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SOLDAGEMProcesso eletrodo revestido
© SENAI - PR, 2002
CÓDIGO DE CATÁLOGO :2202
Trabalho elaborado pela Diretoria de Educação e Tecnologiado Departamento Regional do SENAI - PR , através doLABTEC - Laboratório de Tecnologia Educacional.
Coordenação geral Marco Antonio Areias SeccoElaboração técnica Jucianí Dos Santos
Marcio Luiz Rufini
Equipe de editoração
Coordenação Lucio SuckowDiagramação José Maria Gorosito
Ilustração José Maria GorositoRevisão técnica Juciani Santos
Revisão Final Dalva Cristina da SilvaCapa Ricardo Mueller de Oliveira
Referência Bibliográfica.NIT - Núcleo de Informação TecnológicaSENAI - DET - DR/PR
S474u SENAI - PR. DET Soldagem - Processo eletrodo revestido. Curitiba, 2002, 123p
CDU - 621.791.75
Direitos reservados ao
SENAI — Serviço Nacional de Aprendizagem IndustrialDepartamento Regional do ParanáAvenida Cândido de Abreu, 200 - Centro CívicoTelefone: (41) 350-7000Telefax: (41) 350-7101E-mail: [email protected] 80530-902 — Curitiba - PR
SUMÁRIO
Eletrodo revestido
Histórico da soldagem ........................................................................................................05
Importância da soldagem ...................................................................................................07
Eletrodo (generalidades) ....................................................................................................09
Corrente elétrica .................................................................................................................11
Perigos específicos da operação de soldagem .................................................................16
Arco elétrico ........................................................................................................................17
Eletrodo revestido (especificações) ...................................................................................20
Precauções de segurança .................................................................................................25
Eletrodo revestido (tipos e aplicações) ..............................................................................26
Intensidade de tensão.........................................................................................................31
Preparação para a soldagem .............................................................................................33
Movimentos dos eletrodos ..................................................................................................36
Respingos ...........................................................................................................................39
Soldagem (característica, qualidades, recomendações) ..................................................41
Segurança em soldagem elétrica ......................................................................................43
Juntas .................................................................................................................................45
Posições de soldagem .......................................................................................................50
Símbolos de solda ..............................................................................................................58
Apêndice - Metrologia e Tecnologia Mecânica aplicada à Soldagem .................................70
Paquímetro .........................................................................................................................71
Solucionando problemas ....................................................................................................79
Aços ao carbono.................................................................................................................87
Aços especiais ou aços-ligas .............................................................................................88
Ferro fundido.......................................................................................................................93
Identificação dos metais .....................................................................................................97
Conceitos e Medidas ..........................................................................................................99
Bibliografia .........................................................................................................................123
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SENAI-PR
Soldagem é a técnica de unir duas ou mais partes,
assegurando entre elas a continuidade e as características
mecânicas e químicas do material.
A palavra soldagem designa a ação de unir peças: a
palavra solda designa o resultado ou produto da operação.
Parte do desenvolvimento que levaria aos métodos de
soldagem empregados atualmente teve origem em tempos
remotos. É bem possível que a origem dos metais tenha
coincidido com a do fogo, tido como descoberto por volta do
ano 8000 a.C. Há 5000 anos, na cidade de Ur, Caldéia, uniam
- se peças de ouro, considerando o primeiro metal obtido e
utilizado, por meio de uma técnica hoje conhecida com
soldabrasagem.
Há 3000 anos, o homem inventou o processo de forjar a
quente, concentrando o calor na zona da peça que queria ligar,
seguido de martelamento.
O advento do ferro, por volta de 2000 a, C. ,foi um passo
importante para a metalurgia. Descobertas arqueológicas
indicam que o início do desenvolvimento do metal deu-se na
Mesopotânia, de onde foi para a China e Índia, e depois para o
Egito, Grécia e Roma. Nesse período, o homem começou
fabricar utensílios de duas ou mais partes por meio de união
por forjamento a quente, colocando uma peca sobre a outra
até que se soldassem.
Uma das mais antigas notícias que se tem sobre a
soldagem remota ao forjamento da espada de Damasco, (1300
a.C. ) e ao uso de uma espécie de maçarico soprado pela
boca, usando álcool ou óleo como combustível: Esta técnica
usada pelos egípcios para fundir e soldar bronze, foi transmitida
a gregos e romanos.
HISTÓRICO DA SOLDAGEM
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SENAI-PR
Desde sua descoberta, a soldagem tem sido de grande
importância para todos os segmentos industriais; seu
desenvolvimento foi baseado nas necessidades de cada
época; descobertas , novos processos, novas técnicas
surgiram para atender a uma demanda específica.
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SENAI-PR
A soldagem é sem dúvida alguma o meio mais barato,
importante e versátil de união entre os materiais após os anos
30, quando utilizava-se rebites.
Sua importância caracteriza-se pelo fato de unir todos
os metais comerciais, de ser aplicado em qualquer local, por
propiciar flexibilidade de projeto, reduzir custos de produção e
fabricação e pela facilidade em ser utilizado em recuperação
e manutenção de manufaturados.
O campo de aplicação de soldagem é praticamente
irrestrito. Assim sendo, sua aplicação pode variar desde a
viabilização de uma cadeira com armação metálica , até as
naves espaciais mais sofisticadas, que seriam inviáveis sem
o conhecimento da soldagem.
A soldagem é indispensável na industria naval ( navios,
submarinos, etc.) na industria mecânica ( construção de
equipamentos, bens de capital, etc.) na industria
automobilística, na industria aeronáutica ( satélites, aviões,
naves espaciais, mísseis , etc.) na construção civil ( estruturas
metálicas, pontes, edifícios, etc.) na industria nuclear ( reatores,
sistemas de resfriamentos, etc.) na industria energética ( cabos
de transmissão, turbinas, etc., ) em vasos de pressão, em
industrias petroquímicas, em plataformas marítimas, na micro
eletrônica, além de outras centenas de aplicações.
A multidisciplinaridade de conhecimentos é outra
características fundamental da soldagem, já que seus
requisitos essenciais são a metalúrgica, a mecânica, a
eletrotécnica, a química, a física, os materiais, o controle de
qualidade, a segurança além de outros fatores inerentes à
produção industrial.
A IMPORTÂNCIA DA SOLDAGEM
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Solda
Zona de união das peças, a solda é um processo manual
ou mecânico que se utiliza ou não do calor e da pressão, ou
ainda, que recorre à combinação de ambas usando
temperaturas com ou sem uso de pressão, ou com uma
combinação das duas. Através da solda é possível unir, revestir
ou refazer peças alterando ou não suas características
originais.
Soldagem
Atribui-se o nome de soldagem ao processo pelo qual
se consegue a união, assegurando na junta a continuidade
das propriedades químicas e físicas do metal base.
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Apresentando-se na forma de uma vareta metálica, o
eletrodo é especialmente preparada para servir como material
de deposição nos processos de soldagem a arco.
Fabrica-se o eletrodo com material ferroso e não ferroso.
Tipos
Existem dois tipos: o eletrodo revestido ou sem
revestimento.
Eletrodo revestido
O eletrodo revestido tem um núcleo metálico, um
revestimento à base de substância químicas e um extremo
não revestido para ser fixá-lo no porta- eletrodo .
O núcleo é a parte metálica do eletrodo que serve como
material de deposição. Sua composição química e sua seleção
se fazem de acordo com o material da peça a soldada.
O revestimento é um material composto por distintas
substâncias químicas, e tem as seguintes funções:
1. dirige o arco, conduzindo a uma fusão equilibrada e
uniforme;
2. cria gases que atuam como proteção evitando o
excesso de oxigênio e hidrogênio;
3. produz uma escória que cobre o metal de deposição,
evitando o resfriamento brusco e também o contato
do oxigênio e do hidrogênio .
ELETRODO (GENERALIDADES)
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SENAI-PR
4. contém determinados elementos de liga para a
obtenção uma boa fusão com os distintos tipos de
metais;
5. estabiliza o arco.
Condições de uso
O eletrodo deve estar livre de umidade e seu núcleo deve
ser concêntrico.
Eletrodo nu
Um eletrodo estirado ou laminado chama-se eletrodo nu.
Seu uso é limitado pela alta absorção de oxigênio e nitrogênio
do ar e instabilidade de seu arco.
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Denominamos de corrente elétrica os movimentos
ordenados de cargas elétricas através de um corpo.
Tipos de corrente elétrica
Corrente contínua ( + - )
Quando a corrente elétrica segue sempre na mesma
direção e sentido chama-se corrente contínua. A fonte
fornecedora desta corrente mantém constante sua polaridade,
ou seja:
a) o borne negativo sempre será negativo;
b) o borne positivo sempre será positivo.
Corrente alternada (~)
A corrente que passa através de um corpo sofrendo
inversão de sentido em intervalos regulares de tempo,
caminhando primeiro num sentido e depois no outro chama-
se corrente alternada.
CORRENTE ELÉTRICA
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SENAI-PR
Cada borne, ora será negativo, ora será positivo.
Vemos nas figuras o sentido da corrente alternada em
um transformador.
Intensidade da corrente elétrica
A corrente elétrica, seja ela alternada ou contínua pode
ter sua intensidade medida.
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Para medir a intensidade de corrente usa-se a unidade
de medida chamada ampère, que é representada pela letra A.
Tensão elétrica
Já foi visto que corrente elétrica é um movimento
ordenado de cargas elétricas através de um corpo. Estas
cargas, porém, não se movem sem que haja uma força
atuando sobre elas, fazendo-as circular.
A essa força atuante dá-se o nome de tensão elétrica.
Portanto, tensão elétrica é a força que movimenta as
cargas através de um corpo e que tem como unidade o volt,
que é representado pela letra V.
Obtenção da corrente elétrica na soldagem
Nas soldagens, a corrente elétrica pode ser obtida por
meio de:
w máquina de solda geradora;
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SENAI-PR
w máquina de soldar transformadora;
w máquina de soldar retificada;
Efeito da tensão elétrica na soldagem
A tensão faz com que a corrente elétrica prossiga
circulando, mesmo depois que o eletrodo é afastado da peça
fazendo com que o arco elétrico se mantenha. O arco produz
alta temperatura, fundindo o material do eletrodo e da peça,
formando a solda.
Sentido de circulação da corrente elétrica
A corrente elétrica sempre circula do pólo negativo ( - )
para o pólo positivo ( +)
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Polaridades
No processo de soldagem, quando a máquina de solda
está operando, a corrente elétrica sai pelo borne A , desloca-
se pelo cabo até a peça que está sendo soldada, provoca a
fusão do material da peça com o material do eletrodo através
do arco elétrico, passa pelo eletrodo e retorna ao borne B ,
através do cabo, entra novamente na máquina e, pelo circuito
interno, torna sair pelo borne A .
Por isso é comum dizer que quando o cabo porta-eletrodo
está ligado ao pólo negativo da máquina temos uma polaridade
negativa ou direta, e quando o cabo porta-eletrodo está ligado
ao pólo da máquina, temos uma polaridade positiva ou
indireta.
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São considerados perigosos os raios, a luminosidade,
as altas temperaturas e os respingos lançados durante a
soldagem.
Dos raios emitidos durante a soldagem os mais nocivos
são:
Raios ultravioleta e infravermelho
Raio ultravioleta
O raio do tipo ultravioleta provoca queimaduras graves,
com destruição das células e, com isso, a destruição prematura
da pele, ataque severo ao globo ocular, podendo resultar em
conjuntivite catarral,úlcera da córnea, etc.
Raio infravermelho
É o raio infravermelho responsável por danos como
queimaduras de 1º e 2º graus, cataratas (doença dos olhos
que escurece a visão), freqüentadores de cabeça, vista
cansada.
Observação
Os raios infravermelhos e ultravioletas são invisíveis.
PERIGOS ESPECÍFICOS DA OPERAÇÃO
DE SOLDAGEM
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É o fenômeno físico produzido pela passagem de uma
corrente elétrica, através de uma atmosfera gasosa, gerando-
se nesta zona, alta temperatura, que é aproveitada como fonte
de calor em todos os processos de soldagem pôr arco elétrico.
Características
w arco elétrico chamado também de arco voltaico,que
desenvolve uma elevada energia em forma de luz e
calor, alcançando uma temperatura de 4000ºC ,
aproximadamente, Forma-se por contato elétrico e
posterior separação, a uma determinada distância fixa
dos pólos negativos e positivos.
Este arco elétrico mantém-se pela alta temperatura do
meio gasoso interposto entre dois pólos.
Vantagens
O arco elétrico oferece a vantagem de aproveitar a fonte
de calor do processo de soldagem por arco, com o fim de
fundir os metais nos pontos a serem unidos. Uma vez fluidos,
todos esses metais formam uma massa única .
ARCO ELÉTRICO
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Desvantagens
O arco elétrico provoca irradiação de raios luminosos,
ultravioletas e infravermelho, que produzem transtornos
orgânicos.
Observação
Além do seu papel de fonte de calor, o arco elétrico ainda
conduz as gotas de metal, depositando-as na peça, o que
permite executar soldas sobre cabeça.
Sopro magnético
O sopro magnético é uma das grandes dificuldades,
eletrodo que o soldador encontrará, principalmente na
soldagem por arco de corrente contínua.
O sopro magnético produz-se por forças eletromag-
néticas, que atuam sobre o arco elétrico, especialmente
quando ele se encontra sobre bordas extremos ou partes da
peça que têm forma aguda, produzindo flutuações no arco,
com direções diversas e movimentos violentos.
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Este efeito provoca o desvio do metal fundido para um
dos lados da peça que está sendo soldada. O desvio ocorre
em razão da maior força do campo magnético, que, por sua
vez, é provocada pela falta de uniformidade da distribuição
desse mesmo campo.
A distorção do campo magnético acontece porque o arco
não vai pelo caminho mais curto do eletrodo à peça. Ele se
desvia pelos campos magnéticos que nela aparecem,
produzidos pela intensidade de corrente necessária para soldar.
O soldador tem vários meios à sua disposição para
limitar o efeito do sopro magnético.
1. Manter inclinado o eletrodo é o primeiro recurso para
evitar este fenômeno.
2. Colocar a conexão de massa ou retorno no lugar mais
próximo da peça a soldar.
3. Usar duas conexões de massa, uma peça e a outra
na mesa de trabalho.
4. Usar blocos de aço, para alterar o curso magnético
ao redor do arco.
5. Usar um arco elétrico curto.
6. Soldar com corrente alternada.
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SENAI-PR
Os eletrodos classificam-se por um sistema combinado
de números e letras, que permite identificar e selecionar o tipo
de eletrodo recomendado, conforme o trabalho a ser realizado.
Deve atender ao seguinte:
a) tipo de corrente que se dispõe.
b) posição da peça a soldar.
c) natureza do metal e resistência que deve possuir.
Esta classificação utiliza um sistema, composto por uma
letra maiúscula colocada como prefixo, seguida de quatro
dígitos .
