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Condição de soldagem
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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
MESTRADO PROFISSIONAL EM PROJETO E PROCESSO DE FABRICAÇÃO
CONDIÇÃO DE SOLDAGEM
SAE 8620
MECM-015 Processo de Fabricação por Soldagem
Professor: Victor Hugo Velasquez Acosta
Alunos: Carlos Emilio Soder
Nilo Alberto Scheidmandel
Lucas Zavistanovicz
Passo Fundo, julho de 2012.
1. INTRODUÇÃO
Com a crescente busca em tecnologia, empresas buscam cada vez mais por conhecimento e estudo
de seus processos, por sua vez o estudo do processo de soldagem faz-se cada vez mais necessário e em
todas as suas esferas, visto que se trata de um processo de união permanente de metais e esta união na
maioria de suas vezes requer responsabilidade as quais nela vidas estão sendo confiadas.
Quando a fabricação exige a soldagem de materiais, é necessário garantir que a união destes seja
suficientemente responsável, de modo a garantir a integridade física do equipamento. A energia
empregada na soldagem, por exemplo, afeta não só o metal de solda, ela afetará também as
propriedades mecânicas do metal de base. Assim, é necessário garantir que ao final do processo de
soldagem, as propriedades mecânicas da junta soldada estejam de acordo com as exigências de uso
daquele equipamento fabricado.
São várias as normas que estabelecem os requisitos básicos para soldagem de materiais. Cada
norma no seu campo de atuação. Estas normas estabelecem critérios capazes de garantir que as juntas
soldadas alcancem as propriedades mecânicas necessárias para a sua pretendida aplicação.
2. OBJETIVO
Desenvolver uma condição de soldagem para um aço SAE 8620 de 12 mm de espessura.
3. METODOLOGIA
3.1. Procedimento de Soldagem
A Secção IX do código ASME, traz normas relativas aos procedimentos de soldagem, bem como
qualificação de soldadores. A qualificação do procedimento e do soldador ou operador de soldagem é
feita confrontando resultados dos testes realizados nos corpos de prova, com os critérios de avaliação
impostos pela norma em questão. Divide-se, portanto, em avaliações de procedimento e avaliações de
desempenho. Ou seja, aqueles que garantem as propriedades da junta soldada (procedimento) e os que
avaliam a habilidade do soldador (desempenho).
Procedimento de Soldagem é um documento onde contém todos os itens a serem observados
durante a soldagem. Nele estão as faixas de parâmetro onde o trabalho será realizado, por exemplo:
tipo de metal de base, espessura do metal de base, corrente e etc.
É necessário confrontar o procedimento com a norma a ser aplicada. Desse modo, surgem outros
documentos que são retirados do PS.
O objetivo da Especificação do procedimento de soldagem (EPS) e do Registro da Qualificação
do Procedimento de Soldagem (RQPS) é determinar que a soldagem proposta para a construção
soldada seja capaz de alcançar as propriedades requeridas para a sua aplicação.
Na Definição ASME: “EPS é um procedimento de soldagem, escrito e qualificado, preparado
para fornecer instruções referente à execução de soldagem de produção, que estejam de acordo com os
requisitos do código. A EPS pode ser usado na instrução de soldadores e operadores, no sentido de que
seja assegurada a conformidade com os requisitos deste código.”
A EPS relaciona as variáveis essenciais e as variáveis não essenciais, e os limites aceitáveis dessas
variáveis quando essa EPS for utilizada. Além disso, a EPS fornece orientações para o soldador.
3.2. Processo de soldagem
GMAW – GAS METAL ARC WELD
A soldagem a arco com eletrodos fusíveis sobre proteção gasosa é conhecida pelas
denominações de: MIG, quando a proteção gasosa utilizada for constituída de um gás inerte, ou seja,
um gás normalmente monoatômico como Argônio ou Hélio, e que não tem nenhuma atividade física
com a poça de fusão. MAG, quando a proteção gasosa é feita com um gás dito ativo, ou seja, um gás
que interage com a poça de fusão, normalmente CO2 - dióxido de Carbono. GMAW, (abreviatura do
inglês Gás Metal Arc. Welding) que é a designação que engloba os dois processos acima citados.
Figura 01: Area de soldagem no processo GMAW
Fonte: Wikipedia.
3.3. Metal Base
A N-133 da Petrobras tem como critérios metal de base de aço-carbono e aço-
carbono-manganês de limite de resistência mínimo igual ou inferior a 630 MPa (64,2
kgf/mm2) e que atenda à especificação de material indicada pela norma de projeto.
Material SAE 8620.
Equivalência
SAE 8620 / ABNT / AISI / DIN -21NiCrMo2
Composição Química Média (%)
C: 0,20 Mn: 0,80 P: 0,030 S: 0,030
Si: 0,25 Cr: 0,50 Mo: 0,20
Tabela 01: Composição química do Aço 8620.
Fonte:Aços para Construção mecânica –Acerol Mital
Características
Aço com boa temperabilidade e usinabilidade. Possui ótima forjabilidade e soldabilidade.
