe roupas ou ventile espaços confinados com oxigênio. O acetileno é um gás altamente combustível, e ____________________________________________________________, em locais limpos e secos, com boa ventilação e protegido contra aumentos excessivos de temperatura. Os __________________________________________________ são construídos com paredes duplas, existindo um vácuo entre a parede interna e a externa. Por isso eles devem ser manuseados com extremo cuidado, para prevenir danos na tubulação interna, o que poderia provocar a perda do vácuo. Tais cilindros devem sempre ser transportados _____________________________________________, pois podem tornar-se perigosos se virados de cabeça para baixo. Todos os cuidados devem ser tomados para se evitar tal possibilidade. Cilindros de acetileno, particular, devem ser usados na posição vertical. Como prática padrão, deve-se prender o cilindro em um suporte rígido, que pode ter rodas, para facilitar a locomoção e posicionamento.

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Somente reguladores, válvulas e mangueiras projetadas especialmente para servirem a equipamentos de soldagem devem ser utilizados. Todas as conexões e mangueiras devem ser firmes, bem apertadas e livres de furos e rasgos. O ____________________________________ deve sempre estar limpo. O regulador de pressão tem de estar ____________________________ antes da abertura do cilindro ou da válvula da tubulação interna. Combustão interna ou retrocesso de chama pode ocorrer se for falho o purgamento das mangueiras antes do __________________________, ou devido ao superaquecimento da extremidade da tocha. Retrocessos são as queimas, dentro ou além da câmara de mistura da tocha. É uma condição grave e pode ser realizada ação corretiva _____________________________, fechando-se imediatamente _____________________________________________ e, em seguida, a válvula do gás combustível. Válvulas de retenção (ou contrafluxo), para impedir o refluxo dos gases e sua consequente _____________________________________________, e válvulas cortachama (ou contrarretrocesso), que não permitem a propagação da chama além daquele ponto, por meio de seu abafamento devem ser constantemente verificadas em relação a seu perfeito funcionamento. NOTA: Para informações mais completas sobre proteção, recomenda-se consultar a norma ANSI / ASC Z49.1

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11. Exercícios de Fixação 1) O que é soldagem? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 2) Qual o nome do processo de soldagem arco elétrico entre um eletrodo revestido e o metal de base? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 3) O que é um material hidroscópico? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 4) Quais são as funções do fluxo? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 5) A partir de que espessura é indicada a soldagem a eletrodo revestido? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 6) O que significa a palavra TIG? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________

7) Qual a diferença entre gás inerte e gás ativo? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ 8) Qual o gás ativo mais utilizado no processo de soldagem MAG? _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

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CAPÍTULO 6

INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA

CONTROLE DIMENSIONAL

EM SOLDAGEM

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1. Gabaritos São instrumentos que podem ser fabricados pelo usuário, com a vantagem de _________________________________________________________________________ para soldagem do ângulo do Bisel, do ângulo do chanfro, da abertura da raiz, da face da raiz, da pré-deformação, do desalinhameto e após a soldagem o reforço de solda e perna de solda.

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Esses gabaritos de fácil execução devem ser manuseados com certo cuidado pois dependem da _______________________________. Assim, a correta posição sobre a superfície deve ser de ____________________________ à seção, e de paralelismo ao eixo desta seção. Existem os instrumentos especiais industrializados com múltiplas finalidades, atendendo a ________________________________________________________________. Os mais utilizados são: Hi – Lo

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2. Régua Graduada Fabricada em forma de____________________________________________. As gravações são _____________________ do sistema métrico, centímetro e milímetro e submúltiplo do sistema inglês, polegadas e suas frações as quais representam uma graduação universal. Utiliza-se a régua graduada nas medições com erro admissível, superior à ____________________da menor divisão da escala. Em milímetros é 0,5 mm, em polegadas é 1/32”. As réguas graduadas apresentam-se nas dimensões de 150, 200, 250, 300, 500, 600, 1000, 1500, 2000 e 3000 mm . As mais usadas são as de 150 mm (6”) e 300 mm (12”).

