Processo de Solda TIG

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    15-Oct-2015

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Soldagem

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NDICE

Introduo ............................................................................................ pg. 02

Desenvolvimento1. Processo de soldagem por Arco Submerso ....................... pg. 031.1. Princpio de Funcionamento ......................... pg. 031.2. Aplicaes ..................................................... pg. 051.3. Vantagens e limitaes do processo ............. pg. 05

2. Processo de soldagem MIG/MAG ...................................... pg. 06 2.1. Equipamentos ............................................... pg. 072.2. Aplicaes ..................................................... pg. 082.3. Vantagens e limitaes do processo ............. pg. 08

3. Porcesso de soldagem por Eletrodo Revestido .................. pg. 093.1. Revestimento ................................................. pg. 103.2. Aplicaes ..................................................... pg. 113.3. Vantagens e limitaes do processo ............ pg. 12

4. Processo de soldagem TIG ................................................ pg. 134.1. O arco eltrico TIG ...................................... pg. 134.2. Aplicaes .................................................... pg. 144.3. Vantagens e limitaes ................................ pg. 14

Concluso ............................................................................................. pg 16

Bibliografia ........................................................................................... pg. 17

INTRODUO

Asoldagem um processo que visa a unio localizada de materiais, similares ou no, de forma permanente, baseada na ao de fora em escala atmica, semelhante a existente no interior do material. a forma mais importante de unio permanente de peas usada industrialmente. Existem basicamente dois grandes grupos de processos de soldagem. O primeiro se baseia no uso de calor, aquecimento e fuso parcial das partes a serem unidas, denominado "processos de soldagem por fuso". O segundo se baseia na deformao localizada das partes a serem unidas, que pode ser auxiliada pelo aquecimento dessas at uma temperatura inferior temperatura de fuso, conhecido como "processos de soldagem por presso" ou "processos de soldagem no estado slido". Dentre estes, o nosso trabalho abordar a soldagem por arco submerso, MIG e MAG, por eletrodo revestido e soldagem TIG.Na soldagem por arco submerso um arco formado entre a pea de trabalho e o final do consumvel, onde ambos esto cobertos por uma camada de fluxo granular.Na soldagem MIG (Metal Inert Gas) e MAG (Metal Active Gas), tambm chamadas Gas-Shielded Metal Arc Welding (GMAW), um arco mantido entre o arame slido e a pea de trabalho.A soldagem por eletrodo revestido chamada de MMA (Manual Metal Arc) ou SMAW (Shielded Metal Arc Welding). Esse o mais antigo e o mais verstil dentre os vrios processos de soldagem a arco.A soldagem TIG produz uma solda limpa e de alta qualidade. Como no gerada escria, a chance de incluso da mesma no metal de solda eliminada, e a solda no necessita de limpeza no final do processo.

1. Soldagem por Arco Submerso

Soldagem por arco submerso(SAS) ou tambm conhecida em ingls comoSubmerged arc welding(SAW), um mtodo em que o calor necessrio para fundir ometal produzido por umarco eltricocriado entre a pea de trabalho e a ponta do arame de soldagem.A ponta do arame de soldagem, oarco eltricoe a pea de trabalho so cobertos por uma camada de um material mineral granulado conhecido por fluxo para soldagem (da o nome arco submerso), portanto no h arco visvel pois fica escondido, nem fascas, respingos ou fumos comuns em outros processos. Parte do fluxo fundida gerando uma capa protetora sobre a poa de fuso da solda. O restante no fundido recolhido para a reutilizao. O consumvel utilizado normalmente o arame slido, mas tambm so utilizadosarames tubulares. A soldagem por Arco Submerso geralmente realizada com equipamentos automticos, embora existam pistolas de soldagem manuais para o processo. Para aumentar a produtividade, um arranjo com vrios consumveis pode ser introduzido. Devido a suaelevada taxade deposio demetal, um processo particularmente adequado para longas articulaes retas de boa qualidade na posio horizontal. Duas razes fazem do arco submerso um processo dealto rendimento: praticamente no ocorrem perdas do arame de soldagem e a automatizao do processo que possibilita utilizar altas correntes sem grandes riscos para a segurana do operador.

