domingo, 12 de dezembro de 2010

Soldagem a eletrodo tubular pode ser automatizada

Soldagem a eletrodo tubular pode ser automatizada
willianend quarta-feira, 21 de julho de 2010
O processo une a automação da soldagem MIG/MAG juntamente com a vantagem de soldar sob escória protetora dos eletrodos convencionais. Resumidamente, é como se fosse o processo MIG/MAG, mas com escória e sem a manipulação de fluxos como no arco submerso.

Com o início da sua utilização, por volta da década de 1960, o eletrodo - ou arame - tubular aumentou a qualidade do metal de solda depositado. O processo ainda oferece excelente aparência ao cordão de solda, boas características de arco, redução do número de respingos e possibilidade de solda em todas as posições. Entretanto, ganhou popularidade para soldagem de aços carbono e baixa liga, em chapas de espessura grossa e fina.

Devido à sua versatilidade e possibilidade de aplicação em ambientes considerados hostis, a utilização de arame tubular autoprotegido ganha destaque. Ambientes subaquáticos, plataformas de prospecção de petróleo, estaleiros navais e diversos locais de difícil acesso e condições de trabalhos desfavoráveis são exemplos de seu uso.

O processo é definido como sendo uma soldagem por fusão, onde o calor necessário à ligação das partes é fornecido por um arco elétrico estabelecido entre a peça e um arame alimentado continuamente.

Com duas variantes, pode ser protegido por gás inerte, gás ativo ou a mistura de ambos (chamado de dualshield) ou autoprotegido, sem a utilização de gases de proteção (chamado de innershield). Os equipamentos utilizados nos dois processos são similares. A diferença básica é o sistema de envio e controle dos gases ao ponto de trabalho, no caso da soldagem com proteção gasosa.

Vídeo demonstrando o funcionamento do Soldador Virtual

Simulador avalia processos de soldagem em ambiente virtual

o objetivo de avaliar soldagens e profissionais soldadores, um grupo de engenheiros, formados pela Escola Politécnica (Poli) da USP, desenvolveu um simulador de soldagens que prepara estudantes e novos funcionários em treinamento em processos seletivos. O aparelho reduz os custos para a empresa e proporciona total segurança durante o processo de avaliação.
O simulador foi desenvolvido pelos engenheiros Freddy Poetscher, Cristiano Fernandes Lagatta e João Lucas Alves, todos formados pela Poli, respectivamente em Engenharia Metalúrgica, Mecatrônica e de Materiais. Os três são sócios na Testmat Consultoria e Treinamento, uma empresa prestadora de serviços de engenharia, automação e treinamento.
Atualmente inserida no Centro de Inovação, Empreendedorismo e Tecnologia (Cietec), incubadora de empresas conveniada à USP, a empresa desenvolve projetos de ambientes virtuais para seleção de materiais. Além do Solvi, ela está desenvolvendo o Microscópio Virtual e o Pintor Virtual.
O aparelho, denominado Soldador Virtual (Solvi) é um conjunto de hardware e software que simula o processo de soldagem. Uma tocha de solda com um sensor acoplado capta os movimentos do soldador e simula, em um monitor, o cordão de solda. A avaliação da qualidade da solda leva em conta elementos como precisão, velocidade, distância, entre outros.
Poetscher explica que “o Solvi é como um simulador de avião, que tem objetivo de treinar profissionais e avaliar a perícia e o desempenho durante o processo de soldagem”. Ele será utilizado por escolas técnicas, empresas de qualidade de soldagem, em processos de seleção de soldadores.
Inovação
Poetscher ressalta que o Solvi é o primeiro simulador virtual da América do Sul, sendo que toda a tecnologia foi desenvolvida no Cietec. “Ao contrário dos concorrentes estrangeiros, que utilizam máscaras de simulação virtual, nosso simulador tem como diferencial três pontos principais: o uso de uma tocha de solda real; a possibilidade de avaliação imediata do soldador; e avaliação qualidade da soldagem, por meio de resultados objetivos sobre o desempenho do processo”, explica o engenheiro.
Segundo o Poetscher, o Solvi começará a ser comercializado ainda neste primeiro semestre de 2010, com uma parceria com o Infosolda, um portal brasileiro de soldagens. A pedidos de alguns usuários, os sócios da Testmat estudam a ideia de desenvolver a máscara para criar ambientes de realidade virtual para o simulador.

quinta-feira, 9 de dezembro de 2010

DICIONÁRIO

ULTRA-SOM TESTE SEUS CONHECIMENTOS

O teste está em Inglês, dica para traduzir use a barra de ferramentas google

Clique na foto para começar o teste.


No final do teste coloque sua pontuação nos comentários abraços...

quarta-feira, 8 de dezembro de 2010

TRATAMENTO TÉRMICO



TRATAMENTO TÉRMICO DE ALÍVIO DE TENSÕES




Consiste em aquecer uniformemente a peça, de maneira que o limite de escoamento do material fique reduzido a valores inferiores as tensões residuais. Nesta condição, as tensões residuais provocam deformações plásticas locais diminuindo de intensidade.
Esse tratamento não causa mudanças metalúrgicas na peça, a temperatura é mantida abaixo da temperatura crítica e pode reduzir a tenacidade do metal de base.



Para baixar o conteúdo de Tratamento Térmico basta clicar na imagem, estou disponibilizando um gráfico, dois procedimentos e ainda o relatório de Tratamento Térmico.



Gostaria de agradecer ao Professor Luis Renato Bittencourt de Gomensoro (Professor da FBTS) por me passar esse material que estou postando aqui para ajudar outras pessoas da área.


METAIS DE BASE

Metais de Base

As especificações ASTM acerca de metais de base são normas técnicas que visam padronizar as características dos materiais.


SISTEMA DE IDENTIFICAÇÃO DAS NORMAS ASTM

A identificação das normas ASTM tem a seguinte forma:


ASTM X YYY - ZZ (Z’Z’Z’Z’) L
1º 2º 3º 4º 5º

1º - indica que o grupo pertence a norma, dentro das seguintes classes:

A – Metais ferrosos;
B – Metais não ferrosos;
C – Aglutinantes, cerâmica, concreto e materiais de alvenaria;
D – Materiais diversos;
E – Assuntos diversos;
F – Materiais para aplicações específicas;
G – Corrosão, deterioração e degradação de materiais;
E5 – Normas de última hora.

