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ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA

QUESTIONÁRIO de Soldadura
Ano lectivo 2011/2012
Tecnologia Mecânica, 2º ano (pós-laboral)
Nome: JOSÉ SERTÓRIO BRILHA TINTO ORTIZ
Data: 04-01-2012

Número:10116

1. A soldadura é um processo de ligação de metais. A mais usada actualmente é a soldadura
por arco eléctrico. Quais os tipos de máquinas de soldar mais utilizadas em soldadura?
Refira-se sucintamente a cada uma delas e, em particular, às mais recentes chamadas
INVERSORES.
Os tipos de máquinas mais utilizadas em soldadura por arco eléctrico são:
Geradores - geralmente corrente contínua.
A fonte de corrente consiste de um gerador accionado por motor eléctrico ou a gasolina. Uma
das características de um gerador de solda DC é que a solda pode ser polaridade directa ou
inversa. A polaridade indica a direcção do fluxo de corrente em um circuito. Polaridade directa,
o eléctrodo é negativo e o metal de solda é positivo.
Transformadores / Rectificadores
As Fontes de energia para soldadura estáticas convencionais são máquinas com tecnologia
antiga, cujo princípio de funcionamento assenta num conjunto de dispositivos que vão
simplesmente converter a corrente eléctrica da rede, reduzindo a tensão e aumentando a
intensidade, debitando valores de tensão (V) e corrente (A) adequados para soldadura. Podem
ser de corrente contínua (Fig.1), chamados rectificadores, ou de corrente alternada, chamados
transformadores.

Fig.1 - Princípio de funcionamento de uma fonte de soldadura convencional – Rectificador

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1
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Este tipo de equipamentos são normalmente pesados, volumosos e de difícil transporte quando
se trata de potências elevadas, estas características robustas estão associadas ao transformador
produzido em cobre, pesado e de grandes dimensões.
Quando são completamente analógicas não permitem uma regulação de parâmetros exacta,
fazendo com que o soldador não tenha com rigor a certeza dos valores de corrente e de tensão
utilizados num determinado processo.
Inversores
Nas fontes inversoras (Fig.2) a corrente da rede é rectificada à entrada passando a corrente
contínua, onde num bloco de electrónica de potência, normalmente através de dois transístores
de potência, eleva a frequência entre 5000 e 200000 Hz, permitindo que à saída o transformador
seja de reduzidas dimensões e de materiais mais leves (ligas de alumínio normalmente). Estas
características permitem o fabrico de fontes de soldadura leves e de reduzidas dimensões.

Fig.2 - Princípio de funcionamento de uma fonte de soldadura inversora

Alguns fabricantes juntaram à tecnologia das máquinas inversoras no processo MIGMAG a tecnologia “one-knob machine”, também comercialmente conhecida por modo
sinérgico. O fabricante insere determinados programas com parâmetros pré
programados, em que o soldador apenas tem de escolher o diâmetro do fio consumível,
o tipo de material ou mesmo o tipo de gás. O soldador fica com a tarefa bastante mais
facilitada na regulação da máquina porque apenas tem de movimentar um
potenciómetro ou tecla. Tornando-se também mais fácil para a empresa aprovar e
aplicar procedimentos de soldadura, assim como melhorar a produtividade e a qualidade
da construção soldada.

2. Explique o princípio de funcionamento de uma máquina de soldar do tipo transformador,
bem como uma do tipo rectificador. Que características principais de funcionamento devem
possuir? Justifique.
Transformadores
A máquina de soldar tipo transformador produz corrente alternada. A potência é tirada
directamente a partir de uma linha de energia e convertida para uma voltagem necessária para

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2
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soldadura. O mais simples transformador CA tem uma bobina principal e uma bobina
secundária com uma configuração para ajustar a corrente de saída.
Rectificadores
Os rectificadores são transformadores que contêm um dispositivo eléctrico que muda corrente
alternada para corrente contínua. Os rectificadores para soldadura por Arco eléctrico geralmente
são do tipo corrente constante, sendo a corrente de soldadura razoavelmente constante para
pequenas variações no comprimento do arco.
Os rectificadores são construídos para fornecer energia CC só, ou ambos CC e CA.
As principais características que devem ter são:
Uma tensão em vazio que permite um fácil escorvamento do arco eléctrico
Fornecer em regime variável uma tensão suficiente capaz de permitir o reescorvamento
espontâneo do arco eléctrico sempre que este é interrompido. No caso particular de
utilização de corrente alternada, reescorvar o arco eléctrico sempre que a corrente se
anula.
Permitir uma regulação simples e precisa da corrente de soldadura.
Possuir uma característica eléctrica externa V= f.(I), de forma apropriada.
3. O que entende por factor de marcha, o mesmo que taxa de utilização, ou factor de
utilização, de uma máquina de soldar por arco eléctrico? Que importância tem este factor?
Justifique.
O factor de marcha, define-se como sendo a razão entre a duração da preparação da
soldadura e o tempo de duração do ciclo de soldadura.
É o tempo que uma máquina pode soldar continuamente, durante 10 minutos, a uma
determinada intensidade.
Este factor é importante pois determina o tempo máximo de soldadura constante do
equipamento, a uma determinada corrente.
4. Quais os modos de transferência de metal fundido através do arco eléctrico de eléctrodos
revestidos, de acordo com a classificação do IIW? Refira-se sumariamente a cada um deles.

Eléctrodos Revestidos:
Na soldadura com eléctrodos revestidos, o modo de transferência é controlado em
grande parte pelo seu tipo de revestimento o qual afecta a composição e propriedades
físicas do metal fundido (tensão superficial, por exemplo), determina em grande parte as
características do arco eléctrico e cria, em alguns tipos de eléctrodo, uma cavidade que
ajuda a direccionar o metal de adição para a poça de fusão (figura A). Dependendo do
grau de desoxidação do metal fundido ou da presença de componentes voláteis, gases
podem ser gerados na ponta do
Eléctrodo, causando uma transferência explosiva.

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Figura A - Cavidade formada em eléctrodos com revestimentos refractários.
Existindo outros modos de transferência em baixo descritos:
Globular – MIG/MAG com baixa corrente
Repelida - MIG/MAG com protecção CO2
Projectada - MIG/MAG com correntes intermédias
Chuveiro - MIG/MAG com correntes intermédias
Rotacional - MIG/MAG com correntes elevadas
Curto - circuito - MIG/MAG com arco curto
Guiada por parede de fluxo - SAS

Modos de transferência de acordo com a classificação do IIW.

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5. Sopro magnético em soldadura. O que é, como e quando acontece? Qual a forma de o
controlar? Justifique.
Sopro Magnético: O campo magnético induzido pela corrente tende a se distribuir
uniformemente em torno do arco. Quando esta distribuição é perturbada, levando a uma maior
concentração do campo magnético em um dos lados do arco, as forças magnéticas, que antes
geravam o movimento de gases apenas no sentido do eixo do arco, passam a possuir uma
componente transversal que tende a empurrar lateralmente o arco. Como resultado a arco passa
de deflectir lateralmente, tendo este efeito a aparência similar de um leve sopro sobre a chama
de uma vela. Este efeito, sopro magnético, reduz o controle que se tem sobre o arco,
dificultando a soldagem e aumentando a possibilidade de formação de descontinuidades no
cordão. A perda de simetria na distribuição do campo magnético em torno do arco pode ser
causada por diversos factores, destacando-se mudanças bruscas na direcção da corrente
eléctrica, a existência de magnetismo residual na peça e uma distribuição
assimétrica de material ferromagnético em torno do arco. O sopro magnético pode ocorrer, por
exemplo, na soldagem de uma barra delgada de aço ligada à máquina por um único cabo (figura
1), o que causa uma mudança brusca de direcção na corrente quando esta passa do arco para a
peça. Este efeito é mais provável, também, na soldagem junto da borda de peças de aço (que é
um material ferromagnético) ou na soldagem de peças de aço com espessuras diferentes. Como
a pressão magnética aumenta com o quadrado do valor da corrente eléctrica, o problema é mais
comum na soldadura com corrente elevada. O sopro magnético pode ser minimizado por
medidas como:
• Inclinar o eléctrodo para o lado em que se dirige o arco,
• Reduzir o comprimento do arco,
• Balancear a saída de corrente da peça, ligando-a à fonte por mais de um cabo,
• Reduzir a corrente de soldagem e
• Soldar com corrente alternada, pois, com esta, o sopro magnético é sempre menor.

Fig.1- Sopro magnético causado por mudança brusca na direção da corrente.
6
Quais os principais parâmetros que temos que controlar em soldadura por arco
eléctrico? Fale sobre cada um em particular, e sobre o seu efeito nas características físicas e
metalúrgicas do cordão.
Os principais parâmetros que temos que controlar em soldadura por arco eléctrico são:
O diâmetro do eléctrodo:
É importante o seu tipo e espessura do revestimento, que determinam o intervalo de corrente
que o eléctrodo pode ser utilizado e posição de soldar.

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A polaridade:
De modo geral a polaridade inversa produz maior penetração, enquanto que a polaridade directa
a penetração é menor, mas a taxa de fusão é maior.
A intensidade de corrente:
A utilização de um eléctrodo demasiado grande para uma dada espessura pode levar à
perfuração da peça durante a soldadura, já que a corrente mínima para o eléctrodo ser
demasiado grande.
O comprimento do arco:
O comprimento do arco deverá ser tal que permita um controlo perfeito do banho de fusão e
penetração desejada.
Velocidade da soldadura:
A velocidade da soldadura deverá ser escolhida para que o arco fique ligeiramente á frente do
banho de fusão. Uma velocidade baixa origina banhos de fusão grandes e difíceis de controlar,
bem como cordões longos, enquanto com velocidades elevadas originam cordões estreitos e
regulares, com bordos queimados e escória de difícil remoção.
Forma de manipulação do eléctrodo e sequência de reposição de soldadura:
A manipulação correcta de um eléctrodo é muito importante para a obtenção de uma soldadura
de qualidade.
A parte final de um cordão dever-se-á, sempre que possível, refundir por exemplo começando a
fundir o eléctrodo um pouco mais atrás do ponto onde se terminou o anterior.

7. Diga o que entende por entrega térmica em soldadura. Apresente a sua expressão e defina
cada uma das suas variáveis.
A entrada de calor no processo de soldadura, em conjunto com a espessura do material e
temperatura de pré-aquecimento, irá determinar o ciclo térmico, a microestrutura e a dureza
resultante da zona afectada termicamente e o metal de solda.
Uma entrada de calor elevado irá reduzir o nível de têmpera.
A entrada de calor por unidade de comprimento é calculado multiplicando a energia do arco por
um factor de eficiência do arco de acordo com a seguinte fórmula:

V= Voltagem do arco (A)
A= Corrente de soldadura (A)
S= Velocidade de soldadura (mm/min)
K= factor de eficiência térmica
A eficiência do arco deve ser tida em consideração no cálculo de entrada de calor.
Os factores de eficiência segundo BS EN 1011-1:1998 para os principais arcos em processo de
soldadura são:
K
Arco submerso (fio simples)
1.0
MMA
0.8
MIG/MAG e Fio Fluxado
0.8
TIG e Plasma
0.6
Na soldadura MMA ou eléctrodo, a entrada de calor é normalmente controlada através do
comprimento e duração da soldadura, sendo proporcional a entrada de calor. O calor depende do
comprimento da solda depositada por um eléctrodo e da técnica da soldadura.

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8. Corte por plasma, e soldadura por plasma. Como se obtém o plasma e em que consiste este
processo de soldadura? Descreva-o e utilize um esquema adequado sobre o seu princípio de
funcionamento. Fale das vantagens e desvantagens do plasma relativamente ao processo oxiacetilénico quanto aos materiais que pode processar.
A definição de plasma é tida como o quarto estado da matéria. Quando adiciona mais energia
no gás, propriedades como temperatura e características eléctricas são modificadas. Este
processo é chamado ionização, ou seja criação de electrões livres e iões entre os átomos do gás.
Quando isso acontece, o gás torna-se um plasma, sendo electricamente condutor pelo facto de os
electrões livres transmitirem a corrente eléctrica. Quanto menor for a secção, maior será a
temperatura no gás plasma, devido a dificuldade da passagem de electrões.
Soldadura por Plasma (PAW)
A soldadura plasma é um processo muito similar ao TIG. Trata-se dum desenvolvimento da
soldadura TIG visando um aumento de productividade.
Na soldadura plasma existem dois fluxos de gás separados – o gás plasma que flui à volta do
eléctrodo de tungsténio, formando o núcleo do arco plasma e um gás de protecção que evita a
contaminação do banho em fusão.
A soldadura plasma é utilizada de três formas:
1. Soldadura Microplasma, com correntes de soldadura de 0,1 a 20A.
2. Solddaura plasma-média, com correntes de soldadura de 20 a 100A.
3. Soldadura “keyhole”, acima dos 100A, em que o arco plasma penetra toda a espessura do
material a soldar.
Esta técnica é largamente utilizada na obtenção de juntas soldadas de alta qualidade nas
indústrias aeronaútica/aeroespacial, de processo, química e petrolífera.

Corte com Plasma
Este processo utiliza um arco eléctrico concentrado que funde o material através de um feixe de
plasma a alta temperatura. Todos os materiais condutores podem ser cortados. Estes sistemas
oferecem unidades de corte com plasma com correntes de corte entre 20 e 1000 amperes para o
corte de placas com 0,5 a 160 mm de espessura. Os gases de plasma são ar comprimido, azoto,
oxigénio ou árgon/hidrogénio para o corte de aços ligados macios e ricos, alumínio, cobre e
outros metais e ligas.
Vantagens:
• Tecnologia moderna para todos os materiais condutores a nível eléctrico, utilizados sobretudo
para o aço estrutural e metais inoxidáveis e não-ferrosos
• Baixa distorção do material pelo calor devido a arco de plasma densamente condensado

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• Velocidades de corte altas (5 a 7 vezes mais altas do que o corte com oxigénio/combustível)
e tempos mortos baixos (sem necessidade de pré-aquecimento)
• Espessura do material entre 0,5 e 160 mm, passível de corte com corrente de plasma até 1.000
amperes
• Cortes eficientes em aço estrutural de até 30 mm na vertical ou em biselamento
• A mais alta qualidade de corte passível de obter com método de plasma por feixe fino ou
plasma por injecção de água.

Esquema de um equipamento para soldagem plasma com arco transferido

9. Quais os defeitos que podem ocorrer numa junta soldada? Como podem ser controlados e
detectados?
Quais os defeitos que podem ocorrer numa junta soldada:
Porosidades
Inclusão de escória
Mordeduras
Falta de penetração
Fissuração do cordão de solda
Fissuração do material base
Fissuração por hidrogénio
Tensões residuais
Para controlar estes defeitos é necessário:
Limpeza e preparação adequados
Executar balanço do eléctrodo adequado
Utilizar intensidade de corrente adequada
Não utilizar eléctrodos húmidos
Utilizar eléctrodos de diâmetro adequado
Secar e conservar os eléctrodos

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Podem ser detectados por testes e ensaios:
Visuais
Líquidos penetrantes
Ultrasom
Macrografia
Magnetoescopia
Radiografia
Correntes de Eddy
Teste hidroestático

10. Eléctrodos e suas aplicações. Quanto ao tipo de revestimento, quais os tipos de eléctrodos
que conhece? Refira-se sucintamente à constituição do seu revestimento, aos cuidados de
armazenamento e conservação em particular dos básicos. Refira-se igualmente aos seus campos
de aplicação.
Os Eléctrodos conhecidos quanto ao tipo de revestimento são:
• Revestimento Oxidante:
Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro e Manganês.
Produz uma escória oxidante, abundante e de fácil destacabilidade. Este eléctrodo pode ser
utilizado nas correntes contínuo ou alternado, e apresentam uma baixa penetração.
O metal depositado possui baixos teores de Carbono e Manganês e, embora os aspectos das
soldagens produzidos em geral sejam muito bons, não é o eléctrodo adequado para aplicações
de elevado risco. Actualmente, a utilização desta forma de revestimento está em decréscimo.
• Revestimento Ácido:
Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro, Manganês e sílica.
Produz uma escória ácida, abundante e porosa e também de fácil remoção. Este eléctrodo pode
ser utilizado nos dois tipos de corrente, apresenta penetração média e alta taxa de fusão,
causando por um lado uma poça de fusão volumosa, e em consequência disto a limitação da
aplicação as posições plana e filete horizontal.
As propriedades da solda são consideradas boas para diversas aplicações, embora sua resistência
à formação de fissuras de solidificação seja baixa. Apresentam também uma muito boa
aparência do cordão.
• Revestimento Rutílico :
Este revestimento contém grandes quantidades de rutilo (TiO2 - óxido de Titânio), e produz
uma escória abundante, densa e de fácil destacabilidade.
Estes eléctrodos caracterizam-se por serem de fácil manipulação, e por poderem ser utilizados
em qualquer posição, excepto nos casos em que contenham um grande teor de pó de Ferro.
Utilizados em corrente contínua ou alternada produzirão um cordão de bom aspecto, porém com
penetração média ou baixa. A resistência à fissuração a quente é relativamente baixa, e estes
eléctrodos são considerados de grande versatilidade e de uso geral.
• Revestimento Básico:
Este revestimento contém grandes quantidades de carbonatos (de Cálcio ou outro material) e
fluorita.

