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2012

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Descontinuidades e Defeitos

na Soldagem

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Descontinuidades e Defeitos

Segundo a AWS (American Welding Society), as descontinuidades são divididas em 3 (três) categorias básicas:

Descontinuidades Dimensionais;

Descontinuidades Estruturais;

Descontinuidades por Má Soldabilidade.

Descontinuidade é toda ou qualquer anomalia que uma junta soldada venha

apresentar, que altera ou não o seu desempenho e eficiência.

De acordo com as exigências de qualidade da junta soldada (normas), uma

descontinuidade pode ser considerada um defeito, exigindo ações corretivas.

Devido ao alto custo destas ações, a presença de defeitos deve ser sempre

evitada.

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Descontinuidades Dimensionais

São todas e quaisquer anomalias que venham apresentar em juntas soldadas, que afetem sua integridade dimensional e física, assim como o acabamento e o desempenho esperado por esta, frente ao resultado dimensional final.

Estas descontinuidades podem ser em totalidade detectadas pelo próprio soldador, e ou em inspeção visual/dimensional por inspetor de qualidade ou de soldagem.

São as anomalias dimensionais:

Distorção e desalinhamento;

Dimensões incorretas da solda;

Perfil incorreto da solda.

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Descontinuidades Estruturais

São todas e quaisquer anomalias que venham apresentar em juntas soldadas

que afetem sua integridade estrutural, macrometalurgica, isto é, afetando a

normalidade estrutural do material.

Estas descontinuidades nem sempre podem ser detectadas pelo próprio

soldador, e ou em inspeção visual/dimensional. Muitas delas há a necessidade

de adotar técnicas de ensaios, com inspetor especialista, qualificado.

São as anomalias:

Porosidades;

Inclusões de tungstênio;

Inclusões de escória;

Falta de fusão;

Falta de penetração;

Mordedura.

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Descontinuidades Por Má Soldabilidade

São todas e quaisquer anomalias que venham apresentar em juntas soldadas

que afetem sua integridade física e química, metalúrgica do material.

Estas descontinuidades não sempre podem ser detectadas pelo próprio soldador,

e ou em inspeção visual/dimensional. Para todas estas há a necessidade de

adotar técnicas de ensaios, e ou analises físio-químicas, ou ainda estudar as

composições anteriormente a soldagem.

São as anomalias:

Propriedades Químicas;

Propriedades Metalúrgicas.

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Descontinuidades em uma Solda

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Descontinuidades em uma Solda

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Descontinuidades em uma Solda

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Descontinuidades em uma Solda

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Em valores de tensão muito altos, o reforço do cordão tende a aumentar,

criando uma face do cordão ligeiramente afinada, muito convexa. Esta

concavidade tende a formar um ângulo agudo no pé da solda, com grande

concentração de tensão.

Esta descontinuidade as vezes passa despercebida, mas é de alta criticidade.

Um cordão com um reforço excessivo pode ocasionar problemas graves de

ruptura no cordão, devido a concentração de tensão no ângulo tendencioso a

reto (90°), já mencionado.

A tensão de soldagem está diretamente relacionada a este fator, e deverá ser

regulada, respeitando os parâmetros ideais.

Reforço Excessivo

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Reforço Excessivo

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Reforço Excessivo

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Esse tipo de defeito é encontrado quando:

O cordão de solda não penetrar completamente na espessura do metal de base;

Quando dois cordões de solda opostos não se interpenetrarem;

Quando o cordão de solda não penetrar na garganta de uma junta em ângulo.

A corrente de soldagem é o parâmetro que tem o maior efeito na penetração. A

penetração incompleta é normalmente causada pela aplicação de uma corrente de

soldagem muito baixa e pode ser evitada simplesmente aumentando essa corrente de

soldagem.

Outras causas podem ser o emprego de uma velocidade de soldagem muito baixa e um

ângulo incorreto da tocha. Ambas permitirão que a poça de fusão passe à frente do arco,

atuando como um amortecimento à penetração. O arco deve ser mantido na margem

anterior da poça de fusão.

Falta de Penetração

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Falta de Penetração

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Falta de fusão, também conhecida como gota fria, ocorre onde não existir

fusão entre o metal de solda e as superfícies do metal de base.

A causa mais comum de falta de fusão é uma técnica de soldagem deficiente.

Ou a poça de fusão fica muito larga (por causa de uma velocidade de

soldagem muito baixa) e/ou o metal de solda passou à frente do arco (grande

incidência nos cordões de solda em juntas de ângulo).

Mais uma vez, o arco deve ser mantido na margem anterior da poça de fusão.

