Soldagem Por Explosão
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SOLDAGEM POR EXPLOSO
EXPLOSIVE WELDING - EXW
ALUNOS: ANTONIO HENRIQUE
PROFESSOR: WALDYR VEG
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O QUE ?Consiste na unio de metais com caractersticas especiais, por impossibilidade tcnica em outros processos ou visando reduo de custo
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HISTRICOObservado nas Grandes Guerras Mundiais
Projteis de canhes grudavam em carros e pontes
Difcil remoo, descobriram que estavam soldados
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HISTRICOInicio da dcada de 40 comeou a ser estudado
Foi testado em laboratrio em 1944
Pases pioneiros: Frana, Itlia, Japo, Rssia e EUA
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HISTRICONo Brasil, foi estudado inicialmente pelo IPT (Instituto de Pesquisas Tecnolgicas)
Planta da cidade de Lorena-SP
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UTILIZAOFabricao de chapas CLAD com 2 materiais
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UTILIZAO
CLAD com 3 materiais
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UTILIZAO
Revestimentos Internos de tubos
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UTILIZAOSoldagem de tubos a espelho de trocador de calor e caldeiras
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FINALIDADEDiminuir o custo de equipamentosRealizar a unio de metais no soldveis por outro processoMelhorar o rendimento das caractersticas dos materiais empregados
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CHAPA CLADChapas de 2 ou 3 materiais diferentes
Ao Carbono + material nobre
Ao Inox, Alumnio, Cobre, Titnio...
Ou 2 materiais nobres
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CLADUtiliza-se a resistncia mecnica do Ao Carbono e a chapa nobre fornece a caracterstica/propriedade especialMelhor qualidade para o atendimento de requisitos tcnicos
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APLICAOSiderrgicasIndstria Qumica e PetroqumicaTransmisso de EnergiaConstruo Naval
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APLICAOCelulose e papelMineraoIndustria alimentciaIndustria BlicaAeroespacial
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APLICAOINDSTRIA CERVEJARIA
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PROCESSO
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PROCESSORequisitos Materiais com boas resistncias mecnicas
Metais com Alongamento mnimo de 5 a 6% [em 2 pol. (51 mm) de comprimento] e Resistncia ao Impacto (Charpy entalhe em V) de 13,6 J ou melhor, podem ser soldados por este processo
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PROCESSORequisitosMetais que sofrem fratura quando expostos a choques associados com a detonao do explosivo e a coliso dos dois componentes no podem se soldados por explosoParmetros utilizados devero ser rigorosamente controladosPara alguns casos tratamentos trmicos de alivio de tenso
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DESCRIO DO PROCESSO
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FUNDAMENTOS DO PROCESSO um processo de soldagem no estado slido, que produz uma solda pelo impacto em alta velocidade das peas como resultado de uma detonao (exploso) controlada
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FUNDAMENTOS DO PROCESSOA solda produzida em frao de segundos, sem adio de metal
O processo ocorre a temperatura ambiente, as superfcies de contato entretanto, so aquecidas pela energia de coliso e a soldagem conseguida pelo fluxo plstico do metal em suas superfcies
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PRINCPIOS DO PROCESSO
3 COMPONENTESMetal de Base - Pea 1
Metal de caldeamento - Pea 2
Explosivo
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PRINCPIOS DO PROCESSO
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COMPONENTES
CHAPASPEA 1: Permanece estacionria e deve possuir massa suficiente para minimizar as distores
PEA 2: Posicionada paralelamente a pea 1 separadas por uma distncia especificada (standoff distance)
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COMPONENTES
EXPLOSIVONormalmente em forma granular, distribudo uniformemente sobre a superfcie superior da pea 2Composio normalmente baseada em Nitrato de AmniaVelocidade de detonao entre 2000 e 3000 m/s
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DESCRIO DO PROCESSO
Distncia entre chapas
Explosivo: que divide-se em velocidade de exploso e quantidade de explosivo
Os 3 parmetros principais so:
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As superfcies a serem soldadas devem ser limpas e livres de imperfeies grosseiras par se obter soldas homogneas, resistentes e dcteis
Superfcie com acabamento de 0,5 mcrons ou melhorDESCRIO DO PROCESSO
PREPARAO DAS CHAPAS
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Utilizar espaadores ou suportes para manter a distnciaMateriais de pequeno peso tais como blocos de espuma ou de madeiraEspaadores de mesmo material da pea 1DESCRIO DO PROCESSO
ESPAAMENTO (standoff distance)ESPAADORES
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Deve ser bem espalhado sobre a superfcie da pea 2DESCRIO DO PROCESSO
PREPARAO DO EXPLOSIVO
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A detonao deve ser efetuada progressivamente atravs da superfcie da pea 2A velocidade da detonao determina a velocidade na qual a coliso progride atravs da rea de junoDESCRIO DO PROCESSO
EXPLOSO
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DESCRIO DO PROCESSO
EXPLOSO
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Aps a exploso, a pea 2 sofre intensas presses: a da prpria exploso e a da expanso dos gases (jato)Formando um certo ngulo e uma velocidadeDependem do tipo e quantidade do explosivoDESCRIO DO PROCESSO
VELOCIDADE E NGULO
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VARIVEIS:
Da espessura de parede e propriedades mecnicas da pea 2
Da distncia de afastamento (standoff distance) empregadaDESCRIO DO PROCESSO
VELOCIDADE E NGULO
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DESCRIO DO PROCESSO