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Estes componentes são os responsáveis pela geração de escória com características básicas que,
em adição com o dióxido de Carbono gerado pela decomposição do carbonato, protege a solda
do contacto com a atmosfera. Esta escória exerce uma acção benéfica sobre a solda
dessulfurando-a e reduzindo o risco de fissuras de solidificação. Este revestimento desde que
armazenado e manuseado correctamente, produzirá soldas com baixos teores de hidrogénio
minimizando com isto os problemas de fissuração e fragilização induzidos por este elemento.
A penetração é média e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas, particularmente em
relação a tenacidade. Os eléctrodos com este revestimento são indicados para aplicações de alta
responsabilidade, para soldagens de grandes espessuras e de elevado grau de travamento.
Para além disto, é recomendado para soldagem de aços de pior soldabilidade como por exemplo
os aços de alto teor de Carbono e/ou Enxofre ou aços de composição química desconhecida. Por
outro lado, este é o revestimento mais higroscópio de todos. Isto requererá cuidados especiais
com o armazenamento e manuseio.
• Revestimento Celulósico:
Este revestimento contém grandes quantidades de material orgânico (como por exemplo
celulose), cuja decomposição pelo arco gera grandes quantidades de gases que protegem o metal
líquido.
A quantidade de escória produzida é pequena, o arco é muito violento causando grande volume
de respingos e alta penetração, quando comparado a outros tipos de revestimentos. O aspecto do
cordão produzido pelos eléctrodos com este tipo de revestimento não é dos melhores,
apresentando escamas irregulares.
As características mecânicas da solda são consideradas boas, com excepção da possibilidade de
fragilização pelo Hidrogénio. Estes eléctrodos são particularmente recomendados para
soldagens fora da posição plana, tendo grande aplicação na soldagem circunferencial de
tubulações e na execução de passes de raiz em geral. Devidas sua elevada penetração e grandes
perdas por respingos, não são recomendados para o enchimento de chanfros.
Nos casos das soldaduras de aços, podemos ainda ter os tipos acima com adição de outros
elementos de liga que teriam funções especiais durante a deposição. O caso mais comum destes
é a adição de pó de Ferro. Durante a soldagem, o pó de Ferro é fundido e incorporado à poça de
fusão, causando as seguintes consequências:
• Melhora o aproveitamento da energia do arco.
• Aumenta a estabilização do arco (pelo menos em adições de até 50% em peso no
revestimento).
• Torna o revestimento mais resistente ao calor, o que permite a utilização de correntes de
soldagem com valores mais elevados.
• Aumenta a taxa de deposição do eléctrodo.
Porém, como ocorre em diversas outras coisas, a adição de pó de Ferro no revestimento causará
também alguns pontos desfavoráveis que são os seguintes:
• Aumento da poça de fusão
• Aumento do grau de dificuldade de controlar a poça de fusão, dificultando ou mesmo
impossibilitando a soldagem fora da posição plana.
11.Quais as funções do revestimento nos eléctrodos? Que tipo de polaridade se exige ao
eléctrodo básico? Justifique.
Função eléctrica: o revestimento ao fundir liberta gases ionizantes (sódio e potássio) que
melhoram o escorvamento e a manutenção do arco eléctrico, antes e durante o processo de
soldadura. O revestimento, sendo de natureza cerâmica, é mau condutor eléctrico, pelo que evita

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escorvamentos laterais de arcos eléctricos parasitas, como é o caso de soldadura em chanfros
profundos.
Função física e mecânica: o revestimento é formado fundamentalmente por silicatos e outros
materiais cerâmicos que ao fundirem formam uma escória leve que protege o banho de fusão e
as gotas que são transferidas através do arco eléctrico dos gases atmosféricos contaminantes.
Permite fazer soldaduras em posição e ao tecto, devido à sua viscosidade da escória.
Por outro lado, devido ao atraso na fusão do revestimento em relação à alma do eléctrico,
forma-se na sua extremidade uma cratera, tipo cano de espingarda. Esta cratera canaliza o arco
de plasma em direcção à peça e melhora a estabilidade mecânica do arco, o que contribui para
aumentar a protecção do metal transferido (acção mecânica sobre o arco eléctrico).
Função metalúrgica: o revestimento contém, além de materiais cerâmicos, elementos de liga
que melhoram as condições metalúrgicas do cordão, compensando perdas por volatização ou
oxidação.
A polaridade exigida ao eléctrodo básico é a polaridade inversa porque:
Não funciona bem em CA, quando teor fluorita é muito elevado
Nos eléctrodos básicos a polaridade tem efeito contrário nos diâmetros característicos
das gotas transferidas, devido à composição do fluxo do revestimento e reacções
químicas que ocorrem entre o metal e a ponta fundida do eléctrodo. A presença de
carbonato de flúor ( CaF2 ) no revestimento causa um decréscimo do ponto de fundição
e de viscosidade da escória, sendo que a presença de fluoritas na polaridade negativa, a
voltagem do arco e espalhamento aumenta.
12. Quais os eléctrodos revestidos mais usados em construção naval? Qual a polaridade
exigida? Justifique.
Os eléctrodos mais usados na construção naval são os eléctrodos básicos.
O tipo de polaridade exigida é a polaridade inversa (eléctrodo +)
Este eléctrodo é o mais utilizado porque tem um revestimento que não possui matérias
orgânicas na sua constituição, e se for correctamente utilizado, origina soldaduras de baixo teor
de hidrogénio, minimizando a possibilidade de ocorrência de fissuração a frio.
A penetração é média e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas, particularmente em
relação à tenacidade.
Os eléctrodos com este revestimento são indicados para aplicações de grande responsabilidade,
para soldaduras de grandes espessuras e de elevado grau de travamento

13. Qual o objectivo dos tratamentos térmicos usados em soldadura? Refira-se à Zona
Termicamente Afectada (ZTA) e às implicações nefastas desta zona na resistência de uma junta
soldada.
O tratamento térmico pós - soldagem (Post-weld heat treatment - PWHT) é executado para
melhorar a resistência a fracturas frágeis em uniões soldadas por meio da atenuação das tensões
residuais e, na maioria dos casos, também para melhorar a resiliência do metal da solda e a zona
afectada pelo calor (HAZ).
A Zona Termicamente Afectada (ZTA) , é o metal base que devido ao gradiente térmico
provocado pela soldadura, faz alteração do grão, criando grãos grosseiros de maior dimensão,
podendo provocar alguns defeitos:

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Fissuração por hidrogénio
Decoesão lamelar
Fissuras por reaquecimento
Fissuras por corrosão sob tensão
Fissuras por liquação ou microfissuração

14. Explique os mecanismos por que se pode dar a fissuração por hidrogénio a frio, em
soldaduras de aços-carbono. Como pode ser evitado? Justifique.

A Fissuração a frio constitui, sem dúvida, uma das maiores dificuldades sob o ponto de
vista de soldabilidade metalúrgica, surgidas na soldadura dos aços ao carbono, carbonomanganês e baixa liga. A fissuração a frio ocorre essencialmente de três formas:
1. Fissuração a frio sob cordão
2. Fissuração a frio na ligação
3. Fissuração a frio na raiz
Ocorre quando coexistem em simultâneo os seguintes factores:
1. Hidrogénio no material depositado
2. Elevado nível de tensões na junta
3. Microestruturas duras e frágeis, isto é martensite
O hidrogénio introduzido durante o processo pode ter várias fontes:
Produtos de combustão na soldadura
Produtos de decomposição de revestimento celulósicos de eléctrodos em
soldadura por arco eléctrico
Óxidos hidratados
Humidade ou gorduras na superfície das peças ou dos eléctrodos
Humidade nos fluxos
Presença de hidrogénio no material base ou nos gases de protecção.

Mecanismo:
Durante a solidificação, o hidrogénio existente no banho, vai ficar dissolvido na estrutura do
aço. Como durante o arrefecimento a sua solubilidade na estrutura vai diminuindo pode
acontecer que esta fique saturada em H2. Por outro lado o hidrogénio, devido às altas
temperaturas existentes, tem tendência a dissociar-se em iões. Assim, quando no metal que
fundiu se der a transformação da austenite, o hidrogénio na forma iónica que aí estava
dissolvido vai migrar para a ZAC (Zona afectada pelo calor) que ainda não está austenítica,
porque o hidrogénio se dissolve melhor na austenite que na ferrite. Na ZAC o hidrogénio volta a
combinar-se a esta reacção é acompanhada de um aumento de pressão localizado. Por outro
lado, se na ZAC vier a ocorrer a transformação martensítica (estrutura frágil), o H2 aí existente,
o qual provoca defeitos, pode sobre o efeito das tensões que caracterizam o fim do
arrefecimento, provocar uma fragilização suficiente para ocorrer a fissuração a frio.

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Formas de prevenir fissuração a frio:
1. Controle da estrutura metalúrgica
O pré e pós-aquecimento e o aquecimento entre passagens são utilizados e destinam-se a
diminuir a velocidade de arrefecimento de uma soldadura a fim de modificar a microestrutura,
ou seja diminuir a dureza. Este tipo de tratamento facilita também a difusão de H2 e ao mesmo
tempo, diminui o nível e melhora a distribuição das tensões residuais.
2. Selecção adequada dos processos e procedimentos de soldadura
Como já foi referido na soldadura de materiais susceptíveis à fissuração a frio é de evitar o uso
de materiais de adição de alto teor em H2, húmidos e secos, assim como de fluxos ou protecções
gasosas contendo este elemento. Eléctrodos de baixa resistência permitem diminuir o nível de
tensões na ZAC e portanto, reduzir a susceptibilidade à fissuração a frio. O uso de materiais de
adição austeníticos na soldadura de aços tratados termicamente e de alta resistência facilita a
ocorrência deste tipo de fissuração, uma vez que a austeníte dissolve bem o H2. Por outro lado,
a boa ductilidade apresentada por estes materiais permite diminuir o nível de tensões residuais
na ZAC.
Contudo, convém reter que a selecção do material de adição é um compromisso entre a
necessidade de obter uma boa resistência a baixo custo e uma boa soldabilidade

15. Soldadura das ligas de alumínio. Quais os cuidados a ter com a soldadura de alumínios?
Poderá o processo TIG ser utilizado na soldadura de alumínio? Em que condições? Justifique a
resposta.
Os problemas mais comuns nas soldaduras de ligas de alumínio, com processos de soldadura
por fusão, passam pela formação e retenção de porosidade e fissuração na solidificação. Um
outro problema é a diminuição de resistência, nas ligas endurecidas por trabalho mecânico, nas
zonas afectadas pelo calor (fenómeno conhecido pelo amaciamento da ZAC – Zona afectada
Calor). Mesmo para as ligas em que possuem uma boa soldabilidade por fusão, o resultado final
depende fortemente das precauções em termos de preparação superficial, escolha do material de
adição, tratamentos térmicos de pré e pós soldadura, para além das condições ambientais e da
experiência do operador, no caso de soldadura não automatizada.
Soldadura por TIG
A soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) também conhecida como GTAW (Gas Tungsten Arc
Welding) é um processo no qual a união das peças a soldar é obtido pela fusão dos materiais por
um arco estabelecido entre um eléctrodo não consumível de tungsténio e a peça. A protecção do
processo é efectuada com a utilização de um gás inerte, normalmente árgon ou hélio, ou uma
mistura deles para aumentar a penetração. Este processo pode ser autogéneo ou utilizar material
de adição. Este processo é normalmente utilizado na soldadura de elementos de baixa espessura
(1 a 3 mm), apresenta, contudo, alguma sensibilidade à formação de porosidades na soldadura
de ligas de alumínio, se bem que as misturas com Ar+He+N2 possam melhorar a qualidade e
produtividade das soldaduras. Sobre peças bem preparadas (desoxidadas e desengorduradas) é
fácil aplicar este processo. Para isso deve-se usar corrente alterna para facilitar a remoção
da película de alumina (Al2O3) e gases de protecção secos e puros (Ar ou He). O processo
apresenta excelente controlo do banho de fusão, é de fácil mecanização e automação, permite
soldaduras em todas as posições, no entanto, tem uma produtividade relativamente baixa
quando comparada com a soldadura MIG

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16. Refira-se à soldadura MIG/MAG e TIG. Qual o tipo de equipamento usado e material
consumível? Como se faz a protecção do banho de fusão? Refira-se aos seus parâmetros de
soldadura e, em particular, ao efeito de “stick-out”.
MIG/MAG

O princípio da soldadura MIG/MAG consiste em introduzir um fio de metal na tocha,
fio esse que é fundido no arco eléctrico. O arame de soldar desempenha duas funções:
por um lado é o eléctrodo que conduz corrente, por outro, é também, em simultâneo, o
material de adição a ser introduzido na soldadura.
Um gás de protecção que flui através do bocal da tocha protege o arco eléctrico e o
material em fusão, podendo o mesmo ser inerte (MIG) ou activo (MAG). Os gases
inertes, tais como o argon e o hélio, não entram em reacção com o material em fusão.
Por outro lado, os gases activos, não só interferem no próprio arco eléctrico, como
também reagem com o material em fusão. Um exemplo de gás activo é o argon, com
uma pequena parte de dióxido de carbono ou oxigénio. A componente activa tem
influência, por exemplo, sobre a penetração e/ou a temperatura do banho de fusão.
O tipo de equipamento convencional consiste numa fonte de potência de corrente contínua
(normalmente com o eléctrodo ligado ao pólo positivo), uma unidade de alimentação automática
do fio sólido contínuo, tocha de soldadura e gás de protecção
Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):



Intensidade de Soldadura
Extensão do eléctrodo
Tensão Arco Eléctrico
Velocidade
Ângulo de posição da tocha
Tipo de Eléctrodo e
diâmetro
Tipo e Caudal de Gás de Protecção

TIG

Ao contrário dos processos MIG/MAG, na soldadura TIG o arco eléctrico estabelece-se
entre um eléctrodo de tungsténio não consumível e o metal básico. Para proteger o
eléctrodo de tungsténio e o banho de fusão, são necessários gases inertes, tais como o
argon ou o hélio, ou misturas de gases com componentes não oxidantes.
A soldadura TIG utiliza-se em todos os metais soldáveis por fusão. A escolha do tipo de
corrente, polaridade e gás de protecção dependem do metal base.
Uma instalação de soldadura TIG compreende os seguintes elementos:
Uma tocha de soldadura, Uma de fonte de alimentação da tocha em corrente eléctrica, e uma
fonte de alimentação da tocha em gás de protecção e eventualmente em fluído de arrefecimento
(água), o material de adição é efectuado por vareta ou fio com características idênticas ao
material base, uma vez que existem poucas perdas dos elementos liga no arco eléctrico.

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Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):



Intensidade de Soldadura (corrente, regula na fonte)
Tensão Arco Eléctrico (voltagem, controla a altura do arco-eléctrico)
Velocidade de Soldadura (controla a velocidade de
deslocação)
Tipo de Eléctrodo e
Diâmetro
Tipo e Caudal de Gás de Protecção
A extensão do eléctrodo (stick-out)
É o comprimento do fio-eléctrodo consumível fora do bico de contacto. Esta variável está ligada
à velocidade de fusão do fio consumível. Se aumenta o stick-out, aumenta o desenvolvimento
de calor por efeito de Joule, sendo maior a velocidade de fusão do fio.
Se o stick-out for pequeno demais não existe desenvolvimento de calor suficiente para permitir
uma boa fusão do fio consumível. Se for elevado, o arco tem tendência a ser instável o que pode
provocar problemas de porosidade no cordão devido a falta de protecção gasosa.
Usualmente o stick-out é da ordem dos 6 a 13 mm quando se usa transferência em spray (altas
intensidades e altas tensões).

17. Qual a principal novidade apresentada no recente Seminário de Gases de Protecção em
Soldadura? Justifique devidamente.
A principal novidade apresentada no Seminário de Gases de Protecção em Soldadura foi a
Soldadura CMT.
O processo CMT resultou de uma constante adaptação da soldagem MIG-MAG às
necessidades da junção do aço com o alumínio. A CMT permite uma passagem controlada da
matéria-prima, com uma quase ausência de corrente. A matéria-prima básica do alumínio fundese com a matéria-prima adicional do alumínio, e assim o material fundido humedece a matériaprima de aço galvanizado. Em intervalos rápidos, o arame de soldagem se movimenta na
direcção da poça de fusão. Essa retracção de arame precisamente definida provoca uma soltura
de gotas controlada, proporcionando uma passagem de matéria-prima limpa e sem respingos. A
movimentação do arame acontece com uma frequência muito alta e requer reacções instantâneas
do sistema de traccionamento existente na tocha de solda. Está claro que o traccionador de
arame principal não pode acompanhar esse movimento. Por esse motivo, a guia do arame está
equipada com um compensador de arame que equilibra os movimentos adicionais de vai e vem
do arame.
18. Qual a influência do diâmetro do eléctrodo e do gás usado na soldadura TIG? Como é
escorvado o arco? Fale das vantagens e desvantagens do tipo de escorvamento usado.
A influência do gás conforme tipo utilizado na soldadura TIG é:
Maior estabilidade do arco
Maior facilidade de início do arco em soldadura com corrente alterna
Arco mais quente
Maior penetração
Maior velocidade de soldadura

A influência do diâmetro do eléctrodo na soldadura TIG é:
Alteração da Intensidade de corrente máxima

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Para evitar defeitos é importante ter em consideração a intensidade da corrente eléctrica
adequada que o eléctrodo de tungsténio deverá suportar.
Corrente Alterna
Intensidades demasiado baixas– Arco instável
Intensidades demasiado altas – Desprendimento de partículas de tungsténio, formando
inclusões na soldadura.
Corrente Contínua
Intensidades demasiado baixam – Arco instável
Intensidades demasiado altas – Destruição da ponta do eléctrodo de tungsténio e consequente
formação de um arco instável.
O tipo e diâmetro do eléctrodo de tungsténio deverá ser seleccionado em cada caso em função
da intensidade da corrente e composição do gás de protecção.
Com a escolha correcta dos eléctrodos de tungsténio e da sua preparação prévia, é possível
influenciar as propriedades do arco e a geometria do cordão de soldadura.
O escorvamento do Arco pode ser feito de uma forma alternativa tocando com o eléctrodo na
peça fazendo passar a corrente afastando-o rapidamente, tendo este método a desvantagem de
contaminação e fusão da ponta do eléctrodo de tungsténio.

Para evitar estes problemas alguns equipamentos incorporam um dispositivo que mantém o
eléctrodo positivo para melhorar o escorvamento do arco, durante um período inicial de 20s,
após a qual a polaridade é invertida.

19. Recentemente estão a ser usadas máquinas de soldar MIG com corrente pulsada, também
conhecidas por máquinas de MIG sinérgico. Diga o que entende por MIG sinérgico e imagine
que, na qualidade de engenheiro duma firma, tinha por função a comercialização e venda destas
máquinas, muito mais caras que as tradicionais. Que argumentos utilizaria para convencer os
potenciais clientes? Justifique.
O MIG sinérgico engloba um grupo de técnicas de controlo nas quais o valor e a estrutura da
corrente são determinados pela velocidade de alimentação do arame ou vice-versa.
Um taco-gerador mede a velocidade de alimentação de arame e fornece um sinal para controlo
da saída da fonte de energia. A relação entre a corrente e a velocidade do arame é determinada
por um conjunto de regras (algoritmo sinérgico).
A soldadura MIG/MAG é mais produtiva que a soldadura SER uma vez que não existem trocas
de eléctrodo, remoção de escória e desperdícios do consumível como o verificado no processo
SER em que as pontas dos eléctrodos são descartadas. Por cada Kg de eléctrodos revestidos,
cerca de 65% do seu peso torna-se parte do metal depositado, sendo o resto descartado. A
utilização de fios sólidos e fios fluxados permite um aumento da taxa de eficiência para cerca de
80-95%. A soldadura MIG/MAG é um processo versátil que pode atingir taxas de depósito
elevadas em todas as posições. Este processo é largamente utilizado em fabricação metálica com
chapas de aço de baixa e média espessura e em estruturas de alumínio. Após a introdução dos
fios fluxados, a sua procura tem vindo a aumentar para aplicações na metalomecânica pesada.
20. Brasagem. Defina brasagem e faça a distinção entre brasagem forte, fraca e soldobrasagem.
Com um desenho adequado, ilustre a diferença entre brasagem forte e soldobrasagem.
A brasagem à chama é um processo de união de materiais metálicos com a ajuda de um material
adicional fundido, a solda. Ao contrário do que acontece com a soldadura, não são fundidos os
materiais a unir, apenas a solda. Por essa razão, a solda a utilizar deve ter um ponto de fusão

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inferior àquele dos materiais base a unir. Uma das vantagens da solda, em relação à soldadura, é
que com ela podem ser unidos entre si muitos tipos de materiais diferentes.
Existem 3 tipos de brasagem:
Brasagem fraca:
A Temperatura de fusão é inferior a 450º C;
Brasagem forte :
Temperatura de fusão é superior a 450º C.
Soldobrasagem:
Operação que consiste em depositar uma liga de brasagem forte numa junta utilizando uma
técnica
semelhante àquela usada em soldadura. (Fig.1)

21. Quais os principais factores a que deve obedecer uma boa solda de brasagem? Justifique e
fale igualmente das vantagens das soldas eutécticas.
Para obedecer a uma boa solda brasagem, antes da operação de brasagem ou de soldobrasagem
são necessárias em geral duas operações: um desengorduramento e uma decapagem. O
desengorduramento faz-se em geral com recurso à imersão, numa solução desengordurante
enquanto a deacapagem é feita mecanicamente ou quimicamente.
Além da necessidade de assegurar uma boa limpeza, antes e depois da brasagem, torna-se
necessária uma correcta selecção do material de adição e do fluxo. No projecto da junta dois
aspectos são essenciais: a sua forma e o afastamento ou espaçamento entre as peças a brasar.
A vantagem das soldas eutécticas são que devido a terem a composição de uma liga na qual a
totalidade da liga se altera do estado sólido para o líquido à mesma temperatura.
O comportamento eutético (a mudança de estado sólido para líquido quase que
instantaneamente) só existe para uma liga de 61,9% de estanho e 38,1% de chumbo. Depois de
muitas investigações foi criada a norma industrial DIN 1707 que estabelece: a solda de estanho
com ponto de fusão a 183º C deve ser constituída por 62,5% a 63,5% de estanho e o resto
chumbo

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22. A brasagem exige a utilização de decapantes. Qual a principal função de um decapante? Que
características deve possuir? Justifique.
Em processos de brasagem é importante o uso de um decapante que seja adequado a cada tipo
de material. Os decapantes ou fluxos têm um papel fundamental, pois proporcionam uma
capilaridade melhor à solda (responsável pela penetração do material de adição ao material
base), rendimento do material de adição, a desoxidação, e uma efectiva protecção à oxidação
durante a deposição do metal de adição.
Os resíduos de fluxos ou decapagem pós-brasagem são corrosivos e devem ser removidos. Eles
são solúveis em água e podem ser retirados com uso de jacto de água na peça ainda aquecida,
pela lavagem da peça em água e sabão ou com auxílio de escovação.