3. Trena Graduada Fabricada em fita de aço, fibra ou tecido. As graduações são do _____________________________com seus submúltiplos, metro, centímetro e milímetro, e o do ________________________________com seus submúltiplos, pé, polegadas e suas frações. Sistema métrico: ____1___ m = 1 mm 1000 Sistema inglês: _1_ pé = 1” 12 Em geral, a fita está acoplada a um estojo ou suporte dotado de um mecanismo que permite recolher a fita de modo manual ou automático. Esse mecanismo pode ou não ser dotado de trava. As trenas graduadas são fabricadas em comprimentos de 2 m, 3 m, 5 m, 10 m, 20 m, 30 m, e além. As trenas de ______________________________________possuem um elo em suas extremidades. As trenas de comprimento entre 2 e 5 m são chamadas trenas de bolso e são de aço fosfalizado ou esmaltado e apresentam em suas extremidades livres uma haste metálica dobrada em ângulo de 90º e espessura de 1 mm.

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As trenas de maior comprimento possuem um elo em suas extremidades.

Essa haste é chamada encosto de referência ou gancho de zero absoluto. Ela é unida à extremidade, porém, desloca-se 1 mm na direção da medida, para frente ou para trás a fim de permanecer o zero inicial. Algumas trenas possuem o traço do ponto zero um pouco deslocado da sua extremidade. Dessa forma o usuário deve cuidar para que o zero coincida com a extremidade da peça em questão. As trenas podem ser fabricadas em fitas de formato convexo ou plano. O formato convexo torna a trena mais rígida, permitindo medidas na vertical de baixo para cima e de cima para baixo e em extremidades fora do alcance das mãos. O formato plano permite medidas lineares e para as circulares no caso de perímetros. Em soldagem, as trenas devem ser de fita de aço com graduação uniforme e ter traços bem finos e salientes. Manuseio As fitas devem ser protegidas de: + Quedas; + Atritos com ferramentas de trabalho; + Dobras formando vincos; + Torção que a deforme: + Sujeira, pois o atrito pode apagar as graduações.

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4. Paquímetro É um instrumento de utilização ______________________, para medidas internas, externas de profundidades e de_________________________________________.

É constituído de uma régua graduada, com_________________________, sobre o qual desliza um cursor, feito todo em aço inoxidável.

1. orelha fixa 6. escala fixa de polegadas 11. _______________________ 2. orelha móvel 7. bico fixo 12. _______________________ 3. nônio ou vernier 8. encosto fixo 13. _______________________ 4. parafuso de trava 9. encosto móvel 14. _______________________ 5. cursor 10. bico móvel

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O cursor desliza sobre a régua graduada, escala fixa, permitindo a medição no sistema _______________________ e no sistema ___________________ simultaneamente. Através de uma escala auxiliar, denominada de nônio ou vernier, permite a leitura de ______________________ da menor divisão da escala fixa, que é a resolução do instrumento. A ___________________________, do paquímetro é ___________________________________________ dividida pela quantidade de divisões do nônio ou vernier, escala móvel, na unidade utilizada.

O valor da resolução é obtido de qualquer instrumento de medição que possua nônio. Suas graduações são calibradas a 20º C.

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Aplicação no Sistema Internacional de Medidas + Resolução de _______ mm

Na escala fixa a leitura é feita ________ do zero do nônio que corresponde à leitura milímetros, 78 mm.

Em seguida devem-se __________________________________________________ até o ponto em

que um deles coincidiu com um traço da escala fixa, portanto 3º traço, que corresponde a 0,15 mm.