2º - indica a ordem cronológica de numeração das normas.
3º - indica o ano de emissão original ou de adoção como norma ou no caso de revisão, o ano da última revisão.
4º - são representados entre parênteses e indicam o ano da última aprovação.
5º - é representado por uma letra minúscula, e indica o número de revisões sofridas pela norma no ano de aprovação da mesma (a = 1ª revisão, b= 2ª revisão, c= 3ª revisão, e assim por diante). A letra T maiúscula, indica que o documento representa uma tentativa de norma técnica.

Exemplo:

A 516 - 74 a

A letra A indica metal ferroso, a numeração 516 indica número seqüencial, o numeral 74 indica o ano de aprovação da última revisão e a letra a indica que sofreu uma no ano de aprovação.


ESPECIFICAÇÕES ASTM ACERCA DE METAIS DE BASE

Podem ser reunidos em três grupos, a saber:

à Grupo I – agrupam os materiais de acordo com suas características, comportamento mecânico e utilização. Esse grupo indica o limite mínimo de resistência à tração, alongamento mínimo, faixa permissível de composição química, etc.

à Grupo II – definem requisitos para os produtos de acordo com sua forma e utilização. Indicam tolerâncias dimensionais e de peso, número de ensaios mecânicos a serem executados, modo de embalagem e identificação dos produtos, etc.

à Grupo III – definem procedimentos para os ensaios previstos nas especificações do grupo I. Definem procedimentos de ensaio como, por exemplo, dimensões dos corpos de prova, características necessárias as máquinas de ensaio, critérios de avaliação dos resultados dos ensaios, etc.


NOÇÕES SOBRE CLASSIFICAÇÃO AISI PARA AÇOS INOXIDÁVEIS


X YY a
1º 2º 3º


1º - indica se a micro-estrutura do aço, podendo ser:
2 ou 3
à aços inoxidáveis auteníticos;
4
à aços inoxidáveis ferriticos ou martensíticos.

2º - composição química.
3º - representado por uma letra maiúscula ou pelo símbolo do elemento em questão.

Exemplo:


304 %C < 0,08

304 L %C < 0,03
à L – indica “Low carbon” (baixo carbono).

ENSAIOS MECÂNICOS

Ensaios Mecânicos

Os ensaios mecânicos são considerados como ensaios destrutivos, pois na maioria das vezes provocam a ruptura ou a inutilização da peça ensaiada.
As propriedades mecânicas constituem uma das características mais importantes dos metais em suas várias aplicações na engenharia.
As propriedades mecânicas avaliam o comportamento de um material quando sujeito a esforços de natureza mecânica e correspondem às propriedades que, num determinado material, determinam a sua capacidade de transmitir e resistir aos esforços que lhe são aplicados, sem romper ou sem que produzam deformações instáveis.
A determinação das propriedades mecânicas dos metais, é obtida através de ensaios mecânicos, realizados em corpos de prova.
As propriedades da solda devem ser compatíveis com as propriedades mecânicas do metal de base.
Os resultados dos ensaios mecânicos desde que satisfatórios, asseguram a qualidade mínima da solda em termos de propriedades mecânicas, bem como servem de base para qualificações do metal de adição, do procedimento de soldagem, de soldadores e para verificar os testes de produção.
As propriedades mecânicas de um material deformado termomecanicamente podem variar conforme a direção de onde foram extraídos os corpos de prova para o ensaio. Este fenômeno é denominado de anisotropia. Então, deve-se verificar através das especificações do material qual a direção exata para se retirar o corpo de prova. Normalmente são utilizados os termos “ensaio longitudinal” (quando o eixo longitudinal do corpo de prova é paralelo à direção de laminação da amostra do material a ser ensaiado) e “ensaio transversal” (quando o eixo longitudinal do corpo de prova é ortogonal à direção de laminação da amostra do material a ser ensaiado).


ENSAIO DE DOBRAMENTO

O ensaio de dobramento fornece uma indicação qualitativa da dutilidade do material. É um ensaio de realização muito simples. Existem variações do ensaio que permitem avaliar certas propriedades mecânicas do material.
Quanto menor é o diâmetro do cutelo, mais severo é o ensaio e o dobramento sem o cutelo é conhecido como dobramento sobre si mesmo. O ângulo também determina a severidade de ensaio e é geralmente de 90º, 120º ou 180°.
A velocidade do ensaio não é um fator importante no dobramento, desde que o ensaio não seja realizado com uma velocidade extremamente alta.


ENSAIO DE DUREZA

Duzera é uma propriedade mecânica bastante utilizada na especificação de materiais, em pesquisas metalúrgicas e mecânicas e na comparação de diversos materiais.

- Dureza é a resistência à deformação plástica permanente;
- Dureza é a resistência ao risco ou a capacidade de riscar;
- Dureza de um metal é a resistência que ele oferece à penetração de um corpo duro.

Na soldagem, a dureza é influenciada pela composição química do metal de base, pela composição química do metal de adição, pelos efeitos metalúrgicos do processo de soldagem, pelo grau de encruamento do metal de base e pelo tratamento térmico.
Por ser um ensaio mecânico, o ensaio de dureza acha-se incluído entre os ensaios destrutivos, porém em vários casos não é um ensaio destrutivo, pois depende do método aplicado e da utilização posterior da peça ou equipamento.

Os principais métodos de ensaio são os métodos Brinell, Rockwell e Vickers.

Ensaio de Dureza Brinell

O ensaio de dureza Brinell consiste em comprimir lentamente, por meio de uma carga, uma esfera de aço, sobre uma superfície plana, de um corpo de prova ou peça, durante um certo intervalo de tempo.
Temos uma esfera, cujo diâmetro deve ser de 10mm, e o tempo de aplicação da carga normalmente é de 30 segundos.
O método Brinell é usado especialmente para metais não ferrosos, ferro fundido, aço, produtos siderúrgicos em geral e peças não temperadas. É largamente empregado pela facilidade de aplicação.

Ensaio de Dureza Rockwell

Baseia-se na medição da profundidade de penetração de um penetrador, subtraídas a recuperação elástica devida à retirada de uma carga maior e a profundidade causada pela aplicação de uma carga menor.

