04 Soldagem Uniões - Transp
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SOLDAGEM
1. Introduo
Juno de peas metlicas por contato e aquecimento.
Processos por fuso: fuso local das partes, necessidade de metal de adio (geralmente).
Processos por presso: aquecimento para aumento da plasticidade (sem fuso) e aplicao de presso.
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2. Tipos de juntas
Juntas de topo:- flange (partes de at 3mm de espessura)- reta (3 a 8mm)- em V (14 a 16 mm)- em duplo V (16 a 20 mm)- em U (acima de 20mm)- em duplo U (acima de 20 mm)
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Juntas sobrepostas: sobreposio de 3 a 5 vezes a espessura das chapas
Juntas de canto (com ou sem chanfro)
Juntas em T (com ou sem chanfro)
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3. Metalurgia da Solda
Soldagem ocorre pela eliminao de xidos superficiais e soluo slida dos metais envolvidos.
Aquecimento pode levar a fuso local, crescimento de gros cristalinos ou mudana no significativa na estrutura das partes.
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2 Material de Adio
3 Zona que sofreu fuso
4 Zona de crescimento de gros (sem fuso)
1 Zona sem alterao
Entre zonas 3 e 4 a pea soldada apresenta menor resistncia mecnica
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1. Existe relao entre o perfil da junta soldada e a espessura das chapas?
2. Faa um esboo da metalurgia da solda, identifique a regio menos resistente da solda e explique a diminuio da resistncia.
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4. Soldagem a gs
Realiza-se a fuso das partes e do metal de adio por chama obtida com a queima de mistura de gs combustvel (acetileno, hidrognio, butano, propano) e oxignio.
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Gs mais comum: acetileno. Costuma-se chamar a soldagem de oxi-acetilnica.
Utilizada geralmente em servios de reparo (baixo custo).
No utilizada na produo seriada pois apresenta baixa produtividade e alta dependncia da habilidade do operador.
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Equipamento utilizado na obteno da chama: maarico.
- maarico de baixa presso: proporo constante entre gs combustvel e oxignio.
- maarico misturador: proporo pode ser controlada
Controlando-se a proporo de gases altera-se as caractersticas da chama, necessrio para fuso de materiais variados.
Video: gas.mpg
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5. Soldagem a arco eltrico
Fonte de calor: arco eltrico originado pela polarizao da pea e do eletrodo
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A polarizao pode ser contnua ou alternada (gerando corrente contnua ou alternada). Arco mais estvel em corrente contnua.
Tenses necessrias para formao do arco:- CC: 40 a 50 V- CA: 50 a 60 V
Para manuteno do arco so necessrias tenses mais baixas (15 a 30 V para eletrodo metlico, 30 a 35 V para eletrodo de carbono).
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O metal de deposio fundido e geralmente depositado na forma de gotas
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O eletrodo pode ser consumvel (se trata do prprio metal de adio) ou no consumvel (fabricado em tungstnio ou carbono)
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5.1 Soldagem com eletrodos revestidos
Eletrodo revestido:- alma metlica (material de adio)- revestimento composto de materias orgnicas e minerais
O eletrodo consumido.
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Funes do revestimento:- formar nuvem gasosa protetora (evita oxidao da solda)- estabilizar o arco eltrico- formar escria que retarda o resfriamento da pea
(escria deve ser posteriormente removida)- introduzir elementos de liga
possvel a soldagem em posies variadas e o operador utiliza apenas uma das mos. Mas a qualidade da solda depende fortemente da habilidade do operador
vdeo: arco_revestido.mpg
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5.2 Soldagem TIG
TIG Tungsten Inert GasArco formado por eletrodo no consumvel de tungstnio e
proteo atmosfrica obtida pela cobertura de gs inerte (mistura de hlio e argnio)
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Tungstnio suporta altas correntes, eletrodo pode ter dimetro pequeno e assim uma menor rea da pea afetada pelo calor
Pode-se soldar chapas de pequena espessura sem adio de metal (une-se as peas fundidas localmente)
vdeo: tig.mpg
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5.3 Soldagem MIG-MAG
As soldagens MIG (metal inerte gas) e MAG (metal active gas) utilizam eletrodo consumvel que alimentado automaticamente. Proteo atmosfrica obtida de forma semelhante do processo TIG.
