FACULDADE ANHANGUERA
ENGENHARIA DE PRODUÇÃO 5°/6° – Noturno Noturno NOME Adr Ad r ian a Ikeda Iked a Daniel Daniel Doni zeti zeti d a C. C. Junior Juni or Gabriel Pereira de Souza Gabriela Gabriel a de O. Pereira Hermes Hermes Luiz Lu iz dos Reis Reis João Carlo Carloss da Silva Castilh Castilh o Lucas Vitorino Vitor ino Leopold ino Mirna Harumi Kajita
RA 9911155999 1299102434 1299288656 8408117698 8207961938 8207995960 2442 244223 2310 1070 70 9911151579
SEMESTRE 5° 5° 6° 6° 6° 6° 5° 5°
Relatóri Relatóri o de ativi ativi dade pratica Processo d e Soldagem Soldagem co m Eletrod o Revesti Revesti do, MIG e TIG TIG Manufatu Manufatura ra Mecânica: Soldagem PROF. Helder.
SÃO JOSÉ J OSÉ DOS CAMPOS CAMPOS 2016
LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1. Solda a arco elétrico. ...................................................................................................... ...................................................................................................... 6 Figura 2. Processo de soldagem com eletrodo revestido ............................................................. ............................................................. 7 Figura 3. Equipamento para soldagem com eletrodo revestido................................................... 8 Figura 4.Equipamento para soldagem com eletrodo revestido............................................ revestido.................................................... ........ 8 Figura 5. Eletrodo revestido. ....................................................................................................... ....................................................................................................... 10 Figura 6. Equipamento básico necessário para o processo MIG ................................................ 11 Figura 7. 7 . Ponta da tocha MIG........................................................... ...................................................................................................... ........................................... 12 Figura 8. Arame e máquina de solda MIG. .............................................................. .................................................................................. .................... 12 Figura 9. 9 . Processo P rocesso TIG. ................................................................................................................ ................................................................................................................ 13 Figura 10. Equipamento necessário para o processo TIG ........................................................... ........................................................... 14 Figura 11. Varetas para soldagem TIG ......................................................... ........................................................................................ ............................... 15 Figura 12. 1 2. Máquina de soldagem TIG........................................................... .......................................................................................... ............................... 15
LISTA DE TABELA. Tabela 1. Processos a arco elétrico. .............................................................................................. .............................................................................................. 7
Sumário. 2. OBJETIVO. .................................................................................................................................. 5 2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS........................................................................................................ 6
2.1 Solda a arco elétrico. ....................................................................................................... 6 2.2 Soldagem com Eletrodo Revestido. .............................................................................. 7 2.3. Processo MIG. ............................................................................................................... 10 2.4 Soldagem a arco elétrico com proteção gasosa (TIG) ............................................ 13 TIG (tungstênio-inerte-gás). ................................................................................................ 13 3. PROCEDIMENTOS. ............................................................................................................ 16 3.1 Eletrodo revestido. ............................................................................................................. 16 3.2 MIG. ................................................................................................................................. 16 3.3 TIG ................................................................................................................................... 18 4. CONCLUSÃO. ........................................................................................................................... 20 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. .............................................................................................. 21
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2. OBJETIVO. Este trabalho tem o objetivo de mostrar o funcionamento do processo de soldagem ao arco elétrico com eletrodo revestido, MIG e TIG desde a preparação do equipamento como do material a ser soldado. É importante observar também as questões relacionadas à segurança, principalmente por se tratar de equipamento que exige uma série de cuidados em função de se trabalhar com produtos gerados como fumos, gases, arco elétrico e radiação.
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2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 2.1 Solda a arco elétrico . O processo de soldagem a arco elétrico recebe esse nome pelo tipo de fonte de energia usada para fundir as peças, ou seja, fonte de energia: arco elétrico. Atualmente são os de maior importância industrial. A temperatura do arco elétrico atinge valores de até 6000ºC. Seu calor intenso e concentrado solda rapidamente as peças e leva o material de enchimento até o ponto de fusão. Nesse estado, os materiais se misturam e, após o resfriamento, as peças ficam soldadas.
Figura 1. Solda a arco elétrico.
São vários os processos de soldagem a arco elétrico: ao arco submerso, com eletrodos revestidos, com arame tubular, MIG, a plasma, TIG.
7 Tabela 1. Processos a arco elétrico.
2.2 Soldagem com Eletrodo Revesti do. ER (Shielded Metal Arc Welding - SMAW).
Uma escória, que é formada do revestimento do eletrodo e das impurezas do metal de base, flutua para a superfície e cobre o depósito, protegendo esse depósito da contaminação atmosférica e também controlando a taxa de resfriamento. O metal de adição vem da alma metálica do eletrodo (arame) e do revestimento que em alguns casos é constituído de pó de ferro e elementos de liga.