Ensaio de Dureza Vickers

É baseado na resistência que um material oferece à penetração de uma pirâmide de diamante de base quadrada e ângulo entre faces de 136º, sob uma determinada carga.

Máquinas de Ensaio de Dureza

Os ensaios de dureza, realizados em laboratório, podem ser feitos em máquinas também chamadas de durômetros que, dependendo de sua aplicação, podem ser de dois tipos diferentes:

1º - Durômetros específicos: executam o ensaio apenas por um método de dureza;
2º - Durômetros universais: permitem a execução de ensaios pelos métodos Brinell, Rockwell e Vickers.

Os medidores portáteis de dureza, são também chamados de durômetros portáteis.


ENSAIOS MACROGRÁFICOS


A macrografia consiste no exame do aspecto de uma superfície de uma peça ou corpo de prova, segundo uma seção plana devidamente lixada que, em regra, é atacada previamente por um reativo apropriado. O aspecto, assim obitido, chama-se macro-estrutura. O ensaio é feito à vista desarmada ou com auxílio de uma lupa.
O reativo consiste de uma solução química, cuja finalidade é reagir com a superfície preparada revelando detalhes da macro-estrutura do material.

Objetivos do Ensaio

> verificar de que produto siderúrgico se trata e a homogeneidade ou heterogeneidade do produto;
> constatar a existência de descontinuidades inertes ao próprio metal;
> determinar a existência de soldas no material e do processo de fabricação de uma determinada peça;
> determinar as várias zonas, de uma solda e também suas características tais como número de passes, existência de goivagem e a forma do chanfro.

As heterogeneidades podem ser: cristalinas, químicas ou mecânicas.
Dentre os reativos usados, o mais usado é o Reativo Nital.

APRESENTAÇÃO SOBRE TIG





Baixe agora clicando na imagem ao lado uma apresentação feita no Power Point sobre o Processo de soldagem TIG.
Sabemos que o processo TIG é a Soldagem a arco elétrico com eletrodo não consumível de Tungstênio sob uma proteção gasosa de gás inerte ou misturas de gases inertes.

METALURGIA DA SOLDAGEM

Metalurgia da Soldagem

Os metais no estado sólido apresentam estrutura cristalina (organização dos átomos), isto é, os átomos que o constituem são dispostos de uma maneira organizada e periódica. Esta disposição chama-se célula unitária.
Os átomos são considerados como esferas. Os átomos vibram em torno de suas posições de equilíbrio, definidas pela célula unitária. A vibração dos átomos é função da temperatura e será tanto maior quanto maior for a temperatura do metal.

Sistema Cristalino Cúbico de Corpo Centrado (CCC)
à possui 2 átomos por celular unitária.
Exemplos: ferro a temperatura ambiente, o titânio a alta temperatura e o cromo em qualquer temperatura.

Sistema Cristalino Cúbico de Face Centrada (CFC)
à possui 4 átomos por célula unitária.
Exemplos: níquel, o alumínio e o cobre.
CFC possui maior tenacidade que os metais do sistema CCC.

Tenacidade
à é a capacidade do material resistir aos forças, deformando-se plasticamente.

Sistema Cristalino Hexagonal Compacto (HC)
à possui 6 átomos por célula unitária.
Exemplos: cobalto, o magnésio e o zinco.


Impurezas ou átomos de natureza diferente do metal puro, como por exemplo, carbono, hidrogênio e oxigênio com relação aos átomos de ferro, estes se dispõem na região intersticial dos átomos de ferro, constituindo o que se chama solução intersticial.
Átomos de natureza diferente forem de dimensões semelhantes aos átomos do metal puro, estes vão deslocar os átomos de metal puro de seus lugares originais, constituindo o que se chama solução sólida substitucional.
A conseqüência da introdução de átomos de natureza diferente na estrutura cristalina do metal puro é a distorção da estrutura cristalina.
Este é o principal mecanismo responsável pelo aumento da resistência do aço pela adição de elementos de liga.


DIFUSÃO

A difusão se dá no estado sólido e é o fenômeno de um átomo deslocar-se de sua posição inicial de equilíbrio.
Quanto maior a temperatura, maior a difusão.

NUCLEAÇÃO E CRESCIMENTO DE GRÃOS

O crescimento de cada núcleo individualmente gera partículas sólidas chamadas de grãos.
Todos os grãos têm a mesma estrutura cristalina e o mesmo espaçamento atômico.
Os contornos de grãos são regiões onde a ordenação dos átomos é abruptamente desfeita. Como conseqüência da desordem dos átomos, os metais comportam frequentemente de modo diferente nos contornos de grão. Nestas regiões os átomos não estão ordenados, existindo vazios que permitem mais facilmente a movimentação atômica, devido a isto, a difusão ocorre, em geral, mais rapidamente nos contornos que no centro dos grãos.
Um dos efeitos do tamanho do grão é influenciar na resistência dos materiais. Na temperatura ambiente, quanto menor o tamanho de grão maior a resistência dos materiais, e, em altas temperaturas quanto menor o tamanho de grão, menor a resistência. Disto resulta que materiais de granulação fina comportam-se melhor em baixa temperatura e materiais de granulação grosseira em altas temperaturas.

Em alta temperatura os grãos devem ser grossos e em baixas temperaturas os grãos devem ser finos.


ENERGIA DE SOLDAGEM

Define-se a energia de soldagem como a razão entre a quantidade de energia dispendida na soldagem e a velocidade de avanço da poça de fusão.
A energia de soldagem é característica do processo de soldagem empregado.

CICLO TÉRMICO E REPARTIÇÃO TÉRMICA

A variação de temperatura em função do tempo num determinado ponto da junta soldada é o ciclo térmico.
É possível se obter as temperaturas máximas atingidas em função da distância ao centro da solda. Esta função é a repartição térmica.
Com as duas funções, torna-se viável o estudo das transformações metalúrgicas no estado sólido ocorrente numa junta soldada. O ciclo térmico possibilita a interpretação ou previsão das transformações, enquanto que a repartição térmica permite determinar a extensão das zonas onde se passam tais fenômenos.
A medida que o ponto considerando se afasta da solda, as temperaturas máximas são decrescentes e atingidas com um certo atraso. O tempo de permanência acima de uma certa temperatura decresce no mesmo sentido.