23. Na soldadura oxi-acetilénica, quais a reacções químicas presentes na combustão do gás
utilizado? Ilustre com um desenho as zonas onde se dão essas reacções e assinale a região de
temperatura mais elevada. Refira-se aos tipos de chama utilizados e diga como se regulam.
REACÇÕES QUÍMICAS NA CHAMA OXIACETILÉNICA
Quando há queima completa do acetileno no ar, o Oxigénio do ar combina-se como Acetileno
formando o gás carbónico e o vapor de água.
2 C2H2 + 5 O2 = 4 CO2 + 2 H2O + calor
Como se pode verificar, para haver a queima completa de acetileno, são necessários 2,5
volumes de Oxigénio para 1 volume de Acetileno.
No ar atmosférico tem-se 4 vezes mais Nitrogénio do que Oxigénio e ainda outros gases em
pequenos percentuais. Desde que estes gases não entrem na reacção, apenas serão aquecidos por
ela, o que causará uma diminuição na temperatura da chama.
Se se fornecesse Oxigénio puro e num volume 2,5 vezes maior, como seria o ideal para a chama
de solda, se obteria uma chama de temperatura mais elevada, porém, este tipo de chama
comercialmente é inviável. O tipo de chama que se emprega é a que se alimenta com 1 volume
de Oxigénio para cada volume de Acetileno, deixando os outros 1½ volumes para serem
fornecidos pelo próprio ar atmosférico que envolverá a chama. A chama então se produz em
duas reacções: a reacção primária e a secundária.
A reacção primária é a de maior temperatura e é representada na chama pelo cone interno. É a
reacção que se processa com os gases fornecidos pelos cilindros de Oxigénio e Acetileno.
C2H2 + O2 = 2 CO + H2
A reacção secundária é a representada pela parte externa da chama, também conhecida como
envoltório, que é a reacção do monóxido de carbono resultante da reacção primária com o
hidrogénio também resultante da reacção primária na presença do Oxigénio do ar.
2 CO + O2 = 2 CO2
2 H2 + O2 = 2 H2O

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Tipos de chama

Na figura são observadas as colorações típicas das diferentes zonas para cada tipo de chama.
Estas diferentes zonas são definidas pela intensidade e coloração da luz.

Temperaturas

CHAMA NEUTRA OU NORMAL
É a chama de maior utilização para o processo de soldagem oxiacetilénico. Esta chama é
resultante da mistura de Acetileno e Oxigénio em partes iguais, daí o seu nome de "neutra".
Apresenta duas zonas bem definidas que são o cone e o envoltório.

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A chama neutra é de particular importância para o soldador, não só por seu uso em soldas e
cortes, como também por fornecer uma base para regulagem de outros tipos de chamas. Esta
chama poderá atingir temperaturas da ordem de 3100ºC.
É utilizada para soldas de ferros fundidos, aços, alguns bronzes, cobre, latão, níquel, metal
monel, enchimentos e revestimentos com bronze.

CHAMA REDUTORA OU CARBURANTE
É a chama resultante da mistura de Acetileno com Oxigénio com um excesso de Acetileno.
Nesta chama as três regiões apresentam-se bem distintas: cone, envoltório e o véu. O véu
apresenta-se muito brilhante e este brilho é devido a partículas de carbono incandescentes em
alta temperatura. O comprimento da "franja" determinará a quantidade em excesso de Acetileno
na chama.

Esta chama é utilizada para solda de aços liga ao cromo e ao níquel, alumínio e magnésio.
Atinge a temperatura de 3020ºC, e pode ser também empregada para depósitos de materiais
duros como "Stellite". Esta chama não é recomendada para a soldagem de aços carbono pois
causará juntas porosas e quebradiças.

CHAMA OXIDANTE
É a chama resultante da mistura de Acetileno com Oxigénio com um excesso de Oxigénio. esta
chama pode atingir temperatura na ordem de 3150ºC. Apresenta em seu visual duas zonas bem
distintas que são o cone e o envoltório.
Uma outra característica deste tipo de chama é o som sibilante emitido pelo bico.
É utilizada principalmente para soldadura de materiais que contenham zinco em sua composição
química como por exemplo o latão. Na soldagem deste material, o zinco é oxidado na superfície
da poça, onde a camada de óxido resultante vai inibir posteriores reacções. Com a chama
normal, o zinco se volatiliza continuamente, sendo oxidado na atmosfera.

24. Quais os cuidados que devemos ter no manuseamento e manutenção de garrafas de gás de
acetileno e de oxigénio? Justifique.
Cuidados que devemos ter no manuseamento e manutenção de garrafas de gás de
acetileno são:
Risco de Explosão não permitir misturas incontroladas de Acetileno com Ar ou Oxigénio o
Acetileno combina-se com o Ar ou Oxigénio para formar misturas explosivas que por
intermédio de uma fonte de ignição, uma faísca ou algo semelhante, podem causar
explosões perigosas.
Decompõe-se facilmente proteger as garrafas de Acetileno do fogo
Cada molécula de Acetileno é mantida por uma ”ligação tripla” que se pode partir por acção
do calor ou extrema pressão. Este facto origina a decomposição das moléculas de Acetileno
nos seus componentes: Carbono e Hidrogénio. Esta reacção de decomposição pode ocorrer
de forma explosiva e ter um considerável efeito destruidor.

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Dispositivos para uso de Acetileno não são protegidos contra a decomposição do Acetileno da
mesma forma que as garrafas, pelo que o Acetileno deve ser retirado da garrafa apenas através
de um redutor para Acetileno que limite a pressão na mangueira até um máximo de 1,5 bar
acima da pressão atmosférica.
Soldar e usar qualquer outro tipo de chama são proibidas num raio de menos de 1 metro de um
sistema de Acetileno de garrafa única. Para sistemas até 6 garrafas (chamados ”sistemas
pequenos”) este raio é de 3 metros. Para sistemas (quadros) com mais de 6 garrafas o raio é de 5
metros. Maçaricos de soldar e mangueiras não devem estar suspensas sobre as garrafas.
Sistemas fixos com mais de 6 garrafas não devem estar instalados nas salas onde se fazem
trabalhos de soldadura.
Não transvazar Acetileno
A decomposição do Acetileno numa garrafa é improvável, uma vez que o seu volume está
ocupado com uma massa porosa sólida cujos poros contêm o Acetileno dissolvido em
Acetona. Este sistema de segurança é apenas eficaz se a razão quantitativa entre o Acetileno
dissolvido e a Acetona não exceder certos limites. Desta forma, as garrafas de Acetileno só
devem ser cheias depois de ser confirmado o seu conteúdo em Acetona, e reposto caso seja
necessário. Assim, transvazar Acetileno de uma garrafa para outra é proibido.
Formação de Acetiletos usar aço para sistemas de Acetileno
Sob certas condições o Acetileno pode combinar-se com cobre ou prata para formar êm
características explosivas, e podem explodir se expostos a calor ou energia mecânica. A
reacção explosiva destes acetiletos pode originar a decomposição do Acetileno. Assim, as
ligas de cobre e prata contendo mais de 70% de cobre, prata ou ligas de prata, não podem
ser usadas em sistemas de Acetileno.
Usar as garrafas de Acetileno em posição vertical
O Acetileno está dissolvido em Acetona no interior da garrafa. Quando a válvula da garrafa
é aberta, sai Acetileno gasoso tal como o Dióxido de Carbono quando é aberta uma garrafa
de água carbonatada. Para prevenir a saída de Acetona inflamada, as garrafas de Acetileno
devem estar colocadas em posição vertical enquanto sai gás.
Providenciar elevada ventilação
O Acetileno tem uma densidade relativa de cerca de 0.9, o que significa ser cerca de 10%
mais leve que o ar. Se liberto tende a subir. As áreas de trabalho com Acetileno devem ser
ventiladas na parte superior do espaço, para evitar uma perigosa acumulação de Acetileno
no ar em caso de fugas.
Não inalar Acetileno concentrado
O Acetileno não é tóxico, isto é, a inalação não provoca danos no corpo humano. No
entanto, não se deve inalar Acetileno concentrado uma vez ter um efeito narcótico.
Cuidados que devemos ter no manuseamento e manutenção de garrafas de oxigénio são:
A composição volumétrica do ar é aproximadamente:
Oxigénio O2 21% por vol.
Azoto N2 78% por vol.
Argon Ar 1% por vol.
Estão presentes outros gases em quantidades mais pequenas.

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Propriedades Oxigénio
O oxigénio não é inflamável, mas acelera a combustão. Calcula-se que à temperatura
ambiente seja 11% mais pesado que o ar, não se separa do ar e, portanto, não se produz um
enriquecimento de oxigénio junto ao solo. O oxigénio em estado líquido tem uma
temperatura muito baixa (-183º C à pressão atmosférica). Devido a esta temperatura podem
produzir-se muito rapidamente "queimaduras por frio" e tornar certos materiais frágeis.
Perigos do enriquecimento com Oxigénio
O enriquecimento da atmosfera com Oxigénio, mesmo por uma pequena percentagem,
aumenta consideravelmente o risco de incêndio. Materiais que não ardem ao ar, incluindo
ignifugantes, podem arder vigorosamente ou mesmo espontaneamente em ar enriquecido.
Pessoas que estiveram expostas a uma atmosfera enriquecida com Oxigénio, têm de arejar
muito bem a roupa, uma vez que este satura o vestuário. Acender um cigarro pode causar a
inflamação do vestuário.
Óleos e gorduras
Na presença de oxigénio são particularmente perigosos, pois podem inflamar-se
espontaneamente e arder com grande intensidade. Nunca devem ser utilizados na
lubrificação de aparelhos de oxigénio ou de ar enriquecido.
Causas do enriquecimento com Oxigénio e sua prevenção
Para evitar um enriquecimento de oxigénio ao soldar, cortar, etc., é importante uma
escolha correcta dos bicos e um ajuste adequado da pressão. Em muitos processos, tais
como rebarbação, oxicorte e flamejamento, produz-se uma sobrealimentação de Oxigénio.
Desta forma, é necessária uma ventilação adequada do local de trabalho, para evitar o
enriquecimento com Oxigénio. Após terminado o trabalho, as válvulas das tochas de corte
ou soldadura e a válvula do sistema de fornecimento de Oxigénio têm de ser fechadas, para
evitar uma possível fuga de Oxigénio no tempo que decorre entre o fim e o início do
próximo trabalho. Além de um possível enriquecimento do ar com Oxigénio, os seguintes
usos são particularmente perigosos e têm de ser proibidos:
• Trabalhar com ferramentas pneumáticas
• Encher pneus, barcos de borracha, etc
• Arrefecer o ar em espaços confinados
• Refrescar pessoas
• Limpar a poeiras, maquinaria e vestuário
• Arranque de motores decombustão;
• Aplicação na pintura;
Mesmo uma pequena quantidade de Oxigénio líquido conduz à formação de uma grande
quantidade de gás, pelo que um salpico pode originar um significante enriquecimento de
Oxigénio.

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26. Como é constituída e quais os cuidados a ter com uma instalação móvel de soldadura oxiacetilénica?
Descreva todos os seus componentes e acessórios.

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Configuração mínima para o corte oxi-acetilénica manual

EQUIPAMENTOS:
Os equipamentos de soldadura oxi-acetilénica são portáteis e de fácil manuseio e compõem-se
de:

MAÇARICO
O equipamento básico é formado por:
Corpo do maçarico
Dois tubos separados para passagem dos gases
Válvulas separadas de controlo dos gases
Câmara de mistura dos gases
Tubo de chama

Extensão de solda ou bico de corte
Nota – os maçaricos de corte necessitam de duas entradas de oxigénio, uma para fazer a mistura
com o acetileno (pré-aquecimento) e a outra para formar o fluxo de corte.

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MANGUEIRAS
As mangueiras do equipamento oxi-acetilénico obedecem a um código fixo de cores, acetileno –
vermelho e oxigénio – verde. As conexões do oxigénio são de rosca direita e as do acetileno são
de rosca esquerda.

REGULADORES DE GÁS
A função principal desses equipamentos é o controlo da pressão do gás. Ele reduz a pressão
alta do gás que vem do cilindro para a pressão de trabalho do maçarico, mantendo-a constante
durante toda a operação.

VÁLVULAS RETENTORAS

São válvulas colocadas nas linhas de oxigénio e acetileno (I), ou na saída dos reguladores
(II) para evitar o refluxo da chama do bico para dentro do maçarico. Isso pode ocorrer quando a
velocidade da chama é maior que a velocidade de fluxo do gás. Neste caso a chama pode
atravessar a câmara de mistura em sentido contrário e alcançar a mangueira, e, em casos
extremos, ao gás dentro do cilindro.

CILINDROS COM GASES

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O oxigénio e acondicionado em cilindros metálicos de alta pressão (200 bar), pintados na cor
preta (para uso industrial) ou verde (para uso medicinal) e o acetileno, que por ser um gás
instável, vem dissolvido em acetona e acondicionado em cilindros metálicos pintados na cor
bordô, cheios de uma massa porosa. A pressão dos cilindros é baixa, ao redor de 15 bar.

15.
DEZ REGRAS BÁSICAS PARA AS OPERAÇÕES OXI-ACETILÉNICAS
1. Purgue a válvula dos cilindros antes de conectar os reguladores.
2. Abra um pouco a entrada de gás do regulador antes de abrir a válvula de saída
do cilindro.
3. Marque no manómetro do regulador a pressão correcta, antes de abrir a válvula
do cilindro.
4. Abra a válvula do cilindro lentamente.
5. Nunca trabalhe com acetileno comprimido em pressões superiores a 15 psi.
6. Purgue as mangueiras de acetileno e oxigénio, nesta ordem, antes de acender o
maçarico.
7. Acenda o maçarico inicialmente somente com o fluxo de acetileno, e somente
depois abra o fluxo de oxigénio.
8. Nunca utilize óleo ou graxa nos reguladores, bicos, maçaricos, ou qualquer outro
equipamento que entrem em contacto com o oxigénio.
9. Nunca utilize oxigénio como substituto do ar.
10. Mantenha sua área de trabalho livre de qualquer produto que seja
combustível.
25. O acetileno torna-se explosivo para pressões superiores a 1,5 kgf/cm2 (1,5 bar). Como se
pode ultrapassar este problema? Como é constituída, no seu interior, uma garrafa de acetileno?
Cada molécula de Acetileno é mantida por uma ”ligação tripla” que se pode partir por acção do
calor ou extrema pressão. Este facto origina a decomposição das moléculas de Acetileno nos
seus componentes: Carbono e Hidrogénio. Esta reacção de decomposição pode ocorrer de forma
explosiva e ter um considerável efeito destruidor.
Dispositivos para uso de Acetileno não são protegidos contra a decomposição do Acetileno da
mesma forma que as garrafas, pelo que o Acetileno deve ser retirado da garrafa apenas através
de um redutor para Acetileno que limite a pressão na mangueira até um máximo de 1,5 bar
acima da pressão atmosférica.
Para ultrapassar este problema, numa garrafa de acetileno o seu volume está ocupado com uma
massa porosa sólida cujos poros contêm o Acetileno dissolvido em Acetona. Este sistema de

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segurança é apenas eficaz se a razão quantitativa entre o Acetileno dissolvido e a Acetona não
exceder certos limites.
26. Será possível cortar uma chapa de aço apenas com injecção de oxigénio? Que condições
deverão existir para que isso possa acontecer. Justifique.

Oxicorte:
Pode-se definir o oxicorte como “um processo de seccionamento de metais pela combustão
localizada e contínua devido à acção de um jacto de O2 de elevada pureza, agindo sobre um
ponto previamente aquecido por uma chama oxi-combustível”.
Princípio de operação:
Na temperatura ambiente e na presença de O2, o ferro se oxida lentamente. À medida que a
temperatura se eleva, esta oxidação se acelera, tornando-se praticamente instantânea a 1350°C.
Nesta temperatura, chamada de temperatura de oxidação viva, o calor fornecido pela reacção é
suficiente o óxido formado e realimentar a reacção. O óxido no estado líquido se escoa, expulso
pelo jacto de O2, permitindo o contacto do ferro devidamente aquecido com O2 puro, o que
garante a continuidade ao processo.
O processo baseia-se no aquecimento localizado feito com um maçarico especial de corte. Ao
atingir a temperatura de oxidação viva segue-se a injecção de O2 através do orifício central do
bico de corte fixado no maçarico.

Gases utilizados no processo:
Para a obtenção da chama oxi-combustível, são necessários pelo menos 2 gases, sendo um
deles o oxidante (O2) e o outro o combustível, podendo este ser puro ou mistura com mais de
um gás combustível.
Oxigénio (O2)
É o gás mais importante para os seres vivos, existindo na atmosfera em cerca de 21% em
volume ou 23% em massa. É inodoro, incolor, não tóxico e mais pesado que o ar (peso atómico:
31,9988 g/mol), tem uma pequena solubilidade na água e álcool. O O2 por si só não é
inflamável porém sustenta a combustão, reagindo violentamente com materiais combustíveis,
podendo causar fogo ou explosões. No processo oxicorte o O2 faz as funções de oxidação e
expulsão dos óxidos fundidos.