Figura 2. Processo de soldagem com eletrodo revestido
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A soldagem com eletrodo revestido é o processo de soldagem mais usado de todos, devido à simplicidade do equipamento, à resistência e qualidade das soldas, e do baixo custo. Ele tem grande flexibilidade e solda a maioria dos metais numa faixa grande de espessuras. A soldagem neste processo pode ser feita em quase todos os lugares e em condições extremas. Todo processo de soldagem com eletrodo revestido é usualmente operado manualmente. O equipamento consiste de uma fonte de energia, cabos de ligação, um porta eletrodo (alicate de eletrodo), um grampo (conector de terra), e o eletrodo.
Figura 3. Equipamento para soldagem com eletrodo revestido.
Figura 4.Equipamento para soldagem com eletrodo revestido.
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a) Fonte de Energi a O suprimento de energia pode ser tanto corrente alternada como corrente contínua com eletrodo negativo (polaridade direta), ou corrente contínua com eletrodo positivo (polaridade inversa), dependendo das exigências de serviço. - Corrente contínua - Polaridade direta (CC -): a peça é ligada ao pólo positivo e o eletrodo ao negativo. O bombardeio de elétrons dá-se na peça, a qual será a parte mais quente. - Corrente contínua - Polaridade inversa (CC +): eletrodo positivo e a peça negativa. O bombardeio de elétrons dá-se na alma do eletrodo, o qual será a parte mais quente. b) Cabos de Soldagem São usados para conectar o alicate de eletrodo e o grampo à fonte de energia. Eles devem ser flexíveis para permitir fácil manipulação, especialmente do alicate de eletrodo. Eles fazem parte do circuito de soldagem e consistem de vários fios de cobre enrolados juntos e protegidos por um revestimento isolante e flexível (normalmente borracha sintética). Os cabos devem ser mantidos desenrolados, quando em operação, para evitar a queda de tensão e aumento de resistência por efeito Joule (é o aquecimento de um condutor que é percorrido por uma corrente elétrica). c) Porta Eletrodo, Alic ate de Eletrodo É simplesmente um alicate que permite ao soldador controlar e segurar o eletrodo. d) Grampo (Conector de Terra) É um dispositivo para conectar o cabo terra à peça a ser soldada. e) Eletrodo O eletrodo, no processo de soldagem com eletrodo revestido, tem várias funções importantes. Ele estabelece o arco e fornece o metal de adição para a solda. O revestimento do eletrodo também tem funções importantes na soldagem.
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Figura 5. Eletrodo revestido.
2.3. Processo MIG. A soldagem MIG pode ser semi-automático ou automático. 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. A figura 4 mostra o equipamento básico necessário para este processo.
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Figura 6. Equipamento básico necessário para o processo MIG
A finalidade principal do gás protetor em soldagem MIG 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. Argônio e hélio são gases de proteção usados para soldagem das maiorias dos metais não ferrosos. O CO2 é largamente usado para a soldagem de aços doces. Quando da seleção de um gás protetor, o fator mais importante para se ter em mente é que quanto mais denso for o gás, mais eficiente é a sua proteção ao arco. Os eletrodos para soldagem MIG são similares ou idênticos na composição àqueles dos outros processos de soldagem que utilizam eletrodos nus, sendo que, para o caso específico da soldagem MAG, contêm elementos desoxidantes tais como silício e manganês em percentuais determinados.
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Figura 7. Ponta da tocha MIG
(1) Tocha MIG/MAG, (2) Anel de proteção, (3) Gas de proteção, (4) Bico de contato, (5) Arame.
Figura 8. Arame e máquina de solda MIG.
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2.4 Soldagem a arco elétrico com proteção gasosa (TIG) TIG (tungst ênio-inerte-gás). Soldagem TIG é a união de metais pelo aquecimento e fusão destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo não consumível de tungstênio puro ou de ligas a base de tungstênio, e a peça. A proteção durante a soldagem é conseguida com um gás inerte ou mistura de gases inertes, que também tem a função de transmitir a corrente elétrica quando ionizados durante o processo, os gases normalmente empregados são o argônio ou o hélio, que têm a função de proteger o metal em estado de fusão contra a contaminação de outros gases da atmosfera, tais como o oxigênio e o nitrogênio. A 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 é fundido pelo arco, não fazendo, portanto, parte do circuito elétrico de soldagem.
Figura 9. Processo TIG.