Concluindo, _______________ o valor da escala fixa, 78 mm, __________ o valor da _________________________, 0,15 mm, tem-se 78,15 mm. - 78 mm + 0,15 mm = 78,15 mm

Resolução 0,02 mm

Na _____________________ a leitura feita antes do zero do nônio, até o ponto em que um deles coincidiu com o traço da escala fixa, portanto, 27o traço, que corresponde a 0,54 mm;

Em seguida deve-se ________________________________________________ até o ponto em que

um deles coincidiu com o traço da escala fixa, portanto 27º traço, que corresponde a 0,54 mm;

Concluindo, __________________ o valor da escala fixa, 16 mm, ___________ o valor da escala móvel, 0,54 mm, e tem-se 16,54 mm. - 16 mm + 0,54 mm = 16,54 mm

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Aplicação do Sistema Inglês

Resolução de 1/128”

Na escala fixa a leitura feita antes do zero do nônio corresponde à leitura em ______________________________, cada divisão corresponde a 1/16”, pois uma polegada tem-se _____________________________, portanto 14/16” ou 7/8”;

Em seguida deve-se contar os traços do nônio até o ponto em que um deles coincidiu com um traço da

escala fixa, portanto o 2º traço corresponde a 2/128”;

Concluindo, ________ o valor da escala fixa, 7/8” ao valor da escala móvel que é 2/128”, tem-se 57/64” 7” + 2” = 112” + 2” = 114” = 57” 8 128 128 128 64

Resolução 0,001”

Na escala fixa a leitura feita antes do zero do nônio corresponde à leitura em ____________________________, cada divisão corresponde a 0,025”, pois em uma polegada tem-se 40 divisões, portanto 9,975”;

Em seguida deve-se __________________________________________________ ate o ponto em

que um deles coincidiu com o traço da escala fixa, portanto o 22º traço, que corresponde a 0,022”.

Concluindo, soma-se o valor da escala fixa, 9,975”, mais o valor da escala móvel, 0,022”, tem-se 9,997”. 9,975” + 0,022” = 9,997”

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Manuseio “Erro de Paralaxe”, é o que provém de uma leitura obliquamente sobre uma superfície graduada, quando o ponto de referência se situa fora dessa superfície. O cursor onde é gravado o nônio, por razões técnicas de construção, normalmente tem uma espessura mínima (a), e é posicionado sobre a escala principal. Assim, os traços do nônio (TN) são mais elevados que os traços da escala fixa (TM) Colocando o instrumento em posição não perpendicular à visão e estando sobrepostos os traços TN e TM, cada um dos olhos projeta o traço TN em posição oposta, o que ocasiona um erro de leitura. Para não cometer o erro de paralaxe, deve-se fazer a leitura situando o paquímetro em uma posição perpendicular aos olhos.

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Posição de Medição Ocorre devido a __________________________________________, controlada por uma mola, ocasionando uma __________________________ do cursor em relação à régua, o que altera a medida.

O cursor deve estar ____________________________ para um suave deslocamento sobre a régua. O profissional deve ter o cuidado de verificar se há folga e corrigir regulando conforme a sua sensibilidade.

Recomendações _______________________________________: a peça a ser medida deve ser colocada o mais profundo possível entre os bicos de medição para evitar desgaste em suas extremidades.

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Para maior segurança nas medições, as superfícies de medição dos bicos e da peça devem estar bem apoiados.

__________________________: as orelhas devem ser colocadas o mais profundo possível e deve-se manter o paquímetro paralelo à peça que está sendo medida.

Em medições de diâmetros internos, as superfícies de medição das orelhas devem ___________________ com a linha de centro geométrico do furo Toma-se então, a máxima leitura para diâmetros internos e a mínima para faces planas internas:

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Medidas de profundidade: apoia-se o paquímetro ________________ sobre a superfície de referência da peça.

Medidas de _____________________: apóia-se a parte d paquímetro apropriada para ressaltos, perpendicularmente à superfície da peça.

Não se deve utilizar a haste de profundidade para esse tipo de medição porque ela não permite um apoio muito firme. Erros de medição

Objetivo ou direto: é causado diretamente pelo instrumento conforme os erros classificados de:

a. Planicidade b. Paralelismo c. Divisão da régua d. Divisão do nônio e. Colocação em zero

Subjetivo ou indireto: é causado diretamente pelo operador como erro de leitura.