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A intensa presso necessria para se produzir a soldagem gerada no ponto de colisoAs presses foram as superfcies dos dois componentes a um intimo contato e causa um fluxo plstico localizado na rea imediatamente prxima ao ponto de colisoAo mesmo tempo o jato formado no ponto de coliso, que varre qualquer filme de contaminao que possa estar presenteDESCRIO DO PROCESSO
COLISO, JATO E SOLDAGEM
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DESCRIO DO PROCESSO
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EFEITOS DO PROCESSO
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ACABAMENTO DA SOLDAA chapa sofrer empenamentoUtilizar prensas ou rolosAntes necessrio tratamento de alivio de tenses
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A interface entre os dois componentes de uma soldagem a exploso normalmente como uma onda em uma microescala
O tamanho da onda depende das condies de coliso encontradas na soldagemNATUREZA DA ADESO
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NATUREZA DA ADESOCorte transversal de uma junta de soldagem por explosoAO CARBONOAO INOXIDVEL
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NATUREZA DA ADESOALUMNIOCOBRE
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NATUREZA DA ADESOLATOAO CARBONO
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NATUREZA DA ADESOVANDIOTUNGSTNIO
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QUALIDADE DA ADESOA qualidade de uma soldagem a exploso depende apenas da natureza da interface
Dos efeitos que o processo causou nas propriedades dos componentes metlicos
As propriedades dos metais incluem Resistncia, maleabilidade e ductilidade
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Os efeitos da soldagem nestas propriedades podem ser determinadas por ensaios de:
TraoImpactoDobramentoEnsaios de fadiga na solda e materiais base
QUALIDADE DA ADESO
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A qualidade da adeso pode ser determinada por ensaios no destrutivos
Ultrassom
Radiografia
QUALIDADE DA ADESO
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ENSAIOS NO DESTRUTIVOSULTRASSOM
Verificamos falta de integridadeO equipamento de ultrassom deve ser calibrado em amostras padres contendo reas aderidas e reas conhecidamente no aderidasO ensaio sempre ser realizado pelo lado do CLAD
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ULTRASSOM
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ENSAIOS NO DESTRUTIVOSRADIOGRAFIA
Materiais possuam uma diferena significante nas suas densidades executada perpendicularmente a superfcie do lado com o metal de maior densidadeO filme deve estar em intimo contato com a superfcie do lado de menor densidade
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QUALIDADE DA ADESO
DEFEITOSFalta de unio (desplacamento)Oxidao nas ondasMicro trincas nas ondas
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OUTRAS UTILIZAESRevestimentos de cilindros
Unio de tubulaes
Tamponamento de tubos de trocadores de calor
Chapas TRICLAD
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OUTRAS UTILIZAESREVESTIMENTOS DE CILINDROS
Superfcies internas ou externasAo forjado com ao inoxidvel para fabricao de luvas para conexo de vasos de pressoLuvas revestidas com dimetros internos de 13 a 610mm x 900mm
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REVESTIMENTOS DE CILINDROS
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OUTRAS UTILIZAESUNIO DE TUBULAES (PIPELINE)
Utilizao a partir de 1980Juno de tubulaes de oleodutos e gasodutosA primeira aplicao comercial foi executada para unir uma linha de 6 km de tubos com 1067 mm de dimetro em 1984
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UNIO DE TUBULAES(PIPELINE)
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OUTRAS UTILIZAESTAMPONAMENTO DE TUBOS DE TROCADORES DE CALOR
Conter vazamentos em tubos de trocadores de calorRpido, fcil e confivelTampes so pr-fabricados
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TAMPONAMENTO DE TUBOS DE TROCADORES DE CALOR
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OUTRAS UTILIZAESCHAPAS TRICLAD
Solda entre alumnio e aoSubstitui antigos e tradicionais mtodos de fixao, como rebites e juntas aparafusadasAo Carbono + alumnio 99,5 + AlMg4.5Mn (resistente corroso)
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CHAPAS TRICLAD
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VANTAGENSCapacidade da unio de grande variedade de metais similares ou noreas de superfcie menores que 6,5 cm a acima de 37 mA espessura da pea 2 (CLAD) pode variar de 0,25 a 31,8 mmMelhor custo em relao aos processos convencionais de soldagem
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VANTAGENSEconomia de custos:fina camada dematerial caro revestidoemuma camada mais espessa dematerial barato
Propriedades dos materiais originais permanecem
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DESVANTAGENSPessoal qualificado e bem treinadoGrandes reas para realizaes das explosesNecessita diversas autorizaes e licenasNecessrio desempenamento e alivio de tenses
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MATERIAIS SOLDVEIS
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LICENAS / DOCUMENTOS ESPECIAIS NECESSRIOSAlvar para Uso de Produtos Controlados : Policia CivilCertificado de Registro para Produtos Controlados : Ministrio do ExrcitoCarteira de Blaster (Cabo de Fogo) : Policia CivilLicena de Operao da Secretaria do Meio Ambiente (CETESB / FEAM)Auto de Vistoria do Corpo de Bombeiros
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VDEO RESUMO
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SEGURANA Essa soldagem s deve ser executada por pessoas capacitadas e treinadas, em virtude da natureza do processo. Principalmente porque todo o explosivo controlado pelo governo, e seu armazenamento requer cuidados (normas para estoque e armazenamento e detonao)
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BIBLIOGRAFIAPROCESSO DE SOLDAGEM POR EXPLOSO EXWProf. Alexandre Queiroz Bracarense, PhDUniversidade Federal de Minas Gerais Grupo de Robtica, Soldagem e SimulaoEmpresa MULTICLADhttp://www.multiclad.com.br/Empresa CECALhttp://www.cecal.com.br/Empresa Shockwave Metalworking Technologies BV (Holanda) Eng. Metalurgista Ko Buijshttp://www.smt-holland.com/ INFOSOLDAhttp://www.infosolda.com.br
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SOLDAGEM POR EXPLOSO
EXPLOSIVE WELDING - EXWDVIDAS ?
OBRIGADO!!!!!ANTONIOHENRIQUE