FATORES DO CICLO TÉRMICO

à a temperatura máxima atingida e a velocidade de resfriamento dependem das propriedades físicas do material que está sendo soldado;
à a temperatura máxima atingida varia diretamente com a energia de soldagem. Um pré-aquecimento aumenta a energia;
à a temperatura máxima atingida varia inversamente com a distância ao centro da solda (quanto mais afastado da solda estiver o ponto considerado, menor será a temperatura máxima atingida);
à a velocidade de resfriamento varia inversamente com a temperatura inicial da peça que está sendo soldada (quanto maior a temperatura inicial da peça, menor a velocidade de resfriamento, e, a influência da temperatura inicial é mais significativa em peças de pequena espessura);
à a velocidade de resfriamento varia diretamente com a espessura da peça que está sendo soldada (quanto maior a espessura, maior a velocidade de resfriamento);
à a velocidade de resfriamento varia inversamente com a energia de soldagem (quanto menor é a energia de soldagem, maior a velocidade de resfriamento, e, a influência da energia de soldagem na velocidade de resfriamento é maior em espessuras finas);
à a velocidade de resfriamento varia com a forma geométrica das peças;
à o processo de soldagem define a energia de soldagem e, portanto, influencia tanto a temperatura máxima como a velocidade de resfriamento.

Quanto maior é a temperatura máxima atingida, maior é a extensão da ZTA e quanto menor é a velocidade de resfriamento, menor é a possibilidade de têmpera (martensita).


ZONA FUNDIDA, TRANSFORMAÇÕES ASSOCIADAS À FUSÃO

Chama-se de fusão para um determinado metal, a sua passagem do estado sólido para o estado líquido. Essa transformação se dá com aumento de calor ou energia térmica.


DILUIÇÃO

Indica a participação do metal de base na zona fundida.
A diluição é função do processo e do procedimento de soldagem.
Na soldagem de metais dissimilares, a diluição é um dado indispensável para a previsão dos constituintes e propriedades da solda.


PRÉ-AQUECIMENTO

É o aquecimento da junta numa etapa anterior à soldagem. Tem como principal efeito reduzir a velocidade de resfriamento da junta soldada.
Principais objetivos: evitar a têmpera (martensita) diminuindo a velocidade de resfriamento e aumenta a velocidade de difusão do hidrogênio na junta soldada.
A desvantagem do pré-aquecimento é a de aumentar a extensão da ZTA. Ele é muito usado em aços-liga.


PÓS-AQUECIMENTO

Possui o principal objetivo de aumentar a difusão do hidrogênio na solda. O pós-aquecimento deve ser executado tão logo a soldagem termine, de forma a não permitir o resfriamento da junta soldada.
Não é considerado um tratamento térmico.


REPARTIÇÃO TÉRMICA E PLASTIFICAÇÃO

O nível de tensões depende do grau de restrição da estrutura, na maioria dos casos, a restrição é total na direção longitudinal do cordão de solda. Nessa direção as tensões são muito próximas do limite de escoamento.
Não dispondo de rigidez suficiente, as peças se deformam tendendo a aliviar as tensões residuais. As deformações são proporcionais a extensão da zona plastificada.

à o pré-aquecimento em temperaturas inferiores a aproximadamente 150°C, para os aços carbono, praticamente não reduz o nível de tensões residuais. O pré-aquecimento total da peça em temperaturas nas quais o limite de escoamento se anula, previne o aparecimento das tensões residuais. Entretanto, o pré-aquecimento local não reduz o nível de tensões.
à repartições térmicas mais estreitas (soldagem com baixa energia) reduzem a zona plastificada, diminuindo as deformações.
à a contração de solidificação não tenciona a peça soldada.
à as deformações podem ser evitadas, com a utilização de dispositivos de montagem, entretanto, deve-se considerar que, quanto maior o grau de restrição, mais elevadas são as tensões residuais de soldagem.


TRATAMENTOS TÉRMICOS

Possuem o objetivo de alterar ou conferir características determinadas à junta soldada.


TRATAMENTO TÉRMICO DE ALÍVIO DE TENSÕES

Consiste em aquecer uniformemente a peça, de maneira que o limite de escoamento do material fique reduzido a valores inferiores as tensões residuais. Nesta condição, as tensões residuais provocam deformações plásticas locais diminuindo de intensidade.
Esse tratamento não causa mudanças metalúrgicas na peça, a temperatura é mantida abaixo da temperatura crítica e pode reduzir a tenacidade do metal de base.


NORMALIZAÇÃO

Tem o objetivo de a obtenção de uma microestrutura mais fina e uniforme, ou seja, diminui o tamanho de grãos (refino de grãos). Este tratamento é feito acima da temperatura crítica.

RECOZIMENTO

É o aquecimento da peça acima da zona crítica seguido de um resfriamento muito lento onde a microestrutura obtida nos aços carbono é a perlita grossa e ferrita.

TÊMPERA E REVENIMENTO

Consiste no aquecimento da peça acima da zona crítica seguido de um resfriamento rápido. O revenimento tem como objetivo a diminuição da dureza e o aumento da tenacidade da peça. A estrutura resultante chama-se de martensita revenida.


CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS CARBONO

à aços de baixo carbono - C≤0,18% e Mn ≤0,90%, aços não acalmados ou semi-acalmados e são materiais fáceis de serem trabalhados a frio e muito fáceis de serem soldados.
à aços de médio carbono – 0,18% < C ≤0,28% e Mn ≤1,00%, aços acalmados ou semi-acalmados, de grãos grossos, fáceis de serem soldados, mas não tão fáceis de serem trabalhados a frio.
à aços para baixa temperatura – C ≤0,23% e Mn ≤1,10%, aços acalmados ao Si e algumas vezes acalmados ao Al, a baixas temperaturas neste aço é usual a execução de tratamento térmico de normalização (grão fino);
à aços de qualidade estrutural – têm alto carbono sendo por este motivo difíceis de serem soldados.
à aços carbono de alta resistência – possui a composição química semelhante à dos aços de baixo carbono, com quantidade de manganês mais alta, materiais submetidos a tratamentos térmicos de têmpera e revenido, elevados valores de limite de resistência e a solda é muito fácil de ser executada.