Processo de corte com oxigénio, baseado na capacidade do oxigénio se combinar com o Ferro,
quando este é elevado à temperatura de escorvamento da reacção, descrito pelas seguintes
reacções químicas:
1ª reacção: Fe + 0.5 O2 Fe O + Calor (~267 KJ)
2ª reacção: 3 Fe + 2 O2 Fe3 O4 + Calor (~1120 KJ)
3ª reacção: 2 Fe + 1.5 O2 Fe2 O3 + Calor (~825 KJ)
A 2ª reacção é aquela que é predominante, sendo também a que liberta mais calor.

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27. Como é constituído o bico dum maçarico de oxi-corte? Este maçarico pode cortar todos os
materiais? Justifique e indique outros processos que podem ser utilizados no corte de materiais
metálicos, descrevendo-os sumariamente?
Bicos de corte dum maçarico de oxicorte:
Os bicos de corte são montados na cabeça do maçarico de modo a conservar separadas as
misturas dos gases de pré-aquecimento do O2 de corte, servindo também para direccionar os
mesmos para a superfície a ser cortada por meio dos orifícios do seu interior.
A principal e mais importante dimensão do bico de corte é o diâmetro interno do canal do
O2 de corte. Por este orifício se equilibra a pressão e a vazão de O2 adequadas para a espessura
a cortar, devendo o bico ser escolhido em função da espessura, e a partir da escolha de um dado
diâmetro de orifício do O2 de corte, estão determinados os limites de espessura a serem cortados
pelo bico. Nos casos citados de mistura dos gases no bico de corte, estes também fazem esta
função.
As partes usinadas do bico que ficam em contacto com as câmaras de passagem dos gases
são denominadas "sedes". Os bicos de corte comuns são chamados de duas sedes enquanto os
misturadores são conhecidos como bicos três sedes.
A forma do canal do O2 de corte também é importante pois determina a restrição que fará a
passagem do gás, em consequência sua velocidade e em função disto a velocidade do processo
como um todo. Existem canais com orifícios cilíndricos, divergentes, e até bicos com uma
cortina de protecção adicional de O2 para minimizar a contaminação do O2 de corte durante o
processo, possibilitando com isso aumento da velocidade da operação. A figura 6 apresenta
alguns dos diferentes formatos dos canais do O2 de corte.

Figura 6- Formatos de diferentes bicos de corte

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Os bicos de corte são disponíveis em uma ampla variedade de tipos e tamanhos. A escolha do
bico deve levar em consideração os seguintes tópicos:
- Material a ser cortado
- Espessura
- Gás combustível utilizado
- Tipo de sede
Outros processos que podem ser utilizados no corte de materiais metálicos são:
CORTE PLASMA:
Princípios básicos do processo de plasma:
Utiliza eléctrodos não consumíveis e gases inertes. O gás plasma recombinado não é suficiente
para a protecção da região soldada e da poça de fusão, assim é fornecido um fluxo de gás
suplementar e independente, para a protecção contra contaminação atmosférica. O fluxo de gás
que constituirá o jacto plasma, circunda o eléctrodo e passa através de um orifício calibrado
constringindo o arco eléctrico. O fluxo de gás de protecção corre entre o corpo que contém o
orifício e uma cobertura exterior.
Fontes de energia
A fonte de energia utilizada é de corrente constante, podendo ser rectificador, gerador ou
inversores, utilizando corrente contínua, polaridade directa. As fontes para soldagem plasma
diferem das de corte, porque no corte a tensão em vazio do equipamento deve ser superior a
200V. Fontes de tensão em vazio entre 65 V e 80V podem ser adaptadas para soldagem.

Tocha de Soldagem:
As tochas são providas de um punho para o manuseio do soldador, um conjunto de pinças para a
fixação do eléctrodo, condutos para passagem do gás e água de refrigeração, um bico de cobre
com o orifício para a construção do arco eléctrico e um bocal de cerâmica para a insolação e
protecção do operador. Algumas tochas têm somente um orifício central para a passagem do gás
e arco, outras possuem outros orifícios para a passagem do gás auxiliar, permitindo maiores
velocidades de soldagem. O diâmetro do orifício central deve ser escolhido de acordo com a
corrente eléctrica a ser utilizada, diâmetro do orifício (mm) Corrente Eléctrica (A), 761 a 251,
3220 a 552,1840 a 100.

Tocha Plasma

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Eléctrodos:
O eléctrodo utilizado é de tungsténio (comercialmente puro tungsténio 99,5%), ou tungsténio
dopado com tório ou zircónio, não sendo consumível. Para cortes em alta velocidade tem-se
utilizado eléctrodo de tungsténio dopado com óxido de lantânio, de vida mais longa.
Gases:
Pode-se utilizar o mesmo tipo de gás tanto para a formação do plasma, quanto para a protecção
adicional da poça de fusão; o argônio tem sido o preferido na soldagem com baixas correntes
em função do seu maior potencial de ionização, além de promover uma melhor limpeza das
camadas de óxidos de metais reactivos e facilita a abertura do arco eléctrico. Pode-se aplicar
outros gases inertes como o hélio puro ou misturado com argônio, porém estes requerem tensões
mais altas para a abertura do arco. O He desenvolve maior energia do plasma, porém necessita
de uma refrigeração do bocal do orifício mais eficiente. A selecção do gás de protecção depende
do tipo e da espessura do metal de base a ser soldado.
CORTE LASER:
O nome LASER é a abreviatura da descrição do processo em inglês: Light Amplification by
Stimulated Emission of Radiation.
Em uma tradução livre para o português podemos dizer que seria: Amplificação da luz através
da emissão estimulada de radiação.
Corte térmico de elevada precisão para vários metais e com baixa entrega térmica à peça.
Em aço macio o corte Laser pode ser usado até espessuras de cerca dos 20 mm. Comparado com
os processos de oxicorte e de plasma, não são necessárias operações de acabamento após o
corte.
O Laser é essencialmente uma fonte de luz de alta intensidade que é produzida fazendo passar
energia eléctrica através de um meio específico. Os Lasers são classificados pelo tipo: Laser
CO2 ou Laser YAG, consoante o meio é gasoso: CO2 com Hélio e Nitrogenio ou solido: cristal
de Yttrium-Aluminum-Garnet e pela Potencia que pode ir até 5.000 W.
O equipamento laser é composto basicamente de três sistemas, que são apresentados a seguir.
Fonte de Alimentação:
Esta parte do equipamento é a que fornece a energia primária para a excitação dos átomos e
principalmente é responsável pelo processo de produção da inversão de população, devido a um
sistema de popular preferencialmente um nível específico de energia. Assim, a fonte de
alimentação é na verdade uma fonte excitadora.
Meio Activo:
Por meio activo entende-se o material utilizado (gás, líquido, sólido ou semi-condutor), para
fazer a conversão de energia eléctrica em radiante, uma vez que, devido a excitação e inversão
de população, pode-se provocar emissão estimulada nestes materiais.

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Construção do laser de corpo sólido (laser a rubi, laser yag):

O cristal de rubi usado consiste de uma estrutura básica de Al2 O3 na qual estão dispostas em
locais de AL aproximadamente 0,05% de iões de Cr3 (activos).
Construção de laser gasoso (laser de co2):
O laser a CO2, chamados de Lasers de alta potência, largamente empregados para solda e corte.

Os motivos que levam o Laser a ser o melhor sistema de corte de chapas são:
Cantos com qualidade
Não causa distorção nas peças
Mínima camada de influência térmica
Redução nos custos da peça
Menos sucata
Ciclo rápido de produção de amostras
Processa uma grande variedade de espessuras
Boa precisão dimensional
Flexibilidade e versatilidade
Altas velocidades do processo
Trabalhos sem danos na superfície das peças
O melhor sistema CAD/CAM para o desenvolvimento das peças
Possibilidade de armazenamento electrónico do desenho das peças cortadas

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CORTE POR JACTO DE ÁGUA
O corte com jacto de água a alta pressão (2.000 a 4.000 bar / 200 a 400 MPa) constitui uma
alternativa útil ao processo de corte térmico convencional. Com a adição de materiais abrasivos
no jacto de água, passou a ser possível o corte de uma ampla gama de materiais metálicos e nãometálicos com uma excelente precisão do contorno, como aços macios e inoxidáveis, titânio,
alumínio, pedras, vidro, cerâmica, plásticos e compósitos.

Um diagrama de um cortador a jacto de água:
1 - entrada de água a alta pressão
2 - "jóia" (rubi ou diamante)
3 - abrasivo
4 - tubo de mistura
5 - guarda
6 - jacto de água cortante
7 - material a ser cortado

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CORTE COM ARCO ELÉCTRICO
É um processo de corte em que os metais a serem cortados são fundidos pelo calor de um arco
eléctrico entre o eléctrodo e a peça. Após a fusão, um jacto de ar comprimido remove o metal
fundido. Normalmente é um processo usado em todas as posições, porém pode ser operado
automaticamente. O processo pode ser utilizado em metais ferrosos e em alguns não-ferrosos. É
comummente utilizado para reparos de fundição. O processo requer uma habilidade de corte
relativamente alta. A qualidade da superfície de corte deixa a desejar.

Corte com eléctrodo de carvão e jacto indirecto
28. Faça uma representação esquemática da localização de um símbolo de junta soldada por
arco eléctrico. Apresente um desenho de simbologia de uma junta soldada à sua escolha e
interprete-a.

Soldagem em ambos os lados

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Solda em Duas Faces Convexas

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Solda de Fechamento ou de Aresta

Juntas com Chanfro em V, X, meio V ou K, U, duplo U, J ou duplo J

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29. Como se faz o controlo de qualidade em soldadura? Descreva sumariamente cada um dos
métodos e as suas particulares aplicações.
Os métodos para efectuar o controlo de qualidade em soldadura são:
Inspecção Não Destrutiva de Juntas Soldadas
INSPECÇÃO VISUAL:
Serve para verificar a qualidade de uma junta soldada, e pode ser feito à vista desarmada ou com
o auxílio de lupa. A inspecção visual é utilizada antes e após a soldadura, antes para detectar
defeitos de geometria da junta e descontinuidades do metal base e após para detectar possíveis
defeitos induzidos durante a soldadura.

INSPECÇÃO RADIOGRÁFICA:
Serve para determinar a presença e a natureza de defeitos ou descontinuidades estruturais no
interior das soldaduras.

INSPECÇÃO POR LÍQUIDOS PENETRANTES:
Utiliza-se para detectar fissuras e porosidade superficial e falta de fusão que se estende até a
superfície da solda. Pode ser fluorescente e não fluorescente. O fluorescente é utilizado para
detectar defeito muito pequeno e o não fluorescente para detectar defeitos superficiais
grosseiros.

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INSPECÇÃO POR ULTRA-SOM:
O ensaio por ultra-som realiza-se pela passagem de vibrações ultra-sónicas através do material,
medindo-se o tempo de transmissão e a amplitude de reflexão dessas vibrações. Tem um
“senão” que é o facto de ser muito mais difícil de diferenciar os vários tipos de defeitos de
soldadura. É utilizado fundamentalmente para verificar a sanidade da soldadura, ao invés de
determinar a natureza do defeito.

INSPECÇÃO POR CORRENTES DE EDDY OU FOUCAULT
As correntes de eddy é uma técnica electromagnética e pode ser aplicada apenas em materiais
condutores. As aplicações incluem essencialmente detecção de falhas superficiais em materiais.
É usado habitualmente na indústria aeronáutica, aeroespacial, automóvel, naval e de
manufactura.

MAGNETOESCOPIA
Para identificação de fissuração superficial, subsuperficial (mas muito próximo da superfície) e
identações usa-se um tipo de END denominado "Magnetoscopia" (esta última só possível de ser
aplicada em materiais magnetizáveis) (que deriva da designação anglo-saxónica "Magnetic
Particles Inspection" ou MPI).
Esta técnica consiste em fazer atravessar a superfície a avaliar por um campo magnético
que pode ser alinhado segundo direcções perpendiculares de acordo com a configuração e
geometria da peça a avaliar.

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ENSAIO HIDRÁULICO

O sistema que está sendo testado é isolado e pressurizado por uma bomba.
Sistema é inspeccionado para detecção de fugas nas soldas, corpos de válvulas, etc
Alívios de pressão automático e manual são usados para prevenir sobrepressão do
sistema além da pressão de teste desejado.

Ensaios destrutivos
ENSAIO DE FRACTURA:
É um método muito utilizado para verificar a qualidade geral das soldas, sendo de simples
execução, eficiente e económico. Pode ser feito no próprio local de trabalho.

ENSAIO DE DOBRAMENTO:
É um método que fornece uma indicação qualitativa da ductilidade de uma junta soldada. É de
rápida execução, económico e de interpretação relativamente simples, visto que é um teste do
tipo “passa não passa”.

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ENSAIO DE TRACÇÃO:
Utiliza-se para determinar a resistência das juntas soldadas e brasadas. É um ensaio
relativamente caro e ainda requer que o corpo de prova seja trabalhado para que as suas
dimensões fiquem exactamente conforme a norma de projecto e com acabamento liso.

Análise Metalográfica
MACROSCÓPICA:
É a observação visual de um corpo de prova preparado rapidamente de uma secção transversal
da soldadura, podendo ser feita com ou sem auxílio de uma lupa ou microscópio binocular
numa ampliação não mais do que cinquenta vezes.

MICROSCÓPICA:
Secciona-se o local onde se deseja verificar a qualidade do conjunto soldado, e posteriormente
faz-se a preparação desta secção transversal por meio de um polimento grosseiro. Depois, a
superfície é levemente atacada com uma solução de hidróxido de sódio (soda cáustica) ou outro
ataque químico próprio, para distinguir as zonas da solda e realçar os defeitos.

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30. Higiene e segurança em soldadura. Fale sumariamente sobre a importância da higiene e
segurança em soldadura, quer por arco eléctrico quer por chama oxi-acetilénica.
Perigos nos Trabalhos de Soldadura
Nesta operação está sempre presente os três elementos essenciais do fogo, que são: a fonte de
ignição, o oxigénio, que é o responsável pela manutenção do processo de combustão, e o
material combustível. Estes três elementos formam o Triângulo do Fogo.
Os riscos que apresentam os trabalhos de solda variam de acordo com os locais onde estão a ser
executados, ou seja, se o local for um processo de produção ou área isolada na oficina, os riscos
serão menores e será mais fácil tomar as medidas preventivas necessárias, no entanto se o
trabalho é uma obra ou uma reparação, esta tarefa torna-se difícil, pois muitas vezes não é
possível afastar os materiais combustíveis e os líquidos inflamáveis da zona perigosa. Estes
incêndios ou explosões podem ser provocador por efeito directo das chamas ou dos arcos
eléctricos, por condução térmica, partículas incandescentes, etc…
Cuidados a Ter na Soldadura
ANTES DO TRABALHO DEVEMOS:
Avaliar se existem materiais combustíveis na área.
Verificar se o trabalho pode ser realizado num lugar mais seguro.
Livrar a área de materiais combustíveis procedendo da seguinte forma:
a) Manter os produtos sólidos pelo menos a 12 m de distância do ponto de trabalho;
b) Manter os recipientes dos líquidos e gases inflamáveis (cheios ou vazios), a pelo menos 12m
de distância do local de trabalho;
c) Esvaziar e tornar inertes os reservatórios e tubagens de líquidos e gases inflamáveis;
d) Se necessário, colocar analisadores de gases para comprovar a inexistência de vapores ou
gases inflamáveis.
e) Eliminar resíduos do local de trabalho e proximidades, tais como: óleos, resíduos de tinta,
desperdícios, papel, etc.
Proteger os materiais combustíveis que não puderem ser retirados cobrindo-os com lonas
ou outras protecções incombustíveis e maus condutoras de calor, certificando-se que as
partículas incandescentes de solda não ultrapassem as protecções e atinjam os materiais.
Cobrir com materiais incombustíveis e maus condutores de calor, todas as aberturas,
frestas e buracos existentes no chão, paredes ou tecto, num raio de 12m.
Evitar a condução do calor através de tubagens e outros elementos metálicos onde será
executado o trabalho.
Antes de utilizar o equipamento de trabalho, deve-se verificar as suas condições de
manutenção e funcionamento.
Manter no local meios adequados para extinção de incêndios.
DURANTE O TRABALHO:
No caso de existir perigo agravado, por exemplo se não for possível eliminar ou cobrir
todos os materiais de natureza combustível, só devem ser efectuados os trabalhos na
presença de vigilantes de incêndio. Estes vigilantes devem ter formação na área do
incêndio, de preferência membros da equipa de intervenção da empresa, devendo estar
atentos ao seguinte:
a) A projecção das partículas incandescentes e seu efeito;
b) A transmissão de calor por elementos metálicos;
c) O alcance da chama;
d) A necessidade de esfriar as superfícies e elementos metálicos afectados, capazes de transmitir
calor por condução. - O maçarico ou eléctrodo deve ser posicionado para que as partículas
incandescentes tenham o menor alcance possível.

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Não executar trabalhos de solda e similares nas proximidades de cilindros de gás.
Deve-se depositar as pontas de eléctrodos em recipientes com água ou areia.
Exemplo de como soldar reservatórios quando no interior existem atmosferas explosivas:
Deve-se proceder à eliminação das atmosferas explosivas antes dos trabalhos, enchendo
os reservatórios com água ou inertiza-los com um gás inerte (por ex: dióxido de carbono
ou azoto)
APÓS O TRABALHO:
Deve-se resfriar todos os elementos que sofreram aquecimento ou acompanhar o seu
resfriamento até atingir a temperatura ambiente.
Realizar uma inspecção minuciosa nos seguintes pontos:
a) Local onde foi realizado o trabalho;
b) Áreas adjacentes;
c) Os pontos atingidos pela projecção de fagulhas incandescentes;
d) Todos os locais onde existe a possibilidade do calor ter sido transmitido.
Manter a inspecção contínua durante pelo menos uma hora após a conclusão do
trabalho. Em casos especiais, fazer inspecções periódicas até pelo menos, ao dia
seguinte.
Equipamentos de Protecção Individual – EPI’s
Recomenda-se que o soldador e se for o caso seu ajudante utilize os seguintes EPI’s:
Máscara de soldar;
Avental de raspa de couro;
Luvas de raspa de couro;
Calçado de segurança com biqueira de aço ou de resina;
Blusão de raspa de couro para soldas sobre a cabeça;
A roupa deve estar livre de óleo e graxa.

Observações:
O local de trabalho deve ter ventilação adequada, para proteger o operador contra a inalação de
gases e fumos metálicos nocivos à saúde. Em alguns casos a ventilação natural é suficiente, mas
à outros que exigem sistema de ventilação forçado, cabines ou ainda máscaras de ar.
Conclusão:
Os aspectos fundamentais a considerar num trabalho de soldadura e similares são:
1. Só executar o serviço mediante prévia autorização;
2. No local não deve existir qualquer material combustível que possa produzir um incêndio;
3. Manter no local um vigilante ou ajudante e equipamentos de extinção adequados;
4. Utilizar equipamentos de boa qualidade e em perfeitas condições de uso;
5. Operador e ajudante devem utilizar equipamentos de protecção individual adequados.
Livros de apoio: Processo de Soldadura I e II, de Oliveira Santos e Luísa Quintino, Edição do ISQ. Encontram-se na Biblioteca
da ENIDH, ou no gabinete do docente da UC. Vou deixar dois livros na Portaria da ENIDH.

