Introdução à Soldadura Industrial

Introdução à Soldadura Industrial

• A soldadura e outros processos de união são cruciais na produção de uma vasta gama de componentes de engenharia
• Estes componentes podem variar desde estruturas enormes, como pontes e navios, até dispositivos microeletrónicos complexos
• Diferentes métodos de união incluem:
  • União Mecânica
  • União adesiva
  • Estanhar ou soldar
  • Soldadura Industrial

Agenda de Soldadura

• O programa de estudo inclui:
  • Aplicações e Definições de Soldadura
  • Tipos de soldadura e MIG em detalhe
  • Consumíveis e Parâmetros
  • Defeitos e Segurança
  • Testes e Automação

Aplicações da Soldadura

• A soldadura é utilizada em:
  • Plataformas petrolíferas
  • Pontes
  • Edifícios
  • Navios
  • Oleodutos

Aplicações de Soldadura Adicionais

• A soldadura tem aplicações em:
  • Carruagens
  • Automóveis
  • Centrais Nucleares
  • Refinarias
  • Ambientes subaquáticos

Definições de Soldadura

• Norma Britânica: União de peças de metal ou plástico através de calor ou pressão, possivelmente com metal de preenchimento.
• Norma Americana de Soldadura: União localizada de materiais com ou sem pressão, podendo usar metal de preenchimento.

Princípios e Nomenclatura da Soldadura

• A soldadura por ponto é um tipo de soldadura por resistência.
• A solda é formada num ponto entre elétrodos que conduzem corrente elétrica.
• O tamanho do ponto de solda é semelhante à dimensão da ponta do elétrodo.
• Aplica-se força continuamente no ponto, sem formação de arco.

Soldadura por Arco

• Um arco elétrico forma-se quando um circuito de soldadura fecha ao tocar com o elétrodo na peça e afastá-lo um pouco.
• O contato permite a passagem de corrente elétrica, com elétrons superando a resistência inicial.
• O arco faz com que a peça derreta ou se funda naquele ponto
• O núcleo de metal do elétrodo transporta a energia elétrica para o arco e é derretido.

Tipos de Soldadura

• Processos de soldadura incluem:
  • Soldadura com Pressão:
    • Por Resistência
    • Pressão a frio
    • Fricção
    • Explosão
  • Soldadura por Fusão:
    • Arco Manual
    • Arco Submerso
    • GTAW (TIG)
    • GMAW (MIG)

Soldadura por Resistência

• Características incluem:
  • Equipamento relativamente simples
  • Fácil e frequentemente automatizado
  • Repetibilidade em ciclos de produção longos

Pressão a Frio

• Vantagens notáveis:
  • Processo simples e de baixo custo
  • Elimina danos térmicos nas peças
  • Mais adequado para materiais macios

Soldadura por Fricção

• Características principais:
  • Realizada em um único passo para soldar seções do tipo BUTT
  • Adequada para unir diferentes materiais
  • Reduz o tempo de ciclo
  • Mais adequada para seções circulares
  • Requer equipamento robusto e caro

Soldadura por Explosão

• Características notáveis:
  • Processo instantâneo de soldadura num único passo
  • Utilizada para unir superfícies planas de grande dimensão
  • Pode unir placas de diferentes espessuras e materiais
  • Requer preparação muito cuidadosa

Shielded Metal Arc / Manual Metal Arc

• O processo apresenta as seguintes características:
  • Equipamento simples com um grande número de consumíveis disponíveis
  • Processo portátil
  • Baixa eficiência operacional
  • Processo trabalhoso
  • Processo barato

Shielded Metal Arc / Manual Metal Arc (Cont.)

• Ilustração do processo realça vários componentes:
  • Eletrodo consumível com cobertura de fluxo
  • Escudo de gás evoluído
  • Metal de solda
  • Piscina de solda
  • Arco
  • Escória

Submerged Arc Welding

• Características incluem:
  • Taxa de deposição elevada
  • Operação automática
  • Radiação do arco não é visível
  • Flexibilidade com fluxos e fios
  • Difícil de usar em certas posições
  • Mais adequado para espessuras superiores a 6 mm

Gas Tungsten Arc Welding (TIG)

• Principais aspetos:
  • Realizada em atmosfera quimicamente inerte
  • Alta densidade de energia do arco
  • Processo fácil de controlar
  • Alta qualidade da soldadura
  • Baixa taxa de deposição e número de soldagens
  • Adequado para automação

Gas Metal Arc Welding (MIG)

• Características principais:
  • Calor fornecido à peça relativamente baixo
  • Operação contínua
  • Alta taxa de deposição
  • Poucos resíduos
  • Baixos valores de hidrogénio

Oxy-Acetylene Gas Welding

• Vantagens:
  • Muito versátil
  • Não necessita de fonte elétrica
  • Chama de baixa temperatura
• Desvantagem:
  • Passível de explosão

Influência do Gás: Perfil da Deposição

• O gás tem impacto no perfil da deposição de solda, tanto em juntas de topo (BUTT) quanto em juntas de canto (FILLET).

Consumíveis de Soldadura

• Essenciais para o processo:
  • Corrente elétrica
  • Fio
  • Gás
  • Contact tips

Parâmetros de Soldadura

• Incluem:
  • Voltagem, Corrente, Pressão do Gás, Velocidade do Fio
  • Velocidade de soldadura
  • Modo de operação
  • Gás de proteção, Tipo de fluxo, Material de preenchimento, Tipo de elétrodo
  • Preparação do elétrodo, Tratamento pós-soldagem, Pré-aquecimento, Electrical stick out
  • Parâmetros de pulse
  • Temperatura entre passagens
  • Sequência de soldagem(multi-pass)
  • Experiencia do operador
  • Cuidados com os elétrodos
  • Espessura do material
  • Preparação do local a soldar
  • Posição/orientação da soldagem
  • Stand off

Geometrias Incorretas

• Originam-se devido a:
  • Porosidade
  • Fissuras
  • Inclusões
  • Salpicos
  • Undercut
  • Falha na junta
  • Distorção

Geometrias Incorretas Adicionais

• Incluem:
  • Overfill/Underfill
  • Penetração insuficiente
  • Fusão insuficiente

Segurança na Soldadura

• Recomendações de segurança:
  • Gás comprimido (risco de explosão)
  • Evitar combustíveis e materiais inflamáveis para prevenir incêndios
  • Atenção a materiais quentes
  • Cuidado com substâncias tóxicas
  • Proteção contra radiações do arco (visíveis e não visíveis)
• Riscos a considerar
  • Choque elétrico
  • Ruído
  • Espaços pequenos
  • Perigos mecânicos
  • Fumos e gases

Testes Não Destrutivos (NDT)

• Métodos de testes incluem:
  • Inspeção Visual
  • Ultra sons
  • Raios X
  • Penetrante
  • Magnetismo

Testes Destrutivos (DT)

• Tipos de testes:
  • Tensão
  • Químicos
  • Macro Análise
  • Micro Análise
  • Dureza

Automação na Soldadura

• Benefícios:
  • Aumenta a segurança e qualidade
  • Melhora a flexibilidade e aumenta a produção
  • Garante produção consistente
  • Reduz o desperdício de consumíveis
  • Permite registo automático de dados

Tipos de Automação

• Formas de automação:
  • Mecanismo simples
  • Sistema dedicado e específico
  • Robôs
  • CNC
  • Manipulador Remoto

Automação com Robôs

• Funções incluem:
  • Controlo de posição e parâmetros de soldadura
  • Interface e programação
  • Simulação
  • Integração com CAD