O símbolo E significa eletrodo para soldagem a arco
elétrico manual.
Os dois primeiros dígitos, (de um total de quatro), indicam
a resistência e a tração em milhares de libras por polegada
quadrada.
Na figura 1 o número 60 significa 60.000 libras por
polegada quadrada, o que eqüivale a 42,2 kg por milímetro
quadrado.
O terceiro digito, (de um total de quatro) indica a posição
para soldar.
O número 1 significa: soldar em todas as posições.
ELETRODOS REVESTIDOS (ESPECIFICAÇÕES)
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Os dois últimos dígitos em conjunto indicam a classe de
corrente a usar e a classe de revestimento. O número 13
significa revestimento com rutílio, corrente contínua ou
alternada, pólo positivo. Para determinar o significado do terceiro
digito, utiliza-se a equivalência seguinte:
Para o terceiro digito:
1. Todas as posições;
2. Juntas em ângulo interior, em posição horizontal ou
plana;
3. ..... ..... .....;
4. Posição plana somente.
Os dois últimos dígitos em conjunto, indicam o tipo
de revestimento e a corrente de soldagem bem como a
polaridade da mesma.
Exemplos:
E-xx10 = Eletrodo com revestimento celulósico, ao sódio,
de alta penetração, corrente contínua (cc) e somente, ao pólo
(+) positivo.
E-xx11 = Eletrodo com revestimento celulósico, ao
potássio,de penetração atenuada, corrente alternada (ca) , ou
corrente contínua (cc), ao pólo (+) positivo.
E-xx12 = Eletrodo com revestimento rutílico orgânico,
média penetração, escória viscosa, corrente alternada (ca),
ou corrente contínua (cc) , ao pólo negativo (-).
E-xx13 = Eletrodo com revestimento rutílico orgânico de
media penetração, escória fluida, corrente alternada (ca) ou
corrente contínua (cc) ao pólo positivo (+) ou negativo (-).
E-xx14 = Eletrodo com revestimento rutílico com adição
de 30% de pó de ferro, média penetração, corrente alternada
(ca) ou corrente contínua (cc) ao pólo positivo (+) e negativo (-).
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E-xx16 = Eletrodo com revestimento básico de fluoretode cálcio, média penetração, corrente alternada (ca) oucorrente contínua (cc), ao pólo positivo (+).
E-xx18 = Eletrodo com revestimento básico, de fluoretode cálcio com adição de pó de ferro de aproximadamente 30%,media penetração, e corrente contínua (cc) ao pólo positivo (+).
E-xx24 = Eletrodo com revestimento rutílico, com adição
de 50% de pó de ferro, média penetração, corrente alternada
(ca) e corrente contínua (cc) ao pólo positivo (+) e negativo (-).
E-xx27 = Eletrodo com revestimento mineral com adiçãode 50% de pó de ferro, média penetração, corrente alternada(ca) e corrente contínua (cc) ao pólo positivo (+) e negativo (-).
E-xx28 = Eletrodo com revestimento básico, de fluoretode cálcio, com adição de 50% de pó de ferro, corrente contínua(cc) ao pólo positivo (+) e negativo (-).
Observação
c/c - corrente contínua, c/a - corrente alternada( + ) pólo positivo ( - ) pólo negativo
o sufixo representado por uma letra alfabética indica oou os elementos liga em % contido no metal depositado comosegue:
Exemplos:E-xx -A1 E-xx -G
E que são:A1 = 0,5 Mo%B1 = 0,5 Cr - 0,5 Mo%B2 = 1,25 Cr - 0,5 Mo%B3 = 2,25 Cr - 1,0 Mo%C1 = 2,5 Ni %C2 = 3,25 Ni %C3 = 1,0 Ni - 0,35 Mo - 0,15 Cr %
D1 e D2 = 0,25 a 0,45 Mo - 2,00 Mn %
G = 0,5 Ni mínimo, 0,30 Cr mínimo, 0,20 Mo mínimo, ou
0,10 V mínimo % sendo que só um elemento é requerido.
M = 1,3 a 1,8 Mn - Ni - 0,40 Cr - 0,25 a 0,50 Mo - 0,05
23SENAI-PR
24SENAI-PR
Tarefa Tipo de eletrodo
Cordão 1:
Celulósico ou básico
Cordão 2:
Celulósico
AGRUPAMENTO DE ELETRODOS INDICADOS PARA DIFERENTES TAREFAS
Peça
Rutílico com pó de ferro
Chanfro em duplo V em barras de tração com grande espessura,
na posição de soldagem planaBásico
Rutílico ou
básico
Solda em ângulo em console com chapas de 10mm de espessura, em posições
obrigatórias.
Junta de topo em tubulações, em posições obrigatórias.
Solda em ângulo com valor da garganta efetiva igual a 5mm,
em chapas para perfis, nas posições de soldagem horizontal
e plana
Juntas de topo e em ângulo em perfis vazados de paredes finas,
em posições obrigatóriasRutílico
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Importante
Todos os processos de soldagem podem produzir
emanações prejudiciais.
Utilize sempre o EPI - (equipamento de proteção
individual) adequado.
Procure soldar em ambientes com ventilação adequada.
Recomendações gerais:
w Proteja-se, use os EPI’s para cada processo.
w Use ventilação ou exaustão no local de soldagem.
w Evite o contato com parte elétrica em operação.
w Evite o contato do fluxo com a pele e visão.
Recomendação do uso de Lentes Filtrantes
Processo Arco Elétrico Tonalidade
Até 100 ampères 10
Acima de 100 a 300 ampères 12
Acima de 300 ampères 14
Processo MIG-MAG, TIG 10 - 12
Processo Oxiacetilênico 6
PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA
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Segundo a natureza do material de revestimento, se
conhecem-se industrialmente três tipos fundamentais de
eletrodos revestidos que são: o básico, que contém, em seu
revestimento, cálcio ou calcita. Rutílio, que possui alto teor de
óxido de rutílio ( titânio ), e o tipo celulósico. O revestimento
destes eletrodos, contém mais de 12% de matéria orgânica
combustível, ácido e oxidante.
Estes dois últimos são menos usados que o primeiro.
Eletrodo com revestimento básico
Espessura de revestimento
Geralmente o revestimento é grosso, poucas vezes é
revestimento médio.
Formação de gotas
Normalmente as gotas têm de tamanho médio.
Corrente e polaridade
Os eletrodos são usados com corrente contínua, no pólo
positivo. Em alguns casos pode-se soldar com corrente
alternada.
Posição para soldar
Todas as posições são empregadas na soldagem,
quando se utiliza eletrodo com revestimento básico..
Profundidade de penetração
A profundidade de penetração com este tipo de eletrodo
é mediana.
Manejo
O arco deve manter-se curto.
ELETRODO REVESTIDO (TIPOS E APLICAÇÕES)
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Tipo de escória
De aspecto marrom, a escória é densa.
Aplicações
Os eletrodos com revestimento básico são apropriados
para grandes espessuras, para construções rígidas, aços de
baixa liga e aços de alto teor de carbono.
Eletrodo com revestimento rutílico
Espessura do revestimento
O revestimento, neste caso, é geralmente médio ou
grosso, poucas vezes o revestimento é delgado.
Formação de gotas
As gostas são grossas quando o revestimento é delgado,
médias quando o revestimento é médio, pequenas quando o
revestimento é grosso.
Corrente e polaridade
A maioria destes tipos de eletrodo podem ser utilizados
com ambas as correntes. Geralmente o eletrodo está no pólo
positivo; somente em alguns casos, no pólo negativo.
Posição para soldar
Pode-se soldar em todas as posições quando o eletrodo
tem revestimento rutílico.
Profundidade de penetração
A espessura do revestimento do eletrodo com
revestimento rutílico determina a profundidade da penetração.
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Manejo
Produzindo um arco suave e tranqüilo, o eletrodo com
revestimento rutílico é de fácil manejo.
Aplicação
Utilizam-se os eletrodos de revestimento delgado em
espessuras finas, os de revestimentos médio ou grosso para
enchimento.
Eletrodo com revestimento celulósico
Espessura de revestimento
O revestimento, nos casos de emprego do eletrodo com
revestimento celulósico, é médio.
Formação de gotas
Médias até grandes são as gotas que se formam nos
processos de solda em que se utiliza eletrodo com o tipo de
revestimento em estudo.
Corrente e polaridade
Estes eletrodos podem ser usados com ambas as
correntes. Geralmente se utiliza com corrente contínua e
polaridade invertida, ou seja, o eletrodo no pólo positivo e peça
no negativo.
Posição para soldar
Em todas as posições podem-se soldar peças, quando
se usa eletrodo com revestimento celulósico.
Profundidade de penetração
Com este tipo de eletrodo consegue-se uma penetração
muito boa.
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Manejo
É de fácil manejo com arco curto o trabalho de solda ao
se utilizar o eletrodo assim revestido.
Tipo de escória
O eletrodo com revestimento celulósico apresenta pouca
formação de escória, que tem forma delgada e se cristaliza
rapidamente.
Aplicação
Este tipo de eletrodo presta-se especialmente para
aplicações difíceis e trabalhos de grande resistência.
Eletrodo com revestimento ácido
O eletrodo com revestimento ácido é recoberto de óxido
de ferro, óxido de manganês e outros desoxidantes.
A posição de trabalho mais recomendada para este tipo
de eletrodo é a plana.
Eletrodo com revestimento oxidante
O revestimento deste tipo de eletrodo assim se denomina
porque contém óxido de ferro (hematita), podendo ter ou não
óxido de manganês.
Sua penetração é pequena e suas propriedades
mecânicas muito ruins. É usado em trabalhos nos quais o
aspecto do cordão é mais importante do que sua resistência.
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OBSERVAÇÃO:
Em alguns tipos de revestimentos são adicionadas
partículas metálicas que dão ao eletrodo outras características
como:
w maior rendimento de trabalho (pó de ferro);
w propriedades definidas (ferro ligas).
Funções de revestimento
As funções do revestimento são muitas. Vamos, a seguir,
discriminar as mais importantes e dividi-las em três grupos:
Funções elétrica
Tornar o ar entre o eletrodo e a peça melhor condutor,
facilitando a passagem da corrente elétrica, o que permitirá
estabelecer e manter o arco estável (ionização).
Função metalúrgica
Formar uma cortina gasosa para envolver o arco e o
metal em fusão, impedindo a ação prejudicial do ar (oxigênio e
nitrogênio), e também adicionar elementos de liga e
desoxidantes para diminuir as impurezas.
Função física
Guiar as gotas de metal em direção à peça de fusão,
facilitando a soldagem nas diversas posições, e atrasar o
resfriamento do cordão através da formação da escória
proporcionando melhores propriedades mecânicas à solda.
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SENAI-PR
No comportamento de uma corrente elétrica de soldagem
distinguem-se três tipos de tensão:
Tensão sem carga
A tensão que antecede a iniciação do arco (60 a 70 volts
aproximadamente) denomina-se tensão sem carga.
Tensão de abertura do arco
Recebe o nome de tensão de abertura do arco aquela
que ocorre no momento de se fazer o arco (mínima).
Tensão de trabalho
A tensão de trabalho ocorre durante a soldagem (30 volts
aproximadamente).
Na soldagem com corrente alternada, seleciona-se
somente a intensidade de corrente (amperagem ) requerida.
Para a soldagem com corrente contínua, existem aparelhos
que exigem também da tensão.
Na corrente contínua ( polaridade ), esta troca de
polaridade, vem indicada nos folhetos sobre eletrodos.
Para calcular a intensidade normal de um eletrodo, toma-
se como base 35 ampères por milímetro de espessura do
núcleo.
Exemplo:
Para um eletrodo de 4mm de diâmetro a intensidade
normal será:
I = 4mm x 35 ampères/ mm
I = 140 ampères.
INTENSIDADE DE TENSÃO
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SENAI-PR
Os valores usuais apresentam-se na tabela seguinte:
Diâmetro Intensidade Tensão
do eletrodo aproximada aproximada
( MM ) (A ) (V )
35 18
2 70 19 a 21
3 105 22 a 25
4 140 26 a 28
5 175 29 a 30
210 31 a 36
OBSERVAÇÃO:
Estes valores poderão ser aumentados ou diminuídos
de 5 a 15% de acordo com o eletrodo e a máquina a utilizar.
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ww Quanto à peça:
A peça a ser soldada deve ser limpa de óxidos, gordura,
tinta ou qualquer tipo de impureza.
Observação:
Em alguns trabalhos (grades, portões, vitrais) a
preparação consiste apenas na limpeza de óxidos e outras
impurezas, porém, em soldagem de maior responsabilidade
faz-se necessário o uso de processos auxiliares, tais como
preaquecimento, pós-aquecimento, uso de respaldo,
dispositivos, chanfros etc.
ww Quanto à máquina:
Equipar a máquina com todos os acessórios
necessários para a execução da solda é condição determinante
para se obter um bom trabalho.
Deve ser a máquina regulada corretamente em função
do diâmetro do eletrodo e da espessura do material a ser
soldado.
ww Quanto ao eletrodo:
Seleciona-se o eletrodo de acordo com o material a ser
soldado.
ww Quanto ao local de soldagem:
O local de soldagem deve antender à segurança.
PREPARAÇÃO PARA A SOLDAGEM
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SENAI-PR
Introdução
As causas mais comuns de defeitos na solda ocorrem
em paradas obrigatórias para a substituição do eletrodo e
término do cordão. Para evitar esses defeitos e realizar uma
boa soldagem, devemos levar em conta, entre outros, os
sequintes fatores:
w Preparação para a soldagem;
w Início do cordão;
w Reinício do cordão;
w Término do cordão.
Vamos analisar cada um desses fatores separadamente
Início do cordão de solda
No início do cordão de solda deve-se observar que o
ângulo do eletrodo seja adequado para a posição de soldagem
e fazer o possível para abrir o arco elétrico num só resvalo.
Reinício do cordão de solda (emenda do cordão)
Quase sempre os defeitos encontrados em soldas
executadas com eletrodos se constituem em porosidades que
ocorrem nas emendas, quando é necessário trocar o eletrodo.
Para evitar esses defeitos se faz necessário:
w Deixar a unha corretamente posicionada na parada do
eletrodo.
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SENAI-PR
Preparar a unha adequadamente quando for necessário.
Observação
Para preparar a unha pode-se usar lixadeira, esmeril ou
a própria talhadeira.
w Reabrir o arco corretamente.
Término do cordão de solda
Ao terminar o cordão de solda, deve-se eliminar lentamente
o ângulo do eletrodo para que seja mantida a igualdade ao longo
do cordão.
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SENAI-PR
Os eletrodos realizam movimentos diferentes à medida
avançam em uma soldagem. Estes movimentos recebem o
nome de oscilação, são diversos e estão determinados
principalmente pela classe de eletrodos e pela posição da
união.
Movimento ziguezague (longitudinal)
É o movimento em ziguezague, no sentido longitudinal,
que o eletrodo descreve ao longo do cordão e que se efetua
em linha reta.