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  • 1. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MARÍTIMA QUESTIONÁRIO de Soldadura Ano lectivo 2011/2012 Tecnologia Mecânica, 2º ano (pós-laboral) Nome: JOSÉ SERTÓRIO BRILHA TINTO ORTIZ Data: 04-01-2012 Número:10116 1. A soldadura é um processo de ligação de metais. A mais usada actualmente é a soldadura por arco eléctrico. Quais os tipos de máquinas de soldar mais utilizadas em soldadura? Refira-se sucintamente a cada uma delas e, em particular, às mais recentes chamadas INVERSORES. Os tipos de máquinas mais utilizadas em soldadura por arco eléctrico são: Geradores - geralmente corrente contínua. A fonte de corrente consiste de um gerador accionado por motor eléctrico ou a gasolina. Uma das características de um gerador de solda DC é que a solda pode ser polaridade directa ou inversa. A polaridade indica a direcção do fluxo de corrente em um circuito. Polaridade directa, o eléctrodo é negativo e o metal de solda é positivo. Transformadores / Rectificadores As Fontes de energia para soldadura estáticas convencionais são máquinas com tecnologia antiga, cujo princípio de funcionamento assenta num conjunto de dispositivos que vão simplesmente converter a corrente eléctrica da rede, reduzindo a tensão e aumentando a intensidade, debitando valores de tensão (V) e corrente (A) adequados para soldadura. Podem ser de corrente contínua (Fig.1), chamados rectificadores, ou de corrente alternada, chamados transformadores. Fig.1 - Princípio de funcionamento de uma fonte de soldadura convencional – Rectificador Tecnologia Mecânica 1
  • 2. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Este tipo de equipamentos são normalmente pesados, volumosos e de difícil transporte quando se trata de potências elevadas, estas características robustas estão associadas ao transformador produzido em cobre, pesado e de grandes dimensões. Quando são completamente analógicas não permitem uma regulação de parâmetros exacta, fazendo com que o soldador não tenha com rigor a certeza dos valores de corrente e de tensão utilizados num determinado processo. Inversores Nas fontes inversoras (Fig.2) a corrente da rede é rectificada à entrada passando a corrente contínua, onde num bloco de electrónica de potência, normalmente através de dois transístores de potência, eleva a frequência entre 5000 e 200000 Hz, permitindo que à saída o transformador seja de reduzidas dimensões e de materiais mais leves (ligas de alumínio normalmente). Estas características permitem o fabrico de fontes de soldadura leves e de reduzidas dimensões. Fig.2 - Princípio de funcionamento de uma fonte de soldadura inversora Alguns fabricantes juntaram à tecnologia das máquinas inversoras no processo MIGMAG a tecnologia “one-knob machine”, também comercialmente conhecida por modo sinérgico. O fabricante insere determinados programas com parâmetros pré programados, em que o soldador apenas tem de escolher o diâmetro do fio consumível, o tipo de material ou mesmo o tipo de gás. O soldador fica com a tarefa bastante mais facilitada na regulação da máquina porque apenas tem de movimentar um potenciómetro ou tecla. Tornando-se também mais fácil para a empresa aprovar e aplicar procedimentos de soldadura, assim como melhorar a produtividade e a qualidade da construção soldada. 2. Explique o princípio de funcionamento de uma máquina de soldar do tipo transformador, bem como uma do tipo rectificador. Que características principais de funcionamento devem possuir? Justifique. Transformadores A máquina de soldar tipo transformador produz corrente alternada. A potência é tirada directamente a partir de uma linha de energia e convertida para uma voltagem necessária para Tecnologia Mecânica 2
  • 3. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE soldadura. O mais simples transformador CA tem uma bobina principal e uma bobina secundária com uma configuração para ajustar a corrente de saída. Rectificadores Os rectificadores são transformadores que contêm um dispositivo eléctrico que muda corrente alternada para corrente contínua. Os rectificadores para soldadura por Arco eléctrico geralmente são do tipo corrente constante, sendo a corrente de soldadura razoavelmente constante para pequenas variações no comprimento do arco. Os rectificadores são construídos para fornecer energia CC só, ou ambos CC e CA. As principais características que devem ter são: Uma tensão em vazio que permite um fácil escorvamento do arco eléctrico Fornecer em regime variável uma tensão suficiente capaz de permitir o reescorvamento espontâneo do arco eléctrico sempre que este é interrompido. No caso particular de utilização de corrente alternada, reescorvar o arco eléctrico sempre que a corrente se anula. Permitir uma regulação simples e precisa da corrente de soldadura. Possuir uma característica eléctrica externa V= f.(I), de forma apropriada. 3. O que entende por factor de marcha, o mesmo que taxa de utilização, ou factor de utilização, de uma máquina de soldar por arco eléctrico? Que importância tem este factor? Justifique. O factor de marcha, define-se como sendo a razão entre a duração da preparação da soldadura e o tempo de duração do ciclo de soldadura. É o tempo que uma máquina pode soldar continuamente, durante 10 minutos, a uma determinada intensidade. Este factor é importante pois determina o tempo máximo de soldadura constante do equipamento, a uma determinada corrente. 4. Quais os modos de transferência de metal fundido através do arco eléctrico de eléctrodos revestidos, de acordo com a classificação do IIW? Refira-se sumariamente a cada um deles. Eléctrodos Revestidos: Na soldadura com eléctrodos revestidos, o modo de transferência é controlado em grande parte pelo seu tipo de revestimento o qual afecta a composição e propriedades físicas do metal fundido (tensão superficial, por exemplo), determina em grande parte as características do arco eléctrico e cria, em alguns tipos de eléctrodo, uma cavidade que ajuda a direccionar o metal de adição para a poça de fusão (figura A). Dependendo do grau de desoxidação do metal fundido ou da presença de componentes voláteis, gases podem ser gerados na ponta do Eléctrodo, causando uma transferência explosiva. Tecnologia Mecânica 3
  • 4. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Figura A - Cavidade formada em eléctrodos com revestimentos refractários. Existindo outros modos de transferência em baixo descritos: Globular – MIG/MAG com baixa corrente Repelida - MIG/MAG com protecção CO2 Projectada - MIG/MAG com correntes intermédias Chuveiro - MIG/MAG com correntes intermédias Rotacional - MIG/MAG com correntes elevadas Curto - circuito - MIG/MAG com arco curto Guiada por parede de fluxo - SAS Modos de transferência de acordo com a classificação do IIW. Tecnologia Mecânica 4
  • 5. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 5. Sopro magnético em soldadura. O que é, como e quando acontece? Qual a forma de o controlar? Justifique. Sopro Magnético: O campo magnético induzido pela corrente tende a se distribuir uniformemente em torno do arco. Quando esta distribuição é perturbada, levando a uma maior concentração do campo magnético em um dos lados do arco, as forças magnéticas, que antes geravam o movimento de gases apenas no sentido do eixo do arco, passam a possuir uma componente transversal que tende a empurrar lateralmente o arco. Como resultado a arco passa de deflectir lateralmente, tendo este efeito a aparência similar de um leve sopro sobre a chama de uma vela. Este efeito, sopro magnético, reduz o controle que se tem sobre o arco, dificultando a soldagem e aumentando a possibilidade de formação de descontinuidades no cordão. A perda de simetria na distribuição do campo magnético em torno do arco pode ser causada por diversos factores, destacando-se mudanças bruscas na direcção da corrente eléctrica, a existência de magnetismo residual na peça e uma distribuição assimétrica de material ferromagnético em torno do arco. O sopro magnético pode ocorrer, por exemplo, na soldagem de uma barra delgada de aço ligada à máquina por um único cabo (figura 1), o que causa uma mudança brusca de direcção na corrente quando esta passa do arco para a peça. Este efeito é mais provável, também, na soldagem junto da borda de peças de aço (que é um material ferromagnético) ou na soldagem de peças de aço com espessuras diferentes. Como a pressão magnética aumenta com o quadrado do valor da corrente eléctrica, o problema é mais comum na soldadura com corrente elevada. O sopro magnético pode ser minimizado por medidas como: • Inclinar o eléctrodo para o lado em que se dirige o arco, • Reduzir o comprimento do arco, • Balancear a saída de corrente da peça, ligando-a à fonte por mais de um cabo, • Reduzir a corrente de soldagem e • Soldar com corrente alternada, pois, com esta, o sopro magnético é sempre menor. Fig.1- Sopro magnético causado por mudança brusca na direção da corrente. 6 Quais os principais parâmetros que temos que controlar em soldadura por arco eléctrico? Fale sobre cada um em particular, e sobre o seu efeito nas características físicas e metalúrgicas do cordão. Os principais parâmetros que temos que controlar em soldadura por arco eléctrico são: O diâmetro do eléctrodo: É importante o seu tipo e espessura do revestimento, que determinam o intervalo de corrente que o eléctrodo pode ser utilizado e posição de soldar. Tecnologia Mecânica 5
  • 6. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE A polaridade: De modo geral a polaridade inversa produz maior penetração, enquanto que a polaridade directa a penetração é menor, mas a taxa de fusão é maior. A intensidade de corrente: A utilização de um eléctrodo demasiado grande para uma dada espessura pode levar à perfuração da peça durante a soldadura, já que a corrente mínima para o eléctrodo ser demasiado grande. O comprimento do arco: O comprimento do arco deverá ser tal que permita um controlo perfeito do banho de fusão e penetração desejada. Velocidade da soldadura: A velocidade da soldadura deverá ser escolhida para que o arco fique ligeiramente á frente do banho de fusão. Uma velocidade baixa origina banhos de fusão grandes e difíceis de controlar, bem como cordões longos, enquanto com velocidades elevadas originam cordões estreitos e regulares, com bordos queimados e escória de difícil remoção. Forma de manipulação do eléctrodo e sequência de reposição de soldadura: A manipulação correcta de um eléctrodo é muito importante para a obtenção de uma soldadura de qualidade. A parte final de um cordão dever-se-á, sempre que possível, refundir por exemplo começando a fundir o eléctrodo um pouco mais atrás do ponto onde se terminou o anterior. 7. Diga o que entende por entrega térmica em soldadura. Apresente a sua expressão e defina cada uma das suas variáveis. A entrada de calor no processo de soldadura, em conjunto com a espessura do material e temperatura de pré-aquecimento, irá determinar o ciclo térmico, a microestrutura e a dureza resultante da zona afectada termicamente e o metal de solda. Uma entrada de calor elevado irá reduzir o nível de têmpera. A entrada de calor por unidade de comprimento é calculado multiplicando a energia do arco por um factor de eficiência do arco de acordo com a seguinte fórmula: V= Voltagem do arco (A) A= Corrente de soldadura (A) S= Velocidade de soldadura (mm/min) K= factor de eficiência térmica A eficiência do arco deve ser tida em consideração no cálculo de entrada de calor. Os factores de eficiência segundo BS EN 1011-1:1998 para os principais arcos em processo de soldadura são: K Arco submerso (fio simples) 1.0 MMA 0.8 MIG/MAG e Fio Fluxado 0.8 TIG e Plasma 0.6 Na soldadura MMA ou eléctrodo, a entrada de calor é normalmente controlada através do comprimento e duração da soldadura, sendo proporcional a entrada de calor. O calor depende do comprimento da solda depositada por um eléctrodo e da técnica da soldadura. Tecnologia Mecânica 6
  • 7. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 8. Corte por plasma, e soldadura por plasma. Como se obtém o plasma e em que consiste este processo de soldadura? Descreva-o e utilize um esquema adequado sobre o seu princípio de funcionamento. Fale das vantagens e desvantagens do plasma relativamente ao processo oxiacetilénico quanto aos materiais que pode processar. A definição de plasma é tida como o quarto estado da matéria. Quando adiciona mais energia no gás, propriedades como temperatura e características eléctricas são modificadas. Este processo é chamado ionização, ou seja criação de electrões livres e iões entre os átomos do gás. Quando isso acontece, o gás torna-se um plasma, sendo electricamente condutor pelo facto de os electrões livres transmitirem a corrente eléctrica. Quanto menor for a secção, maior será a temperatura no gás plasma, devido a dificuldade da passagem de electrões. Soldadura por Plasma (PAW) A soldadura plasma é um processo muito similar ao TIG. Trata-se dum desenvolvimento da soldadura TIG visando um aumento de productividade. Na soldadura plasma existem dois fluxos de gás separados – o gás plasma que flui à volta do eléctrodo de tungsténio, formando o núcleo do arco plasma e um gás de protecção que evita a contaminação do banho em fusão. A soldadura plasma é utilizada de três formas: 1. Soldadura Microplasma, com correntes de soldadura de 0,1 a 20A. 2. Solddaura plasma-média, com correntes de soldadura de 20 a 100A. 3. Soldadura “keyhole”, acima dos 100A, em que o arco plasma penetra toda a espessura do material a soldar. Esta técnica é largamente utilizada na obtenção de juntas soldadas de alta qualidade nas indústrias aeronaútica/aeroespacial, de processo, química e petrolífera. Corte com Plasma Este processo utiliza um arco eléctrico concentrado que funde o material através de um feixe de plasma a alta temperatura. Todos os materiais condutores podem ser cortados. Estes sistemas oferecem unidades de corte com plasma com correntes de corte entre 20 e 1000 amperes para o corte de placas com 0,5 a 160 mm de espessura. Os gases de plasma são ar comprimido, azoto, oxigénio ou árgon/hidrogénio para o corte de aços ligados macios e ricos, alumínio, cobre e outros metais e ligas. Vantagens: • Tecnologia moderna para todos os materiais condutores a nível eléctrico, utilizados sobretudo para o aço estrutural e metais inoxidáveis e não-ferrosos • Baixa distorção do material pelo calor devido a arco de plasma densamente condensado Tecnologia Mecânica 7
  • 8. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE • Velocidades de corte altas (5 a 7 vezes mais altas do que o corte com oxigénio/combustível) e tempos mortos baixos (sem necessidade de pré-aquecimento) • Espessura do material entre 0,5 e 160 mm, passível de corte com corrente de plasma até 1.000 amperes • Cortes eficientes em aço estrutural de até 30 mm na vertical ou em biselamento • A mais alta qualidade de corte passível de obter com método de plasma por feixe fino ou plasma por injecção de água. Esquema de um equipamento para soldagem plasma com arco transferido 9. Quais os defeitos que podem ocorrer numa junta soldada? Como podem ser controlados e detectados? Quais os defeitos que podem ocorrer numa junta soldada: Porosidades Inclusão de escória Mordeduras Falta de penetração Fissuração do cordão de solda Fissuração do material base Fissuração por hidrogénio Tensões residuais Para controlar estes defeitos é necessário: Limpeza e preparação adequados Executar balanço do eléctrodo adequado Utilizar intensidade de corrente adequada Não utilizar eléctrodos húmidos Utilizar eléctrodos de diâmetro adequado Secar e conservar os eléctrodos Tecnologia Mecânica 8
  • 9. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Podem ser detectados por testes e ensaios: Visuais Líquidos penetrantes Ultrasom Macrografia Magnetoescopia Radiografia Correntes de Eddy Teste hidroestático 10. Eléctrodos e suas aplicações. Quanto ao tipo de revestimento, quais os tipos de eléctrodos que conhece? Refira-se sucintamente à constituição do seu revestimento, aos cuidados de armazenamento e conservação em particular dos básicos. Refira-se igualmente aos seus campos de aplicação. Os Eléctrodos conhecidos quanto ao tipo de revestimento são: • Revestimento Oxidante: Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro e Manganês. Produz uma escória oxidante, abundante e de fácil destacabilidade. Este eléctrodo pode ser utilizado nas correntes contínuo ou alternado, e apresentam uma baixa penetração. O metal depositado possui baixos teores de Carbono e Manganês e, embora os aspectos das soldagens produzidos em geral sejam muito bons, não é o eléctrodo adequado para aplicações de elevado risco. Actualmente, a utilização desta forma de revestimento está em decréscimo. • Revestimento Ácido: Este revestimento é constituído principalmente de óxido de Ferro, Manganês e sílica. Produz uma escória ácida, abundante e porosa e também de fácil remoção. Este eléctrodo pode ser utilizado nos dois tipos de corrente, apresenta penetração média e alta taxa de fusão, causando por um lado uma poça de fusão volumosa, e em consequência disto a limitação da aplicação as posições plana e filete horizontal. As propriedades da solda são consideradas boas para diversas aplicações, embora sua resistência à formação de fissuras de solidificação seja baixa. Apresentam também uma muito boa aparência do cordão. • Revestimento Rutílico : Este revestimento contém grandes quantidades de rutilo (TiO2 - óxido de Titânio), e produz uma escória abundante, densa e de fácil destacabilidade. Estes eléctrodos caracterizam-se por serem de fácil manipulação, e por poderem ser utilizados em qualquer posição, excepto nos casos em que contenham um grande teor de pó de Ferro. Utilizados em corrente contínua ou alternada produzirão um cordão de bom aspecto, porém com penetração média ou baixa. A resistência à fissuração a quente é relativamente baixa, e estes eléctrodos são considerados de grande versatilidade e de uso geral. • Revestimento Básico: Este revestimento contém grandes quantidades de carbonatos (de Cálcio ou outro material) e fluorita. Tecnologia Mecânica 9