1.1. Princpio de Funcionamento

Na soldagem com o arco submerso, a extremidade do eletrodo de arame est submersa em um fluxo que cobre a rea da junta a ser soldada. aberto um arco e o mecanismo de alimentao comea a fornecer continuamente o arame na direo da junta. Essa alimentao pode ser manual ou automtica. Podemos ter tambm um alimentador de arames estacionrio com a pea se movendo abaixo dele. O fluxo fornecido continuamente sobre a junta e distribudo em frente e em volta do eletrodo. O calor gerado pelo arco funde parte do fluxo, a extremidade do arame e as bordas adjacentes do metal base, criando uma poa de metal fundido abaixo de uma camada de escria.O fluxo sobre o metal fundido protege completamente a zona de soldagem da atmosfera e dissolve impurezas no metal base e no eletrodo, tambm pode adicionar ou remover certos elementos de liga da solda. Com o prosseguimento da soldagem, o metal da solda e o fluxo lquido se esfriam e solidificam, formando o cordo de solda com uma camada de escria. Esta escria deve ser completamente removida antes de se fazer outro passe.

Fatores que definem o uso de SAW incluem: A composio qumica e as propriedades mecnicas requeridas; Espessura do metal base; Acessibilidade da junta; Posio da soldagem; Freqncia ou volume de solda a ser feito.

As soldas feitas por esse processo podem ser classificadas com relao ao tipo de junta, tipo de chanfro, mtodo de soldagem, posio de soldagem (plana ou horizontal), nmero de passes, tipo e nmero de eletrodos utilizados e nmero de fontes de potncia. Figura 1: Processo de soldagem com Arco Submerso1.2. Aplicaes

Oprocesso de soldagempor arco submerso utilizado em estaleiros, caldeirarias de mdio e grande porte, mineradoras, siderrgicas e fbricas de perfis e estruturas metlicas, principalmente nos trabalhos com ao-carbono, carbono-mangans, aos de baixa liga e aos inoxidveis. Pode ser tambm empregado no revestimento e recuperao de peas desgastadas, com a deposio de substncias anticorrosivas ou antidesgaste. O processo se presta soldagem de chapas de espessura reduzida (1,5mm) sob alta velocidade, e de chapas de grande espessura, em que se verifica a alta produtividade alcanada pela possibilidade de uso de mais de um arame, de adio de p metlico, da distncia bico-pea elevada e outras variantes do processo. amplamente utilizado na fabricao de vasos de presso, em plantas qumicas, em estruturas pesadas, soldagem de tubos, em reparao e naindstria de construo naval.

1.3. Vantagens e limitaes do processo

Vantagens: Elevada velocidade de soldagem; Maiores taxas de deposio; Boa integridade do metal de solda; Processo de simples utilizao; Melhor ambiente de trabalho emaior seguranapara o operador.

Limitaes: Limitado as posies de soldagem plana e horizontal em ngulo; Limitado asiderurgia(ferro ou ao inoxidvel) e algumas ligas a base de nquel; Normalmente limitado a cordes de solda em linha ou aplicado em tubos; Requer relativo manuseio do sistema de fluxo para soldagem; O fluxo, resduos e escrias podem apresentar um problema para a sade e segurana; necessario remover os residuos e escria do cordo de solda.

2. Soldagem MIG/MAG

Soldagem por arco eltrico com gs de proteo, (particularmente o dixido de carbono, CO2) e misturas de gases sigla em ingls GMAW (Gs Metal ArcWelding), mais conhecida como soldagem MIG/MAG.(MIG Metal Inert Gs e MAG Metal Active Gs), trata-se de um processo de soldagem por arco eltrico entre a pea e o consumvel em forma de arame, eltrodo no revestido, fornecido por um alimentador contnuo, realizando uma unio de materiais metlicos pelo aquecimento e fuso. O arco eltrico funde de forma contnua o arame medida que alimentado poa de fuso. O metal de solda protegido da atmosfera por um fluxo de gs, ou mistura de gases, inerte (MIG) ou ativo (MAG). Neste processo de soldagem utilizada a corrente contnua (CC) e geralmente o arame utilizado no polo positivo (polaridade reversa).

