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Processo oxicombustível – Métodos de operação na soldagem

 Métodos de operação na soldagem

Na soldagem oxicombustível, é possível utilizar duas técnicas diferentes quanto ao sentido de avanço do maçarico: solda adiante ou à esquerda e solda atrás ou à direita.

solda adiante

A solda adiante ou à esquerda consiste em colocar a chama seguindo a vareta de solda em relação ao movimento segundo o qual se desenvolve a costura. Se o maçarico é seguro com a mão direita e a vareta com a mão esquerda, desenvolvendo-se o cordão de solda da direita para a esquerda, a vareta precede a chama e fica à esquerda, donde advém o nome de soldagem à esquerda.

Este método é atualmente o mais utilizado, principalmente na soldagem de chapas de aço com uma espessura máxima de 1/4″ (6,35mm), e na soldagem de chapas finas de até 2,5mm de metais não ferrosos. Este método não é recomendado para a soldagem de aços de alta resistência.

O bico do maçarico deve fazer um ângulo que varia de 45 a 50° em relação à chapa e a vareta de solda deve ser segura em um ângulo de 40°. O ângulo formado entre a vareta de solda e o bico do maçarico deverá ser de aproximadamente 90°.

solda atrás

A solda atrás ou à direita consiste em colocar a vareta de solda seguindo a chama, no movimento segundo o qual se desenvolve a costura. Se o maçarico é seguro com a mão direita e a vareta com a mão esquerda, desenvolvendo-se o cordão de solda da esquerda para a direita, a vareta sucede a chama e fica à esquerda.

Este método foi aperfeiçoado durante a segunda guerra mundial a fim de poder competir com a soldagem elétrica de chapas com espessuras superiores a 12,7mm

(1/2″), em vista das deficiências das soldagens à esquerda para chapas desta espessura.

O ângulo entre o bico do maçarico e a chapa a ser soldada será de 40 a 50°; o ângulo entre a vareta e a chapa, de 30 a 40° e finalmente o ângulo entre o bico do maçarico e a vareta de solda, de 100 a 110°.

Em uma obra, quanto mais se aproxima a fase final, com mais freqüência acontece que os conjuntos soldados tenham de ser montados em posições desfavoráveis. Assim, é importante observar algumas considerações sobre outras posições de soldagem que não a plana.

solda na posição vertical

Na posição vertical, as soldas deverão ser feitas sempre que possível de baixo para cima, ou seja, na posição ascendente. Tanto quanto possível, deve-se evitar a posição vertical descendente por ser uma técnica mais complicada, em função do escorrimentodo material líquido. Durante a operação, o ângulo entre o bico do maçarico e a peça a ser soldada deve variar entre 25 e 90°, conforme a espessura da chapa. O ângulo entre a vareta de solda e a chapa deve ser de 30°.

A principal vantagem da soldagem na posição vertical é a de se poder trabalhar sem chanfros, com materiais na faixa de 15mm de espessura. Nesta faixa de espessura, podem ser empregados simultaneamente dois soldadores, um de cada lado da junta. Para evitar pressões desiguais, o fornecimento dos gases deve ser efetuado pela mesma fonte.

solda na posição horizontal

A solda na posição horizontal é a menos utilizada na soldagem oxicombustível. Só é recomendável para espessuras menores que 5mm. O método de operação é todo especial e requer sucessivas mudanças no ângulo de ataque do bico do maçarico, ora para a direita, ora para a esquerda.

solda na posição sobrecabeça

A solda na posição sobrecabeça é a mais difícil, requer maior habilidade do soldador e deve ser evitada sempre que possível. Porém, muitas vezes, e especialmente na construção naval, ela é obrigatória.

A diferença principal entre a solda sobrecabeça e as outras soldas reside no grande ângulo formado entre o maçarico e a peça a ser soldada, pois o maçarico é mantido quase que na posição vertical. O ponto de fusão é inteiramente controlado pela chama do maçarico, que é posicionado quase em ângulo reto com a chapa, permitindo manter o ponto de fusão em posição correta.