Este movimento é utilizado em posição plana para manter
a cratera quente e possibilitar uma boa penetração.
Quando se solda em posição vertical ascendente, sobre
cabeça e em juntas muitos finas, utiliza-se este movimento
para evitar acumulação de calor e impedir, assim, que o
material depositado goteje.
Movimento circular
Em cordões de penetração em que se requer pouco
depósito, utiliza-se essencialmente o movimento circular. Sua
aplicação é freqüente em ângulos interiores, porém não para
enchimentos ou camadas superiores.
À medida que avança, o eletrodo descreve uma trajetória
circular.
MOVIMENTOS DOS ELETRODOS
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SENAI-PR
Movimento semicircular
Uma fusão total das juntas a soldar é garantida pelo
movimento circular. O eletrodo move-se através da junta,
descrevendo um arco ou meia lua, o que assegura a boa fusão
nas bordas. É recomendável, esse movimento em juntas
chanfradas e enchimento de peças.
Movimento ziguezague (transversal)
O eletrodo move-se de lado a lado enquanto avança.
Este movimento é utilizado principalmente para efetuar
cordões largos.
Obtêm-se um bom acabamento em seuas bordas, facilita
a subida da escória à superfície, permite o escapamento dos
gases com maior facilidade e evita a porosidade no material
depositado. Este movimento utiliza-se de todas as posições
para soldar.
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SENAI-PR
Movimento entrelaçado
O movimento entrelaçado é usado geralmente em
cordões de acabamento.
Em tal caso se aplica ao eletrodo uma oscilação lateral
que cobre totalmente os cordões de enchimento. É de grande
importância que o movimento seja uniforme, porquanto se
corre o risco de ter uma fusão deficiente nas bordas de união.
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SENAI-PR
Pequenas gotas de metal fundido que saltam no ato dasoldagem, em todas as direções são chamadas de respingo.Podem estar entre 100º e 1700º e seu diâmetro pode chegaraté 6mm. São responsáveis por queimaduras no soldador etambém pôr incêndios, se caírem sobre material combustível.
Observação: Os riscos acima citados deixam de existirse o soldador se proteger com o E.P.I e trabalhar em local queofereça condições seguras.
Introdução
Na soldagem a arco diversas variáveis deve ser levadasem conta principalmente as seguintes:
w ajuste da corrente;w comprimento do arco;w velocidade de avanço;w ângulo do eletrodo.
Ajuste da corrente
A corrente fornecida pela máquina deve variar de acordocom o diâmetro do eletrodo.
Quando o diâmetro do eletrodo vem indicado emmilímetros, aplica-se a constante 35, ou seja; para cada ummilímetro usam-se 35 ampères.
Exemplo:
Calcular a intensidade da corrente conveniente parasoldar com eletrodo revestido de 3,2mm de diâmetro.
Solução:
Se para cada milímetro usam-se 35 ampères,multiplicando-se 3,2 por 35 ampères vamos encontrar a
amperagem aproximada para soldar com eletrodo revestido
de 3,2mm de diâmetro.
RESPINGOS
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SENAI-PR
Então, se 3,2 x 35=112, para soldar com eletrodo revestido
de 3,2 mm de diâmetro usam-se aproximadamente 112
ampères.
Comprimento do arco
Para determinar o comprimento do arco aplica-se a
seguinte regra:
O comprimento do arco nas soldagens com eletrodos
revestidos deve ser igual ou ligeiramente inferior ao diâmetro
do núcleo do eletrodo que está sendo usado.
Exemplo:
O comprimento do arco, para um eletrodo revestido de
1/8 (3,175mm), deve ser mantido entre 2,5 à 3,175mm de
afastamento.
Na tabela a seguir podemos observar algumas diferenças
na soldagem, quando trabalhamos com arco curto ou arco
longo.
ARCO CURTO ARCO LONGO
maior penetração menor penetração
solda menos espalhada solda mais espalhada
menos respingos excesso de respingos
Velocidade de avanço
Varia a velocidade de avanço de acordo com a intensidade
da corrente, com a dimensão da peça e com o tipo de cordão
desejado.
Ângulo do eletrodo
O ângulo do eletrodo varia de acordo com a posição de
soldagem e, também em função do formato da peça a ser
soldada.
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SENAI-PR
Uma boa solda deve oferecer, entre outras vantagens,
segurança e qualidade.
Para estes objetivos é necessário que os cordões de
solda sejam efetuados com o máximo de habilidade, boa
regulagem da intensidade e boa seleção de eletrodos.
Características de uma boa solda
(Veja quadro ilustrado no final da apostila)
Uma boa solda deva possuir as seguintes características:
w boa penetração;.
w isenta (descontinuidade);
w fusão completa;
w ausência de porosidade;
w boa aparência: e
w ausência de rachaduras..
Boa penetração
Obtém-se boa penetração quando o material depositado
funde a raiz e estende-se por baixo da superfície das partes
soldadas.
Isenta de escavações
Consegue-se uma solda isenta de escavações quando,
junto ao pé dessa escavação, não se produz no metal base
nenhum afundamento que estrague a peça.
Fusão completa
Obtém-se uma boa fusão quando o metal base e o metal
depositado formam uma massa homogênea.
SOLDAGEM (CARACTERÍSTICAS,
QUALIDADES, RECOMENDAÇÕES)
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SENAI-PR
Ausência de porosidade
Uma boa solda está livre de poros quando, em sua
estrutura interior, não existem bolhas de gás, nem formação
de escória.
Boa aparência
Uma solda tem boa aparência quando se aprecia, em
toda a extensão da união, um cordão de solda uniforme, sem
fendas nem saliências.
Ausência de rachaduras
Uma solda sem rachaduras apresenta-se quando, em
toda a extensão do material depositado, não existem
rachaduras ou fissuras.
Descontinuidades
A interrupção das estruturas típicas de uma peça
caracteriza o que se chama descontinuidade no que se refere
à homogeneidade de características físicas, mecânicas ou
metalúrgicas. A descontinuidade só deve ser considerada
defeito quando, por sua natureza, dimensão ou efeito
acumulado, tornar a peça inaceitável, já que não satisfaz os
requisitos mínimos da norma técnica aplicável.
As descontinuidades de juntas soldadas e obtidas por
processo de soldagem por fusão podem ser classificadas em
três grandes grupos:
a) Descontinuidades relacionadas ao processo e
procedimento de soldagem. Neste caso incluem-se
os fatores geométricos, tais como o desalinhamento,
embicamento, concavidade ou convexidade
excessiva do metal de solda, deformação angular
excessiva, depósito insuficiente, falta de fusão, falta
de penetração, mordedura, penetração excessiva,
reforço excessivo, sobreposição, solda em ângulo
assimétrico.
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SENAI-PR
Outras descontinuidades inscritas neste item são o
repuxe da cratera, inclusões de escória, respingos, inclusões
de W, abertura do arco.
b) Descontinuidade metalúrgica do tipo trinca a frio
induzida pelo hidrogênio, trinca de solidificação, de
coesão lamelar, trinca de reaquecimento. Aqui
também se inserem a porosidade, a alteração
microestrutural da ZAT, a segregação do MB e ZAT e
a laminação do metal base.
c) Descontinuidade relacionada ao projeto, que influi no
tipo da junta, e outros aspectos relacionados à
concentração de tensões.
Além de incendio ou explosão, os maiores perigos em
soldagem elétrica são queimaduras e danos nos olhos.
Para prevenir os choques, o soldador não deve formar
um condutor entre pólos de eletricidade como, por exemplo,
pisar sobre uma ponte rolante ao soldar uma viga do telhado,
ou pisar na terra ao soldar uma plataforma de laminação. Aqui,
existe sempre uma possibilidade de passagem de grandes
descargas elétricas. Pelas mesmas razões, o soldador nunca
deve trabalhar numa poça d’água ou num chão excessivamente
úmido, trocar eletrodo com a mão nua, deslocar uma máquina
de solda ligada etc... .O cabo terra da instalação elétrica deve
ser ligado firmemente, evitando a sua queda.
Previnem-se acidentes provocados por queimaduras,
usando-se roupas adequada. Recomendam-se luvas com
mangas ¾ três quartos de raspa de couro com espessura de
1,5 mm, sem esforço nos dedos, um avental de raspa de raspa
de couro, sem costuras, de 2mm de espessura e polainas ou
protetores das pernas. As calças não devem ter bainhas e
nunca devem ser enfiadas nas botas. O macacão deve ser
abotoado no pescoço. Não deve haver bolsos ou reentrância.
Para soldagem a quente é usada roupa especial protetora e
refletor do calor.
SEGURANÇA EM SOLDAGEM ELÉTRICA
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SENAI-PR
A mascara melhor é do tipo capacete, com proteção
superior, com visor móvel que pode ser levantado na hora de
limpar a escória, deixando os olhos protegidos com vidro
transparente.
Os vizinhos do soldador não devem olhar para o arco,
nem de longe, e devem ser protegidos por biombos. Não devem
olhar também, para uma parede branca, iluminada pelo arco,
em virtude do alto poder refletor desta.
O ideal é pintar o local de soldagem com cores foscas e
não muito claras.
A intoxicação pelo ozona e fumos deve ser evitada com
uma boa ventilação.
Os fumos de zinco, manganês, cobre, chumbo e cádmio
são venenosos, devendo, portanto, ser usada máscara especial
contra gases, quando se trabalha com eles.
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SENAI-PR
Junta é a região onde duas ou mais peças serão unidas
por um processo de soldagem.
São diversas as formas que se apresentam nas uniões
das peças e estão estreitamente ligadas à preparação das
mesmas.
Estas formas de união são realizadas nas montagens
de estruturas e outras tarefas executadas pelo soldador.
Tipos
Geralmente se apresentam nos seguintes tipos:
w Juntas de topo;
w Juntas sobrepostas;
w Juntas de ângulo;
w Juntas de quina.
Juntas de topo
Conhecem-se como juntas de topo aquelas cujas bordas
das chapas a soldar tocam-se em toda sua extensão, formando
um ângulo de 180º entre si. Este tipo de junta efetua-se em
todas as posições, subdividindo-se em:
w Juntas de topo em bordos retos.
w Juntas de topo em bordos chanfrados em V.
w Juntas de topo em bordos chanfrados em X .
JUNTAS (TIPOS)
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SENAI-PR
Junta de topo em bordas retas.
Quando as bordas das chapas não requerem preparação
mecânica recebem o nome de juntas de topo em bordas retas.
Usam-se esses tipos de junta na união de chapas até
6mm de espessura, Estas juntas para peças não devem ser
submetidas a grandes esforços. Quando a espessura da
chapa passar de 3mm, a separação será determinada pelo
diâmetro do núcleo do eletrodo.
Juntas de topo em bordas chandradas em V
Juntas nas quais as bordas das peças a soldar requerem
preparação mecânica de tal forma que ao uni-las, formem
um V entre si são conhecidas com juntas de topo em bordas
chanfradas em V.
É necessário esse tipo de junta na soldagem de peças
cuja espessura varia entre 6 a 12 mm. e mediante esta
preparação consegue-se boa penetração da solda, como
também o completo enchimento de toda a seção.
OBSERVAÇÃO
O ângulo chanfrado neste tipo de junta varia entre 60º a
70º dependendo da espessura da peça.
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SENAI-PR
Este tipo de junta é satisfatória para suportar condições
de esforços normais.
Juntas de topo em bordas chanfradas em X
Refere-se este tipo de junta,à preparação mecânica que
se efetua em ambas as arestas das bordas a soldar de tal forma
que, ao unir essas bordas, formem um X entre si.
Este tipo de junta é freqüente em união de peças que
serão submetidas a grandes esforços. Aplica-se para todas
as posições, em chapas que ultrapassam 18mm de
espessura, as quais podem ser soldadas com facilidade por
ambos os lados.
Observação
O ângulo dos chanfros desta soldagem varia de 45º a
60º, dependendo do esforço a que será submetida a peça.
Juntas sobrepostas
Em juntas sobrepostas, as bordas das chapas não
requerem preparação mecânica, uma vez que, como o nome
mesmo diz, as juntas são sobrepostas. A largura da
sobreposição dependerá da espessura da chapa.
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SENAI-PR
OBSERVAÇÕES:
1. Para chapas de 10mm de espessura, a sobreposição
será de 40 a 70mm.
2. Quando não se exigir peça a ser soldada grandes
esforços mecânicos, não será necessário soldar
ambos os lados da sobreposição .
A este tipo de junta pertencem também as uniões com
cobre junta de esforços, e há ainda, as simples e duplas. Como
seu nome indica, servem para reforçar as uniões de topo,
realizadas segundo se observa nas figuras.
Juntas em ângulo em T
Juntas em ângulo em T são aquelas em que as peças,
devido à sua configuração, formam ângulos interiores e
exteriores no ponto de soldar .
Devido a esta particularidade, em alguns casos as bordas
não requerem preparação mecânica.
49SENAI-PR
Juntas em quina
Em juntas em quina os dois componentes estão próximos
e em ângulo.
OBSERVAÇÃO:
É aconselhável soldar as uniões em T, alternadamente, para
evitar deformações.
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SENAI-PR
As posições de soldagem referem-se exclusivamente
ao posicionamento do eixo de soldagem nos diferentes
planos a soldar.
Basicamente são quatro as posições, e todas exigem
um conhecimento e domínio perfeito do soldador para a
execução de solda de juntas.
Na execução do cordão de solda elétrica aparecem
peças que nemsempre podem ser colocadas em posição
cômoda. Segundo o plano de referências, foram estabelecidas
as quatro posições seguintes:
w posição plana ou de nível.
w posição horizontal.
w posição vertical.
w posição sobre cabeça.
Posição plana ou de nível
Quando a peça recebe a solda colocada em uma posição
plana ou de nível, o procedimento ocorre em posição
denominada plana ou de nível.
O material adicional vem do eletrodo que está com a
ponta para baixo.
POSIÇÕES DE SOLDAGEM
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SENAI-PR
Posição horizontal
Quando as arestas ou face das peças a soldar estão
colocadas em posição horizontal sobre um plano vertical, tal
posição, como é óbvio, recebe o nome de posição horizontal. O
eixo da soldagem estende-se horizontalmente.
Posição vertical
Posição vertical é aquela em que a aresta ou eixo da
zona a soldar recebe solda em posição vertical. O eletrodo é
colocado aproximadamente na posição horizontal e
perpendicular ao eixo de soldagem.
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SENAI-PR
Posição sobre cabeça
A peça colocada a uma altura superior à da cabeça do
soldador, recebe a solda por sua parte inferior. O eletrodo
posiciona-se com o extremo apontado para cima,
verticalmente. Esta posição é a inversa à posição plana ou de
nível.
53SENAI-PR
54SENAI-PR
Tabela I
Características Recomendações Identificação
de defeitos
Use a intensidade para
obter a penetração de -
sejada.