Alimentao automtica: deposio uniforme do metal de adio, baixa dependncia da habilidade do operador e alta produtividade.
Video: mig.mpg mig_aut.mpg
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5.4 Soldagem a arco submerso
Eletrodo consumvel sem revestimento.Proteo contra oxidao obtida pela submerso do arco
eltrico em fluxo granulado.
Fluxo isolante trmico: concentra calor na regio de interesse (eletrodo e pea)
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Funes do fluxo:
- proteger contra oxidao
- estabilizar o arco
- formar camada superficial que retarda o resfriamento da pea
- evitar respingos (100% do material depositado)
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Parte no fundida do fluxo pode ser reaproveitada.
Processo totalmente automtico, formao de cordes de solda uniformes com bom acabamento. Alta produtividade.
Limitao: soldagem apenas na posio horizontal
video: arco_submerso.mpg
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Variaes da soldagem a arco submerso:
- twin arc: dois eletrodos em paralelo (camada de deposio mais larga)
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- tanden arc: dois eletrodos em srie (camada de deposio mais espessa)
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- eletrodo em fita: eletrodo na forma de fita (camada de deposio mais larga)
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1. Cite qual o elemento que protege a regio de soldagem quanto oxidao em cada caso: soldagem gas, eletrodo revestido, TIG, MIG-MAG, arco-submerso
2. O elemento protetor possui alguma outra funo? Quais funes?
3. Ordene os mtodos de soldagem acima por ordem crescente de automao. Qual a relao dessa ordem com os custos e a qualidade do processo?
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6. Soldagem por resistncia
Aquecimento (abaixo do ponto de fuso) por passagem de corrente eltrica e aplicao de presso.
Os eletrodos so compostos de ligas de cobre e materiais refratrios como o tungstnio.
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Existem alguns tipos de montagem diferentes:
- soldagem por pontos - soldagem de topo
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- soldagem por costura (eletrodos circulares, permite a obteno de tubos com costura)
videos: resistencia
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7. Brasagem
Utilizada para unir partes de metais diferentes com a adio de metal que possua soldabilidade com ambas as partes.
Apenas o metal de adio fundido (maarico, fornos, resistncia eltrica)
Partes devem estar ligeiramente afastadas (0,013 a 0,075 mm) para que o metal de adio lquido penetre por capilaridade.
Materiais de adio: ligas de cobre (lato), ligas de prata, ligas de alumnio
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Juntas podem ser sobrepostas ou de topo
Pode ser utilizado na fixao de pastilhas de corte
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Dependendo dos materiais de adio e de suas temperaturas de fuso, classifica-se:
- soldabrasagem (650 920 oC)- soldagem forte (400 450 oC)- soldagem fraca (300 oC)
A soldabrasagem tambm se diferencia pela deposio ser semelhante a de uma soldagem (sem capilaridade).
utilizado fluxo granulado para a proteo contra oxidao
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1. Em qual tipo de soldagem voc classificaria a solda com ferro de solda (componentes eletrnicos)
2. Qual a principal diferena entre a soldagem por resistncia e as soldagens a arco?
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UNIO MECNICA
1. Introduo
Unio de peas por meio de dispositivos mecnicos, interferncia, etc.
Existem duas classes:- permanentes- no-permanentes
Principais vantagens: facilidade de montagem, desmontagem (quando possvel) e inspeo, uso de ferramentas simples e de mo de obra no qualificada.
Principal desvantagem: podem ser custosas se o tempo de montagem for elevado (pode chegar a 50% do tempo de fabricao). Procura-se minimizar a necessidade de montagem.
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Padronizao: diminuio de custos de fabricao de elementos fixadores e equipamentos, reduo do tempo de montagem.
Produtos grandes podem ser transportados no-montados e montados j no local de entrega.
Desmontagem: permite manuteno (substituio de peas desgastadas, ajustes).
Tolerncias exigidas para montagem automtica podem ser maiores que as requeridas para o produto.