A dificuldade maior desta posição de soldagem é manter um controle sobre a profundidade de penetração, uma vez que é preciso esperar que haja calor suficiente para obter uma boa penetração; no entanto, o material se torna muito fluido e difícil de controlar, com tendência a cair. Utilizando chama e vareta de solda corretas, e, principalmente, muita habilidade por parte do soldador, as dificuldades podem ser superadas.

A primeira etapa na preparação das peças a soldar é a limpeza. As peças, ou pelo menos as partes a serem soldadas, devem estar limpas e livres de qualquer outro material que não seja sua própria superfície. Por outro material entende-se: tinta, verniz, óleo, graxa, gordura em geral ou outro material qualquer que possa contaminar a poça de fusão.

preparação das peças a soldar

Concluída esta etapa, passa-se para o próximo passo da preparação, que consiste em executar um chanfro, dar espaçamento e fixar as peças a serem soldadas. É importante destacar que este segundo passo vai depender muito da espessura da peça a ser soldada. Por exemplo, os chanfros somente são necessários a partir de uma certa espessura.

Nas peças com espessura de 3 a 5mm, deve ser feito um preparo nas bordas a serem soldadas; esse preparo chama-se chanfro, o qual pode ser feito com esmerilhadeira, lima ou rebolo e deve ter por volta de 30°. A profundidade do chanfro não deve atingir mais do que 3/4 da espessura da chapa, pois se a ponta do chanfro for muito fina, esta será queimada com grande facilidade pela chama do maçarico e a solda não ficará perfeita.

Nas chapas com espessura entre 5 e 15mm fazem- -se os chanfros da mesma maneira, porém com ângulos maiores, na ordem de 60° para ter acesso com o maçarico ao fundo da junta.

Em espessuras superiores a 15mm recomenda-se a utilização de chanfro duplo; a solda deve ser feita pelos dois lados. Quando possível, recomenda-se que esta solda seja feita com dois maçaricos de mesma capacidade e trabalhando em conjunto, um de cada lado, principalmente em espessuras acima de 20mm.

pré-aquecimento das chapas

O pré-aquecimento das chapas é outra etapa de preparação; é necessário e algumas vezes indispensável, não só para facilitar o processo de fusão da solda e do material a soldar, mas também para compensar a contração e as possíveis deformações e trincas do cordão. As chapas finas são aquecidas com o próprio maçarico nos lados da junta a soldar. Já as chapas grossas ou peças de grandes dimensões exigem aquecimento localizado ou aquecimento em forno.

As chapas finas com espessura de até 1mm não precisam de material adicional para soldagem. Basta preparar as duas bordas a serem soldadas com uma pequena dobra de modo a parecer um pequeno flange de cerca de 1,5mm em cada uma das chapas. Encostando- se os dois flanges e aproximando-se a chama, dá-se a fusão e a consequente soldagem.

Para chapas com espessura de 1 a 3mm, usa-se outro modo para preparação: aproximam-se as duas chapas a serem unidas, deixando um pequeno espaço com aproximadamente 1/4 da espessura da chapa. Este modo de soldagem pode causar deformações nas chapas muito finas.

ponteamento

O ponteamento é utilizado na soldagem de chapas mais finas, antes de ser feito todo o cordão; as chapas devem ser ponteadas em espaços de 10 a 15mm. Tal procedimento evitará que, ao se deformarem, as chapas se aproximem demasiadamente, prejudicando assim a sequencia do serviço.

Consumíveis

Os consumíveis para a soldagem oxicombustível são os materiais de adição, constituídos de diversos metais, e os fluxos.

 

material de adição

As propriedades dos materiais de adição devem ser as mais próximas possível das propriedades dos materiais que serão soldados. Há no mercado diversos tipos de metais de adição, com variadas composições químicas para materiais ferrosos e não ferrosos.

O processo de soldagem oxicombustível influencia a composição química do material de adição, uma vez que alguns elementos serão perdidos por evaporação ou queima durante a soldagem. Assim, é de se esperar que a composição química do depósito seja diferente da composição do material de adição.