Selecione os chanfros
Boa corretamente no caso
penetração de peças que devam
ser chanfradas.
Deixe a separação ade-
quada entre as peças
a soldar.
Use uma oscilação ade-
Isenta de quada e com a maior
uniformidade possível.
escavações Mantenha a altura do
arco.
A oscilação deve cobrir
as bordas da junta.
A corrente adequada
Boa produzirá depósitos e
fusão penetração correta.
Evite que o metal em
fusão se deposite fora
da posição.
Limpe devidamente o
material base.
Permita mais tempo à
fusão, para que os ga-
ses escapem.
Ausência de Use uma intensidade
porosidade de corrente apropriada.
Mantenha a oscilação
de acordo com a junta.
Use o eletrodo ade-
quado. Mantenha o
arco a uma distância
apropriada.
CARACTERISTICAS DE UMA BOA SOLDA
55SENAI-PR
Características Recomendações Identificação
de defeitos
Evite o requerimento por
Boa depósito excessivo.
apariência Use oscilações uniforme.
Evite os excessos de in-
tensidade.
Evite soldar em fileiras,
em aços especiais.
Faça solda de boa fusão.
Proporcione a largura e a
altura do cordão, de acor-
do com a espessura da
Ausência de peça.
rachaduras Mantenha as uniões, com
separação apropriada e
uniforme.
Trabalhe com a intensida-
de própria para o diâmetro
do eletrodo.
Preaqueça o material de
base, em caso de peças
de aço ao carbono, de
grande espessura.
Tabela II
56SENAI-PR
ELETRODO REVESTIDO(defeito, causas e soluções nas soldagens
Defeito Causa Soluções
1. Terra com mau contato 1. Assegure bom contato Difícil abertura 2. Corrente inadequada 2. Ajuste a corrente de
de arco soldagem3. Eletrodo úmido 3. Resseque-os
1. Eletrodo inadequado 1. Consulte o catálogoMá aparência de eletrodosdo cordão 2. Velocidade inadequada. 2. Ajuste a velocidade
3. Corrente baixa ou alta 3. Ajuste a correntedemais
1. Corrente muito alta 1. Ajuste a corrente deExcesso de 2. Arco muito distante soldapenetração 3. Tipo de eletrodo errado 2. Encurte o arco
3. Use tabela de eletrodos
1. Material com excesso 1. Use eletrodos básicosde P e S 2. Prepare a peça dando
Trinca no 2. Rigidez da junta condições de penetracordão 3. Resfriamento brusco ção de solda
4. Eletrodo inadequado 3. Preaqueça e pós-aqueça
4. Consulte catálogo
1. Corrente baixa 1. Aumente a amperagemInclusões 2. Arco curto 2. Ajuste o arcona solda 3. Eletrodo inadequado 3. Mantenha o eletrodo
e ângulo negativo entre 60º e 70º
1. Desvio do arco 1. Aponte o eletrodoExcesso para o desvio
de respingos 2. Muita amperagem 2. Ajuste a amperagem3. Arco muito longo 3. Ajuste o arco
57SENAI-PR
Defeito Causa Soluções
1. Velocidade de solda 1. Diminua o avanço doexcessiva eletrodo
Porosidade 2. Impurezas na junta 2. Use eletrodos básicos3. Eletrodo inadequado 3. Reveja o catálogo4. Eletrodo úmido 4. Resseque-os
1. Projeto incorreto 1. Revise o projeto
2. Fixação mal feita 2. Use acessórios de
3. Superaquecimento fixação
da peça 3. Diminua a corrente
Empenamento 4. Bitola do eletrodo muito de soldagem
grande 4. Diminua o diâmetro
5. Pouco avanço da do eletrodosolda 5. Aumentar o avanço
6. Seqüência errada de 6. Estude a seqüência
trabalho correta
1. Corrente muito alta 1. Diminua a corrente
2. Arco muito distante 2. Aproxime o arco
Mordeduras 3. Movimento incorreto 3. De passe de raiz
do eletrodo 4. Diminua o avanço
4. Velocidade de avanço
muito alta
Sopro 1. Campo magnético quando 1. Mude o ângulo do
magnético se usa CC, causando o eletrodo
chamado arco voltaico 2. Troque o cabo terra
de lugar
3. Use placa de cobre4. Use máquina que opere
em CA .
Extinção do arco 1. Eletrodo úmido 1. Resseque os eletrodos
2. Eletrodo inadequado 2. Use eletrodos queoperem nas duascorrentes
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SENAI-PR
SÍMBOLOS DE SOLDA
É lógico que, todas as vezes que tivermos de efetuar um
trabalho por meio de solda, quer seja pelo arco voltaico, quer
seja pelo oxiacetilênico, devemos dar todas as informações
necessárias ao bom arco voltaico, quer seja pelo oxiacetilênico,
devemos dar todas as informações necessárias ao bom
andamento do serviço, por meio de instruções verbais, ou por
meio de plantas.
Mas o método mais completo de fornecer estas
informações, isto é, tipo de cordão, localização, tipo de entalhe,
número de cordões, suas dimensões, acabamento de solda,
etc., é o emprego de símbolos, hoje de uso universal.
O emprego de símbolos permite fornecer todas as
informações com respeito à solda, porém empregando um
mínimo de palavras ou números, como veremos a seguir.
Planas Juntas ou entalhes (cortes)
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SENAI-PR
SISTEMA CODIFICADO DE SOLDAGEM (ABNT)
O sistema de soldagem codificado tem por finalidade
trazer as seguintes vantagens:
a) Melhor estética dos desenhos.
b) Simplificar, racionalizar e reduzir o tempo de confecção
dos desenhos.
c) Eliminar detalhes nos desenhos.
d) Maior segurança dos projetos em caso de roubo ou
extravio.
e) Trazer um sistema de produção padrão entre
engenharia, métodos e processos, produção e controle
de qualidade.
Sistema utilizado
É utilizada uma seta na qual é colocada os diversos
símbolos de solda.
A seta indica a secção ou a linha onde deverá ser efetuado
o cordão de solda, e ela possui dois lados.
Exemplo:
Símbolos colocados no lado da seta
Um símbolo colocado no lado da seta indica que a solda
deverá ser feita no lado onde a seta está apontando.
Exemplo:
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SENAI-PR
Símbolos colocados no lado oposto à seta
Um símbolo colocado no lado oposto à seta indica que a
soldagem deverá ser feita do outro lado onde a seta está
apontando.
Exemplo:
Símbolos colocados nos dois lados da seta
Quando os símbolos são colocados nos dois lados da
seta, indica que a solda deverá ser feita em ambos os lados.
Exemplo:
61SENAI-PR
Símbolos básicos
São estes os símbolos básicos:
Símbolos auxiliares
Os símbolos auxiliares são usados em conjunto com os
símbolos básicos são de 3 tipos:
a) perfil do cordão;
b) acabamento;
c) cordão ao redor.
62SENAI-PR
a)Perfil do cordão de solda
b)Acabamento
São usadas letras que indicam o tipo de aparelho a ser
usado para obtenção do acabamento, mas não é indicado o
grau do acabamento.
Exemplo:
E – Esmerilhar
U – Usinar
c) Cordão ao redor
Os símbolos até aqui indicados mostravam cordões de
que deveriam ser feitos até uma mudança brusca de direção
da linha de solda.
Um pequeno círculo colocado na curva da seta indica
que a soldagem deverá processar-se em toda a linha,
independentemente de mudanças de direção.
Exemplo:
63SENAI-PR
Tipo de liga, especificação ou notas
São indicados na cauda da seta:
Exemplo:
Isto indica que a solda deverá ser realizada com o material
acima especificado.
Solda de ângulo
A altura da garganta (em mm) é indicada à esquerda do
símbolo de solda de ângulo.
O comprimento do cordão (em mm ) é indicado à direita
do símbolo (com dimensões) no próprio desenho. A não
existência destes dados indica que o cordão de soldas deverá
processar-se até mudança brusca de direção.
Solda descontínua
São indicados à direita do símbolo: o comprimento dos
cordões, seguidos do seu espaçamento.
a)SOLDA DESCONTÍNUA EM CADEIA
64SENAI-PR
b)SOLDA DESCONTÍNUA EM ESCALÃO
Solda topo a topo sem chanfro
São indicados (em mm) a distância entre as duas chapas
a soldar no meio do símbolo.
65SENAI-PR
Solda topo a topo com chanfro
São indicados:
a) o afastamento (no meio do símbolo);
b) a abertura do chanfro (no meio do símbolo);
c) o nariz e a penetração (à esquerda do símbolo ).
Sequência de solda
Ao determinar certa sequência de solda a fim de
diminuir o empenamento e as tensões. Esta sequência
deverá ser indicada por setas contendo o número de
sequência em um quadrado.
Exemplo:
°
°
°
°
°
°
°
°
°
°
66SENAI-PR
Isto significa que um único soldador soldará:
1) O lado esquerdo da alma;
2) O lado direito da alma;
3) A parte esquerda da aba inferior;
4) A parte direita da aba superior;
5) A parte esquerda da aba superior;
6) A parte direita da aba inferior.
No caso de trabalhar em dois soldadores, um fará as
seqüências impares, e outro as pares simultaneamente, para
não haver distorções.
Símbolos suplementares de soldas
Solda emtodocontorno
Soldagemno campo
De um ladocom projeçãolado oposto
Símbolos de solda por resistência elétrica
Disposições gerais
- A seta com seus símbolos deverá ser colocada
tantas vezes quantas forem as mudanças bruscas de
direção do cordão de solda, exceto quando o cordão for o
mesmo para todo o contorno da junta. Sendo que, nesse
caso, o símbolo correspondente deverá ser aplicado.
- A linha de referência deverá ser colocada sempre
na horizontal em relação ao desenho.
- Em juntas onde um dos componentes é chanfrado,
a seta deverá apontar para o componente em referência.
67SENAI-PR
Símbolos básicos usuais
APÊNDICEMetrologia e
Tecnologia Mecânicaaplicada à soldagem
71SENAI-PR
Introdução
O paquímetro é um instrumento usado para medir dimensões lineares: internas, externas
e de profundidade. Consiste em uma régua graduada, com encosto fixo, na qual desliza uma
garra móvel. Abaixo, mostramos um paquímetro de uso geral; daí, seu nome: paquímetro
universal.
PAQUÍMETRO
O cursor ajusta-se à régua de modo a permitir sua livre movimentação, com um mínimo
de folga. Ele é dotado de uma escala auxiliar, chamada de nônio ou vernier. Essa escala
permite que se alcance uma maior precisão nas medidas.
O paquímetro universal é usado, especialmente, quando a quantidade de peças que se
quer medir é pequena e a precisão não é inferior a 0,02 mm, 1/128” ou .001.
71SENAI-PR
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SENAI-PR
CURIOSIDADES
Tipos – características e usos
Vejamos, agora, quais os tipos de paquímetros mais
conhecidos, bem como as características e os usos de cada
um:
Paquímetro universal: é utilizado em medições
externas, internas e de profundidade. Entre todos os outros, é
o tipo mais usado.
Nônio: designação dado pelosportugueses em homenagem a Pedro Nunes,a quem é atribuída sua invenção.
Vernier: denominação dada pelosfranceses em homenagem a Pierre Vernier, queeles afirmam ser o inventor.
As superfícies do paquímetro são planas e polidas,
geralmente de aço inoxidável. Suas graduações são aferidas
a 20°, podendo ser, também, em milímetros e polegadas.
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Paquímetro universal com relógio indicador:utilizado quando se necessita executar um grande númerode medições.
Paquímetro de profundidade: serve para medirprofundidade de furos não vazados, rasgos, rebaixos, etc.
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SENAI-PR
Paquímetro de bicos alongados: medição de partesinternas.
Paquímetro duplo: serve para medir dentes deengrenagens.
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SENAI-PR
Funcionamento com dois botões de controle
w Para conversão milímetro / polegada.
w Para zerar em qualquer posição.
Exatidão e longa vida
w De aço inoxidável e temperados, para uma vida longa,sem oxidação.
w Vareta retangular de profundidade para mediçõesmais precisas.
w Parafuso de trava para a corrediça.
w Desligamento automático após 5 minutos sem uso.
w Bateria de 1,5 Volts N° SR44W com vida útilaproximada de um ano.
Paquímetro eletrônico digital 150mm/ 6”
Legibilidade
w Display de 10 mm de altura com números nítidos, defácil leitura.
w A escala é graduada em centímetros e polegadasinteiras, identificados por setas.
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SENAI-PR
escala fixa
escala do cursor (nônio)
0
010
1 cm
Princípio do nônio
A escala do cursor é chamada de nônio ou vernier, emhomenagem a Pedro Nunes e Pierre Vernier, consideradosseus inventores.
Como podemos ver na figura a seguir, o nônio possuiuma divisão a mais que a unidade usada na escala fixa.
No sistema métrico, existem paquímetros em que o nôniopossui dez divisões equivalentes a nove milímetros. É o quenos mostra o detalhe da figura acima.
Há, portanto, uma diferença de 0,1 mm entre o primeirotraço da escala fixa e o primeiro traço da escala móvel. Comomostra a figura a seguir.
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SENAI-PR
Essa diferença é de 0,2 mm entre o segundo traço decada escala; de 0,3 mm entre os terceiros; e assim por diante...
Cálculo da aproximação
Vimos acima que há diferenças entre a escala fixa e aescala móvel de um paquímetro. Daí a necessidade de secalcular essa aproximação ou diferença. Veja, portanto, comose faz o cálculo da aproximação.
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SENAI-PR
Calcula-se a aproximação de um paquímetro, utilizandoa seguinte fórmula:
Aproximação = valor da menor divisão da escala fixa Número de divisões da escala móvel
Exemplos:Aproximação = 1 mm = 0,1 mm 10 divisões
Aproximação = 1 mm = 0,05 mm 20 divisões
Leitura no sistema métrico
A leitura, no sistema métrico, é feita da seguinte maneira:
w Verificar qual a indicação da escala fixa que está maispróxima do zero da escala móvel;
w À medida, dada pela escala fixa, devemos adicionar aque é obtida com a escala móvel. Para isso,multipliquemos a aproximação do paquímetro pelonúmero do traço do nônio que coincide com um traçoda escala fixa, após o zero da escala móvel.