CLASSIFICAÇÃO DOS AÇOS-LIGA

à aços de baixa liga – até 5% de elementos de liga;
à aços de média liga – de 5% a 10% de elementos de liga;
à aços de alta liga – mais de 10% de elementos de liga.

Simbologia da Soldagem





Clique na imagem para poder fazer o download do resumo sobre Simbologia de Soldagem.

Os símbolos são desenhos que representam orientações para o processo de soldagem; indicam a geometria das juntas, as dimensões e o ângulo do chanfro, a abertura de raiz, o comprimento da solda, o local de trabalho, entre outras
informações.
Os símbolos são utilizados para economizar espaço e trabalho nos desenhos dos projetos e, ao mesmo tempo; além disso, os símbolos tornam a interpretação do
desenho mais rápida e fácil. Os símbolos de soldagem podem ser classificados em dois grandes grupos: os símbolos básicos e os suplementares. A norma AWS considera um terceiro grupo, o dos símbolos típicos, que reúne todos os símbolos necessários à situação de soldagem, bem como as dimensões e especificações de materiais.


CONTROLE DE DEFORMAÇÃO

Controle de Deformações
A deformação é um dos mais sérios problemas a ser enfrentado na fabricação de estruturas e equipamentos soldados.


ANALOGIA DA BARRA AQUECIDA

À medida que a barra é uniformemente aquecida ela se expande em todas as direções. Quando o metal resfriar, a temperatura ambiente, ela terá se contraído uniformemente para retomar às suas dimensões originais.
Mas se a barra tiver sua movimentação restringida enquanto for aquecida, a expansão lateral não poderá ocorrer. Entretanto, a expansão em volume tem que ocorrer, logo a barra se expandirá em maior quantidade na direção vertical.
Concluímos que durante o aquecimento, a dilatação ocorreu somente para onde havia liberdade.
À medida que a barra deformada retorna a temperatura ambiente, ela tenderá a se contrair uniformemente em todas as direções. A barra será agora mais fina e apresentará maior largura, ou seja: ela sofreu deformação permanente.


CAUSAS DA DEFORMAÇÃO

A principal causa da deformação é o aquecimento não uniforme junta soldada pelo arco ou chama.
Com o aumento da temperatura, o limite de escoamento, o módulo de elasticidade e a condutividade térmica do aço decrescem e o coeficiente de dilatação térmica aumenta.

Fatores que influenciam na deformação:

à Energia de soldagem – se o metal ao redor da poça restringe, isto é, dificulta ao metal de base aquecido de se contrair novamente, tensões internas se desenvolvem.
Quanto menor a energia de soldagem, menor será a quantidade do metal de base adjacente à solda aquecida e cinsequentemente menor será a deformação.
Caso o pré-aquecimento seja aplicado incorretamente a deformação pode aumentar.

à Grau de restrição – estando a deformação impedida ou dificultada pelo uso de acessórios, o nível de tensões internas aumenta e no caso de grandes espessuras o surgimento de trincas pode ser inevitável.
Quanto maior o grau de restrição, maior o nível de tensões internas, menor a possibilidade de deformação, porém muito maior a possibilidade de aparecimento de trincas.

à Tensões internas – estão geralmente presentes nos componentes de uma estrutura mesmo antes de sua fabricação e são causadas por vários processos como laminação, dobramento, corte, conformação e oxicorte.
Muitas vezes estas tensões se opõem a deformação causada pela soldagem e assim reduzem a deformação resultante, outras vezes elas se somam.

à Propriedades dos materiais – quanto maior o valor do coeficiente de dilatação maior será a tendência a deformação durante a soldagem.
Condutividade térmica é a medida da capacidade do calor escoar através de um material.
Quanto maior a tensão de escoamento na área da solda, maiores as tensões residuais que podem agir para deformar a peça.
Para minimizar o empenamento, os metais devem ser soldados e então submetidos a tratamento térmico de alívio de tensões, quando possível. O módulo de elasticidade é a medida da rigidez de um material. Com altos módulos de elasticidade é mais provável se resistir a deformações.

Para as mesmas condições de soldagem o aço inoxidável vai se deformar mais que o aço carbono.


TIPOS DE DEFORMAÇÕES


à Contração transversal – trata-se de uma redução de dimensão perpendicular ao eixo do cordão de solda. Quanto maior a seção transversal da zona fundida, maior a contração.
Ela é influenciada pelos seguintes fatores: diminui com o aumento do grau de restrição das peças durante a soldagem e resfriamento, aumenta com a extensão da curva de repartição térmica e diminui com o martelamento da solda.
A contração transversal é desprezível para a solda em ângulo.

à Contração longitudinal – é a redução do comprimento do cordão de solda, depende da relação entre a seção transversal da zona fundida e a seção restante da peça.
A contração longitudinal está sujeita aos mesmos fatores de influência que a contração transversal.

à Deformação angular – a principal razão da deformação angular é a disposição irregular da zona plastificada em relação a linha neutra da peça.

à Empenamento – é o resultado da flambagem da peça, provocada pela contração longitudinal do cordão de solda. Ocorre freqüentemente na soldagem de chapas finas e perfis leves.

PREVENÇÃO E CONTROLE DA DEFORMAÇÃO


à Evitar soldagem excessiva – reduzir o mínimo a quantidade de metal depositado numa junta, pois quanto maior a quantidade de metal depositado numa junta maior será a força de contração. Em chapas relativamente espessas o ângulo do chanfro pode ser diminuído se o espaçamento da raiz for aumentada ou se o chanfro J ou V for usado.

à Usar chanfros duplos – uma junta em X requer cerca de metade da quantidade de metal depositado da necessária para a junta com chanfro em V numa chapa de mesma espessura. Além disso, a solda em ambos os lados possibilita o equilíbrio dos esforços de contração.

à Usar soldas intermitentes – sempre que possível usar soldas intermitentes ao invés de solda contínua.

à Menor número possível de passes – usar sempre que possível poucos passes. Do ponto de vista de aquecimento da peça é preferível usar poucos eletrodos de grande diâmetro a muitos eletrodos de pequeno diâmetro; quanto a contração transversal puder ser um problema.