  • 10. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Estes componentes são os responsáveis pela geração de escória com características básicas que, em adição com o dióxido de Carbono gerado pela decomposição do carbonato, protege a solda do contacto com a atmosfera. Esta escória exerce uma acção benéfica sobre a solda dessulfurando-a e reduzindo o risco de fissuras de solidificação. Este revestimento desde que armazenado e manuseado correctamente, produzirá soldas com baixos teores de hidrogénio minimizando com isto os problemas de fissuração e fragilização induzidos por este elemento. A penetração é média e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas, particularmente em relação a tenacidade. Os eléctrodos com este revestimento são indicados para aplicações de alta responsabilidade, para soldagens de grandes espessuras e de elevado grau de travamento. Para além disto, é recomendado para soldagem de aços de pior soldabilidade como por exemplo os aços de alto teor de Carbono e/ou Enxofre ou aços de composição química desconhecida. Por outro lado, este é o revestimento mais higroscópio de todos. Isto requererá cuidados especiais com o armazenamento e manuseio. • Revestimento Celulósico: Este revestimento contém grandes quantidades de material orgânico (como por exemplo celulose), cuja decomposição pelo arco gera grandes quantidades de gases que protegem o metal líquido. A quantidade de escória produzida é pequena, o arco é muito violento causando grande volume de respingos e alta penetração, quando comparado a outros tipos de revestimentos. O aspecto do cordão produzido pelos eléctrodos com este tipo de revestimento não é dos melhores, apresentando escamas irregulares. As características mecânicas da solda são consideradas boas, com excepção da possibilidade de fragilização pelo Hidrogénio. Estes eléctrodos são particularmente recomendados para soldagens fora da posição plana, tendo grande aplicação na soldagem circunferencial de tubulações e na execução de passes de raiz em geral. Devidas sua elevada penetração e grandes perdas por respingos, não são recomendados para o enchimento de chanfros. Nos casos das soldaduras de aços, podemos ainda ter os tipos acima com adição de outros elementos de liga que teriam funções especiais durante a deposição. O caso mais comum destes é a adição de pó de Ferro. Durante a soldagem, o pó de Ferro é fundido e incorporado à poça de fusão, causando as seguintes consequências: • Melhora o aproveitamento da energia do arco. • Aumenta a estabilização do arco (pelo menos em adições de até 50% em peso no revestimento). • Torna o revestimento mais resistente ao calor, o que permite a utilização de correntes de soldagem com valores mais elevados. • Aumenta a taxa de deposição do eléctrodo. Porém, como ocorre em diversas outras coisas, a adição de pó de Ferro no revestimento causará também alguns pontos desfavoráveis que são os seguintes: • Aumento da poça de fusão • Aumento do grau de dificuldade de controlar a poça de fusão, dificultando ou mesmo impossibilitando a soldagem fora da posição plana. 11.Quais as funções do revestimento nos eléctrodos? Que tipo de polaridade se exige ao eléctrodo básico? Justifique. Função eléctrica: o revestimento ao fundir liberta gases ionizantes (sódio e potássio) que melhoram o escorvamento e a manutenção do arco eléctrico, antes e durante o processo de soldadura. O revestimento, sendo de natureza cerâmica, é mau condutor eléctrico, pelo que evita Tecnologia Mecânica 10
  • 11. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE escorvamentos laterais de arcos eléctricos parasitas, como é o caso de soldadura em chanfros profundos. Função física e mecânica: o revestimento é formado fundamentalmente por silicatos e outros materiais cerâmicos que ao fundirem formam uma escória leve que protege o banho de fusão e as gotas que são transferidas através do arco eléctrico dos gases atmosféricos contaminantes. Permite fazer soldaduras em posição e ao tecto, devido à sua viscosidade da escória. Por outro lado, devido ao atraso na fusão do revestimento em relação à alma do eléctrico, forma-se na sua extremidade uma cratera, tipo cano de espingarda. Esta cratera canaliza o arco de plasma em direcção à peça e melhora a estabilidade mecânica do arco, o que contribui para aumentar a protecção do metal transferido (acção mecânica sobre o arco eléctrico). Função metalúrgica: o revestimento contém, além de materiais cerâmicos, elementos de liga que melhoram as condições metalúrgicas do cordão, compensando perdas por volatização ou oxidação. A polaridade exigida ao eléctrodo básico é a polaridade inversa porque: Não funciona bem em CA, quando teor fluorita é muito elevado Nos eléctrodos básicos a polaridade tem efeito contrário nos diâmetros característicos das gotas transferidas, devido à composição do fluxo do revestimento e reacções químicas que ocorrem entre o metal e a ponta fundida do eléctrodo. A presença de carbonato de flúor ( CaF2 ) no revestimento causa um decréscimo do ponto de fundição e de viscosidade da escória, sendo que a presença de fluoritas na polaridade negativa, a voltagem do arco e espalhamento aumenta. 12. Quais os eléctrodos revestidos mais usados em construção naval? Qual a polaridade exigida? Justifique. Os eléctrodos mais usados na construção naval são os eléctrodos básicos. O tipo de polaridade exigida é a polaridade inversa (eléctrodo +) Este eléctrodo é o mais utilizado porque tem um revestimento que não possui matérias orgânicas na sua constituição, e se for correctamente utilizado, origina soldaduras de baixo teor de hidrogénio, minimizando a possibilidade de ocorrência de fissuração a frio. A penetração é média e o cordão apresenta boas propriedades mecânicas, particularmente em relação à tenacidade. Os eléctrodos com este revestimento são indicados para aplicações de grande responsabilidade, para soldaduras de grandes espessuras e de elevado grau de travamento 13. Qual o objectivo dos tratamentos térmicos usados em soldadura? Refira-se à Zona Termicamente Afectada (ZTA) e às implicações nefastas desta zona na resistência de uma junta soldada. O tratamento térmico pós - soldagem (Post-weld heat treatment - PWHT) é executado para melhorar a resistência a fracturas frágeis em uniões soldadas por meio da atenuação das tensões residuais e, na maioria dos casos, também para melhorar a resiliência do metal da solda e a zona afectada pelo calor (HAZ). A Zona Termicamente Afectada (ZTA) , é o metal base que devido ao gradiente térmico provocado pela soldadura, faz alteração do grão, criando grãos grosseiros de maior dimensão, podendo provocar alguns defeitos: Tecnologia Mecânica 11
  • 12. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Fissuração por hidrogénio Decoesão lamelar Fissuras por reaquecimento Fissuras por corrosão sob tensão Fissuras por liquação ou microfissuração 14. Explique os mecanismos por que se pode dar a fissuração por hidrogénio a frio, em soldaduras de aços-carbono. Como pode ser evitado? Justifique. A Fissuração a frio constitui, sem dúvida, uma das maiores dificuldades sob o ponto de vista de soldabilidade metalúrgica, surgidas na soldadura dos aços ao carbono, carbonomanganês e baixa liga. A fissuração a frio ocorre essencialmente de três formas: 1. Fissuração a frio sob cordão 2. Fissuração a frio na ligação 3. Fissuração a frio na raiz Ocorre quando coexistem em simultâneo os seguintes factores: 1. Hidrogénio no material depositado 2. Elevado nível de tensões na junta 3. Microestruturas duras e frágeis, isto é martensite O hidrogénio introduzido durante o processo pode ter várias fontes: Produtos de combustão na soldadura Produtos de decomposição de revestimento celulósicos de eléctrodos em soldadura por arco eléctrico Óxidos hidratados Humidade ou gorduras na superfície das peças ou dos eléctrodos Humidade nos fluxos Presença de hidrogénio no material base ou nos gases de protecção. Mecanismo: Durante a solidificação, o hidrogénio existente no banho, vai ficar dissolvido na estrutura do aço. Como durante o arrefecimento a sua solubilidade na estrutura vai diminuindo pode acontecer que esta fique saturada em H2. Por outro lado o hidrogénio, devido às altas temperaturas existentes, tem tendência a dissociar-se em iões. Assim, quando no metal que fundiu se der a transformação da austenite, o hidrogénio na forma iónica que aí estava dissolvido vai migrar para a ZAC (Zona afectada pelo calor) que ainda não está austenítica, porque o hidrogénio se dissolve melhor na austenite que na ferrite. Na ZAC o hidrogénio volta a combinar-se a esta reacção é acompanhada de um aumento de pressão localizado. Por outro lado, se na ZAC vier a ocorrer a transformação martensítica (estrutura frágil), o H2 aí existente, o qual provoca defeitos, pode sobre o efeito das tensões que caracterizam o fim do arrefecimento, provocar uma fragilização suficiente para ocorrer a fissuração a frio. Tecnologia Mecânica 12
  • 13. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Formas de prevenir fissuração a frio: 1. Controle da estrutura metalúrgica O pré e pós-aquecimento e o aquecimento entre passagens são utilizados e destinam-se a diminuir a velocidade de arrefecimento de uma soldadura a fim de modificar a microestrutura, ou seja diminuir a dureza. Este tipo de tratamento facilita também a difusão de H2 e ao mesmo tempo, diminui o nível e melhora a distribuição das tensões residuais. 2. Selecção adequada dos processos e procedimentos de soldadura Como já foi referido na soldadura de materiais susceptíveis à fissuração a frio é de evitar o uso de materiais de adição de alto teor em H2, húmidos e secos, assim como de fluxos ou protecções gasosas contendo este elemento. Eléctrodos de baixa resistência permitem diminuir o nível de tensões na ZAC e portanto, reduzir a susceptibilidade à fissuração a frio. O uso de materiais de adição austeníticos na soldadura de aços tratados termicamente e de alta resistência facilita a ocorrência deste tipo de fissuração, uma vez que a austeníte dissolve bem o H2. Por outro lado, a boa ductilidade apresentada por estes materiais permite diminuir o nível de tensões residuais na ZAC. Contudo, convém reter que a selecção do material de adição é um compromisso entre a necessidade de obter uma boa resistência a baixo custo e uma boa soldabilidade 15. Soldadura das ligas de alumínio. Quais os cuidados a ter com a soldadura de alumínios? Poderá o processo TIG ser utilizado na soldadura de alumínio? Em que condições? Justifique a resposta. Os problemas mais comuns nas soldaduras de ligas de alumínio, com processos de soldadura por fusão, passam pela formação e retenção de porosidade e fissuração na solidificação. Um outro problema é a diminuição de resistência, nas ligas endurecidas por trabalho mecânico, nas zonas afectadas pelo calor (fenómeno conhecido pelo amaciamento da ZAC – Zona afectada Calor). Mesmo para as ligas em que possuem uma boa soldabilidade por fusão, o resultado final depende fortemente das precauções em termos de preparação superficial, escolha do material de adição, tratamentos térmicos de pré e pós soldadura, para além das condições ambientais e da experiência do operador, no caso de soldadura não automatizada. Soldadura por TIG A soldadura TIG (Tungsten Inert Gas) também conhecida como GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) é um processo no qual a união das peças a soldar é obtido pela fusão dos materiais por um arco estabelecido entre um eléctrodo não consumível de tungsténio e a peça. A protecção do processo é efectuada com a utilização de um gás inerte, normalmente árgon ou hélio, ou uma mistura deles para aumentar a penetração. Este processo pode ser autogéneo ou utilizar material de adição. Este processo é normalmente utilizado na soldadura de elementos de baixa espessura (1 a 3 mm), apresenta, contudo, alguma sensibilidade à formação de porosidades na soldadura de ligas de alumínio, se bem que as misturas com Ar+He+N2 possam melhorar a qualidade e produtividade das soldaduras. Sobre peças bem preparadas (desoxidadas e desengorduradas) é fácil aplicar este processo. Para isso deve-se usar corrente alterna para facilitar a remoção da película de alumina (Al2O3) e gases de protecção secos e puros (Ar ou He). O processo apresenta excelente controlo do banho de fusão, é de fácil mecanização e automação, permite soldaduras em todas as posições, no entanto, tem uma produtividade relativamente baixa quando comparada com a soldadura MIG Tecnologia Mecânica 13
  • 14. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 16. Refira-se à soldadura MIG/MAG e TIG. Qual o tipo de equipamento usado e material consumível? Como se faz a protecção do banho de fusão? Refira-se aos seus parâmetros de soldadura e, em particular, ao efeito de “stick-out”. MIG/MAG O princípio da soldadura MIG/MAG consiste em introduzir um fio de metal na tocha, fio esse que é fundido no arco eléctrico. O arame de soldar desempenha duas funções: por um lado é o eléctrodo que conduz corrente, por outro, é também, em simultâneo, o material de adição a ser introduzido na soldadura. Um gás de protecção que flui através do bocal da tocha protege o arco eléctrico e o material em fusão, podendo o mesmo ser inerte (MIG) ou activo (MAG). Os gases inertes, tais como o argon e o hélio, não entram em reacção com o material em fusão. Por outro lado, os gases activos, não só interferem no próprio arco eléctrico, como também reagem com o material em fusão. Um exemplo de gás activo é o argon, com uma pequena parte de dióxido de carbono ou oxigénio. A componente activa tem influência, por exemplo, sobre a penetração e/ou a temperatura do banho de fusão. O tipo de equipamento convencional consiste numa fonte de potência de corrente contínua (normalmente com o eléctrodo ligado ao pólo positivo), uma unidade de alimentação automática do fio sólido contínuo, tocha de soldadura e gás de protecção Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):  Intensidade de Soldadura Extensão do eléctrodo Tensão Arco Eléctrico Velocidade Ângulo de posição da tocha Tipo de Eléctrodo e diâmetro Tipo e Caudal de Gás de Protecção TIG Ao contrário dos processos MIG/MAG, na soldadura TIG o arco eléctrico estabelece-se entre um eléctrodo de tungsténio não consumível e o metal básico. Para proteger o eléctrodo de tungsténio e o banho de fusão, são necessários gases inertes, tais como o argon ou o hélio, ou misturas de gases com componentes não oxidantes. A soldadura TIG utiliza-se em todos os metais soldáveis por fusão. A escolha do tipo de corrente, polaridade e gás de protecção dependem do metal base. Uma instalação de soldadura TIG compreende os seguintes elementos: Uma tocha de soldadura, Uma de fonte de alimentação da tocha em corrente eléctrica, e uma fonte de alimentação da tocha em gás de protecção e eventualmente em fluído de arrefecimento (água), o material de adição é efectuado por vareta ou fio com características idênticas ao material base, uma vez que existem poucas perdas dos elementos liga no arco eléctrico. Tecnologia Mecânica 14
  • 15. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Parâmetros de Soldadura (variáveis essenciais):  Intensidade de Soldadura (corrente, regula na fonte) Tensão Arco Eléctrico (voltagem, controla a altura do arco-eléctrico) Velocidade de Soldadura (controla a velocidade de deslocação) Tipo de Eléctrodo e Diâmetro Tipo e Caudal de Gás de Protecção A extensão do eléctrodo (stick-out) É o comprimento do fio-eléctrodo consumível fora do bico de contacto. Esta variável está ligada à velocidade de fusão do fio consumível. Se aumenta o stick-out, aumenta o desenvolvimento de calor por efeito de Joule, sendo maior a velocidade de fusão do fio. Se o stick-out for pequeno demais não existe desenvolvimento de calor suficiente para permitir uma boa fusão do fio consumível. Se for elevado, o arco tem tendência a ser instável o que pode provocar problemas de porosidade no cordão devido a falta de protecção gasosa. Usualmente o stick-out é da ordem dos 6 a 13 mm quando se usa transferência em spray (altas intensidades e altas tensões). 17. Qual a principal novidade apresentada no recente Seminário de Gases de Protecção em Soldadura? Justifique devidamente. A principal novidade apresentada no Seminário de Gases de Protecção em Soldadura foi a Soldadura CMT. O processo CMT resultou de uma constante adaptação da soldagem MIG-MAG às necessidades da junção do aço com o alumínio. A CMT permite uma passagem controlada da matéria-prima, com uma quase ausência de corrente. A matéria-prima básica do alumínio fundese com a matéria-prima adicional do alumínio, e assim o material fundido humedece a matériaprima de aço galvanizado. Em intervalos rápidos, o arame de soldagem se movimenta na direcção da poça de fusão. Essa retracção de arame precisamente definida provoca uma soltura de gotas controlada, proporcionando uma passagem de matéria-prima limpa e sem respingos. A movimentação do arame acontece com uma frequência muito alta e requer reacções instantâneas do sistema de traccionamento existente na tocha de solda. Está claro que o traccionador de arame principal não pode acompanhar esse movimento. Por esse motivo, a guia do arame está equipada com um compensador de arame que equilibra os movimentos adicionais de vai e vem do arame. 18. Qual a influência do diâmetro do eléctrodo e do gás usado na soldadura TIG? Como é escorvado o arco? Fale das vantagens e desvantagens do tipo de escorvamento usado. A influência do gás conforme tipo utilizado na soldadura TIG é: Maior estabilidade do arco Maior facilidade de início do arco em soldadura com corrente alterna Arco mais quente Maior penetração Maior velocidade de soldadura A influência do diâmetro do eléctrodo na soldadura TIG é: Alteração da Intensidade de corrente máxima Tecnologia Mecânica 15
  • 16. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Para evitar defeitos é importante ter em consideração a intensidade da corrente eléctrica adequada que o eléctrodo de tungsténio deverá suportar. Corrente Alterna Intensidades demasiado baixas– Arco instável Intensidades demasiado altas – Desprendimento de partículas de tungsténio, formando inclusões na soldadura. Corrente Contínua Intensidades demasiado baixam – Arco instável Intensidades demasiado altas – Destruição da ponta do eléctrodo de tungsténio e consequente formação de um arco instável. O tipo e diâmetro do eléctrodo de tungsténio deverá ser seleccionado em cada caso em função da intensidade da corrente e composição do gás de protecção. Com a escolha correcta dos eléctrodos de tungsténio e da sua preparação prévia, é possível influenciar as propriedades do arco e a geometria do cordão de soldadura. O escorvamento do Arco pode ser feito de uma forma alternativa tocando com o eléctrodo na peça fazendo passar a corrente afastando-o rapidamente, tendo este método a desvantagem de contaminação e fusão da ponta do eléctrodo de tungsténio. Para evitar estes problemas alguns equipamentos incorporam um dispositivo que mantém o eléctrodo positivo para melhorar o escorvamento do arco, durante um período inicial de 20s, após a qual a polaridade é invertida. 19. Recentemente estão a ser usadas máquinas de soldar MIG com corrente pulsada, também conhecidas por máquinas de MIG sinérgico. Diga o que entende por MIG sinérgico e imagine que, na qualidade de engenheiro duma firma, tinha por função a comercialização e venda destas máquinas, muito mais caras que as tradicionais. Que argumentos utilizaria para convencer os potenciais clientes? Justifique. O MIG sinérgico engloba um grupo de técnicas de controlo nas quais o valor e a estrutura da corrente são determinados pela velocidade de alimentação do arame ou vice-versa. Um taco-gerador mede a velocidade de alimentação de arame e fornece um sinal para controlo da saída da fonte de energia. A relação entre a corrente e a velocidade do arame é determinada por um conjunto de regras (algoritmo sinérgico). A soldadura MIG/MAG é mais produtiva que a soldadura SER uma vez que não existem trocas de eléctrodo, remoção de escória e desperdícios do consumível como o verificado no processo SER em que as pontas dos eléctrodos são descartadas. Por cada Kg de eléctrodos revestidos, cerca de 65% do seu peso torna-se parte do metal depositado, sendo o resto descartado. A utilização de fios sólidos e fios fluxados permite um aumento da taxa de eficiência para cerca de 80-95%. A soldadura MIG/MAG é um processo versátil que pode atingir taxas de depósito elevadas em todas as posições. Este processo é largamente utilizado em fabricação metálica com chapas de aço de baixa e média espessura e em estruturas de alumínio. Após a introdução dos fios fluxados, a sua procura tem vindo a aumentar para aplicações na metalomecânica pesada. 20. Brasagem. Defina brasagem e faça a distinção entre brasagem forte, fraca e soldobrasagem. Com um desenho adequado, ilustre a diferença entre brasagem forte e soldobrasagem. A brasagem à chama é um processo de união de materiais metálicos com a ajuda de um material adicional fundido, a solda. Ao contrário do que acontece com a soldadura, não são fundidos os materiais a unir, apenas a solda. Por essa razão, a solda a utilizar deve ter um ponto de fusão Tecnologia Mecânica 16