MIG (Metal Inert Gs) denominado MIG o processo de soldagem utilizando gs de proteo quando esta proteo utilizada for constituda de um gs inerte, ou seja, um gs normalmente monoatmico como Argnio ou Hlio, e que no tem nenhuma atividade fsica com a poa de fuso. Este processo foi inicialmente empregado na soldagem do alumnio.

MAG (Metal Active Gs)Quando a proteo gasosa feita com um gs dito ativo, ou seja, um gs que interage com a poa de fuso (normalmente CO2) o processo denominado MAG.Os gases de proteo tm como funo primordial a proteo da poa de fuso, expulsando os gases atmosfricos da regio da solda, principalmente Oxignio, Nitrognio e Hidrognio, que so gases prejudiciais ao processo de soldagem. Alm disso, os gases de proteo, ainda possuem funes relacionadas a soldabilidade, penetrao e pequena participao na composio qumica da poa de fuso, quando gases ativos so empregados na soldagem.

Figura2: Processo de soldagem MIG e MAG

(1) Direo de trabalho;(2) Tubo de contato;(3) Arame consumvel;(4) Gs de proteo;(5) Poa de fuso;(6) Solda solidificada;(7) Pea de Trabalho.

2.1. Equipamentos

Equipamentos para soldagem manual so simples de instalar. Como o curso do arco feito pelo soldador, somente trs elementos principais so essenciais: Tocha de soldagem e acessrios; Motor de alimentao do arame; Fonte de energia. (1) Tocha MIG/MAG; (2) Anel de proteo;(3) Gs de proteo; (4) Bico de contato;(5) Arame.Figura 3 - Ponta da tocha MIG/MAG.

2.2. Aplicaes

Melhorias contnuas tornaram o processo MIG/MAG aplicvel soldagem de todos os metais comercialmente importantes como os aos, o alumnio, aos inoxidveis, cobre e vrios outros. Materiais com espessura acima de 0,76 mm podem ser soldados praticamente em todas as posies.

2.3. Vantagens e limitaes do processo

Vantagens: No h necessidade de remoo de escria; No h perdas de pontas como no eltrodo revestido; Tempo total de execuo de soldas de cerca da metade do tempo se comparado ao eltrodo revestido; Alta taxa de deposio do metal de solda; Alta velocidade de soldagem; menos distoro das peas; Largas aberturas preenchidas ou amanteigadas facilmente, tornando certos tipos de soldagem de reparo mais eficientes; Baixo custo de produo; Soldagem pode ser executada em todas as posies; Processo pode ser automatizado; Cordo de solda com bom acabamento; Soldas de excelente qualidade; Facilidade de operao; Baixo custo do arame consumvel para uso em ao e materiais ferrosos;

Limitaes: Regulao do processo bastante complexa; No deve ser utilizado em presena de corrente de ar; Probabilidade elevada de gerar porosidade no cordo de solda; Produo de respingos; Manuteno mais trabalhosa; Alto custo do equipamento em relao a Soldagem com Eltrodo Revestido; Alto custo do arame consumvel para uso em alumnio e ao inoxidvel.

3. Soldagem por Eletrodo revestido

A soldagem por eletrodo revestido uma soldagem a arco eltrico, onde se tem como finalidade a unio de materiais, devido ao calor provocado entre eletrodo e pea, eletrodo este que consumvel no processo de soldagem. Esse eletrodo constitudo por uma alma metlica que revestida por uma mistura de materiais, que durante a solidificao do material protegem o cordo de solda formando uma cobertura chamada de escria. Este revestimento tem um papel muito importante na poa de fuso e no arco eltrico, por esse motivo importante o conhecimento sobre os tipos de revestimento. Este processo pode ou no ser realizado com material de adio (utilizao de um eletrodo ou vareta), ou at mesmo sem presena de uma fase lquida depositado em uma determinada pea ou preenchimento de uma determinada cavidade.