79SENAI-PR
Verifique se acertou:
a) 3,65 mmb) 17,45 mm
Escala em milímetro e nônio com 50 divisões
Resolução = 1 mm/ 50 = 0,02 mm
Faça a leitura e escreva as medidas nas linhas
a) Leitura = _____________ mm
b) Leitura = _____________ mm
80SENAI-PR
Leitura68,00 mm => escala fixa 0,32 mm => nônio68,32 mm => total
a) Leitura = _____________ mm
b) Leitura = _____________ mm
81SENAI-PR
a) Leitura = _____________ mm
b) Leitura = _____________ mm
c) Leitura = _____________ mm
Não esqueça de calcular a resolução
do paquímetro. Faça a leiturae escreva as medidas:
82SENAI-PR
e) Leitura = _____________ mm
f) Leitura = _____________ mm
g) Leitura = _____________ mm
h) Leitura = _____________ mm
i) Leitura= ______________ mm
83SENAI-PR
j) Leitura = _____________ mm
k) Leitura = _____________ mm
l) Leitura = _____________ mm
m) Leitura = _____________ mm
n) Leitura = _____________ mm
84SENAI-PR
o) Leitura = _____________ mm
p) Leitura = _____________ mm
q) Leitura = _____________ mm
r) Leitura = _____________ mm
85SENAI-PR
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SENAI-PR
AÇOS AO CARBONO
São os que contêm, além do Ferro, pequenas porcenta-
gens de Carbono, Manganês, Silício, Fósforo e Enxofre.
Ferro
É o elemento básico da liga.
Carbono
Constitui, depois do ferro, o elemento mais importante.
Pode-se dizer que o carbono é o elemento determinativo do
aço: a quantidade de carbono determina ou define o tipo do
aço. A influência do carbono sobre a resistência do aço é mai-
or do que a de qualquer outro elemento.
Manganês
No aço doce, o manganês, em pequena porcentagem,
torna-se dútil e maleável. No aço rico em carbono, entretanto,
o manganês endurece o aço e aumenta-lhe a resistência.
Silício
O silício faz com que o aço se torne mais duro e tenaz.
Evita a porosidade e concorre para a remoção dos gases e
dos óxidos. Influi para que não apareçam falhas ou vazios na
massa do aço. É um elemento purificador.
Fósforo
Quando existe no aço em teor elevado torna-o frágil e
quebradiço, motivo pelo qual se deve reduzi-lo ao mínimo pos-
sível, já que não se pode eliminá-lo integralmente.
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SENAI-PR
Enxofre
É também um elemento prejudicial ao aço, tornando-o
granuloso e áspero, devido aos gases que produz na massa
metálica. O enxôfre enfraquece a resistência do aço.
Devido às necessidades industriais, a pesquisa e a ex-
periência levaram à descoberta de aços especiais, mediante
a adição e a dosagem de certos elementois, no aço carbono.
Conseguiram-se assim Aços-Ligas com características
tais como resistência à tração e à corrosão, elasticidade, du-
reza, etc. bem melhores do que as dos aços - carbono co-
muns.
Conforme as finalidades desejadas, os elementos adici-
onados aos aços - carbono para a obtenção de aços-ligas são
o Niquel, o Cromo, o Manganês, o Tungstênio, o Molibdênio, o
Vanádio, o Silício, o Cobalto e o Alumínio.
Níquel
Foi dos primeiros metais utilizados com sucesso para
dar determinadas qualidades ao aço. O níquel aumenta a re-
sistência e a tenacidade do mesmo, eleva o limite de elastici-
dade, dá boa dutilidade e boa resistência à corrosão.
O aço-níquel contém de 2 a 5% de níquel e de 0,1 a 0,5%
de carbono. Os teores de 12 a 21% de níquel e cerca de 0,1 %
de carbono produzem Aços Inoxidáveis (“Stainless Steel”) e
apresentam grande dureza e alta resistência.
Cromo
Dá também ao aço alta resistência, dureza, elevado li-
mite de elasticidade e boa resistência à corrosão.
AÇOS ESPECIAIS OU AÇOS-LIGAS
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SENAI-PR
O aço-cromo contém de 0,5 a 2% de cromo e de 0,1 a
1,5% de carbono. O aço-cromo especial, do tipo inoxidável,
contém de 11 a 17% de cromo.
Manganês
Os aços com 1,5 a 5% de manganês sâo frágeis. O
manganês, entretanto, quando adicionado em quantidade con-
veniente, aumenta a resistência do aço ao desgaste e aos
choques, mantendo-o dútil.
O aço-manganês contém usualmente de 11 a 14% de
manganês e de 0,8 a 1,5% de carbono.
Tungstênio
´É geralmente adicionado aos aços com outros elemen-
tos. O tungstênio aumenta a resistência ao calor, a dureza, a
resistência à ruptura e o limite de elasticidade.
Os aços com 3 a 18% de tungstênio e 0,2 a 1,5% de
carbono apresentam grande resistência mesmo em elevada
temperatura.
Molibdênio
Sua ação nos aços é semelhante à do tungstênio. Em-
prega-se, em geral, adicionando com o cromo, produzindo os
aços cromo-molibdênio, de grande resistência, principalmen-
te a esforços repetidos.
Vanádio
Melhora, nos aços, a resistência à tração, sem perda de
dutilidade, e eleva os limites de elasticidade e de fadiga.
Os aços-cromo-vanádio contêm, geralmente, de 0,5 a
1,5% de cromo, 0,15 a 0,3% de vanádio e de 0,13 a 1,1% de
carbono.
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Silício
Aumenta a elasticidade e a resistência dos aços.
Os aços-silício contém de 1 a 2% de silício e de 0,1 a
0,4% de carbono.
O silício tem o efeito de isolar ou suprimir o magnetismo.
Cobalto
Influi favoravelmente nas propriedades magnéticas dos
aços. Além disso, o cobalto, em associação com o tungstênio,
aumenta a resistência dos aços ao calor.
Alumínio
Desoxida o aço. No processo de tratamento termo-quí-
mico chamado nitretação, combina-se com o azoto, favore-
cendo a formação de uma camada superficial duríssima.
91SENAI-PR
TIPO DO AÇO-LIGA
AÇOS-NÍQUEL
AÇOS-CROMO
AÇOS CROMO E NÍQUEL
AÇOS MANGA
NÊS
AÇOS-SILÍCIO
PORCENTAGEMDA ADIÇÃO
1 a 10 %de níquel
10 a 20 %de níquel
20 a 50 %de níquel
11 a 17 %de cromo
20 a 30 %de cromo
0,5 a 1,5 %de cromo1,5 a 5 %de níquel
8 a 25 %de cromo18 a 25%de níquel
7 a 20%de manganês
1 a 3 %de silício
Até 6 %de cromo
Resistem bem a ruptura e aochoque, quando temperadose revenidos
Resistem bem a traçãoMuito duros - Temperáveisem jato de ar
InoxidáveisResistentes aos choquesResistentes elétricos
Resistem bem a rupturaDurosNão resistem aos choques
Resistem a oxidação, mesmo a altas temperaturas
Grande resistênciaGrande dureza - Muita resistência aos choques,torção e flexão
InoxidáveisResistentes à ação do calorResistentes à corrosão de elementos químicos
Resistência à rupturaElevado limite de elasticidade Propriedade de anular omagnetismo
Molas - Chapas de induzidosde máquinas elétricasNúcleos de bobinas elétricas
Extrema durezaGrande resistência aos choques e ao desgaste
Mandíbulas de britadoresEixos de carros e vagõesAgulhas, cruzamentos e curvas de trilhosPeças de dragas
Portas de fornos - RetortasTubulações de águas salinase gases - Eixos de bombasVálvulas - Turbinas
Virabrequins - Engrenagens Eixos - Peças de motores degrande velocidade - Bielas
Inoxidáveis
Válvulas de motores térmicosResistências elétricasCutelariaInstrumentos de medida
Esferas e rolos de rolamentosFerramentasProjetis - Blindagens
Válvulas de motores aexplosão Fieiras - Matrizes
Aparelhos e instrumentos de medida - Cutelaria
Blindagem de naviosEixos - Hastes de freiosProjetis
Peças de automóveisPeças de máquinasFerramentas
CARACTERÍSTICAS DO AÇO USOS INDUSTRIAIS
92SENAI-PR
TIPO DO AÇO-LIGA
AÇOSSILÍCIO-
MANGANÊS
AÇOSTUNGSTÊNIO
AÇOSMOLIBDÊNIO
AÇOSVANÁDIO
AÇOSCOBALTO
AÇOS RÁPIDOS
AÇOS ALUMÍNIO-
CROMO
PORCENTAGEMDA ADIÇÃO
1% silício1% manganês
1a 9 %de tungstênio
-
8 a 20% detungstênio
1 a 5 % devanádio
Até 8 % demolibdênio
3 a 4 % decromo
0,85 a1,20 % dealumínio
0,9 a 1,80 %de cromo
-
-
Grande resistência a ruptura Elevado limite de elasticidade
Dureza - Resistência a ruptura - Resistência aocalor da abrasão (fricção)Propriedades magnéticas
Dureza - Resistência a ruptura - Resistência aocalor da abrasão (fricção)
Dureza - Resistência a ruptura - Resistência aocalor da abrasão (fricção)
Excepcional dureza em virtudeda formação de carbonetoResistência de corte, mesmocom a ferramenta aquecidaao rubro, pela alta velocidadeA ferramenta de aço rápidoque inclui cobalto, consegueusinar até o aço-manganês,de grande dureza
Possibilita grande dureza superficial por tratamentode nitretação (termo-químico)
Camisas de cilindro removíveis,de motores a explosão e decombustão internaVirabrequins - EixosCalibres de medidas dedimensões fixas
Ferramentas de corte, de todos os tipos, para altasvelocidadesCilindros de laminadoresMatrizesFieirasPunções
Propriedades magnéticasDureza - Resistência aruptura - Alta resistênciaà abrasão (fricção)
Não é comum o aço-molibdênio simples - O molibdênio se as-socia a outros elementos
Não é usual o aço-vanádiosimples - O vanádio se as-socia a outros elementos
Ímãs permanentesChapas de induzidosNão é usual o aço-cobaltosimples
Ferramentas de corte paraaltas velocidadesMatrizesFabricação de ímãs
Molas diversasMolas de automóveis e de carros e vagões
CARACTERÍSTICAS DO AÇO USOS INDUSTRIAIS
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SENAI-PR
FERRO FUNDIDO
Tipos, usos, características
O ferro fundido é um material metálico refinado em for-
nos próprios, chamados fornos cubilô. Compõe-se, na sua
maior parte, de Ferro, pequena quantidade de Carbono e quan-
tidades também pequenas de Manganês, Silício, Enxofre e
Fósforo. Define-se o ferro fundido como uma Liga Ferro-Car-
bono que contém de 2,5% a 5% de carbono.
O ferro fundido é obtido na fusão da gusa; é, portanto,
um ferro de segunda fusão.
As impurezas do minério de ferro e do carvão deixam,
no ferro fundido, pequenas porcentagens de Silício, Manganês,
Enxofre e Fósforo.
O Silício favorece a formação de Ferro Fundido Cinzen-
to.
O Manganês favorece a formação de Ferro Fundido
Branco.
Tanto o silício como o manganês melhoram as qualida-
des do ferro fundido. O mesmo não acontece com o Enxofre e
o Fósforo, cujas porcentagens devem ser as menores possí-
veis para não prejudicarem sua qualidade.
É fácil de ser trabalhado pelas ferramentas manuais e
de ser usinado nas máquinas. Peso específico: 7,8g/cm3.
Funde-se a 1.200oC, apresentando-se muito líquido, con-
dição que é a melhor para a boa moldagem de peças.
Pelas suas características, o ferro fundido cinzento se
presta aos mais variados tipos de construção de peças e de
máquinas, sendo, assím, o mais importante do ponto de vista
da fabricação mecânica.
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Principais ferros fundidos
Branco: Resultante do resfriamento brusco após
moldagem, tendo todo o C combinado com o ferro, formando
a cementita.
É duro e quebradiço, sendo usado onde há severa
abrasão sem impacto.
Por ser duro e quebradiço, sua soldabilidade é conside-
rada difícil. Consegue-se médios resultados.
Maleável: Pega-se o ferro fundido branco e dá-se o se-
guinte tratamento térmico:
a) 36 horas de aquecimento até atingir 920oC.
b) 16a 45 horas na temperatura de 920oC.
c) Resfriamento até 760oC em 5 horas.
d) De 760oC até 700oC em 50 horas.
e) Até temperatura ambiente 24 horas.
O resultado é o ferro fundido maleável. Um tipo de ferro
fundido que tem o C livre em forma de flocos, por isso é de
soldagem impossível.
Este ferro fundido é usado para fabricação de peças
como tampa de diferencial, terminal de cruzeta de cardans,
engrenagens de torno, etc.
Nodular: É um ferro fundido que tem o C livre em forma
de nódulos de grafite (esferoidal). Por isto é resistente. Con-
segue-se com adição de gusa e ferro magnésio.
Existem 2 tipos:
a) Nodular austenítico - não soldável;
b) Nodular ferrítico - soldável.
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Usar eletrodos da norma AWS E-Ni-Fe.
Cinzento: É un ferro fundido que tem todo o C livre em
forma de lâminas de grafite.
É obtido através do gusa com limalha de ferro no forno.
Deve ser soldado com eletrodo da Norma AWS E-Ni-Ci.
INOXIDÁVEIS
O aço inoxidável foi descoberto por Udin, um físico fran-
cês. Sua definição é que trata-se de uma liga ferrosa com teor
de Cr entre 11 a 30%.
A função do Cr é a combinação com o oxigênio do ar
formando uma película protetora de óxido de Cr, evitando des-
ta forma a formação do óxido de ferro (ferrugem). Séries dos
Aços: AISI 200, 300, 400, 500, 600.
Estes aços são pouco usados no Brasil.
a) Aços 200:
Cr - 16 a 25%
Ni - 1,5 a 6%
Mn - 6 a 15%
C - Máx. 0,2%
Estes aços são os mais usados no Brasil.
São austeníticos.
Não magnéticos.
Não temperáveis.
De difícil usinagem.
b) Aços 300:
Cr - 16 a 27%
Ni - 6 a 22%
C - Máx 0,2%
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São magnéticos.
Não temperáveis.
Sua temperatura crítica é de 475oC. Pré-aquecer 550oC
e usar eletrodo da mesma classificação. Ou soldar a frio com
eletrodo da classe E-312-15. O mais usado é o AISI 430, é o
aço indicado para estampagem.
c) Aços 400:
1. ferríticos:
Cr - 16 a 30%
C - Máx. 0,3%
É um aço duro.
Temperável.
Magnético.
Resiste à corrosão e ao desgaste.
2. martensíticos:
Cr - 12 a 18%
C - Máx. 0,15 a 1,20%
Os mais usados desta classificação:
403 - Para lâminas forjadas de turbinas;
410 e 414 - Para assento de válvulas;
416 - Para hastes de válvulas;
420 - Para cutelaria.
Resistente a corrosão e a altas temperaturas.
Resistente a vapor superaquecido.
Indicado para caldeiraria.
d) Aços 500:
Perlítico-martensítico
Cr - 4 a 6%
Mo - 2% Máx.
C - 0,25% Máx.
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IDENTIFICAÇÃO DOS METAIS
Considerações Iniciais
A correta identificação do metal de base e do metal de
adição é indispensável na execução de qualquer solda. No caso
das soldas de produção, a discriminação é antecipadamente
fornecida, porém, no caso de soldas de manutenção, normal-
mente o soldador é que deverá possuir recursos próprios que
o habilitem a distinguir qual o metal de base, para então esco-
lher o metal de adição e definir a técnica operatória e o proces-
so de soldagem.
