Soldagem_parte 2

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<p>Professor: Rogério Ferreira Rezende 2024</p><p>Técnico Integrado Mecânica</p><p>Obter uma visão e compreensão geral dos processos de soldagem, contemplando</p><p>principais equipamentos, métodos, materiais e aplicações industriais.</p><p> Conhecer os principais processos de soldagem</p><p> Identificar e selecionar o processo de soldagem mais adequado para a construção mecânica</p><p> Conhecer e compreender as variáveis que influenciam os processos de soldagem</p><p> Selecionar e ajustar os parâmetros de soldagem</p><p> Executar processos de soldagem</p><p> Relacionar características da junta soldada com parâmetros aplicados ao processo</p><p> Relacionar materiais, consumíveis, processos e equipamentos</p><p> Interpretar catálogos, manuais e tabelas técnicas</p><p> Interpretar simbologia de soldagem e desenhos técnicos</p><p> Interpretar e aplicar normas técnicas de higiene, segurança no trabalho e preservação ambiental.</p><p>Soldagem</p><p>Objetivos</p><p>Plano de Ensino</p><p> Fundamentos da soldagem</p><p> Principais processos de soldagem</p><p> Segurança em soldagem</p><p> Terminologia e simbologia</p><p> Fontes de energia para soldagem e corte</p><p> Fundamentos de metalurgia da soldagem</p><p> Tensões residuais e distorção em soldagem</p><p> Automação em soldagem / MADA</p><p> Normas e qualificação em soldagem</p><p> Determinação dos custos em soldagem</p><p> Ensaio destrutivos e não-destrutivos aplicados em juntas soldadas</p><p> Normas técnicas, regulamentadoras e preservação ambiental aplicáveis ao processos de</p><p>soldagem.</p><p>Conteúdo Programático</p><p>Soldagem</p><p>Plano de Ensino</p><p>Bibliografia básica</p><p>4</p><p>GEARY, D. e MILLER, R. Soldagem. 2ª ed. Porto Alegre. Editora: Bookman. 2013.</p><p>MARQUES, Paulo Villani; MODENESI, Paulo José, BRACARENSE, Alexandre</p><p>Queiroz. Soldagem – Fundamentos e Tecnologia, 3ª ed. Belo Horizonte: Editora</p><p>UFMG, 2011, 363p</p><p>Soldagem</p><p>Plano de Ensino</p><p>Bibliografia complementar</p><p>5</p><p>SCOTTI, A. PONOMAREV, V. Soldagem MIG/MAG. São Paulo: Artliber, 2008.</p><p>WAINER, E.; BRANDI, S. D.; MELLO, F. D. H. Soldagem – processos e metalurgia.</p><p>São Paulo: Edgard Blucher, 1992.</p><p>PARIS, A. Tecnologia da soldagem de ferros fundidos. Santa Maria: Ed. UFSM,</p><p>2003.</p><p>REIS, R. P.; SCOTTI, A. Fundamentos e prática da soldagem a plasma. São</p><p>Paulo: Artliber, 2007.</p><p>Soldagem</p><p>Plano de Ensino</p><p>Horário de atendimento</p><p>6Soldagem</p><p>Plano de Ensino</p><p>Quarta-feira: 07:45 às 08:45 h</p><p>Calendário de Avaliações / Exercícios</p><p>7Soldagem</p><p>Pontuação</p><p>(Peso)</p><p>DataAvaliação / Exercício</p><p>20%Nas aulasExercícios</p><p>20%26/AbrApresentação 1 (em grupo)</p><p>60%03/MaiProva 1º Trimestre</p><p>20%Nas aulasExercícios</p><p>20%23/AgoApresentação 2 (em grupo)</p><p>60%30/AgoProva 2º Trimestre</p><p>20%Nas aulasExercícios</p><p>20%22/NovApresentação 3 (em grupo)</p><p>60%29/NovProva 3º Trimestre</p><p>Plano de Ensino</p><p>Exemplo de um cordão de solda sobre chapa</p><p>Soldagem</p><p>Conceitos básicos</p><p>Em uma solda por fusão, considera-se a existência de 3 regiões básicas:</p><p>Soldagem</p><p>Conceitos básicos</p><p>Zona Fundida (ZF): região onde o material foi fundido durante a soldagem e</p><p>caracterizado por temperaturas de pico superiores à sua temperatura de fusão.</p><p>Em uma solda por fusão, considera-se a existência de 3 regiões básicas:</p><p>Soldagem</p><p>Conceitos básicos</p><p>Zona Termicamente Afetada (ZTA): região não fundida do metal base, mas cuja</p><p>microestrutura e/ou propriedades foram alteradas pelo ciclo térmico de soldagem.</p><p>Em uma solda por fusão, considera-se a existência de 3 regiões básicas:</p><p>Soldagem</p><p>Conceitos básicos</p><p>Metal Base (MB): Regiões mais afastadas da solda que não foram alteradas pelo</p><p>ciclo térmico.