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2. Elementos Rosqueados
2.1 Parafusos
Fixadores mais freqentes, geralmente no permanentes.Podem ser fixados por porcas ou parte rosqueada.
parafuso de porca parafuso de calota
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Existem diversas geometrias, porm padronizadas (padro ISO, padro americano)
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Prisioneiros: parafusos sem-cabea
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Os parafusos so geralmente conformados a frio. Podem ser usinados
So empregados diversos materiais: aos de baixo e mdio carbono, aos inoxidveis, ligas de alumnio, ligas de nquel e polimricos.
Ao geralmente revestido com elemento resistente corroso: nquel, cromo, zinco.
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Tenses nos parafusos:- trao do corpo do parafuso- compresso das partes unidas- cisalhamento do corpo do parafuso- cisalhamento dos filetes
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necessrio dar pr-tenso ao parafuso para boa unio (aperto e resistncia). Controle de pr-tenso realizado pelo controle do torque.
Deve-se preferencialmente manter a cabea do parafuso fixa e apertar a porca. Evita-se tenses e ruptura prxima cabea do parafuso.
Com o aperto os filetes da porca sofrem conformao plstica, o que permite a distribuio da fora por alguns filetes. Alm disso ocorre encruamento e aumento da resistncia do material da porca. Assim, porcas nunca devem ser reutilizadas.
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2.2 Insertos
Roscas internas fixadas por interferncia em materiais pouco resistentes como ligas leves de magnsio, madeira e plsticos.
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Tambm existem variaes soldadas e fixadas com rebites.
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2.3 Arruelas
Acessrio que garante melhor juno por parafusos.- distribuem as tenses- permitem maior folga entre parafuso e furo passante- veda a juno- previne o afrouxamento do parafuso
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3. RebitesJuntas mecnicas permanentes de alta produtividade e baixos custos.
Pino com cabea introduzido em furos passantes de chapas e ponta do pino conformada a quente ou a frio por martelamento ou prensagem para conformao de segunda cabea.
Vrios formatos: slido, semi-tubular, bifurcado, de presso
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Tubulares: mais baratos (reduo de material). So mais facilmente conformados e utilizados em fixao de partes sob baixas solicitaes. Podem ser rosqueados (semelhantes a insertos).
Rebites de repuxo: tubulares montados com pino para o repuxo (conformao).
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4. Unio por interferncia
Encaixe de pea com dimenses maiores que dimenses do furo onde encaixada.
Gera tenses de compresso e trao capazes de fornecer atrito resistente a torques.
Montagem pode ser feita por prensagem de pea com extremidade em formato de cunha, forada contra o furo ou por variaes dimensionais causadas por efeitos trmicos.
Geralmente aquece-se a parte com o furo. Eventualmente pode-se tambm resfriar a parte com o pino.
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5. Encaixes de engate rpido
Unio propiciada pela geometria das partes.
Partes ficam alinhadas automaticamente.No so necessrias ferramentas especiais.Montagem rpida (mesmo por operador humano).
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6. Anis de reteno (elsticos)
Permitem o posicionamento de peas a eixos.Podem ser tanto externos como internos.
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7. Juntas Metlicas
Conformao de extremidades de chapas
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1. Por que as chapas da carenagem de navios e avies so preferencialmente unidas por rebites (e no parafusos)?
2. Existe a possibilidade de unio por interferncia de materiais com fluncia elevada?
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ADESIVOS
1. Introduo
Unio permanente por material geralmente polimrico que se adere s superfcies de duas partes.
Resistncia do adesivo obtida por sua cura (polimerizao, vulcanizao, etc). s vezes necessrio aquecimento, porm bastante brando.
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2. Caractersticas
Tipos:
- naturais: baixa tenso- inorgnicos: baixa tenso- sintticos: tenses moderadas
Deve ser feita limpeza prvia das superfcies (retirada de poeira, leos e xidos). Preferencialmente no utilizar sobre superfcies muito lisas (provocar certa rugosidade proposital).
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Principais vantagens: aplicavl a diversos materiais e geometrias, no h mudana na microestrutura do material.
Principais desvantagens: restritos a baixas tenses solicitantes, temperatura de trabalho limitada, necessidade de limpeza e preparamento das superfcies, dificuldade de inspeo.
Tempo de cura pode ser longo a ponto de inviabilizar o processo.
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Adesivo tambm pode ser usado para vedao de outras junes.