3.1. Revestimentos

O revestimento pode ser constitudo por misturas de compostos orgnicos ou minerais, que tem finalidade especfica na poa de fuso e no arco eltrico, como por exemplo, na formao de escria com agentes desoxidantes, na adio de componentes e ligas metlicas, na formao de gases de proteo da poa de fuso, alm de proporcionar a estabilidade do arco eltrico.

Existem quatro tipos principais de revestimento como: Eletrodos bsicos: a constituio desse eletrodo baseada no carbonato de clcio. Possui caractersticas de fornecer depsitos com baixos teores de hidrognio, quando tomado cuidado em sua utilizao e em seu armazenamento, pois possui carter higroscpico. Esse revestimento por possuir baixos teores de hidrognio e incluses de qualquer outro tipo, se torna utilizado em soldagem de responsabilidade e de materiais de difcil soldabilidade. Eletrodo rutlico: Seu revestimento possui mais de 20% de xido de titnio, constitudo pela adio de areia ou ilmenita, que confere uma alta estabilidade do arco, com tenses baixas comparado aos outros eletrodos. Alm do xido de titnio, esse eletrodo tambm pode ter 15% de material celulsico que o confere uma melhor proteo gasosa. Sua resistncia e a ductilidade so consideradas como boa, e taxa de deposio pode ser melhorada com a adio de p de ferro ao revestimento. Eletrodo Celulsico: o revestimento desse tipo de eletrodo possui mais de 20% de material celulsico que se decompem no arco formando quantidades expressivas CO e CO2 e hidrognio. Esses gases so responsveis pela proteo gasosa da poa. Esse tipo de eletrodo pode ser utilizado para soldar fora de posio (sobre cabea), incluindo tambm na posio vertical descendente, pois sua escoria fina e se solidifica rapidamente. Eletrodos cidos: O revestimento desse eletrodo constitudo por xido de ferro e de mangans e silicatos. Sua escria abundante e tem caracterstica cida, consequentemente esse carter cido resultar em uma intensa reao com a poa e essa escria ser facilmente destacvel. Os componentes como xido de ferro e mangans possui tendncia oxidante. Os teores de carbono e mangans no depsito podem diminuir, dependendo do balano que constitui a composio do revestimento, consequentemente ter um resultado na resistncia mecnica e na ductilidade.

Figura3: Processo de soldagem por Eletrodo Revestido

3.2. Aplicaes

O processo por eletrodo revestido utilizado em larga escala no segmento industrial, devido a sua alta versatilidade do processo em termos de ligas soldveis e faixa de espessura aplicveis entre 1,5 mm a 30 mm e em qualquer posio de soldagem.Possui uma boa variabilidade de aos como ao-carbono, aos de baixa, mdia e alta liga, aos inoxidveis, ferros fundidos, alumnio, nquel, cobre. Em contrapartida este tipo a qualidade da soldagem depende muito da qualidade e experincia do soldador. necessrio habilidade e concentrao, mesmo possuindo equipamentos e acessrios adequados, para que se obtenha uma solda com qualidade. O uso do processo de soldagem com eletrodos revestidos, mundialmente venerado por sua VERSATILIDADE, podendo soldar todos metais industriais: soldagem de ferros de baixa liga; soldagem de aos inoxidveis; soldagem de alumnio; soldagem de ferro fundido; soldagem de ao ferramenta; posies de soldagem diferenciadas; portabilidade; solda de revestimento; solda subaquatica;

3.3. Vantagens e limitaes do processo

Vantagens: Equipamentos simples, de baixo custo; Baixo custo de produo; Soldagem pode ser executada em todas as posies; Cordo de solda com bom acabamento; Soldas de excelente qualidade; Facilidade de operao; Fcil de aprender; Chanfragem; Soldagem em locais de dificil acesso;

Limitaes: gerao de respingos/salpicos; mdia produtividade; perca da ponta dos eletrodos (10 a 15% do eletrodo); necessidade de conservao do eletrodo, protegendo-o principalmente da humidade; alta produo de fumos.