à Posicionar as soldas próximas à linha neutra – a deformação é minimizada quando se tem o menor braço de alavanca possível para as forças de contração puxarem o perfil fora do seu alinhamento.

à Balancear as soldas em torno da linha neutra – compensa uma força de contração com uma força para efetivamente minimizar a deformação da soldagem.

à Utilizar a soldagem com passe a ré – com os cordões sucessivos, as chapas se expandem cada vez menos devido a restrição das soldas anteriores. A soldagem com passe a ré pode não ser efetiva em todas as aplicações, e ela pode não ser econômica quanto usada em soldagem automática.

à Utilizar a pré-deformação e a disposição dorso a dorso – colocar as partes a serem soldadas fora de posição pode fazer com que a contração trabalhe de maneira construtiva.

à Gabaritos e dispositivos auxiliares de fixação e montagem – os dispositivos auxiliares de fixação e montagem não devem ser removidos por impacto e a área da solda provisória não deve apresentar mordedura, poro, trinca, redução de espessura ou remoção incompleta.

à Planejar a seqüência de soldagem – a medida que o conjunto contrai num ponto, ele irá interagir com as forças de contração de soldas já executadas.

à Martelamento (peening) e tratamento térmico – o martelamento deforma o cordão de solda, aliviando assim (por deformação plástica) as tensões induzidas pela contração no metal frio. Porém, este método deve ser usado com muito cuidado. Por exemplo, o passe de raiz nunca deve ser martelado, por causa do perigo de nele se produzir uma trinca, que pode ficar oculta. Geralmente, o martelamento não é permitido no passe final, por causa da possibilidade dele encobrir uma trinca pelo fechamento desta e assim interferir com a inspeção, e também devido ao efeito indesejável do encruamento.
Outro método para remoção das forças de contração é pelo alívio de tensões (aquecimento controlado de um equipamento ou estrutura soldada a uma temperatura elevada, seguido por um resfriamento controlado).

à Minimizar o tempo de soldagem – o uso de eletrodos com revestimento de pó de ferro e os processos automáticos reduzem o tempo de soldagem, provocando menos deformação.

à Planejar a seqüência de montagem dos equipamentos e estruturas.





CORREÇÃO DE DEFORMAÇÕES

Nem sempre é possível controlar as deformações dentro de limites aceitáveis, especialmente quando nos deparamos com um novo produto, fabricado pela primeira vez. Normalmente é possível retificar a deformação por um dos métodos abaixo referidos:


à Ressoldar;
à Uso de pernas e martelos;
à Uso do aquecimento localizado - o uso do aquecimento localizado através de maçarico é muito difundido para corrigir deformações. Somente a experiência pode dizer o melhor método a ser aplicado a um caso particular.
Em todos os casos o maior perigo é a super-contração da área que esta sendo aquecida. A super-contração pode ser causada pelo aquecimento de uma área muito grande ou pelo aquecimento a uma temperatura muito alta. É aconselhável restringir a temperatura da área 600-650ºC.
O sucesso da técnica depende do estabelecimento de um grande diferencial de temperatura na peça entre o local que recebe a chama e a área circunvizinha. Para acelerar a operação e evitar que a área aquecida seja maior uma pistola atomizadora de água é algumas vezes usada para acelerar o resfriamento.

CONTROLE DE DEFORMAÇÃO 2

Baixe aqui o módulo de Controle de Deformação em forma de uma pequena apostila.

A deformação é um dos mais sérios problemas a ser enfrentado na fabricação de estruturas e equipamentos soldados.


APOSTILA DE CONSUMÍVEIS



Todos sabemos que uma das matérias mais complicadas na área de soldagem é "Consumíveis de Soldagem", por isso andei buscando uma apostila sobre essa matéria para me ajudar nos estudos. Resolvi colocar aqui um link para quem quiser essa apostila também para poder ter um material a mais na hora de estudar.
Bons estudos.

Relembrando: Consumível de soldagem – material empregado na deposição ou proteção da solda.
Exemplo: Eletrodo revestido.

ENSAIO POR ULTRA-SOM







A principal finalidade do ensaio por ultra-som é a detecção de descontinuidades internas em materiais não ferrosos, metálicos e não metálicos, através da introdução de um feixe sônico, a uma freqüência acima da faixa audível a qual se situa entre 20Hz e 20KHz.

O feixe sônico, cujas características devem ser compatíveis com a estrutura do material a ser ensaiado, quando introduzido num ângulo favorável em relação a uma descontinuidade, encontra uma interface sendo refletido pela mesma. A reflexão será então registrada na tela do aparelho como um pico.

As ondas sônicas mais importantes são as ondas longitudinais e transversais.

a) Ondas Longitudinais – chamadas de ondas de compressão, ocorrem quando o movimento oscilatório das partículas se dá no mesmo sentido que a propagação da onda.
b) Ondas Transversais – chamadas de ondas de cisalhamento, ocorrem quando o movimento oscilatório das partículas se dá em uma direção perpendicular à direção de propagação da onda.

O ensaio pela técnica pulso-eco consiste basicamente de pulsos de alta freqüência emitidos pelo cristal, que caminham através do material. Estes pulsos refletem quando encontram uma descontinuidade ou uma superfície do material. Esta energia mecânica (som) é recebida de volta pelo cristal que transforma o sinal mecânico em sinal elétrico, que é visto na tela do aparelho.

REQUISITOS BÁSICOS PARA O ENSAIO

a) Operador treinado e qualificado;
b) Norma técnica e procedimento;
c) Aparelho de ultra-som;
d) Transdutores;
e) Acoplante;
f) Blocos de calibração e de referência;
g) Material a ser ensaiado.


TRANSDUTORES

Os transdutores utilizados na construção dos cabeçotes de ultra-som são os responsáveis pela transmissão de energia mecânica para a peça, e também são eles que transformam a energia mecânica recebida no sinal elétrico que é visto na tela do aparelho.

O transdutor é um cristal especial polarizado, que muda de dimensão quando uma tensão elétrica é aplicada. Quando a tensão é aplicada, o cristal aumenta ligeiramente de espessura e quando a tensão é retirada o cristal retorna à sua espessura original.