Se por um lado em casos mais difíceis e de maior
responabilidade são necessários os recurso de um laborató-
rio de pesquisas metalúrgicas, por outro, com conhecimentos
básicos e dentro dos recursos de oficina há possibilidade ple-
na de identificação. Essa identificação poderá ser rápida e sim-
ples, como por exemplo a distinção entre um metal ferroso e
outro não ferroso, ou entre o cobre e o alumínio. Mas poderá
também exigir maior prática e certos recursos na distinção,
por exemplo, entre ligas de cobre, ou de alumínio ou mesmo
entre aços inoxidáveis.
Para tanto, lançamos mão de uma série de testes fá-
ceis, rápidos e eficientes, mas que exigem treinamento ante-
cipado para que se tenha a correta interpretação dos resulta-
dos.
Testes para Identificação dos Metais
Teste Visual
A coloração da peça, a presença ou não de oxidações e/
ou incrustações, e o exame de fratura recente são dados que
já nos podem situar. Por exemplo se é ferro fundido, em fratu-
ra recente; a cor avermelhada indicará a presença do cobre
na liga; a presença de oxidação deverá excluir o aço inoxidável
e outras ligas não ferrosas.
98SENAI-PR
99SENAI-PR
CONCEITOS E MEDIDAS
Conceituação
ABENDE - Associação Brasileira de Ensaios não Destrutivos.
ABM - Associação Brasileira de Metais.
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas.
ABRAMAN - Associação Brasileira de Manutenção.
ABS - Associação Brasileira de Soldagem.
Aço - Liga ferro-carbono contendo geralmente 0,008% C até aproximadamente 2,0%,
além de certos elementos residuais, resultantes dos processos de fabricação.
Aços Cr-Ni-Mo - São aços com teores de 0,25 a 0,5% C, 1 a 2% Cr e 0,5% Mo. São
empregados na fabricação de matrizes para estampar a quente.
Aços Criogênicos - São aços resistentes nas suas propriedades mecânicas, a baixas
temperaturas, fator conferido principalmente pelo níquel.
Aços Cr-W-Si - São aços com teores de 0,4 a 0,6% C, 1,5% Ni, 1,0 a 3,0% W e 1,0% Si.
São empregados na execução de trabalhos a choque e a quente.
Aços de alta resistência elétrica - Usam-se para fabricar os elementos de grande
resistência ôhmica dos fornos e outros aparelhos de calefação. Essas ligas compreendem o
Fecromal (78% Fe, 17% Cr, 5% Al): o Cromel (90% Ni, 9,5% Cr), Nicromo (0,006 a 0,15% C), e o
Nicromo 80 não contém C).
Aço eutetóide - Aço com 0,81% C.
Aço austenítico - Aço que mantém estrutura austenítica à temperatura ambiente.
Aços para ferramentas e matrizes - As características fundamentais dos aços para
ferramentas e matrizes são:
100SENAI-PR
• dureza à temperatura ambiente;
• dureza a quente;
• resistência ao desgaste;
• temperabilidade;
• tenacidade;
• resistência mecânica;
• tamanho de grão;
• usinabilidade.
Estas propriedades são obtidas através da composição química e de tratamento térmico,
específicos para cada caso.
Aços grafíticos - São os que possuem altos teores de carbono e silício, o que tende a
originar partículas de carbono livre em sua estrutura, na forma de grafite.
Aços “H” - Aços especificados pela temperabilidade.
Aço hipoeutetóide - Aço com teor de carbono menor que 0,81%.
Aço hipereutetóide - Aço com teor de carbono maior que 0,81%.
Aços inoxidáveis - Os aços inoxidáveis são classificados em relação a sua
microestrutura em martensíticos, ferríticos e austeníticos.
• Aços inoxidáveis martensíticos - Caracterizam-se por serem aços-cromo, contendo
entre 11,5 a 18,0% Cr. São magnéticos , tomam cor ligeira quando atacados com
sulfato de cobre, endurecem pela temperatura.
Compreendem: baixo carbono (aços turbina; médio carbono (aços cutelaria); alto
carbono (resistente ao desgaste).
• Aços inoxidáveis ferríticos - O cromo é o principal elemento de liga e o carbono não
passa de 0,35%. Sua estrutura é sempre ferrítica. Esses aços quando aquecidos em
torno de 475oC ou resfriados lentamente através dessa temperatura, adquirem
fragilidade por aumento de dureza e queda na dutilidade, devido a uma modificação do
reticulado cristalino e rearranjo atômico.
101SENAI-PR
Essa fragilidade a 475oC pode ser eliminada pelo reaquecimento do aço a temperaturas
superiores a 600oC, seguido de resfriamento rápido através da temperatura perigosa.
• Aços inoxidáveis austeníticos - São os mais importantes, com cromo entre 16 e 26%
e níquel entre 6 e 22%. São aços não magnéticos. A presença do níquel eleva a resiliência
do aço, formando a estrutura austenítica.
Aços indeformáveis - São aços com teores elevados de manganês e cromo. Com 0,5
a 1,0% Mn, 0,8 a 1,6% Cr e 0,9 a 1,3% C. São empregados em ferramentas, matrizes e punções
de corte. Apresentam a vantagem de sua indeformabilidade nos tratamentos térmicos.
Aço liga - Aço -carbono que contém outros elementos de liga ou que apresenta os
elementos residuais em teores acima dos que são considerados normais.
Os aço-carbono e os aços-liga são classificados segundo normas internacionais, como
AISI, SAE, DIN e ABNT, em função de sua composição química.
Os aços-liga recebem adição de outros elementos, visando:
• aumentar a dureza e a resistência mecânica;
• conferir resistência uniforme através de toda a seção em peças de grandes dimensões;
• diminuir o peso (consequência do aumento da resistência) de modo a reduzir a inércia
de uma parte em movimento ou reduzir a carga morta em um veículo ou numa estrutura;
• conferir resistência à corrosão;
• aumentar a resistência ao calor;
• aumentar a resistência ao desgaste;
• aumentar a capacidade de corte;
• melhorar as propriedades elétricas e magnéticas.
Aço ao Mn - São aços com teores de 0,8 a 1,1% C, e 1,0 a 2,2% Mn. São aplicados
como os aços indeformáveis.
102SENAI-PR
Aço manganês austenítico - Aço Hadfield - Aço caracterizado pelos altos teores de
carbono (1,0 a 1,4% C) e Manganês (10 a 14% Mn), onde a resistência ao desgaste ocorre pelo
endurecimento superficial devido ao encruamento da estrutura austenítica, tornando-se
martensítica. Esse encruamento, geralmente devido a golpes, eleva a sua dureza de cerca de
200HB para 500/600HB.
Aços Mn-siliciosos - São os aços com teores de 0,45 a 0,75% C, 0,6 a 1,0% Mn e 1,5 a
2,5% Si. São empregados na fabricação de molas e nas ferramentas que trabalham por impacto
(punções, talhadeiras de punçoneira a ar comprimido).
Aços rápidos - São aços de alta dureza, utilizados em ferramentas, assim denominados,
por permitirem a utilização de altas velocidades de corte sem prejuízo de suas propriedades
mecânicas.
Aços resistentes ao calor - aços refratários - São os que em temperatura elevada de
modo contínuo ou intermitente, suportam as condições de serviço, química e mecanicamente.
Os requisitos exigidos dos aços refratários são a resistência à fluência, resistência a corrosão
e à oxidação a altas temperaturas. São ricos em cromo com adições de níquel, silício e
tungstênio.
Aços resistentes ao desgaste - O desgaste ocorre pelo deslocamento ou pelo
arrancamento de partículas metálicas de uma superfície metálica. Esses efeitos podem ser
causados pelo contato de uma superfície metálica contra outra superfície metálica (desgaste
por fricção), de uma superfície metálica contra outra não metálica (desgaste por abrasão), de
uma superfície metálica contra líquidos em movimento (desgaste por cavitação), de uma
superfície metálica contra gases em movimento (desgaste por erosão), e ainda por agentes
químicos ou eletroquímicos (desgaste por corrosão).
Pode haver ainda a combinação destes elementos causadores de desgaste. A resistência
oferecida pelos metais ao desgaste depende pois de situações como acabamento da superfície
metálica, da dureza do metal, da composição química do metal, da estrutura metalográfica.
Pode-se ainda conseguir aumentar a resistência ao desgaste através dos seguintes meios:
• mecânicos: trabalho a frio ou encruamento;
• térmicos: têmpera (total ou parcial);
103SENAI-PR
• termo-químicos: cementação, nitretação, etc.;
• revestimentos especiais: cromo duro, metalização, soldas duras.
Aços ultra-resistentes - aços Maraging - São aços especiais contendo níquel,
molibdênio, titânio e cobalto, com baixo carbono, baixo titânio, alumínio e nióbio. Possuem
resistência mecânica elevada (cerca de 280kg/mm2RT, estricção 60%, resistência ao choque
de cerca de 3,6kgm), boa soldabilidade, conformabilidade, estabilidade dimensional,
usinabilidade.
Acetileno - (C2H
2) gás combustível utilizado em soldagem, oriundo da reação química
do carbureto de cálcio com a água.
Acicular - Morfologia de grãos semelhantes a agulhas.
Alívio de tensões - Consiste no aquecimento do aço a temperaturas abaixo do limite
inferior da zona crítica. O objetivo é aliviar tensões originadas durante a solidificação ou
produzidas em operações de transformação mecânica a frio, em operações de corte por chama,
soldagem ou usinagem.
Alongamento - Propriedade medida no ensaio de tração que traduz a dutilidade de um
metal ou liga.
Alotropia - É a propriedade que possuem alguns metais como o ferro, o manganês, o
cobalto, o estanho, de terem, segundo a temperatura de aquecimento, diferentes estruturas
em suas redes cristalinas, e, por conseguinte propriedades diferentes. As formas alotrópicas
são representadas pelas letras gregas Alfa, Beta, Gama.
Alumel - Liga de Ni (94%) - Mn (3%) - Al (2%) - Si (1%).
AISI - American Iron and Steel Institute (entidade norte-americana de normalização do
ferro e do aço).
Argônio - Gás inerte utilizado na soldagem MIG e TIG (dos metais não ferrosos e dos
inoxidáveis).
104SENAI-PR
Angstrom - Unidade de medida de valor 10-10
m, utilizada, entre outros, para medir
parâmetros atômicos.
Anisotropia - Quando as propriedades de um metal variam segundo a direção
considerada.
Arame - Designação dada aos eletrodos nus utilizados nos processos MIG, MAG, Arco
Submerso, Eletro Escória e Eletro Gás, por terem essa conformação.
Arco elétrico - (Arco voltaico) é a passagem de grande quantidade de corrente elétrica
através de uma atmosfera gasosa e entre dois eletrodos submetidos a uma diferença de
potencial.
ASME - The American Society of Mechanical Engineers (entidade norte-americana de
normalização, qualificação e controle da qualidade. Particularmente para vasos de pressão e
caldeiras).
ASTM - American Society for Testing and Materials (entidade norte-americana de
classificação e especificação de teste e materiais).
Arco voltaico - É uma forma particular de plasma, mantido por uma diferença de potencial
elétrico entre dois eletrodos ligados a uma fonte de corrente.
AWS - American Welding Society (entidade norte-americana de classificação e
especificação na área da soldagem).
Bainita - Tipo de estrutura acicular constituída de ferrita e cementita disposta na forma
de “penas de aves”.
Boro (B) - Quando adicionado aos aços em quantidades variáveis de 0,001 a 0,003%
melhora a sua temperabilidade, o endurecimento, a resistência à fadiga e as características de
laminação, forjamento e usinagem.
105SENAI-PR
Brasagem - Procedimento (tipo) de soldagem, normalmente oxiacetilênica, sem fusão
do metal de base.
Bronzes - São ligas de cobre com estanho, dos quais há uma grande variedade devido
a outros elementos de liga, para conferir ou modificar propriedades mecânicas, principalmente.
BS - British Standards (entidade britânica de normalização).
Carbono equivalente - É um número que representa a ação de um determinado teor de
carbono sobre as propriedades dos aços, somado ao mesmo tipo de ação proporcionada por
outros elementos de liga desse aço. Por exemplo:
CE = C +
Mn +
Cr + Mo + V +
Ni + Cu
6 5 15
Assim, se: CE até 0,40 = boa soldabilidade
CE acima de 0,40 = soldabilidade requer cuidados especiais na medida do
aumento de valor.
Cementita - São carbonetos livres de ferro.
Charpy - Ensaio da avaliação de resistência mecânica ao impacto, a que são submetidos
metais e ligas.
Cisalhamento - Efeito de corte ou ruptura numa seção transversal, originado por uma
força cortante que gera a tensão tangencial ou “Tensão de Cisalhamento”.
Coalescimento - Esferoidização.
Consumível - Designação genérica que abrange todos os elementos utilizados em
soldagem e que são consumidos, como arames, eletrodos, gases e fluxos.
Contorno de grão - Delimitação física do grão.
106SENAI-PR
Corrosão - Estado de desagregação de um metal ou liga, oriundo de reações químicas
no interior dos grãos ou nos contornos destes.
Corrosão intergranular - É a que ocorre ao longo dos contornos do grão. É o tipo mais
perigoso de corrosão, já que se estende profundamente dentro do metal sem que se notem
modificações apreciáveis na estrutura. Este tipo de corrosão sofrem os aços cromo-níquel e
as ligas de alumínio, que podem formar fases dispersas.
Cromel - Liga Ni-Cr (com ~10% Cr). São aços de grande resistência elétrica.
Cromo - Em baixos teores aumenta a elasticidade, a resistência à tração, dureza, e
diminui a resiliência e o alongamento, resultando em maior resistência ao desgaste. Com
elevados teores de cromo, o aço apresenta grande resistência à corrosão.
Decapagem - Limpeza química na superfície de um metal. Procedimento utilizado
principalmente em soldagem por brasagem.
Decapante - Agente químico utilizado para limpeza de metais.
Defeito - Interrupção física na estrutura de um metal, cuja grandeza compromete suas
propriedades.
Deformação elástica - É a que existe apenas enquanto atua um esforço. Quando este
cessa, a deformação desaparece e o metal retorna por si só sua forma primitiva.
Deformação plástica - É a deformação permanente. Ocorre quando o material é
submetido a esforços superiores ao seu limite de escoamento, permanecendo deformado
após cessar o esforço a que foi submetido.
Descontinuidade - Interrupção física na estrutura de um metal, cuja grandeza não
compromete suas propriedades (ex.: poros, inclusão, segregação, etc.).
DIN - Deutsche Institut Normen (entidade alemã de normalização).
107SENAI-PR
Diodo - Elemento de um retificador de soldagem, geralmente de silício, utilizado para
retificar a corrente alternada, tornando-a contínua.