A área do arco é protegida da contaminação atmosférica pelo gás de proteção, que flui do bico da pistola. O gás remove o ar, eliminando a contaminação do metal fundido e do eletrodo de tungstênio aquecido pelo nitrogênio e oxigênio presentes na atmosfera.
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Há pouco ou nenhum salpico e fumaça. A camada da solda é suave e uniforme, requerendo pouco ou nenhum acabamento posterior. A soldagem TIG pode ser usada em soldas de alta qualidade na maioria dos metais e ligas. Não apresenta nenhuma escória e o processo pode ser usado em todas as posições. Este é o processo mais lento dos processos de soldagem manuais. A soldagem TIG é usualmente um processo manual, mas pode ser mecanizado e até mesmo automatizado.
Figura 10. Equipamento necessário para o processo TIG
O seu equipamento básico consiste de uma fonte de energia (CC e/ou CA), tocha com eletrodo de tungstênio, fonte de gás (argônio ou o hélio) e um sistema para abertura do arco (geralmente um ignitor de alta frequência). Este ignitor ioniza o meio gasoso, dispensando a necessidade de tocar o eletrodo na peça para abertura do arco. Uma ampla variedade de metais e ligas estão disponíveis para utilização como metais de adição no processo de soldagem TIG.
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Figura 11. Varetas para soldagem TIG
A soldagem TIG é um processo bastante adequado para espessuras finas dado ao excelente controle da poça de fusão (arco elétrico). Este processo pode também unir paredes espessas de chapas e tubos de aço e de ligas metálicas. É usado tanto para soldagem de metais ferrosos como de não ferrosos. Os passes de raiz de tubulações de aço carbono e aço inoxidável, especialmente aquelas de aplicações críticas, são frequentemente soldadas pelo processo TIG. Embora a soldagem TIG tenha um alto custo inicial e baixa produtividade, estes são compensados pela possibilidade de se soldar muitos tipos de metais, de espessuras e em posições não possíveis por outros processos, bem como pela obtenção de soldas de alta qualidade e resistência. A soldagem TIG possibilita soldar alumínio, magnésio, titânio, cobre e aços inoxidáveis, como também metais de soldagem difícil e outros de soldagem relativamente fácil como os aços carbono.
Figura 12. Máquina de soldagem TIG
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3. PROCEDIMENTOS. 3.1 Eletrodo revestido. Primeiro foram apresentados os cuidados com segurança, reforçando a necessidade do uso dos equipamentos individuais de proteção, como luvas, máscaras e aventais. Em seguida apresentou os equipamentos para a execução da solda: a máquina de solda, o porta-eletrodos, os cabos flexíveis e os consumíveis (eletrodos revestidos). Após o instrutor demonstrou o processo de soldagem entre duas chapas e as instruções de trabalho. Utilizando os equipamentos de proteção como luva de couro, jaleco, máscara de solda e com as chapas já fixas iniciou a prática Inicialmente, o arco elétrico foi estabelecido entre o eletrodo, que é revestido e consumível, e a peça. O eletrodo é composto de uma alma metálica que deve estar mais próximo possível do material de base para não gerar um par galvânico, o que causaria corrosão e um revestimento. Tendo a função de estabilizar o arco elétrico, proteger a poça de fusão contra contaminantes da atmosfera e promover isolamento térmico permitindo um resfriamento mais homogêneo da peça.
3.2 MIG. Pegou-se todo o equipamento de segurança necessário um conjunto completo de equipamento de segurança para solda: Luvas; Mascaras; Roupas reforçadas; Anti-chamas; Botas de segurança.
Certificou-se se toda a sua pele estava coberta para não a deixar exposta aos raios UV. A máscara de solda deverá ter uma lente escura #10 (ou mais escura). Afim de evitar a exposição de raios UV em seus olhos, isso poderá prevenir cegueira da neve. Removeu todo material inflamável do ambiente para realizar a solda.
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Embora seja possível conectar o terra da máquina na própria peça que será soldada, algumas lojas vendem estruturas de metais próprias para a solda, onde você poderá conectar o aterramento da máquina de solda. Havia outras pessoas presentes no local da solda, por isso isolou-se a área de solda utilizando cortinas de solda. Isso irá proteger as pessoas dos raios UV. Usou-se um arame que tinha a mesma composição que a peça que você foi soldada. Por exemplo, se você for soldar aço inoxidável, use um arame de aço inoxidável.
O diâmetro do arame deverá ser de acordo com a espessura do material a ser soldado. Use arames finos para chapas finos, e eletrodos grossos para chapas grossos. Para a soldagem de chapas espessas, você irá precisar de uma máquina maior.