</p><p>A ação de aproximação, aquecimento e fusão parcial, leva a um fenômeno de</p><p>difusão na zona soldada, dando como resultado, a junta (solda), que se caracteriza</p><p>pela resistência e coesão depois que o metal resfria.</p><p>Soldagem</p><p>Processo de Soldagem</p><p>Cada processo de soldagem deve preencher os seguintes requisitos:</p><p>Soldagem</p><p> Gerar uma quantidade de energia capaz de unir dois materiais, similares ou não</p><p> Remover as contaminações das superfícies a serem unidas</p><p> Evitar que o ar atmosférico contamine a região durante a soldagem</p><p> Propiciar o controle da transformação de fase, para que a solda alcance as</p><p>propriedades desejadas (físicas, químicas ou mecânicas).</p><p>Processo de Soldagem</p><p>De forma simplificada, pode-se considerar que uma peça metálica é formada por</p><p>um grande número de átomos dispostos em um arranjo espacial característico</p><p>(estrutura cristalina).</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>Átomos localizados no interior da estrutura são cercados por um número de</p><p>vizinhos mais próximos, posicionados a uma distância r0, na qual a energia do</p><p>sistema é mínima, não tendendo os átomos a se ligarem com nenhum átomo extra</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>Variação de energia para um sistema composto de dois átomos em função da</p><p>distância de separação entre eles.</p><p>Na superfície do sólido, contudo, esta situação não se mantém, pois os átomos</p><p>estão ligados a um número menor de vizinhos, possuindo, portanto um maior nível</p><p>de energia do que os átomos no seu interior.</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>Esta energia pode se reduzir caso os átomos superficiais se liguem a outros</p><p>Aproximando-se duas peças metálicas a uma distância suficientemente pequena, os</p><p>átomos das superfícies destas podem interagir, levando à formação de uma ligação</p><p>permanente</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>Formação teórica de uma solda pela aproximação das superfícies das peças.</p><p>Uma solda “seria” formada entre as peças</p><p>Entretanto, sabe-se que isto não ocorre para duas peças metálicas, exceto</p><p>em condições muito especiais.</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>Uma analogia a este tipo de efeito pode ser obtida, colocando-se em contato íntimo</p><p>dois blocos de gelo</p><p>Formação teórica de uma solda pela aproximação das superfícies das peças</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>As superfícies metálicas estão normalmente recobertas por camadas de óxidos,</p><p>umidade, gordura, poeira e outros materiais o que impede um contato real</p><p>entre as superfícies, prevenindo a formação de ligações.</p><p>As superfícies metálicas, mesmo as mais polidas, apresentam uma grande</p><p>rugosidade em escala microscópica e sub-microscópica</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p>Tecnologicamente, dois modos são utilizados para superar estes obstáculos, que</p><p>originam os dois grandes grupos de processos de soldagem:</p><p> Processos de soldagem por pressão</p><p>Se baseiam na aplicação de pressões elevadas de forma a deformar plasticamente</p><p>as superfícies metálicas permitindo a aproximação atômica</p><p>Em geral, as peças são aquecidas localmente para facilitar sua deformação.</p><p>Soldagem</p><p>Formação da junta soldada</p><p> Processos de soldagem por fusão</p><p>Consistem na aplicação localizada de calor na região de união para a sua fusão e</p><p>do metal de adição (quando for utilizado), produzindo a ligação pela solidificação do</p><p>metal fundido.</p><p>Por causa da resistência obtida, o processo de soldagem é usado em construções</p><p>de navios, nas indústrias automobilística e ferroviária...