Aos cristais que se deformam em função de uma tenção elétrica aplicada e que geram uma tensão elétrica quando deformados dá-se o nome de cristais piezo-elétricos.

Em ensaios por ultra-som, as ondas sônicas são transmitidas a uma freqüência entre 1 e 20Mhz.

CABEÇOTES

Cabeçote normal – compõe-se basicamente de um cristal piezo-elétrico, disposto em um plano paralelo ao plano da peça a ser examinada.

Cabeçote duplo-cristal - compõe-se basicamente de dois cristais piezo-elétricos, um agindo como emissor e outro como receptor, dispostos em um plano aproximadamente paralelo ao da peça a ser examinada ou focados num ponto situado a uma distância determinada.

Cabeçote angular – compõe-se basicamente de um cristal piezo-elétrico disposto em ângulo em relação ao plano da peça a ser examinada. Os cabeçotes angulares mais usados são dos de 45°, 60° e 70°.

ACOPLANTE

É qualquer substância introduzida entre o cabeçote e a superfície da peça em inspeção com o propósito de transmitir vibrações de energia ultra-sônica entre ambos. Ele tem a finalidade de fazer com que a maior parcela possível de som seja transmitida do cabeçote à peça e vice-versa, o que não aconteceria se existisse ar entre os cabeçotes e a peça.

TIPOS USUAIS DE ENSAIO POR ULTRA-SOM

Medição de espessura – é o ensaio que visa determinar a espessura de uma peça. É feito normalmente com o auxílio de cabeçotes duplo-cristal, depois de calibrado o aparelho.

Detecção de dupla-laminação – feito em chapas, a fim de que se detecte as duplas-laminações porventura existentes. É muito útil na orientação do plano de corte de chapas. É feito com o auxílio de cabeçotes normal e/ou duplo-cristal.

Inspeção de solda – visa detectar descontinuidades oriundas de operações de soldagem. O ensaio é feito com o auxílio de cabeçotes normal e/ou duplo-cristal e cabeçotes angulares. É usual a trançagem, sobre a tela do aparelho, de curvas denominadas curvas de referência, que servem para avaliar as descontinuidades existentes.




SEQUÊNCIA DO ENSAIO

Medição de espessura – verificar o tipo de material a ser inspecionado, escolher o aparelho e cabeçote, calibrar o aparelho em bloco padrão, preparar a superfície, aplicar o acoplante, posicionar o cabeçote, efetuar a leitura e relatar os resultados.

Detecção de dupla-laminação – verificar o tipo de material e espessura, escolher o aparelho e cabeçote, calibrar a escala, ajustar a sensibilidade, preparar a superfície, aplicar o acoplante, executar a inspeção e relatar os resultados.

Inspeção de solda – verificar o tipo e espessura do material, escolher o aparelho e cabeçote, determinar área de varredura para os cabeçotes angulares, calibrar escala, ajustar sensibilidade, preparar a superfície, aplicar o acoplante, examinar a área de varredura dos cabeçotes angulares, calibrar a escala para os cabeçotes angulares, traçar as curvas de referência para os cabeçotes angulares, ajustar a sensibilidade, aplicar o acoplante, efetuar a inspeção e relatar os resultados.


VANTAGENS

a) Pode ser executado em materiais metálicos e não metálicos.
b) Não necessita, para inspeção, do acesso por ambas as superfícies da peça.
c) Permite localizar e dimensionar com precisão as descontinuidades.
d) É um ensaio mais rápido do que radiografia.
e) Pode ser executado em juntas de geometria complexa, como nós de estruturas tubulares.
f) Não requer paralisação de outros serviços durante a sua execução e não requer requisitos rígidos de segurança.


LIMITAÇÕES E DESVANTAGENS

a) Não se aplica à peças cuja forma, geometria e rugosidade superficial impeçam o perfeito acoplamento do cabeçote à peça.
b) O grão grosseiro de certos metais de base e solda (particularmente ligas de níquel e aço inoxidável austenítico) pode dispersar o som e causar sinais que perturbem ou impeçam o ensaio.
c) O reforço da raiz, cobre-juntas e outras condições aceitáveis podem causar indicações falsas.
d) Peças pequenas ou pouco espessas são difíceis de inspecionar.
e) O equipamento de ultra-som é caro.
f) Os inspetores de ultra-som requerem, para sua qualificação, de maior treinamento e experiência do que para os outros ensaios não-destrutivos.
g) A melhor detecção da descontinuidade depende da orientação do defeito na solda.
h) A identificação do tipo de descontinuidade requer grande treinamento e experiência, porém mesmo assim não é totalmente segura.

ENSAIO RADIOGRÁFICO






O ensaio radiográfico utiliza raios-X e raios-δ (gama) para mostrar a presença e certas características de descontinuidades internas ao material.
O ensaio baseia-se nos seguintes fatores: a radiação emitida tem a propriedade de penetrar nos corpos sólidos; a radiação interage com a matéria sendo mais absorvida por corpos mais densos do que menos densos; a radiação tem a propriedade de ser captada sobre filme fotográfico, tela fluorescente e etc.
A capacidade de penetração em sólidos depende de vários fatores, tais como comprimento de onda da radiação, tipo e espessura do material. Quanto menor for o comprimento de onda, maior é a capacidade de penetração da radiação.
Parte da radiação atravessa o material e parte é absorvida. Onde existe um vazio ou descontinuidade há menos material para absorver a radiação. Assim, a quantidade de radiação que atravessa o material não é a mesma em todas as regiões.



A radiação, após atravessar o material, irá impressionar um filme, formando uma imagem do material. Este filme é chamado radiografia.

FONTES DE RADIAÇÃO

Raios-X

São produzidos eletricamente e são formados pela interação de elétrons de alta velocidade com a matéria. Quando elétrons de suficiente energia interagem com elétrons de um átomo, são gerados raios-X. Cada elemento quando atingido por elétrons em alta velocidade, emite o seu raio-X característico.
Raios-X contínuos são chamados dessa forma porque o seu espectro de energia é contínuo. As condições necessárias para a geração de raios-X são:

a) Fonte de elétrons;
b) Alvo para ser atingido pelos elétrons (foco);
c) Acelerador de elétrons na direção desejada.


Os geradores de radiação X são aparelhos com dispositivos elétricos e eletrônicos fabricados pelo homem, portanto não constituem uma fonte natural de radiação.