Os materiais de adição são disponíveis na forma de varetas e encontram-se nas seguintes dimensões: 1,6a 1 Omm de diâmetro (1/16 a 3/8′) e 610 ou 914mm (24 ou 36″) de comprimento. Estes materiais devem ser rigorosamente inspecionados para não haver o risco de apresentarem porosidades, inclusões não metálicas, contaminações em geral, vazios e qualquer outro tipo de defeito.

Em soldagem de manutenção e reparos em geral, não é tão importante que a composição química dos materiais seja a mesma. Nestes casos pode ocorrer que seja utilizado propositadamente um material diferente, com o objetivo de modificar alguma característica da junta para evitar que a falha volte a acontecer. Assim, passa a ser mais importante a correta obediência ao procedimento de soldagem, pois as diferenças causadas pelos diferentes materiais serão compensadas nas demais etapas, como por exemplo no tratamento térmico de pós-aquecimento.

fluxo

O fluxo deve proteger a poça de fusão da atmosfera e de reações com a chama, não dificultar a visão do soldador nem dificultar seu trabalho.

Durante o pré-aquecimento e período de soldagem, o fluxo deve ser usado para limpeza e proteção dos materiais de base e, em alguns casos, do material de adição.

o fluxo serve para limpeza simples; portanto não deve ser usado como substituto da limpeza do material

No caso de materiais muito sujos, é arriscado garantir que o fluxo não vá interferir na poça de fusão, pois estará sendo utilizado de maneira incorreta.

O fluxo pode ser preparado como pó seco, pasta, na forma de uma fina lâmina ou como pó prensado no interior de varetas.

Alguns dos materiais que necessitam de fluxo durante a soldagem são: bronze, ferro fundido, latão e alumínio. Na soldagem do aço carbono não é necessária a utilizaçãode fluxo.

Um dos meios mais eficientes para melhorar e controlar a qualidade das juntas soldadas é remover óxidos e outras impurezas da superfície do metal a ser soldado.

Quando os óxidos não são removidos, a fusão é dificultada, pois eles absorvem parte do calor que deveria ser destinado à soldagem. A presença dos óxidos na superfície também possibilita inclusões na poça de fusão, o que compromete a resistência da junta soldada.

Um bom fluxo deve colaborar na remoção dos óxidos durante a soldagem. A maneira como isto ocorre é simples: o fluxo deve combinar com o óxido e formar uma escória fusível que flutua no topo da poça de fusão e não interfere com a fusão nem com a deposição do material de adição.

Os tipos de chama, de material de adição e de fluxo relação material/soldagem que devem ser empregados em alguns metais podem oxicombustível ser vistos no quadro.

 

soldagem de ferro fundido

O ferro fundido tem alto teor de carbono, entre 2 e 4%, e pode ser classificado em ferro fundido cinzento e ferro fundido branco. O mais comum é o cinzento, usinável porém frágil. No cinzento, o carbono está presente na forma de lamelas de grafite e no branco, combinado ou dissolvido. Elementos como silício (Si) e manganês (Mn) são adicionados ao ferro fundido para favorecer a grafitização e melhorar a tenacidade.

A alta temperatura de fusão do ferro fundido exige potência da ordem de 10OI/h por milímetro de espessura. Se a peça for maciça, deve-se aquecê-la ao rubro e reduzir a vazão para 75l/h.

 

é preciso prever grandes quantidades de Si no metal de adição e utilizar uma quantidade moderada de fluxo

 

É necessário o uso de fluxo, cujo componente ativo é o carbonato de sódio; porém este material oxida o silício e há risco da formação de ferro fundido branco localizado. A soldagem deve ser feita na posição plana devido à grande fluidez do banho.

A principal dificuldade na soldagem é a fragilidade do material. Se a área de soldagem estiver livre, os esforços de contração e dilatação podem acontecer sem danos; do contrário, deve-se recorrer a pré-deformações mecânicas ou térmicas.         

  Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997

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