Práticas fundamentais de metalomecânica & soldadura

Centro de Formação profissional de Beja

CTs 7, 8 e 9

FORMADOR: TOMÁS PENA FORMANDO: CARLOS CARO

Centro de Formação Profissional de BejaPráticas fundamentais de metalomecânica &

Soldadura

Índice

Introdução……………………………………………………………………..…………………………………………………………2

Medição…………………………………………………………………..……………………………………………………………….3

Tracejamento……………………………………………………….………………………………………………………………….4

Cortar…..………………………………………………………………………………………………………………………….……….4

Limar……………………………………………………………………………………………………………………….……………….5

Furar…………………………………………………………………………………………………………………..…………………….6

Rebitagem……………………………………………………………………………………………………………..…………………7

Dobragem manual de tubos……………………………………………………………………………………….…………….8

Tracejamento em chapa plana…………………………………………………………………………………………………8

Dobragem em chapa fina…………………………………….……………………………………………………….………….9

Soldadura……………………………………………………………………………………………………………….……………...12

Soldadura oxiacetilénica…………………………………………………………………………………………………………14

Carlos Caro Página 2

Centro de Formação Profissional de BejaSoldadura por electroarco……………………………………………………………………………………………………...15

Conclusão……………………………………………………………………………………………………………………………….19

Webgrafia………….…………………………………………………………………………………………………………………..20


Centro de Formação Profissional de Beja

Introdução

Como complemento de todos os trabalhos práticos que elaborei na oficina e das reflexões que apresentei sobre os mesmos temas, fui agora confrontado com o pedido de mais um conjunto de trabalhos com o objectivo de complementar os anteriores.

Resolvi, face a esta nova solicitação, apresentar um trabalho mais amplo em termos descritivos, onde procuro explicar algumas técnicas de execução das várias práticas metalomecânicas.

De forma a facilitar a compreensão dos vários temas apresento também os seus significados extraídos da Diciopédia 2008 – Porto Editora.



Medição

Medir consiste em comparar o valor de uma grandeza com outro predefinido a que

se convencionou chamar unidade. A medida de uma grandeza resulta da operação

mediação e exprime-se através de um número, acompanhado, geralmente, de uma

unidade apropriada.

Uma medição pode ser directa ou indirecta. Uma medição directa consiste em

comparar directamente a grandeza a medir com outra da mesma espécie e cujo

valor se escolheu para unidade. Como exemplos de medições directas temos a

medição do comprimento através de uma régua, a determinação do volume através

de uma pipeta e a determinação do tempo usando um cronómetro. Usa-se uma

medição indirecta quando se pretende medir uma grandeza que é obtida por

derivação matemática de outras grandezas medidas directamente. Por exemplo,

medir a área de um rectângulo, medir o volume de um sólido regular, medir a

concentração de uma solução e medir a massa volúmica de um corpo.

Como facilmente se pode constatar pela definição acima transcrita, o acto de medir tem aplicações muito diversas e dependendo do seu rigor pode ser um processo mais ou menos exigente.

Nos meus trabalhos de serralharia optei pelo método de medição directa através de régua, escala ou fita visto o nível de rigor exigido não ser muito elevado, uma vez que o objectivo consiste na preparação das peças para corte e posterior desbastagem através de limagem.

Para medições mais rigorosas, ao nível de acabamento em metalomecânicas, utilizam-se instrumentos mais precisos tais como o paquímetro e o micrómetro.



Tracejamento

1

.

acto ou efeito de

tracejar;

2

.

tracejado;

(De tracejar+-mento)

Como se depreende pela definição, esta prática consiste na execução de traços que me permitem situar na peça durante o corte. Como as peças eram em ferro e seriam objecto de futuro corte e desbastagem, optei por “gravar” linhas com o auxílio do riscador. Para acabamentos mais exigentes existem “marcadores” químicos específicos que suportam o manuseamento sem deterioração das marcas ou linhas e que podem ser removidos no final.

Cortar

1

.

separar ou dividir por meio de

corte; fender; serrar;

2

.

dar um golpe ou fazer um corte em; talhar;

3

.

ferir;

4

.

talhar (peça de vestuário) de acordo com um

molde;

5

.

dividir em várias porções; fraccionar;


Centro de Formação Profissional de BejaEste processo consiste em separar partes da peça metálica com o auxílio de ferramentas específicas para o efeito, que podem ser manuais e ou eléctricas tais como as serras; as rectificadoras e as guilhotinas.Neste caso concreto a opção foi a serra manual, vulgo serrote, por se tratarem de peças de pequenas dimensões. O acto de serrar obtêm-se fazendo deslizar sobre a peça metálica a folha da serra em movimentos de avanço e recuo, com uma pressão e inclinação constantes tanto quanto possível.