Requisitos básicos para produção de Raios-X

a) Fornecimento de elétrons;
b) Movimento dos elétrons (acelerador);
c) Bombardeamento de elétrons em um alvo;

Geralmente o tubo de raios-X é uma ampola de vidro de alta resistência ao calor.
A qualidade da radiografia está relacionada ao tamanho do ponto focal, que quanto menor, produzirá melhores detalhes de imagem.

Exposição do filme

O filme radiográfico será sensibilizado não somente pela luz mas também pela radiação. Este processo consiste em proteger o filme contra raios de luz e permitir que incida sobre ele apenas a radiação durante a exposição.
As áreas escuras observadas num filme radiográfico, indicam que uma maior quantidade de radiação passou por aquela região correspondente na peça ensaiada.

Quando utilizar o ensaio radiográfico

a) Quando a descontinuidade causar uma diferença detectável na sua espessura, na densidade ou na composição do material.
b) Quando o material for consideravelmente homogêneo.
c) Quando a configuração da peça a ser radiografada permitir o acesso aos dois lados. Um lado para posicionar o filme e outro a fonte.
d) Quando a descontinuidade a ser detectada estiver devidamente orientada em relação ao feixe de radiação.


Raios- δ (Gama)

Os raios- δ são ondas eletromagnéticas de baixo comprimento de onda e com as mesmas propriedades dos raios-X.
Dos isótopos radioativos, o Cobalto 60 e o Irídio 192 são os mais utilizados na radiografia industrial.


Comparação entre os Raios-X e Raios- δ

A diferença mais importante entre os raios-X e δ é o fato de se poder regular a tensão anódica. Com os raios- δ, a única solução é mudar a fonte radioativa. Prefere-se o Irídio para as menores espessuras (de 10 a 60mm para aços) e o Cobalto para as espessuras maiores (de 60 a 160mm para aços).
Os raios- δ são emitidos espontaneamente, não necessitando de aparelhagem ou alimentação elétrica. Em locais onde não existe energia elétrica os raios- δ devem ser usados.
Para espessuras muito altas (acima de 90mm) o poder de penetração dos raios-X não é suficiente.
As instalações para o uso de raios- δ são bem mais baratas que as dos raios-X.
Uma grande vantagem dos raios- δ é a sua emissão esférica a partir da fonte, permitindo efetuar radiografias circunferências em uma única exposição (exposição panorâmica)

Absorção da radiação

Todos os materiais absorvem radiação, alguns mais do que outros. Os materiais mais densos e os de maior número atômico absorvem maior quantidade de radiação do que os materiais menos densos e os de menor número atômico.
A espessura também contribui para a absorção, pois quanto maior a espessura maior a quantidade de radiação irá absorver.

Filme

Áreas de alta densidade (expostas a grandes quantidades de radiação) aparecem cinza escuro; áreas de baixa densidade (expostas a menos radiação) aparecem cinza-claro.
A densidade é o grau de enegrecimento do filme. A densidade é medida por meio de densitômetros de fita ou densitômetros eletrônicos. A medição da densidade é feita no negatoscópio, que é o aparelho usado para a interpretação de radiografias.

Indicadores de Qualidade de Imagem (IQI)

O IQI é um dispositivo, cuja imagem na radiografia é usada para determinar o nível de qualidade radiográfica (sensibilidade). Não é usado para julgar o tamanho das descontinuidades ou estabelecer limites de aceitação das mesmas.
Os penetrômetros, que têm a função de medir a sensibilidade radiográfica, devem sempre ser de material idêntico, ou radiograficamente similar, ao material radiográfico.

Telas intensificadoras (écrans)

São utilizadas com o intuito de filtrar determinadas radiações, protegerem o filme contra radiações dispersas e também atuar como intensificadores, isto é, diminuir o tempo necessário para exposição. A tela mais usada é a tela de chumbo.

Processamento do filme

Existem dois tipos de processamento: o automático e o manual, sendo este último o mais utilizado na indústria do petróleo.
O processamento do filme, consiste basicamente em:

a) Revelação;
b) Banho de parada;
c) Lavagem intermediária;
d) Fixação;
e) Lavagem final;
f) Banho umectante;
g) Secagem.



Proteção

Para se evitar qualquer problema, deve ser rigorosamente seguido o Plano de Radioproteção da empresa executante do serviço e previamente aprovado pela Comissão Nacional de Energia Nuclear – CNEN, o qual prevê as áreas a serem isoladas e os controles a serem efetuados.

Seqüência do ensaio

a) Verificar o material, diâmetro (no caso de tubos) e espessuras a ser radiografada;
b) Selecionar técnica radiográfica;
c) Selecionar a quantidade e dimensões dos filmes;
d) Montar chassis (envelope, telas e filme);
e) Verificar atividade da fonte, no caso de radiografia com raios- δ ou selecionar corrente e tensão no caso de aparelho de raios-X;
f) Verificar a distância fonte-filme e a densidade requerida;
g) Calcular tempo de exposição;
h) Selecionar IQI;
i) Balizar a área, para proteção;
j) Montar conforme arranjo previsto e bater radiografia;
k) Processamento do filme;
l) Laudo;
m) Relatar os resultados.


Vantagens

- registro permanente dos resultados.
- detecta facilmente defeitos volumétricos.

Limitações e desvantagens

- descontinuidades bidimensionais, tais como, trincas, duplas-laminações e falta de fusão, são detectadas somente se o plano delas estiver alinhado ao feixe de radiação.
- é necessário o acesso a ambas as superfícies de uma peça para radiografá-la.
- dependendo da geometria da peça, não é possível obter radiografias com qualidade aceitável, que permitam uma interpretação confiável.
- a radiografia afeta a saúde dos operadores, inspetores e do público e deve, por isso, ser criteriosamente utilizada.
- é necessário a interrupção de trabalhos próximos para a exposição da fonte.
- o custo do equipamento e material de consumo são relativamente altos.
-é um ensaio relativamente demorado.
- no caso de raios-X, o aparelho não é totalmente portátil, dificultando a execução de radiografias em lugares de difícil acesso.
- a interpretação requer experiência e conhecimento dos processos de soldagem, para identificação correta das descontinuidades.