4. Processo de soldagem TIG

O processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) ou GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding), um processo de soldagem a arco eltrico que utiliza um arco entre um eletrodo no consumvel de tungstnio e a poa de soldagem.No processo, pode-se utilizar adio ou no (solda autognea), e o seu desenvolvimento deveu-se necessidade de disponibilidade de processos eficientes de soldagem para materiais difcies, como o alumnio e o magnsio.Os equipamentos usados para soldagem manual so basicamente a tocha de soldagem com o eletrodo de tungstnio, fonte de energia e gs de proteo. O gs de proteo utilizado o Hlio ou rgon, mas o rgon economicamente mais barato. A poa de soldagem, o eletrodo e parte do cordo so protegidos atravs de gs de proteo que soprado pelo bocal da tocha.

4.1 O arco eltrico TIG

Um grande nmero de eltrons escoam do plo negativo para o plo positivo em frao de segundos. O processo de emisso dos eltrons e suas respectivas colises geram um arco extremamente quente. Para que isto acontea, o eletrodo deve alcanar temperaturas suficientemente altas para causar a emisso de eltrons por agitao trmica em que seja consumido.A soldagem TIG pode ser feita utilizando corrente contnua (CC- ou CC+) ou corrente alternada (CA). Cada uma dessas alternativas ir influenciar fortemente os mecanismos de emisso de eltrons e consequentemente as caractersticas de soldabilidade.

Figura4: Processo de soldagem TIG

4.2 Aplicaes

utilizado na soldagem de todos os tipos de juntas e chapas, principalmente as de espessura menor que 10mm. adequado a quase todos os metais, em especial titnio, zircnio, ligas de alumnio e magnsio, aos ligados, inoxidveis, ligas de nquel e ligas especiais. bastante na indstria aeroespacial e de aviao, devido a alta qualidade da solda e em indstrias que utilizam materiais no ferrosos.

4.3 Vantagens e limitaes do processo

Vantagens: Produz soldas de qualidade superior, geralmente leves de defeitos, timas propriedades mecnicas e acabamento; No apresenta escoria, respingos ou fumo de soldagem; Excelente controle na enetrao de passes de raiz; Produz excelentes soldagens autgenas (sem adio) a altas velocidades; Possibilidade de chapas muito finas; Controle preciso das vriveis da soldagem; Solda praticamente todos os metais industrialmente utilizados, inclusive metais dessimilares; Permite um controle independente da fonte de calor e do material de adio.

Limitaes: Baixa taxa de desposio; Necessidade de maior coordenao e experincia do soldador no controle da poa de fuso; Dificuldade de manter proteo adequada em ambientes com vento; Pode haver incluses de tungstnio, no caso de haver contacto do mesmo com a poa de soldagem; Contaminao da solda se o metal de adio no for adequadamente protegido; Vazamento no sistema de refrigerao pode causar como contaminao ou porosidade (sopro) ou deflexo do arco.

CONCLUSO

Introduzidos primeiramente no final do sculo 19, os processos a arco permanecem como o grupo de tcnicas de soldagem mais amplamente usado. Como o nome sugere, a fonte de calor um arco eltrico estabelecido entre as partes a serem soldadas e o eletrodo metlico. Existem diversas maneiras de unir materiais, tendo uma mesma unio diversos processos envolvidos. O melhor mtodo aplicado ser definido pela sua garantia de uma boa produo, qualidade e menor custo empregado. Agregando tais valores, a soldagem entra como principal processo no que diz respeito fabricao, montagem e manuteno no ramo industrial. Embora seja usada principalmente para juno de metais similares e dissimilares, ela tambm usada para reparar e reconstruir componentes desgastados ou danificados.Os equipamentos podem variar em tamanho e em complexidade, de acordo com os processos a arco, os mtodos de proteo usados e o tipo de consumvel ou metal de adio utilizado.O revestimento tem um papel muito importante na soldagem, um exemplo dessa importncia no eletrodo revestido, o caso do elevado nvel de hidrognio dissolvido na poa, que conseqentemente tender a sofrer trinca a frio. Existe ainda uma crescente gama de aplicaes para o revestimento duro de partes novas, originando superfcies com resistncia a corroso, abraso, impacto e desgaste.Alguns processos foram desenvolvidos para aplicaes muito especficas enquanto outros so flexveis e podem ser utilizados em vrios tipos de atividades de soldagem.

BIBLIOGRAFIA

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