Quando isso é feito, a poça de fusão não ficará muito e não poderá

"amortecer" o arco.

Falta de Fusão

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Falta de Fusão

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Falta de Fusão

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Falta de Fusão

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Mordedura é um defeito que aparece como um entalhe no metal de base ao

longo das bordas do cordão de solda. É muito comum em juntas em ângulo

sobrepostas,

porém pode também ser encontrada em juntas de topo e em ângulo.

Esse tipo de defeito é mais comumente causado por parâmetros de soldagem

inadequados, particularmente a velocidade de soldagem (por conseqüência a

corrente) e a tensão do arco.

Quando a velocidade de soldagem é muito alta, o cordão de solda fica com

uma crista por causa da solidificação extremamente rápida. As forças da

tensão superficial arrastaram o metal fundido ao longo das margens do cordão

de solda e empilharam-no ao longo de seu centro. As partes fundidas do metal

de base são afetadas da mesma maneira.

Mordeduras

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O entalhe da mordedura fica onde o metal de base fundido foi arrastado para a

solda e não retornou devido à rápida solidificação.

A diminuição da velocidade de soldagem reduzirá gradualmente o tamanho da

mordedura e eventualmente eliminá-la-á. Quando estão presentes mordeduras

pequenas ou intermitentes, aumentar a tensão do arco ou soldar empurrando

podem ser ações corretivas eficazes.

Em ambos os casos o cordão de solda ficará mais plano e a molhabilidade

será melhor. Entretanto, quando a tensão do arco é aumentada até níveis

excessivos,

a mordedura poderá aparecer novamente. Esse fato é particularmente

verdadeiro no modo de transferência por aerossol. Quando o arco se torna

muito longo, também se torna muito largo, que resulta num aumento da

quantidade de metal de base fundido.

Mordeduras

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Mordeduras

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Porosidade

A porosidade consiste em poros de gás encontrados no cordão de solda solidificado.

Esses poros podem variar em tamanho e são geralmente distribuídos numa forma

aleatória. Entretanto, é possível que a porosidade possa ser encontrada apenas no

centro da solda.

Os poros podem ser superficiais ou sub-superficiais. As causas mais comuns da

porosidade são a contaminação atmosférica, superfícies das peças a serem soldadas

excessivamente oxidadas, elementos de liga desoxidantes no arame inadequados e a

presença de materiais estranhos. A contaminação atmosférica pode ser causada por:

Vazão de gás de proteção insuficiente;

Vazão de gás de proteção excessiva, que pode causar aspiração de ar para

dentro do fluxo do gás de proteção;

Bocais obstruídos ou sistema de fornecimento de gás danificado (mangueiras e

conexões sem vazamentos, etc.);

Correntes de ar excessivas na área da soldagem, que podem arrastar o gás de

proteção da região da poça de fusão.

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Porosidade

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Porosidade

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Trincas

Trincas longitudinais (ou de centro) do cordão de solda não freqüentemente encontradas

na soldagem MIG/MAG e ER. Entretanto, essas trincas só podem ser de dois tipos:

trincas a quente (por desolutos) e trincas a frio (hidrogênio).

Trincas a quente são aquelas que ocorrem enquanto o cordão de solda está entre as

temperaturas de fusão (linha liquidus) e de solidificação (linha solidus).

Nessa faixa de temperatura o cordão de solda está "pastoso". Trincas a quente

normalmente resultam do uso de um arame de solda incorreto (particularmente em ligas

de alumínio e de aço inoxidável). A composição química do metal de base também pode

levar a esse defeito (um exemplo seria um fundido de aço inoxidável de alto carbono).

Qualquer combinação de projeto de junta, condições e técnicas de soldagem que resulte

num cordão de solda com uma superfície excessivamente côncava poderá conduzir à

fissuração.

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Trincas

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1. Trinca de Cratera;

2. Trincas Transversais;

3. Trincas no Metal de Base;

4. Trinca Longitudinal;

5. Trinca na Interface do Cordão;

6. Trinca Sob Cordão;

7. Trinca Lamelar;

8. Trinca de Raiz;

Trincas

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Trincas

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Trincas Longitudinais

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Trincas de Cratera

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Rechupe de Cratera

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Técnicas de Soldagem

e

Troubleshooting

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Técnica para Evitar Rechupe de Cratera

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Técnica “Passe a ré”

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Técnica “Soldagem em Blocos”

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Técnica “Soldagem e Cascata”

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Defeito Causa e/ou Ação Corretiva

Porosidade

Arame - pode ser necessário um arame com teores mais altos de Mn e Si;

Problema de proteção: vento, bocal obstruído ou pequeno, mangueira de gás

danificada, vazão de gás excessiva, etc;

Falha na remoção da escória vítrea entre os passes de solda;

Soldagem sobre a escória de eletrodo revestido.