Preparou-se o carretel, aumentou-se a tensão o suficiente para que o arame seja puxado pela máquina sem problema algum. E deixou os primeiros 8 centímetros do arame o mais reto possível; assim você evitará que o arame emaranhe ou acabe danificando o alimentador. Use um cortador de fios para cortar o arame. Inseriu o arame no tubo guia até chegar ao rolete. Colocou o arame no alinhador. Caso sinta que é necessário forçar o eletrodo para entrar, isso significa que algo não está devidamente alinhado. E certificou-se que o arame estava livre de qualquer sujeira ou ferrugem, pois isso poderá comprometer a solda. Use um pano seco para tirar qualquer sujeira do arame. O arame irá enferrujar se você deixá-lo dentro da máquina de solda enquanto não estiver usando. Depois que se de inseriu o arame na linha de alimentação, ligo-se a máquina de solda e usou o sistema de alimentação para empurrar o arame. Inseriu o arame no alimentar, o tensor foi ajustado.
Tome cuidado nessa parte, pois muita tensão poderá fazer arame dobrar dentro da máquina, o que poderá causar danos ao equipamento. Deixe a tensão o mínimo possível, ao menos o suficiente para que o equipamento alimente a pistola de solda
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Observações;
Durante a solda, matenha o eletrodo com uma distância entre 6 mm e 8 mm pra fora do bico. Isso irá garantir uma linha de solda limpa e regular.
Use o gás de proteção apropriado. Dióxido de carbono (CO2) é uma escolha econômica que garantirá maior penetração da solda no aço. No entanto, o CO2 é quente demais para chapas finas de metal. Use argônio quando soldar alumínio e uma mistura de argônio (75%) com CO2 (25%) para quando for soldar chapas mais finas de aço.
Solde utilizando a técnica de empurrar ou arrastar. O ângulo do arame não poderá exceder 10 graus em ambas as técnicas. Mantenha o arame na borda dianteira da poça de solda. Ao fazer isso, você terá um controle maior sobre a solda. A solda arrastada resume-se em trazer a linha de solda com a ponta do arame. Isso irá proporcionar maior penetração no material, bem como um cordão de solda mais fino. A soldagem empurrada resume-se em empurrar a linha de solda com a ponta do arame. Isso irá proporcionar um cordão de solda mais largo. Após terminar todo o processo, remova toda e qualquer escória. Se a solda
ficar disforme e mal feita, arranque-a e solde novamente.
3.3 TIG Máquinas e Equipamentos utilizados: Para a realização deste tipo de solda é utilizado: Cilindro de Gás (Argônio), cabos e fonte. Este processo é indicado para alumínios e aços inoxidáveis de baixa espessura, sem a necessidade da confecção de chanfros na peça e para materiais formadores de óxidos. É de largo uso em industriais navais, aeroespaciais, automotivas. Execução: Inicialmente, a fonte deve ser regulada conforme os parâmetros de composição do material de base e do eletrodo, vazão de gás de proteção e espessura da chapa. Com as peças já posicionadas e ponteadas (para evitar desalinhamento durante o processo), o arco elétrico deve ser aberto, pelo acionamento da Unidade de Alta Freqüência por um pedal, dando início ao processo de soldagem.
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Normalmente são efetuados dois tipos de cond ução do material líquido: “puxando” a caneta (o que gera menor penetração de soldagem) e “empurrando” a mesma ( que dá
maior penetração de soldagem devido ao auxílio do gás de proteção). Este processo permite a soldagem de materiais nobres, como aço inox e ligas de níquel com taxa de deposição baixa (0,2 a 1,3 kg/h), apresentando, portanto, baixa produtividade, apesar de permitir a soldagem em qualquer posição. Trata-se de um processo caro, pois o soldador deve ser experiente, qualificado e geralmente específico para este tipo de solda, evitando a inclusão de tungstênio na junta soldada. Todo esse processo deve ser executado utilizando os EPI s, como luva, avental, protetor dos ombros e pernas e máscara.
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4. CONCLUSÃO. Conclui-se que com esse trabalho podemos compreender como é feito o processo de soldagem com eletrodo revestido, MIG E TIG seus equipamentos, funções e utilizações. Trata-se de um processo muito empregado graças à sua grande versatilidade, baixo custo de operação, simplicidade dos equipamentos utilizados e à possibilidade de uso em locais de difícil acesso.
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5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. CENTRO DE CONHECIMENTO ESAB. Disponível em: . Acesso 2 nov. 2016. INFO SOLDA. Disponível em: < http://www.infosolda.com.br/artigos/processos-de-soldagem/352-soldagem-poreletrodo-revestido.html >. Acesso 2 nov. 2016. WIKIPÉDIA. Disponível em: . Acesso 5 nov. 2016.