Dobramento (ensaio de) - Ensaio tecnológico, que consiste em dobrar um corpo de
prova para verificar seu comportamento quanto a fissuras, trincas, elasticidade, etc.
Dureza - Éa resistência que o metal oferece ao ser riscado ou penetrado por outro corpo
mais duro.
Na indústria metalúrgica os métodos mais conhecidos para medir durezas de metais
são os levados a efeitos pelos durômetros dos Sistemas Rockwell, Brinell, Vickers e
Escleroscópio Shore.
Dutilidade - É a capacidade de um sólido de se deformar, isto é, de apresentar longo
período plástico.
Elasticidade - Propriedade de um metal que permite ao mesmo tempo retornar à forma
original, após cessada a força deformente.
Limite elástico - É a maior tensão que o metal pode suportar, sem deixar qualquer
deformação permanente quando o metal é descarregado.
Módulo de elasticidade - Éa medida da rigidez do material.
Eletrodo - Peça metálica em forma de vareta revestida, fio ou arame (tubular ou não),
utilizado em soldagem para conduzir a corrente elétrica e que se consome adicionando material,
ou ainda não consumível (processo TIG), servindo então apenas como condutor da corrente e
manter o arco voltaico.
Encruamento - Trabalhando o aço a frio (como na laminação a frio ou trefilação) a estrutura
dos grãos de sua liga será modificada - teremos então o aço encruado. O encruamento aumenta
a dureza e a resistência à tração, diminui a porcentagem de alongamento e a resiliência. Estas
modificações são provenientes do esmagamento dos cristais. Os grãos do metal tornam-se
alongados.
108SENAI-PR
Para uniformizar de novo a estrutura do aço trabalhado a frio, ele deverá ser submetido a
tratamento térmico de recozimento. Este recristaliza, alivia as tensões internas e consegue
normalizar os grãos que constituem a liga do aço.
Endurecibilidade - Temperabilidade.
Eutético - É o mais baixo ponto de fusão de uma liga metálica.
Eutetóide - Semelhante ao eutético. Diz-se do aço com 0,81% C.
Escoamento - Limite entre as zonas elástica e plástica no gráfico Tensão x Deformação.
Esferoidização - Coalescimento - Consiste num aquecimento e resfriamento
subsequente, em condições tais a produzir uma forma globular ou esferoidal do carboneto no
aço. Como resultado obtém-se dureza muito baixa.
Estricção - Propriedade medida no ensaio de tração, que traduz a dutibilidade de um
metal ou liga, através da redução de sua seção reta.
Estrutura cristalina - Os metais industrialmente empregados, tem suas estruturas
constituídas por um grande número de pequenos cristais ou grãos, que podem ser iguais ou
diferentes entre si.
Fadiga - É o fenômeno de ruptura dos metais sob cargas repetidas ou variáveis.
Fase sigma - É o resultado da precipitação de um composto intermetálico frágil, sensível
à corrosão, devido à manutenção de um aço inoxidável entre as temperaturas de 425oC e
850oC, e independendo do teor de carbono.
FBTS - Fundação Brasileira de Tecnologia da Soldagem.
Ferro (Fe) - Metal com temperatura de fusão de 1534oC e que se caracteriza por
apresentar várias fases alotrópicas: a cerca de 1390oC ocorre uma redisposição dos átomos
(cúbico de faces centradas) -é o ferro gama; a 910oC adquire a forma cúbica centrada- é o
ferro alfa; abaixo desta temperatura não ocorrem mais transformações, porém a 768oC passa
a comportar-se ferro-magneticamente- é o Ponto Curie.
109SENAI-PR
Ferro fundido - Liga de ferro e carbono numa porcentagem de 2,0 a 6,7% C.
Ferro fundido branco (Selvagem) - É obtido como o ferro fundido cinzento, sendo queé submetido a descarbonetação no forno até alcançar teores de 3 a 2% C. Não usinável.Considerado não soldável por ter sua estrutura a base de carboneto de ferro (Fe
3C), composto
que não tem alongamento. Sua estrutura é obtida por resfriamento violento. É utilizado onde ascondições de trabalho sejam altamente abrasivas.
Ferro fundido cinzento - Muito usado em peças e estruturas de máquinas, equipamentode esgotos, chapas de fogões, panelões, etc. É obtido pela fusão do ferro gusa em forno cubilôou de cúpula. De fácil usinibilidade. Resistência à tração de 12 a 40kg/mm
2.
Ferro fundido ligado - É basicamente o ferro fundido cinzento, com adições de níquel,cromo, molibdênio e outros, o que confere maior resistência e propriedades superiores.
Ferro fundido maleável - Apresenta grande quantidade de grafite livre (cerca de 90% docarbono está livre). É dútil e maleável, com grande resistência e facilmente usinável.
Ferro fundido nodular - É ferro de muito boa qualidade. Nele o carbono se precipita emforma de grafite formando nódulos que conferem grande resistência à tração e resistência aodesgaste friccional.
Ferro gusa - Obtido pela fusão do minério de ferro no alto forno. Destina-se à produçãode ferro fundido e aços. Extremamente frágil, com 4,5 a 6,7%C.
Fluência - É a deformação lenta e gradual que sofrem os metais, quando sob a ação deuma carga constante aplicada por longo período de tempo a uma temperatura superior àambiente.
Fluxo - Em soldagem oxiacetilênica, elemento utilizado como decapante e indicador detemperatura, podendo ser em pasta, líquido ou pó. Em soldagem elétrica, no estado de pó,aglutinado ou aglomerado, possui funções elétricas, físicas e químicas.
Ferrita - Pode ser considerada como ferro puro, com carbono até o máximo de 0,08%,
com cristais irregulares de cor clara, dútil e maleável, baixa dureza e baixa resistência à tração,
mas de boa resistência ao choque e elevado alongamento.
110SENAI-PR
Fratura (ensaio de) - Exame visual efetuado logo após a quebra de um metal ou solda,
para avaliação de composição química, tipo de estrutura ou defeitos, linhas de fadiga, estrutura
granular, etc. Também, análise, geralmente macroscópica, dos detalhes de uma fratura, para
verificar o mecanismo de rompimento.
Grão - Menor unidade de um metal ou liga, que apresenta todas as propriedades físicas,
químicas e mecânicas do mesmo.
Hélio - Gás inerte utilizado na soldagem TIG e MIG.
IBP - Instituto Brasileiro de Petróleo.
Incrustração - Elemento, geralmente não metálico, engastado numa matriz metálica,
normalmente através de processo de soldagem, e que não possui ligação química ou
metalúrgica com a matriz.
IIW - International Institute of Welding (Instituto Internacional de Soldagem).
IS - Institut de Soudure (entidade francesa de soldagem).
ISO - International Standard Organization (entidade internacional de normalização).
Isotropia - Característica de um metal cujas propriedades mecânicas são iguais em
qualquer direção.
JIS - Japan Industrial Standardization (entidade japonesa de normalização).
Latões - São ligas de cobre com zinco, principalmente, e algum outro elemento para
modificar ou conferir propriedades.
Ligas antifricção - Metal Patente - Metal branco - São ligas metálicas à base de
estanho e chumbo, com alumínio, bronzes e outros, com coeficientes de fricção extremamente
baixos, alta plasticidade e baixo ponto de fusão. São usados para o recobrimento de mancais
de eixos (casquilhos).
111SENAI-PR
Macro-estrutura - Aspecto obtido de uma peça metálica através de macrografia.
Macrografia - Exame à vista desarmada (ou com lupa) de uma peça metálica, segundouma seção plana devidamente polida e normalmente atacada por um reativo.
Também os documentos (fotos, impressões, etc.) que reproduzem macro-estrutura emtamanho natural ou com ampliação de até 10 vezes.
MAG - Metal Active Gas - Processo de soldagem sob atmosfera gasosa ativa
(CO2, CO
2 + Ar, etc.), com eletrodo (arame) consumível, usada na soldagem de aços carbono.
Martêmpera - Utiliza o mesmo aquecimento da têmpera comum, com resfriamentorápido em banhos de temperaturas e tempos determinados pelas curvas TTT. É utilizada paratemperar aços-liga em que for preciso aumentar a dureza e a tenacidade sem haver perigo deposterior deformação.
Microdureza - Este ensaio se aplica para determinar a dureza de camada muito finas,peças pequenas, etc. Utiliza cargas a partir de 1 grama e a medição é feita pelo métodoVickers.
Micrografia - O mesmo que macrografia, porém com aumentos superiores 10 vezes.
MIG - Metal Inert Gas - Processo de soldagem sob atmosfera gasosa inerte (Argônio ouHélio), com eletrodo (arame) consumível, usado na soldagem dos aços inoxidáveis e dos nãoferrosos.
Monel - Liga de Ni (70%) - Cu (30%).
Norma Técnica - Tecnologia sob forma escrita e específica.
Normalização - Consiste no aquecimento do aço a uma temperatura acima da zonacrítica, seguido de resfriamento ao ar. Usa-se para conseguir uma granulação mais fina euniforme dos cristais e uma dureza um pouco mais elevada do que a que se obtém pelorecozimento. Facilita a usinagem dos aços-carbono e ferros fundidos, levando a umahomogeneização da liga do metal para outros tratamentos térmicos.
112SENAI-PR
Oxidação - Estado de desagregação de um metal, oriundo de reação química deste
com o oxigênio, na superfície.
Passividade - Efeito de inibição da corrosão de um metal ou liga. É a propriedade típica
de certos metais e ligas metálicas de permanecerem inalterados no meio circunvizinho.
Pêndulo Charpy - Dispositivo através do qual é realizado o Ensaio de Charpy.
Perlita - São carbonetos de ferro dissolvidos na ferrita.
Plasma - Estado energético de um gás ionizado, onde a alta energia térmica gerada pelo
deslocamento de elétrons de suas órbitas originais (da ordem de 30.000oC),é utilizada na
soldagem e no corte de metais. Quarto estágio da matéria.
Plasticidade - É a propriedade dos metais de mudar de forma e tamanho sem sofrer
ruptura sob a ação de forças externas, conservando a deformação sofrida uma vez cessada a
ação das forças.
Pitting - Efeito Pitting - Tipo de corrosão pontual.
Recozimento - É a forma de tratamento térmico que cosiste em requecer o metal a uma
temperatura mais ou menos aproximada da temperatura de transformação, e em resfriá-lo a
uma velocidade inferior à velocidade crítica de têmpera para os aços e ferros fundidos. Com o
recozimento consegue-se tornar macios esses metais, facilitando sua usinagem, regenerando
sua estrutura e eliminando as tensões internas das peças, provenientes do forjamento, fundição,
têmpera, encruamento, solda, etc.
O Recozimento pode ser total (pleno) ou isotérmico (cíclico).
Recozimento em caixa - Tratamento utilizado para proteção de grandes massas ou
grande número de peças de aço, de modo a impedir que a superfície acabada das mesmas
seja afetada por oxidação ou outro efeito típico de tratamento térmico.
113SENAI-PR
Resiliência - Capacidade de um metal suportar grandes deformaçãoes na zona elástica.
É a resistência de um material à ruptura, quando se aplica uma carga dinâmica. Ensaio realizado
com um equipamento denominado Pêndulo Charpy.
Revenimento - É a forma de tratamento térmico que consiste en reaquecer a uma
temperatura sempre inferior à temperatura de transformação uma liga de aço ou ferro fundido
já temperado, com os seguintes objetivos:
• diminuir a fragilidade dos cristais da liga, causada pela têmpera;
• aumentar a resistência contra choque (resiliência);
• diminuir a dureza e as tensões internas provenientes da têmpera dos aços sujeitos a
cortes, choque, flexão, etc.
SAE - Society of Automotive Engineers (entidade norte-americana normalizadora de
assuntos relativos à indústria automobilística).
Sigma - Fase sigma - Resultado da precipitação de um composto intermetálico frágil,
sensível à corrosão, devido à manutenção de um aço inoxidável entre as temperaturas de
425oC e 850oC, independendo do teor de carbono do aço.
Segregação - Acúmulo ou concentração de certos elementos na estrutura de um metal
ou liga, originada por difusão.
Sensitização - Os carbonetos de cromo e ferro dissolvidos na austenita, com o
aquecimento acima de 4000C, precipitam-se nos contornos de grão, havendo com isso um
empobrecimento de cromo nas regiões circunvizinhas. Essas regiões empobrecidas em cromo
tornam-se menos resistentes ao ataque corrosivo, ocorrendo a “corrosão intergranular”.
Deve-se pois, ao soldar aços inoxidáveis austeníticos (Série 300), se ter muito cuidado
com a temperatura.
Um modo de se evitar a Sensitização é a adição de elementos como titânio, nióbio,
molibdênio e tântalo que, por possuirem grande afinidade com o carbono, promovem a
Passividade.
114SENAI-PR
Silício (Si) - Ligado com alta porcentagem de carbono faz com que o aço se rache com
grande facilidade quando de sua têmpera. É o único metalóide que pode encontrar-se no aço
sem o prejudicar, quando perfeitamente dosadas suas porcentagens como Fósforo e Arsênio,
que os inutilizam completamente. Não obstante, ligado de modo conveniente, aumenta a
temperabilidade (profundidade de têmpera), bem como a tenacidade.
SIS - Svensk Institut Standards (entidade normalizadora sueca).
Sobreposição - Defeito originado no passe de cobertura, que consiste num excesso de
metal de adição sobre o metal de base.
Sopro magnético - Deflexão do arco voltaico, devida a forças eletromagnéticas.
Têmpera - É o tratamento térmico que consiste no resfriamento rápido do aço de uma
temperatura superior a sua temperatura crítica, em óleo, água, salmoura ou ar. O objetivo é
obtenção de estrutura martensítica, e com isto aumento de resistência à tração e dureza.
Têmpera isotérmica - O aquecimento é o mesmo da têmpera comum, mas o
resfriamento é feito num banho a certa temperatura, em determinado tempo, e em seguida ao
ar livre para resfriamento total. Este tipo de têmpera evita deformações, trincas e tensões
internas nas peças de aço-carbono e de aço-liga média com formato complicado. Há duas
formas de têmpera isotérmica: Austêmpera e Martêmpera.
Austêmpera ou têmpera bainítica - O aquecimento é o mesmo da têmpera comum, com
resfriamento em banho quente de sais, observando-se temperaturas e tempos de acordo com
a curva TTT (Tempo, Temperatura, Transformação) própria para cada aço. Esta têmpera dá ao
material maior tenacidade sem diminuir a dureza.
Martêmpera - Utiliza o mesmo aquecimento da têmpera comum com resfriamento r´pido
em banhos de temperaturas determinadas e tempos determinados pelas curvas TTT. É utilizada
para temperar aços-liga em que for preciso aumentar a dureza e a tenacidade sem haver
perigo de posterior deformação.
Temperabilidade ou endurecibilidade - É a tendência à produção de endurecimento a
uma maior profundidade.É a capacidade do aço de endurecer a uma profundidade maior e é
115SENAI-PR
devida ao tamanho do grão austenítico e dos elementos de liga, e não se refere à máxima
dureza que pode ser obtida, que é função quase que exclusiva do teor de carbono.