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Precauções

Sendo as superfícies planas e polidas, evitar quedas e riscos, podendo prejudicar a graduação;

Não pressionar demasiadamente os bicos, orelhas e haste contra a superfície da peça, podendo ocasionar erro de medição;

Fazer a leitura da medida com o paquímetro aplicada à peça;

Antes do uso, com o paquímetro totalmente fechado, verificar se na há folga entre os seus encostos e

orelhas;

Manter o paquímetro sempre limpo e acondicionado em estojos próprios;

Guardar o paquímetro com folga entre os bicos. 5. Goniômetro É um instrumento de medição ou verificação de ________________________________________. O sistema de divisão é o __________________________, submúltiplos da unidade grau (divide-se em 60 minutos), minuto (divide-se em 60 segundos). Os símbolos utilizados são: grau (º), minuto („) e segundo (“). O goniômetro simples, também conhecido como transferidor de grau é utilizado em medidas angulares que _____________________________________________________________________.

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Assim em sua escala graduada apresenta a menor divisão que é de _____, suficiente para atender os requisitos em ________________________. Adota-se como resolução para este instrumento assim como para outro qualquer que apresente uma escala graduada, a _____________________ da menor divisão da escala. Dessa forma tem-se uma resolução de ___________. Deve-se observar se a indicação é próxima dos números inteiros ou se está praticamente entre esses números. Portanto, toda medida será múltipla de 0,5º ou 30‟. Goniômetro de precisão, é dotado de um nônio com resolução normalmente de______. Utilizado onde as tolerâncias são maiores que _______.

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Leitura do Goniômetro Os graus inteiros são lidos no disco graduado com o traço zero do nônio. Pode ser feita tanto _________________________________________________________________________________. A leitura dos minutos é realizada a partir do _______ nônio, seguindo a mesma direção da leitura dos graus.

Observando o nônio tem-se a resolução = 1º = 60‟ = 5‟

12 12 Assim, nas figuras, as medidas são, respectivamente

A¹ = 64º B¹ = 30‟ 64º 30‟ A² = 42º B² = 20‟ 42º 30‟ A³ = 9º B³ = 15‟ 9º 30‟ Precauções

Acondicionar em estojo próprio, mantendo o instrumento sempre limpo Cuidar para não haver queda do instrumento; Executar a leitura de ângulo sempre com o goniômetro aplicado à peça; Cuidar para não haver erro de paralaxe.

6. Algarismos significativos

São algarismos que expressam um valor de medida exatamente correto e cuja aproximação incerta, por falta ou por excesso, é _______________________________________________ de sua ordem decimal. A incerteza máxima de aproximação está sempre associada a ____________________________________ para a medida a ser realizada e à escala do instrumento utilizado.

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Utilizando-se uma _____________________________________ em mm, este valor de medida deve ser expresso por 36,__ onde a precisão da medida poderá ser 0,0 ou 0,5 ou 1,0 ou 1,5. Assim: 36,0 mm ou 36,5 mm ou 37,0 mm ou 37,5 mm.

Utilizando-se um ___________________________ com resolução de 0,05 mm, este valor de medida deve ser expresso por 36,__, onde a precisão da medida poderá ser 0,00 ou 0,05 ou 0,10 ou 0,15. Assim: 36,00 mm ou 36,05 ou 36,10 mm ou 36,15 mm

Quantidade de algarismos significativos.

Zeros à esquerda de um número, com a facilidade de fixar a posição da vírgula, não são significativos; 0,036 = 2 algarismos significativos 36 x 10³ = 2 algarismos significativos 0,03060 = 4 algarismos significativos

Zeros à direita, ou entre outros algarismos são significativos ______________ = 4 algarismos significativos ______________ = 4 algarismos significativos ______________ = 5 algarismos significativos

7. Regras de arredondamento na numeração decimal conforme __________________

1. Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último algarismo a ser conservado for inferior a 5, o último algarismo a ser conservado permanecerá sem modificação. 4,344 arredondando à 2ª decimal, tem-se 4,34

2. Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último algarismo a ser conservado é superior a 5, ou, sendo 5 seguido de no mínimo um algarismo diferente de zero, o último algarismo a ser conservado deverá ser aumentado de uma unidade. 6,8966 arredondado à 2ª decimal, tem-se 6,90 5,8505 arredondado à 1ª decimal, tem-se 5,9

3. Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último algarismo a ser conservado é um 5 seguido de zeros, deve-se arredondar o algarismo a ser conservado, para o algarismo par mais próximo, conseqüentemente, o último algarismo a ser retido, se for ímpar aumenta-se uma unidade.

