Distorção – Prevenção através de técnicas de fabricação
Distorção causada pela soldagem de uma placa no centro de uma chapa
mais fina antes da soldagem final dentro da seção de uma viga mestra
de ponte. Cortesia John Allen
Técnicas de montagem
Em geral, o soldador tem pouca influência na escolha do procedimento de soldagem, mas técnicas de
montagem podem ser freqüentemente cruciais para minimizar distorções. As principais técnicas de
montagem são:
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Soldagem ponto
Montagem geminada (back to back)
reforço
Soldagem ponto
Soldas pontos são ideais para fixar e manter a abertura (GAP) da junta, mas, também podem ser
usadas para suportar a contração transversal. Para as soldas serem efetivas, uma atenção especial deve ser
dada ao número de soldas ponto, a duração delas e a distância entre elas. Com um número de soldas
ponto insuficientes, há o risco do fechamento progressivo da junta a medida que a solda vai sendo
executada.
Num cordão longo, usando o processo Eletrodo Revestido ou MIG, as extremidades da junta podem
até mesmo se sobrepor. Deve ser notado que quando do uso do processo Arco Submerso, existe a
possibilidade da junta se abrir se a mesma não for adequadamente ponteada.
A seqüência da soldagem ponto é importante para manter uma abertura da raiz uniforme ao longo do
comprimento da junta. Três alternativas de sequências para soldagem ponto são mostradas na figura 1:
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solda pontoretilínea a partir da extremidade da junta (Fig 1a). É necessário utilizar grampos nas
chapas ou usar calços para manter a abertura da junta durante o ponteamento.
solda ponto em uma extremidade e, então, usar a técnica do passe de retrocesso para pontear o
resto da junta (Fig 1b)
solda ponto no centro, então completar a soldagem ponto usando a técnica de passe de retrocesso
(Fig 1c)
Fig. 1 Procedimentos alternativos usados na soldagem ponto para prevenir
contração transversal.
a) solda ponto retilínea a partir da extremidade da junta
b) solda ponto em uma extremidade e, então, usar a técnica do passe de
retrocesso para pontear o resto da junta
c) solda ponto no centro, então completar a soldagem ponto usando a técnica de
passe de retrocesso.
O ponteamento direcional é uma técnica útil para o controle da abertura da junta, por exemplo no
fechamento de uma abertura de junta a qual é ou se torna muito larga.
Quando da realização da soldagem por pontos, é importante que os pontos, que serão fundidos na
solda principal, sejam produzidos a partir de um procedimento aprovado usando soldadores qualificados
apropriadamente. O procedimento pode requerer pré-aquecimento e um consumível aprovado conforme
especificado para a solda principal. A remoção dos pontos de solda também precisa de um controle
cuidadoso para evitar o surgimento de defeitos na superfície do componente.
Montagem geminada (Back-to-back)
Através da soldagem ponto ou grampeamento de dois componentes idênticos geminados (back to
back), a soldagem de ambos os componentes pode ser balanceada em torno do eixo neutro da montagem
combinada (Fig 2a). Recomenda-se que a montagem seja submetida a um tratamento de alívio de tensão
antes da separação dos componentes. Se o alívio de tensões não é feito, pode ser necessário introduzir
cunhas ou calços entre os componentes (Fig 2b) de tal forma que quando os calços forem removidos, as
peças retornarão à forma ou alinhamento originais.
Fig. 2 Montagens geminadas (Back-to-back) para controlar a distorção
quando da soldagem de dois components idênticos
a) Montagens unidas por ponteamento antes da soldagem
b) uso de calços para componentes que distorcem na separação após
soldagem
Reforço
Contração longitudinal em cordões soldados de topo frequentemente provocam abaulamento ou
curvamento, especialmente quando da fabricação de estruturas de chapas finas. Reforços longitudinais na
forma de perfis planos ou em ângulo (cantoneiras), soldados em ambos os lados do cordão (Fig 3) são
efetivos na prevenção de curvamento longitudinal. A localização do reforço é importante: Os mesmos
devem ser colocados em uma distância da junta suficiente para estes não provoquem interferência com a
soldagem, salvo se estes estejam localizados no lado oposto da junta soldada em um lado.