  • 17. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE inferior àquele dos materiais base a unir. Uma das vantagens da solda, em relação à soldadura, é que com ela podem ser unidos entre si muitos tipos de materiais diferentes. Existem 3 tipos de brasagem: Brasagem fraca: A Temperatura de fusão é inferior a 450º C; Brasagem forte : Temperatura de fusão é superior a 450º C. Soldobrasagem: Operação que consiste em depositar uma liga de brasagem forte numa junta utilizando uma técnica semelhante àquela usada em soldadura. (Fig.1) 21. Quais os principais factores a que deve obedecer uma boa solda de brasagem? Justifique e fale igualmente das vantagens das soldas eutécticas. Para obedecer a uma boa solda brasagem, antes da operação de brasagem ou de soldobrasagem são necessárias em geral duas operações: um desengorduramento e uma decapagem. O desengorduramento faz-se em geral com recurso à imersão, numa solução desengordurante enquanto a deacapagem é feita mecanicamente ou quimicamente. Além da necessidade de assegurar uma boa limpeza, antes e depois da brasagem, torna-se necessária uma correcta selecção do material de adição e do fluxo. No projecto da junta dois aspectos são essenciais: a sua forma e o afastamento ou espaçamento entre as peças a brasar. A vantagem das soldas eutécticas são que devido a terem a composição de uma liga na qual a totalidade da liga se altera do estado sólido para o líquido à mesma temperatura. O comportamento eutético (a mudança de estado sólido para líquido quase que instantaneamente) só existe para uma liga de 61,9% de estanho e 38,1% de chumbo. Depois de muitas investigações foi criada a norma industrial DIN 1707 que estabelece: a solda de estanho com ponto de fusão a 183º C deve ser constituída por 62,5% a 63,5% de estanho e o resto chumbo Tecnologia Mecânica 17
  • 18. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 22. A brasagem exige a utilização de decapantes. Qual a principal função de um decapante? Que características deve possuir? Justifique. Em processos de brasagem é importante o uso de um decapante que seja adequado a cada tipo de material. Os decapantes ou fluxos têm um papel fundamental, pois proporcionam uma capilaridade melhor à solda (responsável pela penetração do material de adição ao material base), rendimento do material de adição, a desoxidação, e uma efectiva protecção à oxidação durante a deposição do metal de adição. Os resíduos de fluxos ou decapagem pós-brasagem são corrosivos e devem ser removidos. Eles são solúveis em água e podem ser retirados com uso de jacto de água na peça ainda aquecida, pela lavagem da peça em água e sabão ou com auxílio de escovação. 23. Na soldadura oxi-acetilénica, quais a reacções químicas presentes na combustão do gás utilizado? Ilustre com um desenho as zonas onde se dão essas reacções e assinale a região de temperatura mais elevada. Refira-se aos tipos de chama utilizados e diga como se regulam. REACÇÕES QUÍMICAS NA CHAMA OXIACETILÉNICA Quando há queima completa do acetileno no ar, o Oxigénio do ar combina-se como Acetileno formando o gás carbónico e o vapor de água. 2 C2H2 + 5 O2 = 4 CO2 + 2 H2O + calor Como se pode verificar, para haver a queima completa de acetileno, são necessários 2,5 volumes de Oxigénio para 1 volume de Acetileno. No ar atmosférico tem-se 4 vezes mais Nitrogénio do que Oxigénio e ainda outros gases em pequenos percentuais. Desde que estes gases não entrem na reacção, apenas serão aquecidos por ela, o que causará uma diminuição na temperatura da chama. Se se fornecesse Oxigénio puro e num volume 2,5 vezes maior, como seria o ideal para a chama de solda, se obteria uma chama de temperatura mais elevada, porém, este tipo de chama comercialmente é inviável. O tipo de chama que se emprega é a que se alimenta com 1 volume de Oxigénio para cada volume de Acetileno, deixando os outros 1½ volumes para serem fornecidos pelo próprio ar atmosférico que envolverá a chama. A chama então se produz em duas reacções: a reacção primária e a secundária. A reacção primária é a de maior temperatura e é representada na chama pelo cone interno. É a reacção que se processa com os gases fornecidos pelos cilindros de Oxigénio e Acetileno. C2H2 + O2 = 2 CO + H2 A reacção secundária é a representada pela parte externa da chama, também conhecida como envoltório, que é a reacção do monóxido de carbono resultante da reacção primária com o hidrogénio também resultante da reacção primária na presença do Oxigénio do ar. 2 CO + O2 = 2 CO2 2 H2 + O2 = 2 H2O Tecnologia Mecânica 18
  • 19. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Tipos de chama Na figura são observadas as colorações típicas das diferentes zonas para cada tipo de chama. Estas diferentes zonas são definidas pela intensidade e coloração da luz. Temperaturas CHAMA NEUTRA OU NORMAL É a chama de maior utilização para o processo de soldagem oxiacetilénico. Esta chama é resultante da mistura de Acetileno e Oxigénio em partes iguais, daí o seu nome de "neutra". Apresenta duas zonas bem definidas que são o cone e o envoltório. Tecnologia Mecânica 19
  • 20. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE A chama neutra é de particular importância para o soldador, não só por seu uso em soldas e cortes, como também por fornecer uma base para regulagem de outros tipos de chamas. Esta chama poderá atingir temperaturas da ordem de 3100ºC. É utilizada para soldas de ferros fundidos, aços, alguns bronzes, cobre, latão, níquel, metal monel, enchimentos e revestimentos com bronze. CHAMA REDUTORA OU CARBURANTE É a chama resultante da mistura de Acetileno com Oxigénio com um excesso de Acetileno. Nesta chama as três regiões apresentam-se bem distintas: cone, envoltório e o véu. O véu apresenta-se muito brilhante e este brilho é devido a partículas de carbono incandescentes em alta temperatura. O comprimento da "franja" determinará a quantidade em excesso de Acetileno na chama. Esta chama é utilizada para solda de aços liga ao cromo e ao níquel, alumínio e magnésio. Atinge a temperatura de 3020ºC, e pode ser também empregada para depósitos de materiais duros como "Stellite". Esta chama não é recomendada para a soldagem de aços carbono pois causará juntas porosas e quebradiças. CHAMA OXIDANTE É a chama resultante da mistura de Acetileno com Oxigénio com um excesso de Oxigénio. esta chama pode atingir temperatura na ordem de 3150ºC. Apresenta em seu visual duas zonas bem distintas que são o cone e o envoltório. Uma outra característica deste tipo de chama é o som sibilante emitido pelo bico. É utilizada principalmente para soldadura de materiais que contenham zinco em sua composição química como por exemplo o latão. Na soldagem deste material, o zinco é oxidado na superfície da poça, onde a camada de óxido resultante vai inibir posteriores reacções. Com a chama normal, o zinco se volatiliza continuamente, sendo oxidado na atmosfera. 24. Quais os cuidados que devemos ter no manuseamento e manutenção de garrafas de gás de acetileno e de oxigénio? Justifique. Cuidados que devemos ter no manuseamento e manutenção de garrafas de gás de acetileno são: Risco de Explosão não permitir misturas incontroladas de Acetileno com Ar ou Oxigénio o Acetileno combina-se com o Ar ou Oxigénio para formar misturas explosivas que por intermédio de uma fonte de ignição, uma faísca ou algo semelhante, podem causar explosões perigosas. Decompõe-se facilmente proteger as garrafas de Acetileno do fogo Cada molécula de Acetileno é mantida por uma ”ligação tripla” que se pode partir por acção do calor ou extrema pressão. Este facto origina a decomposição das moléculas de Acetileno nos seus componentes: Carbono e Hidrogénio. Esta reacção de decomposição pode ocorrer de forma explosiva e ter um considerável efeito destruidor. Tecnologia Mecânica 20
  • 21. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Dispositivos para uso de Acetileno não são protegidos contra a decomposição do Acetileno da mesma forma que as garrafas, pelo que o Acetileno deve ser retirado da garrafa apenas através de um redutor para Acetileno que limite a pressão na mangueira até um máximo de 1,5 bar acima da pressão atmosférica. Soldar e usar qualquer outro tipo de chama são proibidas num raio de menos de 1 metro de um sistema de Acetileno de garrafa única. Para sistemas até 6 garrafas (chamados ”sistemas pequenos”) este raio é de 3 metros. Para sistemas (quadros) com mais de 6 garrafas o raio é de 5 metros. Maçaricos de soldar e mangueiras não devem estar suspensas sobre as garrafas. Sistemas fixos com mais de 6 garrafas não devem estar instalados nas salas onde se fazem trabalhos de soldadura. Não transvazar Acetileno A decomposição do Acetileno numa garrafa é improvável, uma vez que o seu volume está ocupado com uma massa porosa sólida cujos poros contêm o Acetileno dissolvido em Acetona. Este sistema de segurança é apenas eficaz se a razão quantitativa entre o Acetileno dissolvido e a Acetona não exceder certos limites. Desta forma, as garrafas de Acetileno só devem ser cheias depois de ser confirmado o seu conteúdo em Acetona, e reposto caso seja necessário. Assim, transvazar Acetileno de uma garrafa para outra é proibido. Formação de Acetiletos usar aço para sistemas de Acetileno Sob certas condições o Acetileno pode combinar-se com cobre ou prata para formar êm características explosivas, e podem explodir se expostos a calor ou energia mecânica. A reacção explosiva destes acetiletos pode originar a decomposição do Acetileno. Assim, as ligas de cobre e prata contendo mais de 70% de cobre, prata ou ligas de prata, não podem ser usadas em sistemas de Acetileno. Usar as garrafas de Acetileno em posição vertical O Acetileno está dissolvido em Acetona no interior da garrafa. Quando a válvula da garrafa é aberta, sai Acetileno gasoso tal como o Dióxido de Carbono quando é aberta uma garrafa de água carbonatada. Para prevenir a saída de Acetona inflamada, as garrafas de Acetileno devem estar colocadas em posição vertical enquanto sai gás. Providenciar elevada ventilação O Acetileno tem uma densidade relativa de cerca de 0.9, o que significa ser cerca de 10% mais leve que o ar. Se liberto tende a subir. As áreas de trabalho com Acetileno devem ser ventiladas na parte superior do espaço, para evitar uma perigosa acumulação de Acetileno no ar em caso de fugas. Não inalar Acetileno concentrado O Acetileno não é tóxico, isto é, a inalação não provoca danos no corpo humano. No entanto, não se deve inalar Acetileno concentrado uma vez ter um efeito narcótico. Cuidados que devemos ter no manuseamento e manutenção de garrafas de oxigénio são: A composição volumétrica do ar é aproximadamente: Oxigénio O2 21% por vol. Azoto N2 78% por vol. Argon Ar 1% por vol. Estão presentes outros gases em quantidades mais pequenas. Tecnologia Mecânica 21
  • 22. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Propriedades Oxigénio O oxigénio não é inflamável, mas acelera a combustão. Calcula-se que à temperatura ambiente seja 11% mais pesado que o ar, não se separa do ar e, portanto, não se produz um enriquecimento de oxigénio junto ao solo. O oxigénio em estado líquido tem uma temperatura muito baixa (-183º C à pressão atmosférica). Devido a esta temperatura podem produzir-se muito rapidamente "queimaduras por frio" e tornar certos materiais frágeis. Perigos do enriquecimento com Oxigénio O enriquecimento da atmosfera com Oxigénio, mesmo por uma pequena percentagem, aumenta consideravelmente o risco de incêndio. Materiais que não ardem ao ar, incluindo ignifugantes, podem arder vigorosamente ou mesmo espontaneamente em ar enriquecido. Pessoas que estiveram expostas a uma atmosfera enriquecida com Oxigénio, têm de arejar muito bem a roupa, uma vez que este satura o vestuário. Acender um cigarro pode causar a inflamação do vestuário. Óleos e gorduras Na presença de oxigénio são particularmente perigosos, pois podem inflamar-se espontaneamente e arder com grande intensidade. Nunca devem ser utilizados na lubrificação de aparelhos de oxigénio ou de ar enriquecido. Causas do enriquecimento com Oxigénio e sua prevenção Para evitar um enriquecimento de oxigénio ao soldar, cortar, etc., é importante uma escolha correcta dos bicos e um ajuste adequado da pressão. Em muitos processos, tais como rebarbação, oxicorte e flamejamento, produz-se uma sobrealimentação de Oxigénio. Desta forma, é necessária uma ventilação adequada do local de trabalho, para evitar o enriquecimento com Oxigénio. Após terminado o trabalho, as válvulas das tochas de corte ou soldadura e a válvula do sistema de fornecimento de Oxigénio têm de ser fechadas, para evitar uma possível fuga de Oxigénio no tempo que decorre entre o fim e o início do próximo trabalho. Além de um possível enriquecimento do ar com Oxigénio, os seguintes usos são particularmente perigosos e têm de ser proibidos: • Trabalhar com ferramentas pneumáticas • Encher pneus, barcos de borracha, etc • Arrefecer o ar em espaços confinados • Refrescar pessoas • Limpar a poeiras, maquinaria e vestuário • Arranque de motores decombustão; • Aplicação na pintura; Mesmo uma pequena quantidade de Oxigénio líquido conduz à formação de uma grande quantidade de gás, pelo que um salpico pode originar um significante enriquecimento de Oxigénio. Tecnologia Mecânica 22
  • 23. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 26. Como é constituída e quais os cuidados a ter com uma instalação móvel de soldadura oxiacetilénica? Descreva todos os seus componentes e acessórios. Tecnologia Mecânica 23
  • 24. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Configuração mínima para o corte oxi-acetilénica manual EQUIPAMENTOS: Os equipamentos de soldadura oxi-acetilénica são portáteis e de fácil manuseio e compõem-se de: MAÇARICO O equipamento básico é formado por: Corpo do maçarico Dois tubos separados para passagem dos gases Válvulas separadas de controlo dos gases Câmara de mistura dos gases Tubo de chama Extensão de solda ou bico de corte Nota – os maçaricos de corte necessitam de duas entradas de oxigénio, uma para fazer a mistura com o acetileno (pré-aquecimento) e a outra para formar o fluxo de corte. Tecnologia Mecânica 24
  • 25. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE MANGUEIRAS As mangueiras do equipamento oxi-acetilénico obedecem a um código fixo de cores, acetileno – vermelho e oxigénio – verde. As conexões do oxigénio são de rosca direita e as do acetileno são de rosca esquerda. REGULADORES DE GÁS A função principal desses equipamentos é o controlo da pressão do gás. Ele reduz a pressão alta do gás que vem do cilindro para a pressão de trabalho do maçarico, mantendo-a constante durante toda a operação. VÁLVULAS RETENTORAS São válvulas colocadas nas linhas de oxigénio e acetileno (I), ou na saída dos reguladores (II) para evitar o refluxo da chama do bico para dentro do maçarico. Isso pode ocorrer quando a velocidade da chama é maior que a velocidade de fluxo do gás. Neste caso a chama pode atravessar a câmara de mistura em sentido contrário e alcançar a mangueira, e, em casos extremos, ao gás dentro do cilindro. CILINDROS COM GASES Tecnologia Mecânica 25
  • 26. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE O oxigénio e acondicionado em cilindros metálicos de alta pressão (200 bar), pintados na cor preta (para uso industrial) ou verde (para uso medicinal) e o acetileno, que por ser um gás instável, vem dissolvido em acetona e acondicionado em cilindros metálicos pintados na cor bordô, cheios de uma massa porosa. A pressão dos cilindros é baixa, ao redor de 15 bar. 15. DEZ REGRAS BÁSICAS PARA AS OPERAÇÕES OXI-ACETILÉNICAS 1. Purgue a válvula dos cilindros antes de conectar os reguladores. 2. Abra um pouco a entrada de gás do regulador antes de abrir a válvula de saída do cilindro. 3. Marque no manómetro do regulador a pressão correcta, antes de abrir a válvula do cilindro. 4. Abra a válvula do cilindro lentamente. 5. Nunca trabalhe com acetileno comprimido em pressões superiores a 15 psi. 6. Purgue as mangueiras de acetileno e oxigénio, nesta ordem, antes de acender o maçarico. 7. Acenda o maçarico inicialmente somente com o fluxo de acetileno, e somente depois abra o fluxo de oxigénio. 8. Nunca utilize óleo ou graxa nos reguladores, bicos, maçaricos, ou qualquer outro equipamento que entrem em contacto com o oxigénio. 9. Nunca utilize oxigénio como substituto do ar. 10. Mantenha sua área de trabalho livre de qualquer produto que seja combustível. 25. O acetileno torna-se explosivo para pressões superiores a 1,5 kgf/cm2 (1,5 bar). Como se pode ultrapassar este problema? Como é constituída, no seu interior, uma garrafa de acetileno? Cada molécula de Acetileno é mantida por uma ”ligação tripla” que se pode partir por acção do calor ou extrema pressão. Este facto origina a decomposição das moléculas de Acetileno nos seus componentes: Carbono e Hidrogénio. Esta reacção de decomposição pode ocorrer de forma explosiva e ter um considerável efeito destruidor. Dispositivos para uso de Acetileno não são protegidos contra a decomposição do Acetileno da mesma forma que as garrafas, pelo que o Acetileno deve ser retirado da garrafa apenas através de um redutor para Acetileno que limite a pressão na mangueira até um máximo de 1,5 bar acima da pressão atmosférica. Para ultrapassar este problema, numa garrafa de acetileno o seu volume está ocupado com uma massa porosa sólida cujos poros contêm o Acetileno dissolvido em Acetona. Este sistema de Tecnologia Mecânica 26
  • 27. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE segurança é apenas eficaz se a razão quantitativa entre o Acetileno dissolvido e a Acetona não exceder certos limites. 26. Será possível cortar uma chapa de aço apenas com injecção de oxigénio? Que condições deverão existir para que isso possa acontecer. Justifique. Oxicorte: Pode-se definir o oxicorte como “um processo de seccionamento de metais pela combustão localizada e contínua devido à acção de um jacto de O2 de elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente aquecido por uma chama oxi-combustível”. Princípio de operação: Na temperatura ambiente e na presença de O2, o ferro se oxida lentamente. À medida que a temperatura se eleva, esta oxidação se acelera, tornando-se praticamente instantânea a 1350°C. Nesta temperatura, chamada de temperatura de oxidação viva, o calor fornecido pela reacção é suficiente o óxido formado e realimentar a reacção. O óxido no estado líquido se escoa, expulso pelo jacto de O2, permitindo o contacto do ferro devidamente aquecido com O2 puro, o que garante a continuidade ao processo. O processo baseia-se no aquecimento localizado feito com um maçarico especial de corte. Ao atingir a temperatura de oxidação viva segue-se a injecção de O2 através do orifício central do bico de corte fixado no maçarico. Gases utilizados no processo: Para a obtenção da chama oxi-combustível, são necessários pelo menos 2 gases, sendo um deles o oxidante (O2) e o outro o combustível, podendo este ser puro ou mistura com mais de um gás combustível. Oxigénio (O2) É o gás mais importante para os seres vivos, existindo na atmosfera em cerca de 21% em volume ou 23% em massa. É inodoro, incolor, não tóxico e mais pesado que o ar (peso atómico: 31,9988 g/mol), tem uma pequena solubilidade na água e álcool. O O2 por si só não é inflamável porém sustenta a combustão, reagindo violentamente com materiais combustíveis, podendo causar fogo ou explosões. No processo oxicorte o O2 faz as funções de oxidação e expulsão dos óxidos fundidos. Processo de corte com oxigénio, baseado na capacidade do oxigénio se combinar com o Ferro, quando este é elevado à temperatura de escorvamento da reacção, descrito pelas seguintes reacções químicas: 1ª reacção: Fe + 0.5 O2 Fe O + Calor (~267 KJ) 2ª reacção: 3 Fe + 2 O2 Fe3 O4 + Calor (~1120 KJ) 3ª reacção: 2 Fe + 1.5 O2 Fe2 O3 + Calor (~825 KJ) A 2ª reacção é aquela que é predominante, sendo também a que liberta mais calor. Tecnologia Mecânica 27