</p><p>Soldagem</p><p>Aplicações da Soldagem</p><p>...em oleodutos, plataformas marítimas, componentes eletrônicos, em reparos,</p><p>aplicações aeroespaciais, na construção civil e diversas outras áreas.</p><p>Vantagens:</p><p> Maior economia de tempo e de material</p><p> Redução do peso</p><p> Uniões mais estanques</p><p> Uniões mais resistentes</p><p> Uniões possíveis de serem usinadas</p><p>Soldagem</p><p>Vantagens e Desvantagens da Soldagem</p><p>Desvantagens:</p><p> Dificuldade de desmontagem</p><p> Podem ocorrer tensões e deformações</p><p> Algumas soldas exigem acabamento posterior</p><p> Exige mão de obra especializada.</p><p>A American Welding Society (AWS) define soldabilidade como:</p><p>“a capacidade de um material ser soldado nas condições de fabricação impostas</p><p>por uma estrutura específica projetada de forma adequada e de se comportar</p><p>adequadamente em serviço”</p><p>Soldagem</p><p>Propriedade Tecnológica - Soldabilidade</p><p>Uma definição alternativa, mais prática:</p><p>“facilidade relativa de produzir uma solda satisfatória, que resulte em uma junta</p><p>similar ao metal sendo soldado”.</p><p>A maioria das ligas metálicas são soldáveis, mas, certamente, algumas são muito</p><p>mais difíceis de serem</p><p>soldadas por um dado processo que outras</p><p>Soldagem</p><p>Propriedade Tecnológica - Soldabilidade</p><p>O desempenho esperado para uma junta soldada depende fundamentalmente da</p><p>aplicação a que esta se destina!</p><p>Soldagem</p><p>Propriedade Tecnológica - Soldabilidade</p><p>Para determinar a soldabilidade de um material, é fundamental considerar o</p><p>processo e procedimento de soldagem e a sua aplicação</p><p>É importante conhecer bem:</p><p> o material sendo soldado</p><p> o projeto da solda e da estrutura</p><p> os requerimentos de serviço (cargas, ambiente, etc).</p><p>Deve-se sempre ter em mente que a microestrutura e as propriedades dos metais</p><p>estão intimamente ligadas com o processo empregado na fabricação de peças e</p><p>componentes mecânicos.</p><p>Soldagem</p><p>Características e Propriedades dos materiais soldados</p><p>Dureza: É a medida da resistência que o material possui à deformação plástica</p><p>localizada (deformação permanente produzida por penetração ou por riscos)</p><p>Ductilidade e maleabilidade: capacidade de sofrer deformações permanentes,</p><p>sob tração (ductilidade) ou sob compressão (maleabilidade), antes da fratura</p><p>Fragilidade: A fratura ocorre com pequenas deformações permanentes</p><p>Resiliência: capacidade de absorção de energia durante o regime de deformação</p><p>exclusivamente elástica</p><p>Tenacidade: capacidade de absorção de energia até a fratura (compreende o</p><p>regime elástico e elasto-plástico).</p><p>Propriedades Mecânicas dos Materiais</p><p>Soldagem</p><p>Características e Propriedades dos materiais soldados</p><p>O sucesso da soldagem está associado a diversos fatores e, em particular, com a</p><p>sua relativa simplicidade operacional</p><p>Soldagem</p><p>Características e Propriedades dos materiais soldados</p><p>Apesar desta simplicidade, não se pode esquecer que a soldagem pode ser muitas</p><p>vezes um processo “traumático” para o material.</p><p>O processo de soldagem envolve, em geral, a aplicação de uma elevada</p><p>densidade de energia em um pequeno volume do material...</p><p>Soldagem</p><p>Características e Propriedades dos materiais soldados</p><p>...o que pode levar a importantes alterações estruturais e de propriedades dentro e</p><p>próximo da região da solda.</p><p>O desconhecimento ou a simples desconsideração das alterações estruturais e</p><p>das propriedades dos materiais soldados, pode resultar em problemas</p><p>inesperados e, em alguns casos, de graves impactos!</p><p>Características e Propriedades dos materiais soldados</p><p>Soldagem</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>A soldagem pode apresentar alguns problemas que devem ser avaliados, tais</p><p>como trincas, porosidades e modificações microestruturais na zona termicamente</p><p>afetada (ZTA)</p><p>A ZTA é a região do metal de base adjacente à poça de fusão.