Limpeza do metal de base.

Arco instável (Arco oscila lateralmente e/ou apaga e acende frequentemente)

Gás de proteção incompatível.

Sistema de alimentação de arame desgastado, incompatível para o tipo de arame.

Pressão e vazão incorreta para o tipo de metal de adição.

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Defeito Causa e/ou Ação Corretiva

Falta de penetração

Valores de Corrente de soldagem muito baixa.

Extensão do eletrodo muito grande.

Poça de fusão passando à frente do arco.

Falta de fusão

Polaridade errada; deveria ser CC+.

Velocidade de soldagem muito baixa.

Soldagem sobre um cordão convexo.

Oscilação da tocha muito larga ou muito estreita.

Oxidação excessiva na chapa.

Má limpeza da junta.

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Defeito Causa e/ou Ação Corretiva

Mordedura (Entalhes/sulcos na região de interface do cordão)

Velocidade de soldagem muito alta;

Tensão de soldagem muito alta;

Corrente de soldagem excessiva;

Parada insuficiente às margens do cordão de solda.

Trincas (Fissurações no cordão, em sua face ou regiões adjacentes).

Composição química incorreta do arame de solda.

Cordão de solda muito pequeno.

Má qualidade do material de base sendo soldado.

Limpeza incorreta/ineficiente do metal de base;

Má soldabilidade do metal de base.

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Defeito Causa e/ou Ação Corretiva

Início do cordão deficiente

Tensão de soldagem muito baixa;

Extensão do eletrodo muito grande;

Limpeza incorreta da escória vítrea ou a oxidação do metal de base.

Respingos excessivos

Corrente de soldagem alta;

Misturas incorretas/incompatíveis com o metal de base (Use misturas Ar-CO2 ou Ar-

O2 no lugar de CO2);

Diminua o percentual de He;

Tensão do arco muito baixa;

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Defeito Causa e/ou Ação Corretiva

Convexidade do cordão de solda

Tensão do arco ou corrente de soldagem muito baixa;

Extensão do eletrodo excessiva;

Polaridade errada; deveria ser CC+;

Junta de solda muito estreita.

Furo da raiz

Corrente de soldagem muito alta;

Velocidade de soldagem muito baixa;

Diminua a abertura da raiz;

Use misturas Ar-CO2 no lugar de CO2.

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Defeito Causa e/ou Ação Corretiva

Inclusão de Escória

Chapas oxidadas;

Intensidade de corrente muito baixa;

Má repartição dos cordões;

Falta ou inadequada limpeza entre os cordões;

Incorreta progressão na ascendente/descendente.

Projeções Corrente muito elevada;

Eletrodo úmido;

Má ligação do cabo terra.

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Regras Gerais para uma Boa Soldagem

Independentemente do material a ser soldado existem algumas poucas precauções que

devem ser tomadas para evitar defeitos de porosidade e falta de fusão na solda:

O material a ser soldado deve estar tão limpo quanto possível, livre de escórias,

carepas e oxidações em geral;.

Toda a graxa, óleo e lubrificantes devem ser removidos.

Para se obter soldas de melhor qualidade a carepa, a ferrugem e outras camadas de

óxidos devem ser mecânica ou quimicamente removidas.

Na soldagem de chapas de aço carbono use apenas as combinações arame-gás de

proteção recomendadas para os diversos tipos de aço: acalmados, semi-acalmados ou

efervescentes.

Mantenha os EPI’s limpos, livres de graxas, óleos e anti-respingo;

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Regras Gerais para uma Boa Soldagem

Mantenha um fluxo adequado de gás de proteção (como mostrado nas tabelas de

condições de soldagem) e proteja o local de soldagem de ventos e de correntes de ar;

Mantenha o arame de solda centralizado em relação ao fluxo de gás de proteção. A

curvatura do arame é normalmente responsável pelo fato de o arame de solda estar fora

de centro. Esse desalinhamento pode ser corrigido usando-se um dispositivo de

endireitamento do arame de solda colocado no alimentador de arame;

Ao soldar por ambos os lados duma chapa, ou onde não houve penetração total do

primeiro passe no material de base, certifique- se que o segundo passe penetrará

profundamente no primeiro.

