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Fontes de calor para tratamento térmico

Escrito por Infosolda. Posted in Metalurgia

As diversas fontes de calor para tratamento térmico são: fornos fechados, que podem ser elétricos ou a combustão; elementos aquecedores elétricos por resistência; aquecimento indutivo; gases quentes; queimadores a gás; dispositivos vibratórios e martelamento.

 

 

fornos fechados

Os fornos são estruturas de aço revestidas com placas de materiais refratários que suportam altas temperaturas; quanto mais alta a temperatura, maior será o custo do revestimento térmico. Para confinar o equipamento, utilizam-se modelos como contínuo, campânula ou portas laterais, com dimensões variadas, geralmente de secções arredondadas para facilitar e manter o aquecimento constante e uniforme.

O aquecimento é feito por meio de materiais combustíveis como óleo, gás, ou resistências elétricas. Os elementos aquecedores são distribuídos de maneira a provocar um aquecimento por igual em todas as partes do equipamento. A atmosfera é geralmente redutora e o equipamento sofre uma pequena oxidação.

O tratamento térmico em fornos é a forma mais recomendável e econômica de executar um tratamento térmico. É feito com bastante facilidade; no entanto, freqüentemente as dimensões das peças impedem sua entrada no forno ou em alguns casos, excedem o comprimento deste; no caso de tratamento de juntas soldadas em elementos grandes e extensos, tais como tubulações ou conjuntos petroquímicos, e dependendo das exigências das normas, pode-se efetuar um tratamento térmico localizado em várias partes.

aquecimento resistivo

O aquecimento resistivo é largamente empregado devido ao baixo custo e à boa confiabilidade quando comparado a outros métodos de tratamento térmico localizado. Consiste de elementos resistivos convenientemente ajustados em torno do local a ser tratado; o conjunto é protegido por mantas cerâmicas, material de isolação térmica capaz de manter a região tratada sob temperaturas de até 1200°C.


As resistências são supridas de energia através de fontes de corrente contínua de baixa tensão, geralmente máquinas de solda ou conjunto transformador/retificador.

O controle do fornecimento de energia é feito pela própria máquina ou por painéis computadorizados, ou ainda com auxílio de relês nos quais as taxas de temperatura são controladas por meio de pirômetros.

aquecimento indutivo

A melhor maneira para ilustrar o aquecimento indutivo, que é geralmente localizado, talvez seja pela comparação com o transformador. O transformador compõe-se de três conjuntos básicos: enrolamento primário, enrolamento secundário e núcleo de chapas de ferro- silício. Quando se aplica uma tensão alternada ao primário do transformador, um fluxo magnético é induzido no núcleo, o qual por sua vez induz uma tensão no secundário.

Para aplicar esse princípio no aquecimento indutivo de uma junta tubular, enrola-se um cabo de cobre flexível condutor de energia ao redor do tubo em várias espiras; quando a energia flui no enrolamento, o núcleo é aquecido pela tensão alternada de frequência apropriada, uma vez que o núcleo não é bom condutor de energia. Entre o cabo indutor e o corpo da peça é feito um isolamento térmico. Este cabo por vezes é refrigerado por água que flui no seu interior.


As fontes de energia são geralmente geradores ou retificadores de frequência apropriada para esta finalidade; o controle de temperatura é feito por meio de pirômetros.

gases quentes

A fonte de gases quentes utiliza queimadores a óleo ou gás combustível. O processo é simples mas seu controle é extremamente difícil e exige técnicas bem desenvolvidas. O princípio é o de aquecimento por meio da queima de um combustível, sendo o produto da queima injetado no interior da peça, isolada termicamente. Este tipo de fonte de calor tem grande aplicação em equipamentos como vasos e principalmente esferas.

Deve-se tomar cuidado com pontos frios, como bocais e tomadas, que por vezes não atingem o ciclo desejado; as tensões devem ser aliviadas por outro método de tratamento.

queimadores a gás

O queimadores a gás são geralmente empregados para têmpera localizada, com temperaturas abaixo de 450°C. O processo é bem simples, embora o controle do processo seja pouco eficiente. Emprega-se chama combustível.

Os queimadores são convenientemente dispostos e aproximados para que possam atingir a taxa de temperatura adequada; não há isolação quando a região está sendo aquecida, e em certos casos, após atigir o patamar de temperatura, retira-se a fonte de calor e isola-se a região para um resfriamento mais lento.

dispositivos vibratórios

Os dispositivos vibratórios são principalmente usados para dar estabilidade dimensional a peças soldadas e reduzir a susceptibilidade a corrosão quando existe tensão, reduzindo parte das tensões residuais internas da peça.

Os dispositivos consistem de um oscilador acoplado firmemente à peça onde as variáveis são frequência, período de oscilação e carga aplicada. Ondas de choque produzidas por um vibrador provocam a acomodação da estrutura do corpo metálico em um nível de energia menor, reduzindo a tensão residual interna no componente.

Uma das grandes utilizações dos dispositivos vibratórios é garantir estabilidade dimensional em estruturas soldadas para que futuras operações de usinagem possam ser feitas.

martelamento

O martelamento, também chamado de "peening", é muito empregado em soldas de manutenção, onde o controle de deformações é um fator determinante.

Em razão de ser um processo de alívio de tensões mecânico, o martelamento tem função limitada e deve ser empregado com muito critério, por pessoal treinado. É geralmente feito imediatamente após a execução do cordão de solda, com auxílio de um martelo de bola em um único sentido e com aplicação da carga de impacto constante, para aliviar as tensões por igual.

 Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997