Fig. 3 Reforços longitudinais previnem curvamento na
juntas de chapas finas soldadas de topo
Procedimento de soldagem
Um procedimento de soldagem adequado é normalmente determinado pelas exigências de produtividade
e qualidade e não pela necessidade de se controlar a distorção. No entanto, o processo, técnicas e
seqüências de soldagem utilizados influenciam no nível de distorção.
Processo de Soldagem
As regras gerais para seleção de um processo de soldagem visando prevenir a distorção angular são:
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depositar o metal de solda o mais rápido possível.
usar o menor número de passes possível para preencher a junta
Infelizmente, a seleção do processo de soldagem adequado baseado nestas regras pode aumentar a
contração longitudinal resultando em curvamento e flambagem.
Na soldagem manual, o processo MIG, com alta taxa de deposição é preferível ao processo eletrodo
revestido. O metal de solda deve ser depositado usando um eletrodo de diâmetro grande (eletrodo
revestido), ou níveis de corrente altos (MIG), sem causar defeitos de falta de fusão. Quando o
aquecimento é muito pequeno e mais difuso, a soldagem a gás normalmente produz mais distorção
angular do que os processos a arco.
Técnicas de soldagem mecanizadas que combinam altas taxas de deposição e altas velocidades de
soldagem tem um maior potencial para prevenir distorção. A medida que a distorção é mais consistente,
técnicas simples tais como pré-montagem ou pré-assentamento são mais efetivas no controle da distorção
angular.
Técnica de soldagem
As regras gerais para prevenir distorção são:
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manter a solda (filete) dentro do tamanho mínimo especificado.
Usar soldagem balanceada próximo ao eixo neutro
Manter o tempo entre os passes o mínimo possível
Fig. 4 Distorção angular da junta determinado pelo
número de passes na solda de filete.
Fig. 5 Uso da direção de soldagem para
controlar a distorção.
a) Soldagem com passes de retrocesso
b) Solda salteada
Sequência de soldagem
A sequência ou direção de soldagem é importante e deve ser para o lado da extremidade livre da
junta. No caso de soldas longas, a junta não ser totalmente preenchida em um único passe. Passes curtos,
por exemplo usando a técnica do passe de retrocesso da soldagem salteada, são mais efetivos no controle
da distorção.(Fig 5).
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A soldagem com passes de retrocesso envolve a deposição de cordões de solda de comprimentos
curtos na direção oposta à progressão geral inicial (Fig.5a).
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A soldagem salteada envolve a disposição de cordões de solda curtos uniformemente espaçados
numa sequência pré-determinada ao longo da junta (Fig 5b). Os comprimentos das soldas e o
espaçamento entre estas são geralmente iguais ao comprimento limite natural de deposição de um
eletrodo. A direção do depósito para cada eletrodo é o mesmo, porém, não há a necessidade que a
direção de soldagem seja oposta à direção de progressão escolhida.
Melhores Práticas
As seguintes técnicas de fabricação são usadas para controlar a distorção:
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Uso de soldas ponto para ajustar e manter a folga da junta
Deve-se ter componentes idênticos, soldados de forma geminada (back-to-back) de tal forma que
a soldagem possa ser balanceada em torno do eixo neutro.
Colocação de reforços longitudinais para prevenir curvamento/abaulamento longitudinal em
soldas de topo de estruturas de chapas finas.
No momento da escolha dos processos e técnicas de soldagem mais adequados, os mesmos devem
objetivar o depósito do metal o mais rápido possível; MIG em preferência ao Processo Eletrodo
Revestido ou soldagem a gás e mecanizada em vez de soldagem manual.
Em passes longos, a solda não deve ser preenchida em uma única direção; técnicas de soldagem
por passe de retrocesso ou soldagem salteada devem ser usadas.