Mantenha os instrumentos de medição e indicação (termômetros, amperímetros,

voltímetros) devidamente calibrados;

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Regras Gerais para uma Boa Soldagem

Quando o primeiro passe tiver penetrado completamente, ou quando for empregada

uma abertura na raiz, é prática comum esmerilhar o outro lado para limpar o metal de

solda antes que seja aplicado o segundo passe. Essa prática é obrigatória na soldagem

do alumínio e do cobre, e quando são necessárias soldas de qualidade radiográfica em

aços carbono e inoxidáveis;

Evite condições de soldagem nas quais o metal de solda fundido passe à frente da

poça de fusão. Essa é a principal causa de defeitos de falta de fusão, particularmente

na posição vertical com progressão descendente;

Na soldagem multipasse, esmerilhe todos os cordões de solda que apresentarem

convexidade excessiva e molhabilidade ruim, para deixá-los com uma superfície mais

plana;

Remova os resíduos de óxidos ou de escória encontrados no cordão de solda com

uma lixa ou com uma picadeira se for depositar outro cordão de solda posteriormente.

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Regras Gerais para uma Boa Soldagem

Ao efetuarmos uma soldagem, devemos nos atentar ainda para os seguintes

fatores externos, de responsabilidade direta do soldador, quais influenciam

drasticamente na qualidade e desempenho do processo:

Controle da velocidade de soldagem;

Limpeza da junta, bocais, eletrodos e acessórios;

Fixação correta do cabo terra (negativo) à peça;

Regulagem dos parâmetros corretos da máquina;

Controle da poça de fusão (mão do soldador);

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Ensaios de Qualificação

e

Ensaios de Inspeção

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Ensaios Utilizados na Soldagem

Na soldagem, são utilizados diversas técnicas de ensaios, sendo estes

divididos em 2 (dois) grandes grupos:

Ensaios para qualificação (ensaios mecânicos);

Ensaios para inspeção (ensaios não-destrutivos).

Os ensaios mecânicos são utilizados basicamente para o desenvolvimento e

qualificação de processos de soldagem, e na qualificação de soldadores. São

também conhecidos como ensaios destrutivos, pois para sua realização, há a

necessidade de realização em um corpo de prova, submetido a interferências.

Os ensaios para inspeção (ou ensaios não-destrutivos) são utilizados para

inspecionar as juntas soldadas em campo, no decorrer do processo dou em

juntas finalizadas, de modo que garantam a integridade e ausência de defeitos.

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Os principais ensaios para qualificação utilizados (ensaios mecânicos) são:

Macrografia e Metalografia;

Dureza Vickers (HV);

Dureza Rockwell (HRc);

Dobramento (de face e de raiz);

Tração;

Impacto.

Ensaios Mecânicos/Destrutívos

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Ensaio de Macrografia

Solução “Nital” – Acido nítrico em

solução de 6 % em álcool isopropílico.

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Ensaio de Dureza “Vickers – HV”

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Pontos de

medição pelo

penetrador.

Ensaio de Dureza “Vickers – HV”

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Medidas da penetração

pelos diagonais formados

pela pirâmide = maior

diagonal.

Penetrador de

diamante, no

formato

piramidal.

Ensaio de Dureza “Vickers – HV”

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Ensaio de Dureza “Rockwell – HRc”

Durômetros

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Penetrador de

diamante, no

tronco cônico

Ensaio de Dureza “Rockwell – HRc”

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Exige-se que o

dobramento seja lateral e

frontal, em relação ao

cordão.

Ensaio de Dobramento

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Ensaio de Tração

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Ensaio de Tração

Máquina Universal de

Tração/Compressão

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Impacto (IZOD ou CHARPY)

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Impacto (IZOD ou CHARPY)

Máquina de Ensaio de

Impacto (IZOD e

CHARPY)

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Os principais ensaios não-destrutivos são:

Radiografia;

Líquidos Penetrantes;

Ensaio Visual e Dimensional;

Teste por Ponto – TPP;

Partículas Magnéticas;

Ultra-som.

Ensaios Não-destrutivos

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Ensaio Radiografico

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Exemplos de radiografias de

soldas com descontinuidades:

(a) Falta de penetração,

(b) Inclusão de escória;

(c) Porosidade agrupada.

Ensaio Radiografico

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Ensaio Radiografico

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Ensaio Radiografico

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Boroscópio

Endoscópio

Ensaio Visual de Soldagem (EVS)

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Ensaio de Partículas Magnéticas

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Ensaio de Partículas Magnéticas

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Ensaio de Partículas Magnéticas

25/11/2012 71

Ensaio de Ultrassom

25/11/2012 72

Ensaio de Ultrassom

25/11/2012 73

Ensaio de Liquidos Penetrantes

25/11/2012 74

Ensaio de Liquidos Penetrantes

25/11/2012 75

Ensaio de (TPP) Testes por Pontos

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Ensaio de (TPP) Testes por Pontos

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Fim!!!