  • 28. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 27. Como é constituído o bico dum maçarico de oxi-corte? Este maçarico pode cortar todos os materiais? Justifique e indique outros processos que podem ser utilizados no corte de materiais metálicos, descrevendo-os sumariamente? Bicos de corte dum maçarico de oxicorte: Os bicos de corte são montados na cabeça do maçarico de modo a conservar separadas as misturas dos gases de pré-aquecimento do O2 de corte, servindo também para direccionar os mesmos para a superfície a ser cortada por meio dos orifícios do seu interior. A principal e mais importante dimensão do bico de corte é o diâmetro interno do canal do O2 de corte. Por este orifício se equilibra a pressão e a vazão de O2 adequadas para a espessura a cortar, devendo o bico ser escolhido em função da espessura, e a partir da escolha de um dado diâmetro de orifício do O2 de corte, estão determinados os limites de espessura a serem cortados pelo bico. Nos casos citados de mistura dos gases no bico de corte, estes também fazem esta função. As partes usinadas do bico que ficam em contacto com as câmaras de passagem dos gases são denominadas "sedes". Os bicos de corte comuns são chamados de duas sedes enquanto os misturadores são conhecidos como bicos três sedes. A forma do canal do O2 de corte também é importante pois determina a restrição que fará a passagem do gás, em consequência sua velocidade e em função disto a velocidade do processo como um todo. Existem canais com orifícios cilíndricos, divergentes, e até bicos com uma cortina de protecção adicional de O2 para minimizar a contaminação do O2 de corte durante o processo, possibilitando com isso aumento da velocidade da operação. A figura 6 apresenta alguns dos diferentes formatos dos canais do O2 de corte. Figura 6- Formatos de diferentes bicos de corte Tecnologia Mecânica 28
  • 29. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Os bicos de corte são disponíveis em uma ampla variedade de tipos e tamanhos. A escolha do bico deve levar em consideração os seguintes tópicos: - Material a ser cortado - Espessura - Gás combustível utilizado - Tipo de sede Outros processos que podem ser utilizados no corte de materiais metálicos são: CORTE PLASMA: Princípios básicos do processo de plasma: Utiliza eléctrodos não consumíveis e gases inertes. O gás plasma recombinado não é suficiente para a protecção da região soldada e da poça de fusão, assim é fornecido um fluxo de gás suplementar e independente, para a protecção contra contaminação atmosférica. O fluxo de gás que constituirá o jacto plasma, circunda o eléctrodo e passa através de um orifício calibrado constringindo o arco eléctrico. O fluxo de gás de protecção corre entre o corpo que contém o orifício e uma cobertura exterior. Fontes de energia A fonte de energia utilizada é de corrente constante, podendo ser rectificador, gerador ou inversores, utilizando corrente contínua, polaridade directa. As fontes para soldagem plasma diferem das de corte, porque no corte a tensão em vazio do equipamento deve ser superior a 200V. Fontes de tensão em vazio entre 65 V e 80V podem ser adaptadas para soldagem. Tocha de Soldagem: As tochas são providas de um punho para o manuseio do soldador, um conjunto de pinças para a fixação do eléctrodo, condutos para passagem do gás e água de refrigeração, um bico de cobre com o orifício para a construção do arco eléctrico e um bocal de cerâmica para a insolação e protecção do operador. Algumas tochas têm somente um orifício central para a passagem do gás e arco, outras possuem outros orifícios para a passagem do gás auxiliar, permitindo maiores velocidades de soldagem. O diâmetro do orifício central deve ser escolhido de acordo com a corrente eléctrica a ser utilizada, diâmetro do orifício (mm) Corrente Eléctrica (A), 761 a 251, 3220 a 552,1840 a 100. Tocha Plasma Tecnologia Mecânica 29
  • 30. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Eléctrodos: O eléctrodo utilizado é de tungsténio (comercialmente puro tungsténio 99,5%), ou tungsténio dopado com tório ou zircónio, não sendo consumível. Para cortes em alta velocidade tem-se utilizado eléctrodo de tungsténio dopado com óxido de lantânio, de vida mais longa. Gases: Pode-se utilizar o mesmo tipo de gás tanto para a formação do plasma, quanto para a protecção adicional da poça de fusão; o argônio tem sido o preferido na soldagem com baixas correntes em função do seu maior potencial de ionização, além de promover uma melhor limpeza das camadas de óxidos de metais reactivos e facilita a abertura do arco eléctrico. Pode-se aplicar outros gases inertes como o hélio puro ou misturado com argônio, porém estes requerem tensões mais altas para a abertura do arco. O He desenvolve maior energia do plasma, porém necessita de uma refrigeração do bocal do orifício mais eficiente. A selecção do gás de protecção depende do tipo e da espessura do metal de base a ser soldado. CORTE LASER: O nome LASER é a abreviatura da descrição do processo em inglês: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. Em uma tradução livre para o português podemos dizer que seria: Amplificação da luz através da emissão estimulada de radiação. Corte térmico de elevada precisão para vários metais e com baixa entrega térmica à peça. Em aço macio o corte Laser pode ser usado até espessuras de cerca dos 20 mm. Comparado com os processos de oxicorte e de plasma, não são necessárias operações de acabamento após o corte. O Laser é essencialmente uma fonte de luz de alta intensidade que é produzida fazendo passar energia eléctrica através de um meio específico. Os Lasers são classificados pelo tipo: Laser CO2 ou Laser YAG, consoante o meio é gasoso: CO2 com Hélio e Nitrogenio ou solido: cristal de Yttrium-Aluminum-Garnet e pela Potencia que pode ir até 5.000 W. O equipamento laser é composto basicamente de três sistemas, que são apresentados a seguir. Fonte de Alimentação: Esta parte do equipamento é a que fornece a energia primária para a excitação dos átomos e principalmente é responsável pelo processo de produção da inversão de população, devido a um sistema de popular preferencialmente um nível específico de energia. Assim, a fonte de alimentação é na verdade uma fonte excitadora. Meio Activo: Por meio activo entende-se o material utilizado (gás, líquido, sólido ou semi-condutor), para fazer a conversão de energia eléctrica em radiante, uma vez que, devido a excitação e inversão de população, pode-se provocar emissão estimulada nestes materiais. Tecnologia Mecânica 30
  • 31. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Construção do laser de corpo sólido (laser a rubi, laser yag): O cristal de rubi usado consiste de uma estrutura básica de Al2 O3 na qual estão dispostas em locais de AL aproximadamente 0,05% de iões de Cr3 (activos). Construção de laser gasoso (laser de co2): O laser a CO2, chamados de Lasers de alta potência, largamente empregados para solda e corte. Os motivos que levam o Laser a ser o melhor sistema de corte de chapas são: Cantos com qualidade Não causa distorção nas peças Mínima camada de influência térmica Redução nos custos da peça Menos sucata Ciclo rápido de produção de amostras Processa uma grande variedade de espessuras Boa precisão dimensional Flexibilidade e versatilidade Altas velocidades do processo Trabalhos sem danos na superfície das peças O melhor sistema CAD/CAM para o desenvolvimento das peças Possibilidade de armazenamento electrónico do desenho das peças cortadas Tecnologia Mecânica 31
  • 32. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE CORTE POR JACTO DE ÁGUA O corte com jacto de água a alta pressão (2.000 a 4.000 bar / 200 a 400 MPa) constitui uma alternativa útil ao processo de corte térmico convencional. Com a adição de materiais abrasivos no jacto de água, passou a ser possível o corte de uma ampla gama de materiais metálicos e nãometálicos com uma excelente precisão do contorno, como aços macios e inoxidáveis, titânio, alumínio, pedras, vidro, cerâmica, plásticos e compósitos. Um diagrama de um cortador a jacto de água: 1 - entrada de água a alta pressão 2 - "jóia" (rubi ou diamante) 3 - abrasivo 4 - tubo de mistura 5 - guarda 6 - jacto de água cortante 7 - material a ser cortado Tecnologia Mecânica 32
  • 33. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE CORTE COM ARCO ELÉCTRICO É um processo de corte em que os metais a serem cortados são fundidos pelo calor de um arco eléctrico entre o eléctrodo e a peça. Após a fusão, um jacto de ar comprimido remove o metal fundido. Normalmente é um processo usado em todas as posições, porém pode ser operado automaticamente. O processo pode ser utilizado em metais ferrosos e em alguns não-ferrosos. É comummente utilizado para reparos de fundição. O processo requer uma habilidade de corte relativamente alta. A qualidade da superfície de corte deixa a desejar. Corte com eléctrodo de carvão e jacto indirecto 28. Faça uma representação esquemática da localização de um símbolo de junta soldada por arco eléctrico. Apresente um desenho de simbologia de uma junta soldada à sua escolha e interprete-a. Soldagem em ambos os lados Tecnologia Mecânica Solda em Duas Faces Convexas 33
  • 34. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Solda de Fechamento ou de Aresta Juntas com Chanfro em V, X, meio V ou K, U, duplo U, J ou duplo J Tecnologia Mecânica 34
  • 35. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 29. Como se faz o controlo de qualidade em soldadura? Descreva sumariamente cada um dos métodos e as suas particulares aplicações. Os métodos para efectuar o controlo de qualidade em soldadura são: Inspecção Não Destrutiva de Juntas Soldadas INSPECÇÃO VISUAL: Serve para verificar a qualidade de uma junta soldada, e pode ser feito à vista desarmada ou com o auxílio de lupa. A inspecção visual é utilizada antes e após a soldadura, antes para detectar defeitos de geometria da junta e descontinuidades do metal base e após para detectar possíveis defeitos induzidos durante a soldadura. INSPECÇÃO RADIOGRÁFICA: Serve para determinar a presença e a natureza de defeitos ou descontinuidades estruturais no interior das soldaduras. INSPECÇÃO POR LÍQUIDOS PENETRANTES: Utiliza-se para detectar fissuras e porosidade superficial e falta de fusão que se estende até a superfície da solda. Pode ser fluorescente e não fluorescente. O fluorescente é utilizado para detectar defeito muito pequeno e o não fluorescente para detectar defeitos superficiais grosseiros. Tecnologia Mecânica 35
  • 36. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE INSPECÇÃO POR ULTRA-SOM: O ensaio por ultra-som realiza-se pela passagem de vibrações ultra-sónicas através do material, medindo-se o tempo de transmissão e a amplitude de reflexão dessas vibrações. Tem um “senão” que é o facto de ser muito mais difícil de diferenciar os vários tipos de defeitos de soldadura. É utilizado fundamentalmente para verificar a sanidade da soldadura, ao invés de determinar a natureza do defeito. INSPECÇÃO POR CORRENTES DE EDDY OU FOUCAULT As correntes de eddy é uma técnica electromagnética e pode ser aplicada apenas em materiais condutores. As aplicações incluem essencialmente detecção de falhas superficiais em materiais. É usado habitualmente na indústria aeronáutica, aeroespacial, automóvel, naval e de manufactura. MAGNETOESCOPIA Para identificação de fissuração superficial, subsuperficial (mas muito próximo da superfície) e identações usa-se um tipo de END denominado "Magnetoscopia" (esta última só possível de ser aplicada em materiais magnetizáveis) (que deriva da designação anglo-saxónica "Magnetic Particles Inspection" ou MPI). Esta técnica consiste em fazer atravessar a superfície a avaliar por um campo magnético que pode ser alinhado segundo direcções perpendiculares de acordo com a configuração e geometria da peça a avaliar. Tecnologia Mecânica 36
  • 37. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE ENSAIO HIDRÁULICO O sistema que está sendo testado é isolado e pressurizado por uma bomba. Sistema é inspeccionado para detecção de fugas nas soldas, corpos de válvulas, etc Alívios de pressão automático e manual são usados para prevenir sobrepressão do sistema além da pressão de teste desejado. Ensaios destrutivos ENSAIO DE FRACTURA: É um método muito utilizado para verificar a qualidade geral das soldas, sendo de simples execução, eficiente e económico. Pode ser feito no próprio local de trabalho. ENSAIO DE DOBRAMENTO: É um método que fornece uma indicação qualitativa da ductilidade de uma junta soldada. É de rápida execução, económico e de interpretação relativamente simples, visto que é um teste do tipo “passa não passa”. Tecnologia Mecânica 37
  • 38. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE ENSAIO DE TRACÇÃO: Utiliza-se para determinar a resistência das juntas soldadas e brasadas. É um ensaio relativamente caro e ainda requer que o corpo de prova seja trabalhado para que as suas dimensões fiquem exactamente conforme a norma de projecto e com acabamento liso. Análise Metalográfica MACROSCÓPICA: É a observação visual de um corpo de prova preparado rapidamente de uma secção transversal da soldadura, podendo ser feita com ou sem auxílio de uma lupa ou microscópio binocular numa ampliação não mais do que cinquenta vezes. MICROSCÓPICA: Secciona-se o local onde se deseja verificar a qualidade do conjunto soldado, e posteriormente faz-se a preparação desta secção transversal por meio de um polimento grosseiro. Depois, a superfície é levemente atacada com uma solução de hidróxido de sódio (soda cáustica) ou outro ataque químico próprio, para distinguir as zonas da solda e realçar os defeitos. Tecnologia Mecânica 38
  • 39. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE 30. Higiene e segurança em soldadura. Fale sumariamente sobre a importância da higiene e segurança em soldadura, quer por arco eléctrico quer por chama oxi-acetilénica. Perigos nos Trabalhos de Soldadura Nesta operação está sempre presente os três elementos essenciais do fogo, que são: a fonte de ignição, o oxigénio, que é o responsável pela manutenção do processo de combustão, e o material combustível. Estes três elementos formam o Triângulo do Fogo. Os riscos que apresentam os trabalhos de solda variam de acordo com os locais onde estão a ser executados, ou seja, se o local for um processo de produção ou área isolada na oficina, os riscos serão menores e será mais fácil tomar as medidas preventivas necessárias, no entanto se o trabalho é uma obra ou uma reparação, esta tarefa torna-se difícil, pois muitas vezes não é possível afastar os materiais combustíveis e os líquidos inflamáveis da zona perigosa. Estes incêndios ou explosões podem ser provocador por efeito directo das chamas ou dos arcos eléctricos, por condução térmica, partículas incandescentes, etc… Cuidados a Ter na Soldadura ANTES DO TRABALHO DEVEMOS: Avaliar se existem materiais combustíveis na área. Verificar se o trabalho pode ser realizado num lugar mais seguro. Livrar a área de materiais combustíveis procedendo da seguinte forma: a) Manter os produtos sólidos pelo menos a 12 m de distância do ponto de trabalho; b) Manter os recipientes dos líquidos e gases inflamáveis (cheios ou vazios), a pelo menos 12m de distância do local de trabalho; c) Esvaziar e tornar inertes os reservatórios e tubagens de líquidos e gases inflamáveis; d) Se necessário, colocar analisadores de gases para comprovar a inexistência de vapores ou gases inflamáveis. e) Eliminar resíduos do local de trabalho e proximidades, tais como: óleos, resíduos de tinta, desperdícios, papel, etc. Proteger os materiais combustíveis que não puderem ser retirados cobrindo-os com lonas ou outras protecções incombustíveis e maus condutoras de calor, certificando-se que as partículas incandescentes de solda não ultrapassem as protecções e atinjam os materiais. Cobrir com materiais incombustíveis e maus condutores de calor, todas as aberturas, frestas e buracos existentes no chão, paredes ou tecto, num raio de 12m. Evitar a condução do calor através de tubagens e outros elementos metálicos onde será executado o trabalho. Antes de utilizar o equipamento de trabalho, deve-se verificar as suas condições de manutenção e funcionamento. Manter no local meios adequados para extinção de incêndios. DURANTE O TRABALHO: No caso de existir perigo agravado, por exemplo se não for possível eliminar ou cobrir todos os materiais de natureza combustível, só devem ser efectuados os trabalhos na presença de vigilantes de incêndio. Estes vigilantes devem ter formação na área do incêndio, de preferência membros da equipa de intervenção da empresa, devendo estar atentos ao seguinte: a) A projecção das partículas incandescentes e seu efeito; b) A transmissão de calor por elementos metálicos; c) O alcance da chama; d) A necessidade de esfriar as superfícies e elementos metálicos afectados, capazes de transmitir calor por condução. - O maçarico ou eléctrodo deve ser posicionado para que as partículas incandescentes tenham o menor alcance possível. Tecnologia Mecânica 39
  • 40. ESCOLA SUPERIOR NÁUTICA INFANTE D. HENRIQUE Não executar trabalhos de solda e similares nas proximidades de cilindros de gás. Deve-se depositar as pontas de eléctrodos em recipientes com água ou areia. Exemplo de como soldar reservatórios quando no interior existem atmosferas explosivas: Deve-se proceder à eliminação das atmosferas explosivas antes dos trabalhos, enchendo os reservatórios com água ou inertiza-los com um gás inerte (por ex: dióxido de carbono ou azoto) APÓS O TRABALHO: Deve-se resfriar todos os elementos que sofreram aquecimento ou acompanhar o seu resfriamento até atingir a temperatura ambiente. Realizar uma inspecção minuciosa nos seguintes pontos: a) Local onde foi realizado o trabalho; b) Áreas adjacentes; c) Os pontos atingidos pela projecção de fagulhas incandescentes; d) Todos os locais onde existe a possibilidade do calor ter sido transmitido. Manter a inspecção contínua durante pelo menos uma hora após a conclusão do trabalho. Em casos especiais, fazer inspecções periódicas até pelo menos, ao dia seguinte. Equipamentos de Protecção Individual – EPI’s Recomenda-se que o soldador e se for o caso seu ajudante utilize os seguintes EPI’s: Máscara de soldar; Avental de raspa de couro; Luvas de raspa de couro; Calçado de segurança com biqueira de aço ou de resina; Blusão de raspa de couro para soldas sobre a cabeça; A roupa deve estar livre de óleo e graxa. Observações: O local de trabalho deve ter ventilação adequada, para proteger o operador contra a inalação de gases e fumos metálicos nocivos à saúde. Em alguns casos a ventilação natural é suficiente, mas à outros que exigem sistema de ventilação forçado, cabines ou ainda máscaras de ar. Conclusão: Os aspectos fundamentais a considerar num trabalho de soldadura e similares são: 1. Só executar o serviço mediante prévia autorização; 2. No local não deve existir qualquer material combustível que possa produzir um incêndio; 3. Manter no local um vigilante ou ajudante e equipamentos de extinção adequados; 4. Utilizar equipamentos de boa qualidade e em perfeitas condições de uso; 5. Operador e ajudante devem utilizar equipamentos de protecção individual adequados. Livros de apoio: Processo de Soldadura I e II, de Oliveira Santos e Luísa Quintino, Edição do ISQ. Encontram-se na Biblioteca da ENIDH, ou no gabinete do docente da UC. Vou deixar dois livros na Portaria da ENIDH. Tecnologia Mecânica 40