</p><p>Soldagem</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>Esta região sofre um rápido ciclo térmico de aquecimento e resfriamento durante</p><p>o processo de soldagem</p><p>A ZTA pode apresentar diferentes microconstituintes, tendo assim um</p><p>comportamento mecânico diferente do metal de base e metal de solda.</p><p>Soldagem</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=mazXho2sEug</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>A ZTA de um aço soldado por fusão, geralmente é dividida em regiões, em função</p><p>da temperatura atingida no ciclo térmico da soldagem.</p><p>Soldagem</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>A microestrutura resultante vai depender do tamanho do grão austenítico e da</p><p>transformação de fase (função da tx. de resfriamento na junta soldada)</p><p>O aparecimento de grãos de menor resistência depende do tipo de aço, e a zona</p><p>mais crítica é quase sempre a região de grãos grosseiros, que perde tenacidade.</p><p>Soldagem</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>As propriedades mecânicas da junta soldada são resultantes de um conjunto de</p><p>procedimentos e respostas a estes procedimentos</p><p>Possíveis defeitos gerados na solidificação do metal de solda, ou falhas na</p><p>execução do procedimento podem alterar a resistência da junta soldada.</p><p>A Especificação de Procedimento de Soldagem (EPS),</p><p>determina os parâmetros de soldagem em função do</p><p>processo de soldagem (que gera um metal de solda e</p><p>produz um ciclo térmico no metal de base)</p><p>Soldagem</p><p>Simulação</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=5lNlcYvFsH4</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>Para Leitura</p><p>Zona Termicamente Afetada - ESAB</p><p>Soldagem</p><p>https://esab.com/index.cfm/_api/render/file/?method=inline&fileID=3D94A94F-29AB-4A06-</p><p>935BBD5F0EB15D5A</p><p>Zona Termicamente Afetada - ZTA</p><p>Págs: 45 a 48</p><p>40</p><p>Soldagem</p><p>Apresentação – 26/Abril</p><p>Apresentação em grupo:</p><p>Tempo de cada apresentação: 30 a 35 min.</p><p>Todos deverão apresentar parte do trabalho (ppt, imagens, vídeos, peças, exercícios, etc.)</p><p>Temas:</p><p>1 – Fontes de energia de soldagem e exemplos de processos - Bernardo</p><p>2 – ZTA – Zona termicamente afetada - Ian</p><p>3 – Terminologia de soldagem - Carlos</p><p>4 – Simbologia de soldagem - Guilherme</p><p>5 – Segurança na soldagem - Kauany</p><p>Soldagem</p><p>Soldagem</p><p>Exercício 2</p><p>1 – Quais são os principais requisitos para os processos de soldagem?</p><p>2 – Quais são os grandes grupos de processos de soldagem? Explique cada um.</p><p>3 – Faça um croqui destacando as principais regiões do cordão de solda.</p><p>4 – Explique o conceito de soldabilidade.</p><p>5 – Cite as vantagens e desvantagens da soldagem.</p><p>6 – Explique a relação entre as propriedades mecânicas do material e a soldagem.</p><p>7 – Explique o que é a ZTA e quais são seus possíveis impactos no material.</p><p>Bibliografia</p><p>CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica Vol. II: Processos de</p><p>Fabricação e Tratamento, 2ª Ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986, 315p.</p><p>FELIZARDO, Ivanilza Felizardo. Apostila - Tecnologia da Soldagem.</p><p>CEFET-MG, Departamento de Engª Mecânica. Belo Horizonte, 2016</p><p>GEARY, Don; MILLER, Rex. Soldagem, 2ª Ed. Porto Alegre: Bookman,</p><p>2013, 254 p.</p><p>MODENESI, Paulo J.; MARQUES, Paulo V.; SANTOS, Dagoberto B.</p><p>Introdução à Metalurgia da Soldagem. UFMG. Belo Horizonte, 2012</p><p>WAINER, Emílio; BRANDI, Sérgio Duarte; MELLO, Fábio Décourt</p><p>Homem de. Soldagem - Processos e Metalurgia. São Paulo: Blucher,</p><p>1992, 494 p.</p><p>Soldagem</p><p>Soldagem</p>