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