7,550 arredondado à 1ª decimal, tem-se 7,6 4. Quando o algarismo imediatamente seguinte ao último a ser conservado é um 5 seguido de zeros, se for

par o algarismo a ser conservado, ele permanecerá inalterado.

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9,850 arredondando à 1ª decimal, tem-se 9,8

8. Regras para operações com algarismos significativos conforme ___________________ Para adição ou subtração entre aqueles que exprime maior precisão, faz-se o arredondamento de forma

que fique com um algarismo significativo a mais, para a direita, daquele que exprime menor precisão, e executa-se normalmente a operação. O resultado deve ser arredondado de forma que fique com os algarismos significativos daquele que exprime a menor precisão.

Assim, 60,26 + 36,9446 0,62 - 0,4841 60,26 0,62 + 36,945 - 0,484 97,205 97,20 0,136 0,14

Para multiplicação ou divisão, o produto ou quociente não deve conter mais algarismos significativos daqueles contidos no número que exprime menor precisão. 21,42 x 1,6 = 34 18,02 0,7 = 26 0,186 x 0,22 = 0,04 0,46 0,8 = 0,6 9. Conversão de unidades

Em conversão de unidades deve-se manter a _______________________________________________ mantendo-se os algarismos significativos representativos da grandeza da unidade a qual se está convertendo, sem alteração da precisão original. As operações utilizadas são a multiplicação e divisão por um fator de conversão. Assim, em uma conversão: 0,725 polegadas para milímetros, tem-se: 0,725 x 25,4 = 18,415 mm

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10. Exercícios de fixação

1. Desenvolva as funções abaixo: a. 120º 10‟ 30” + 40º 10‟ 50” b. 10º 10‟ 40” + 50º 30‟ 55”

c. 40º 05‟ 10” + 30º 04‟ 10”

d. 0º 10‟ 55” + 1º 40‟ 38”

e. 18º 7‟ 12” + 21º 6‟ 16”

f. 16º 49‟ + 17º 50‟

g. 5º 51‟ 60” + 16º 59‟ 48”

h. 6º 50‟ 60” + 13º 56‟ 48” + 18º 58‟ 47” + 9º 54‟ 52”

i. 32º 46‟ 35” - 20º 17‟ 20”

j. 119º 71‟ 95” + 65º 42‟ 51”

k. 95º 86‟ 60” - 62º 59‟ 36”

l. 53º 59‟ 60” - 32º 14‟ 48”

2. Indique quantos algarismos significativos há nas medidas abaixo: a. 0,04 = b. 3000 =

c. 10050 . 10¯³ =

d. 9 . 10¯³ =

e. 4.000.000 =

f. 20 . 10¹ =

g. 50 . 1018 =

h. 4,0 =

i. 10,05 =

j. 4,0 . 10¯² =

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3. Indique nas grandezas abaixo o nome das abreviações e qual é a grandeza medida: a. N ____________________________________________________________________ b. moL __________________________________________________________________

c. Pa ___________________________________________________________________

d. A ____________________________________________________________________

e. T ____________________________________________________________________

f. Di ___________________________________________________________________

g. W ___________________________________________________________________

h. db ___________________________________________________________________

i. kg ___________________________________________________________________

j. rpm __________________________________________________________________

k. L ____________________________________________________________________

l. cal ___________________________________________________________________

m. eV ___________________________________________________________________

n. J ____________________________________________________________________

o. A ____________________________________________________________________

p. N ____________________________________________________________________

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4. Resolva os exercícios abaixo sobre PAQUÍMETRO:

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ISN1-O_-_Apostila_1_-_Regulamento,_normas_e_principios_basicos

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