Aplicação
Em aplicações que solicitam endurecimento superficial por cementação ou carbonitretação
como, por exemplo, em engrenagens.
Grafico 01: Sequência de Processamento Recomendada
Fonte:Aços para Construção mecânica –Acerol Mital
Gráfico 02: Dureza versus Temperatura de Revenido:
Fonte:Aços para Construção mecânica –Acerol Mital
Carbono Equivalente
Figura 02: Carbono Equivalente 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of Japan Welding Engineering Society.
Teorema de schaeffler
Figura 03: Teorema Schaeffler
Fonte: http://www.engefac.com.br/presencamagnetismo.html
3.4. Metal de Adição
Os consumíveis devem seguir as seguintes indicações:
a) o limite de resistência do metal depositado deve ser, no mínimo, igual ao limite de resistência
mínimo especificado para o metal de base;
b) ser especificado de acordo com as normas AWS ou ABNT NBR, em função do processo de
soldagem, a saber:
- MIG/MAG: AWS A5.18;
ER70S6 é um arame de solda de aço leve que contém altos níveis de manganês e silício do que
outras classes de padrão de fio MIG para produzir soldas de alta qualidade quando usado em aço suja,
oleosa, ou enferrujado. O teor de silício elevada aumenta a fluidez da poça de solda, criando assim
uma aparência mais suave do grânulo e resultando em mínima pós-soldadura de moagem. Este fio está
concebido para proporcionar a porosidade-livres, as soldaduras de raios-x de qualidade com a força de
tração mais elevada (tal como soldada) de todos os fios de aço simples de carbono. Este produto requer
um gas de proteção CO2 ou CO2 mistura.
Tabela 02: Propriedades do metal de Solda.
Fonte: http://www.esab.com.br/br/por/Produtos/consumiveis/arames_solidos/autord1251.cfm
3.5. Gás de proteção
Stargold Plus (MAG)
Principais Aplicações:
» Indicado para a soldagem de aços carbono e aços de baixa liga.
» Indicado para o processo de soldagem MAG com transferência por curto-circuito ou spray para qualquer
espessura.
Vantagens e benefícios:
» Alta penetração
» Baixíssima incidência de respingos
» Elevadas velocidades de soldagem
» Excelente acabamento visual
» Excelente estabilidade do arco
Talela 03: Gás de proteção para processo GMAW
Fonte: www.praxiar.com
4. Cálculos
Cálculos feitos com auxilio do site http://www-it.jwes.or.jp/index_e.jsp
4.1. Processo SAW
Figura 04: Condição de Soldagem SAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of
Japan Welding Engineering Society.
Figura 05: Condição de Soldagem SAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of
Japan Welding Engineering Society.
4.2. Processo GMAW
Figura 06: Condição de Soldagem GMAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of Japan
Welding Engineering Society.
Figura 07: Condição de Soldagem GMAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of
Japan Welding Engineering Society
4.3. Processo GTAW
Figura 08: Condição de Soldagem GTAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of Japan
Welding Engineering Society.
Figura 09: Condição de Soldagem GTAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center
of Japan Welding Engineering Society.
4.4. Processo SMAW
Figura 10: Condição de Soldagem SMAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of
Japan Welding Engineering Society.
Figura 11: Condição de Soldagem GTAW 8620
Fonte: Welding Tecnology Information Center of
Japan Welding Engineering Society.
5. Conclusão
A soldagem é um processo muito utilizado dentro das indústrias metalomecânicas das quais este
estudo esta cada dia mais presentes dentro de nosso processo metalúrgico, principalmente por uma
variável que move todas as indústrias e mexe com todos estudiosos de processo o CUSTO.
A escolha adequada dos parâmetros operacionais é de suma importância na condução da operação
de soldagem a arco elétrico. A seleção se faz mediante a tensão, a corrente, a velocidade e a penetração
de soldagem.
Para este sistema foi definido o processo GMAW devido a sua versatilidade, uma vez que o
processo esta presente na maioria das empresas metal mecânica, salvo que a espessura de soldagem
não vem a ser de muito elevada, optamos nesta utilização de multi passes devido ao aquecimento
menor ao aporte de calor que estaremos executando é bem menor por seu filete de solda a ser
depositado.
ANEXO
Procedimento de soldagem
6. Bibliografia
ASME Seção IX Edição 2004
N-133 Soldagem, Petrobras, revisão J, julho de 2005
http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_metal_arc_welding
https://www.belgo.com.br/produtos/industria/solucoes/acos_construcao_mecanica/pdf/acos_construcao_m
ecanica.pdf
http://www.engefac.com.br/presencamagnetismo.html
http://www.esab.com.br/br/por/Produtos/consumiveis/arames_solidos/autord1251.cfm
http://www.infosolda.com.br
http://www.praxair.com/sa/br/bra.nsf/AllContent/D327B2CC7D4E9F2D8525733E007AD6A1?OpenDocument
&URLMenuBranch=332263346B5A998685257341005800FD
http://www.weldingmaterialsales.com/Product_pages/er70s6_productpage.htm
http://www-it.jwes.or.jp/index_e.jsp
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