Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Departamento de Engenharia
Curso: Engenharia de Controle e Automação
Disciplina: Processos de Fabricação
Prof. Jorge Marques dos Anjos
Aula 14
Processos de soldagem - Noções
Introdução
• A união de peças pode ser feita por processos de
parafusamento, rebitagem, colagem e soldagem,
entre outros.
• Soldagem é, segundo a definição da American
Welding Society (AWS), a “operação que visa obter a
coalescência (fusão) localizada produzida pelo
aquecimento até uma temperatura adequada, com
ou sem aplicação de pressão e de metal de adição”
Introdução
• Soldagem é um processo de união de metais por
meio da fusão localizada, seguida de solidificação.
• No entanto...
– Solda-se também não metais
– Processos de soldagem também são usados para
deposição de metal sobre uma superfície.
– Variações de processos de soldagem são utilizados
para corte de metais e não metais e também para o
tratamento térmico e termoquímico de superfícies.
Principais processos de soldagem
• Oxigas
• Arco elétrico
–
–
–
–
–
Eletrodo revestido
MIG/MAG
TIG
Arco submerso
Plasma
• Laser
• Feixe de eletrons
• Por pressão
Terminologia
• Soldagem: diz respeito ao processo
• Solda: região onde ocorreu o processo de soldagem,
caracterizada pela existência de um cordão ou de um
ponto.
• Metal base: peças que serão soldadas.
• Metal de adição: material que será depositado na região
de soldagem.
• Junta: região onde será aplicada a solda, forma como a
solda é realizada. Tipos de Junta: Topo, sobreposta, em
ângulo.
• Chanfro: abertura que se faz no metal base para garantir
adequadamente a soldagem. Tipos de Chanfro: I, ½V, V,
K, X, J, U.
Terminologia
• Cordão: forma geométrica da solda, caracterizado por
uma área secional (ou medidas de largura, altura,
diâmetro, etc.) e pelo comprimento.
• Filete: cordão obtido apenas devido à junção em ângulo,
sem a necessidade de chanfro.
• Poça de fusão: região que está liquefeita.
• Penetração: distância de alcance da fusão do metal base,
medida perpendicularmente à superfície soldada.
• Zona Termicamente Afetada (ZTA): região não fundida,
mas que sofreu alteração na estrutura do material devido
à ação do calor de soldagem.
Ilustração de processo de soldagem e de solda
Fonte: Apostila Soldagem I. P. Mondenesi e P. Marques. UFMG.
Processo Oxigás
• Processo de soldagem que usa a energia da
combustão para promover a coalescência do metal
de adição e/ou metal de base.
• O principal gás combustível utilizado é o acetileno,
devido ao seu poder calorífico superior, mas outros
gases podem ser utilizados.
Avaliação comparativa entre gases e aplicação
ou não de oxigênio comprimido
Fonte: apostila de soldagem UFTPR
Soldagem Oxiacetilênica
Fonte: apostila de soldagem oxiacetilênica UFTPR
Processos a arco elétrico
A energia de coalescência é fornecida pelo calor gerado
na resistência da condução de gás ionizado.
•
•
•
•
Eletrodo revestido
MIG/MAG
TIG
Arco submerso
Eletrodo Revestido
Processo muito flexível: solda diferentes metais, em
diferentes posições. Baixa produtividade.
Eletrodo Revestido
• O eletrodo é formado por uma “alma” de 250 a 500 mm
de comprimento (o mais usual é 350 mm), com diâmetro
de 2 a 8mm
• O revestimento é formado por minerais (argila,
fluorestos, carbonatos) ou outros materiais (celulose e
ligas metálicas) capazes de melhorar as condições de
soldagem
Funções do Revestimento
• Função elétrica: Tornar o ar entre o eletrodo e a peça
melhor condutor, o que permite estabelecer e manter o
arco estável.
• Função metalúrgica : Formar uma cortina gasosa que
envolve o arco e o metal em fusão, impedindo a ação
prejudicial do ar (oxigênio e nitrogênio) e também
adicionar elementos de liga e desoxidantes, para
diminuir as impurezas.
• Função física: Guiar as gotas de metal em direção à poça
de fusão, facilitando a soldagem nas diversas posições.
Atrasar o resfriamento do cordão através da formação da
escória, proporcionando melhores propriedades
mecânicas à solda.
Soldagem com Eletrodo Revestido
Operação ER
16
Processo MIG/MAG
• A diferença básica em relação ao ER é que no
MIG/MAG, a solda é protegida por um fluxo de gás e
não pelos gases e líquidos formados pelo
revestimento fundido.
• Outra diferença é que o eletrodo é na forma de
arame , garantindo continuidade da solda por mais
tempo. O arame é nu, isto é, não recebe
revestimento.
• Alta produtividade para chapas finas
MIG/MAG - Equipamento
Soldagem MIG/MAG
Processo TIG
 TIG (Tungsten Inert Gas)
• Processo de soldagem por arco elétrico, sob proteção
gasosa, com eletrodo não consumível de Tungstênio ou
ligas deste metal, com ou sem metal de adição.
TIG (Tungsten Inert Gas)
• Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)
 Gás inerte: Argônio ou mistura (Ar e He)
 Método utilizado para juntas pequenas (inferior a 10mm,
comumente 0,2 e 0,3mm)
 Utilizado para aços ligas, aços inoxidáveis e ligas não
ferrosas
 Geralmente é utilizado nos primeiros passes (pequenas
espessuras) e depois completa-se a solda com outros
processos
 O gás não interage com a soldagem e tem a função de
proteção da zona de solda
TIG (Tungsten Inert Gas)
Processo Arco Submerso
Processo Arco Submerso
 O fluxo é depositado, formando uma camada protetora
de material granular sobre a poça e o cordão de solda.
 Parte do fluxo funde-se e vira gás ou escória. A parte
não fundida é peneirada e volta a ser usada no
processo.
 O metal de adição é o próprio eletrodo, que pode ter a
forma de arame sólido, arame tubular ou fita.
 Por estar coberto pelo fluxo, o arco elétrico não é visível.
Não há faíscas, respingos ou fumos, exceto nas falhas
operacionais do processo.
Arco Submerso
 Parte do fluxo funde-se e vira gás ou escória. A parte
não fundida é peneirada e volta a ser usada no
processo.
 O metal de adição é o próprio eletrodo, que pode ter a
forma de arame sólido, arame tubular ou fita.
Arco Submerso - Equipamento
Processos a Resistência
4 tipos de soldagem por resistência:
1. Soldagem por ponto
2. Soldagem de projeção
3. Soldagem por costura
4. Soldagem de topo por resistência
Soldagem por Resistência
• É a soldagem através da aplicação de pressão entre
dois eletrodos não consumíveis, fazendo passar por eles
uma alta corrente elétrica (contínua) e fundindo o metal
pelo calor provocado pelo efeito joule.
• Equação de Joule: Q = R I² t.
•
•
•
•
Q = Carga térmica
R = Resistência elétrica
I = Corrente elétrica
t = tempo.
Soldagem a Resistência
 Soldagem por ponto
 Soldagem ponto a ponto com eletrodo não
consumível
Soldagem a Resistência
 Soldagem por costura
 Soldagem com eletrodo em forma de disco e
aplicação de uma seqüência de pulsos de
corrente.
Soldagem a Resistência
 Soldagem por projeção
 A projeção em uma das peças formada na
usinagem são soldadas pela pressão e corrente
aplicada nos pontos de projeção
Soldagem a Resistência
 Soldagem de topo
 Destinada a soldagem de arames e tubos, anéis
e tiras da mesma seção transversal