A temperabilidade é fator de grande importância nos aços, e sua medida é feita através
de dois processos: “Método Grossmann” e “Método Jominy”. Os aços especificados pela
temperabilidade são conhecidos como “Aços H”.
Têmpera superficial com chama - Consiste em aquecer o material com chama até
alcançar a temperatura de têmpera comum e logo a seguir fazer o resfriamento total am água
ou óleo. Usa-se para endurecer certas zonas sem afetar as propriedades do núcleo do material.
Têmpera superficial por alta frequência - Para tal usa-se corrente elétrica de alta
frequência. A peça a ser temperada é colocada dentro de uma bobina constituída de um tubo
de cobre em cujo interior circula água para evitar o superaquecimento. É fornecida corrente
elétrica de alta frequência que cria um campo magnético que, por indução eletromagnética
aquece rapidamente a peça dentro da bobina. Alcançada a temperatura de têmpera resfria-se
rapidamente a peça por meio de jato d’água ou óleo.
A têmpera superficial, que produz o endurecimento superficial dos aços é frequentemente
mais conveniente que seu endurecimento total pela têmpera normal, visto que, nestas aplicações,
se objetiva apenas a criação de uma superfície dura e de grande resistência ao desgaste e à
abrasão, devido às propriedades e características da estrutura martensítica.
Tenacidade - É a capacidade de um metal de absorver energia na zona plástica. Ou
seja, é a propriedade de um metal de opor-se à destruição sob a ação de forças externas.
Numa atmosfera gasosa que pode fornecer carbono e nitrogênio simultaneamente, os
quais são absorvidos pela superfície do metal.
Trinca - Descontinuidade física de um metal ou liga.
Trinca intergranular - Descontinuidade física de um metal ou liga, que ocorre nos contornos
de grão.
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Trinca transgranular - Descontinuidade física de um metal ou liga, que ocorre através dos
grãos.
Troostiuta - Designação antiga da perlita fina.
Wi - The Welding Institute - Instituto Inglês de Soldagem.
Medidas
As características mecânicas, físicas e químicas dos metais é que vão determinar o seu
comportamento em trabalho. E, para que se possa estimar e até mesmo determinar esse
comportamento, é necessário que se possa medir de alguma forma essas características.
Para tal fim, através de variada aparelhagem, às vezes simples às vezes complexa, determinou-
se valores dessas características para estruturar tabelas e gráficos.
A aparelhagem usada é vasta; porém os aparelhos medidores mais usados na indústria
em geral, são:
Gabaritos - São dispositivos fabricados para verificar a conformidade do serviço com as
normas de projeto, quando os instrumentos convencionais não atendem às necessidades.
Os gabaritos devem ser utilizados antes da soldagem para verificar o ajuste se as
contrações da solda não introduziram deformações além das permitidas.
Trena - A trena graduada é usada para tomar medidas lineares, quando não há exigência
de grande precisão. Tem usualmente graduações no Sistema Inglês (graduação em polegadas).
Paquímetro - É instrumento para medições de precisão até 0,02 mm e 0,001”. É provido
de um cursor graduado, ajustado sobre uma régua, de modo que permita sua livre
movimentação com um mínimo de folga. O cursor é provido de uma escala que define a precisão
da leitura, chamado Nônio ou Vernier, que se desloca em relação à escala da régua e indica o
valor da dimensão tomada.
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Goniômetro - Aparelho de medição de ângulos. O sistema mais utilizado é o que divide
o círculo em 360o; o grau (o) divide-se em 60 Minutos (‘) e o minuto em 60 segundos (‘’). É o
sistema chamado Sexagesimal. Em soldagem é utilizado para verificar ângulos de chanfros.
Durômetros - Aparelhos destinados a medir a dureza superficial dos metais, através da
aplicação de uma carga e consequente medição da impressão causada.
Lápis de Fusão - Também chamado “lápis térmico”. São instrumentos destinados a
verificar a temperatura de materiais, utilizando a propriedade de que cada substância apresenta
um ponto de fusão único e característico. Além do Lápis de Fusão existem ainda tintas, pastilhas
e papeletas indicadoras de temperatura. Em soldagem são utilizados para o controle de
temperaturas de pré-aquecimento, interpasse e pós-aquecimento.
Pirômetro de contato - São instrumentos destinados a medir temperaturas de
superfícies. Em soldagem são utilizados para verificar temperaturas de pré-aquecimento, pós-
aquecimento e interpasse.
Termopares - O funcionamento dos termopares baseia-se na diferença de potencial
criada pela diferença de temperatura entre suas extremidades. Se as extremidades de fios de
metais dissimilares estiverem em contato uma com a outra formando uma junção a uma
determinada temperatura, e se existir uma diferença de temperatura entre esta junção e aquela
na outra extremidade dos fios, cria-se uma diferença de potencial (tensão) entre as duas junções.
Esta diferença de potencial entre as junções muda quando varia a diferença de temperatura.
Por calibração apropriada, as leituras de tensão podem ser traduzidas em leitura de temperatura.
As duas combinações de fios mais usadas são Ferro-Constantan e Cromel-Alumel.
Os termopares de Ferro-Contantan não podem ser usados acima de 760oC enquanto
que o Cromel-Alumel pode ser usado até 1260oC.
Amperímetro - Aparelho usado para medir a intensidade da corrente elétrica. A intensidade
de uma corrente elétrica é a medida do número de elétrons que passa por uma seção de um
condutor na unidade de tempo. A unidade de medida é o Ampére (A).
Voltímetro - É um aparelho usado para medir a tensão (Volt) de uma corrente elétrica.
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Para uma corrente elétrica existir e produzir trabalho nos equipamentos é necessária a
presença de uma força-eletromotriz ou tensão para provocá-la. O valor dessa tensão determina
a intensidade da corrente.
Manômetros - São instrumentos que medem a pressão. Existem três tipos de
manômetros:
1) Manômetros que medem equilibrando a pressão contra uma pressão conhecida: tubos
U e colunas.
2) Manômetros que medem apressão por deformação elástica: Bourdon e Espiral (são
os usados na área da soldagem).
3) Manômetros que medem a pressão através de alteração de propriedades físicas:
Cristal Piezo-elétrico.
Reguladores de pressão - São instrumentos que atuam de forma a reduzir a pressão de
saída de cilindros de gás, a níveis de trabalho, permitindo um controle preciso de operação de
oxi-corte ou soldagerm.
Os reguladores podem ser de um ou mais estágios, dependendo da precisão necessária
na saída do regulador. Em soldagem, geralmente são usados os de um e dois estágios.
ENSAIOS MECÂNICOS
Uma série bastante vasta de testes mecânicos são utilizados na área da soldagem,
para avaliar e determinar características do metal de base, do metal de solda depositado e da
zona de transição entre ambos.
Esses testes são os denominados Ensaios Mecânicos, que podem ser Destrutivos ou
Não Destrutivos.
119SENAI-PR
Ensaios mecânicos - As propriedades mecânicas definem o comportamento de um
material quando sujeito a esforços de natureza mecânica e correspondem às propriedades
que determinam a sua capacidade de transmitir e resistir aos esforços que lhe são aplicados,
sem romper ou sem que produzam deformações incontroláveis.
- A solda constitui um elo de continuidade metálica entre componentes de uma estrutura
ou equipamento e por esta razão suas propriedades devem ser compatíveis com as
propriedades mecânicas do metal de base.
A determinação das propriedades mecânicas dos metais é obtida através de ensaios
mecânicos, realizados em corpos de prova de dimensões, forma e procedimento (ou
especificação de ensaio) padronizados por normas.
Os ensaios mecânicos usuais em solda são: Tração, Dobramento, Fratura, Dureza,
Impacto Charpy e Macrográfico.
Tração - Objetiva fornecer dados relativos à capacidade de um material de suportar
solicitações, determinando o comportamento das propriedades de resistência, como limite de
escoamento, limite de resistência, etc.
Tensão é o quociente da força aplicada pela área inicial de seção transversal do corpo da
prova - é expressa em N/mm2 .
Deformação é a variação de comprimento, por unidade de comprimento - é expressa em
porcentagem.
O ensaio de Tração permite também avaliar os valore de Alongamento porcentual e o
Coeficiente de Estricção que é a relação em porcentagem entre a diminuição de área da seção
transversal relativamente à área inicial, por ocasião da ruptura, e a área final.
Dureza - A dureza de um metal é a resistência que ele oferece à penetração de um corpo
duro.
Para os aços-carbono e os aços-liga de médio teor em liga, a dureza é proporcional ao
limite de Resistência à Tração:
120SENAI-PR
Os principais métodos de ensaio são: Brinell, Rockwell e Vickers.
• O sistema Brinell é usado especialmente para metais não ferrosos, ferros-fundidos,
aços, produtos siderúrgicos em geral e peças não temperadas.
• O método Rockwell possui várias escalas de medição, das quais as mais usadas são:
A, B, C, F, N e T.
A escala A é a de maior amplitude de variações. A escala B mede valores abaixo de 20.
A escala C mede valores entre 20 e 70.
• No método Vickers as cargas podem ser quaisquer pois as impressões são sempre
proporcionais às cargas para um mesmo material.
Cargas menores que um quilo são usadas em aparelhos especiais para a Microdureza
(cargas de 1 a 1000g).
Macrográfico - (macroestrutura ou macrotextura) - A superfície de um metal, sob a ação
de um reativo, pode apresentar aspectos diversos em virtude das heterogeneidades reagirem
diferentemente ao serem atacadas. Assim, as heterogeneidades cristalinas (como granulação
grosseira, profundidade de têmpera, zona afetada pelo calor), heterogeneidades químicas (como
profundidade de carbonetação, zonas descarbonetadas, segregação, inclusões metálicas) e
heterogeneidades mecânicas (como regiões encruadas) são evidenciadas em virtude da dis-
solução seletiva, ou da coloração seletiva do ataque, ou da disposição seletiva dos produtos
das reações. O reativo também põe em evidência descontinuidades que eram imperceptíveis,
como trincas, poros, etc.
Ensaio de dobramento - Em corpos de prova soldados o ensaio é aceitável se não ocor-
rerem na solda, ou entre esta e a zona de ligação, trincas nem defeitos, conforme especificado
pelas Normas Técnicas.
Ensaio de fratura - É realizado por dobramento de uma parte do corpo de prova sobre
outra, de modo a tracionar a raiz da solda, ou a solda é rompida a partir de um entalhe.
Vários outros ensaios e testes são realizados ainda para determinar as características
dos metais e suas soldas sem alterar os mesmos. A estes denomina-se Ensaios Não
Destrutivos.
121SENAI-PR
Os ensaios não destrutivos são:
Teste Magnético - Com a verificação do magnetismo pelo uso de um imã pode-se clas-
sificar os materiais em:
1) Magnéticos (Níquel; Aço-Carbono-Molibdênio; Aço-Liga 5% Cr; Aço Inoxidável 12% Cr;
e o Teor de Cromo nos Aços-Liga ao Cr).
2) Levemente Magnéticos (Monel, até 100oC; Aço Inoxidável 18% Cr 8% Ni trabalhado a
frio; Açi Inoxidável 16% Cr 10% Ni AISI 316 trabalhado a frio; Aço Inoxidável 18% Cr 11% Ni 3 %
Mo AISI 317 trabalhado a frio).
3) Não Magnéticos (Liga Cu-Ni; Aço Inoxidável 18% Cr 8% Ni; Aço Inoxidável 16% Cr
10% Ni 2% Mo AISI 316; Aço Inoxidável 18% Cr 11% Ni 3% Mo AISI 317; Aço Inoxidável 25% Cr
12% Ni; Aço Inoxidável 25% Cr 20% Ni; Latões).
Teste por pontos - Permite observar a capacidade de reação do material na presença de
determinadas soluções. Na zona testada (pontos) o reconhecimento é feito observando-se o
modo e a velocidade de reação e ainda a coloração dos resíduos da reação química na super-
fície.
É possível diferenciar os aços-liga ao cromo em determinadas faixas. Podem ser identi-
ficados:
Aço-carbono; Aço Carbono-Mo; Aço 2,25% Cr 1% Mo; Aço 5,0% Cr 0,5% Mo; Aço 18% Cr
8% Ni; Aço 16% Cr 10% Ni 2% Mo; Aço 25% Cr 20% Ni; Monel 70% Ni 30% Cu; ligas de cobalto
tipo Stellite.
Teste de estanqueidade - Detecta defeitos passantes, através de aplicação de solução
formadora de bolhas, por pressão positiva, pressão negativa ou por capilaridade.
Os testes Pneumáticos e Hidrostáticos não se caracterizam como Testes de
Estanqueidad, embora proporcionem a detecção de vazamentos.
122SENAI-PR
Ultra-som - Usa a transmissão do som, que é uma forma de energia mecânica em forma
de ondas, a frequências acima da faixa audível. A técnica de pulso-eco consiste basicamente
de pulsos de alta frequência, emitidos pelo cristal, que caminham através do material. Esses
pulsos refletem quando encontram descontinuidade ou uma superfície do material. Esta ener-
gia mecânica (som) é recibida de volta pelo cristal, que transforma o sinal mecânico em sinal
elétrico, que é visto na tela do aparelho.
É usado para medições de espessura, detecção de dupla-laminação e Inspeção de Sol-
da, que é a modalidade de exame que visa detectar descontinuidades oriundas de operações
de soldagem, como falta de penetração, falta de fusão, inclusões de escória, poros, porosidades,
trincas.
Radiografia - O exame radiográfico utiliza Raios X e Raios Gama para mostrar a presen-
ça e características de descontinuidades internas do material. Do ponto de vista de qualidade,
os Raios X são melhores.
Líquido penetrante - É usado principalmente para a detecção de trincas. É um líquido de
grande poder de penetração e ação capilar.
Líquido penetrante visível: é utilizado em ambientes claros, sendo visível com luz natural.
Exame visual - Após a operação de soldagem, o exame visual tem po finalidade detectar
possíveis descontinuidades induzidas na soldagem.
Partículas magnéticas - O exame por meio de partículas magnéticas é utilizado para
localizar descontinuidades (como trincas, poros, inclusões) superficiaia e sub-superficiais em
peças de material ferro-magnético, tais como as ligas de ferro e níquel. O método consiste na
aplicação de uma corrente de magnetização, ou de um campo magnético à ́ peça inspeciona-
da, com o objetivo de se ter um campo magnético nesta. A presença de descontinuidades irá
produzir campos de fuga na região da descontinuidade, causando uma polarização localizada,
que é detectada pelas partículas ferro-magnéticas que são aplicadas sobre a peça.
123SENAI-PR
BIBLIOGRAFIA
FUNDAÇÃO TECNOLOGIA DE SOLDAGEM. Inspetor
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SENAI - SP. Soldagem. Org. Selma Ziedas e Ivanisa
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