Limar

1

.

desbastar ou polir com a

lima;

2

.

corroer; desgastar;

3

.

figurado

aperfeiçoar; civilizar;

(Do lat. limáre, «id.»)

Como se constata pela definição, o acto de limar consiste em retirar o excedente de metal da

peça a trabalhar através da acção abrasiva de uma lima. Lima é um instrumento constituído

pelo conjunto formado por um cabo de madeira ou PVC e por um corpo de aço com ranhuras.

As limas são catalogadas em relação à sua forma: paralelas; chatas; de meia cana; triangulares;

circulares ou quadradas, e pelas suas ranhuras: bastardas; de 2º corte e murças.

Comecei por utilizar uma lima bastarda de formato paralelo para retirar grandes quantidades


Centro de Formação Profissional de Bejade metal, de seguida utilizei uma lima paralela de 2º corte para conseguir a aproximação à

marca, terminei com uma lima paralela murça para obter um acabamento perfeito.

Às escórias metálicas resultantes deste processo dá-se o nome de limalhas.

Furar

1

.

abrir furo ou furos em; fazer orifício ou orifícios

em;

2

.

passar através de;

3

.

interromper;

4

.

penetrar em; introduzir-se por; romper através

de;

(Do lat. foráre, «furar; perfurar»)

Nas práticas metalomecânicas furar consiste em abrir furos, geralmente pela acção desgastante de brocas de aço através de movimentos de rotação. Existem várias técnicas de furação. Furação em cheio: processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico


Centro de Formação Profissional de Bejanuma peça, removendo todo o material compreendido no volume do furo final; furação com pré-furação: processo onde é feito um furo anterior, com um determinado diâmetro, para posterior utilização de uma broca de maior diâmetro num furo já existente; furação escalonada: processo de furação destinado à obtenção de um furo com dois ou mais diâmetros, simultaneamente.

Aos aparelhos eléctricos que provocam o movimento rotativo das brocas dá-se o nome de berbequins se forem móveis, ou de engenhos de furar no caso de serem máquinas fixas.

No meu trabalho contei com o auxilio de um berbequim e utilizei o furo em cheio com broca fina como 1º furo passando depois para um processo de pré-furação aumentando gradualmente o diâmetro das brocas utilizadas. Foi de capital importância neste processo que a peça a furar se encontrasse bem fixa e que o ângulo de aproximação da broca em relação à peça fosse o mais recto possível.

Às escórias metálicas resultantes do processo dá-se o nome de aparas.



Rebitagem

acto de

rebitar;

cravação;

(De rebitar+-agem)

A rebitagem é um processo que consiste na união de duas peças através da deformação a frio

de um rebite, espécie de”cravo” em alumínio, introduzido em furos previamente executados

para o efeito. Este processo é conseguido com o auxílio de um alicate próprio e substitui em

muitos casos a soldadura por ponto. Existem várias medidas de rebites quer em diâmetro quer

em profundidade. A escolha do rebite depende dos materiais a unir e da acção mecânica a que

as peças virão a ser submetidas.

No meu caso particular optei por um rebite comprido, fino e de cabeça larga, visto que o meu

objectivo consistia em unir uma peça maciça com uma chapa fina.



Dobragem manual de tubos

1

.

acto ou efeito de

dobrar;

2

.

inclinação;

(De dobrar+-agem)

Este processo consiste em curvar tubos de cobre macio de baixo diâmetro, utilizados em

refrigeração, dando-lhes o ângulo pretendido sem lhes deformar a secção. Para tal utilizei uma

norma que impõe que o ângulo de curvatura nunca pode ser inferior ao sêxtuplo do diâmetro

do tubo a dobrar.

Tracejamento em chapa plana

1

.

acto ou efeito de

tracejar;

2

.

tracejado;

(De tracejar+-mento)

Como se depreende pela definição, esta prática consiste na execução de traços que me permitem situar na peça durante o corte. Como as peças eram em cobre e seriam objecto de futuro corte e desbastagem, optei por “gravar” linhas com o auxílio do riscador. Para acabamentos mais exigentes existem “marcadores” químicos específicos que suportam o


Centro de Formação Profissional de Bejamanuseamento sem deterioração das marcas ou linhas e que podem ser removidos no final.

Dobragem em chapa fina

1

.

acto ou efeito de

dobrar;

2

.

inclinação;

(De dobrar+-agem)

Apesar de não ter sido necessário a sua utilização optei por expor neste trabalho uma síntese da teoria das dobras de forma a facilitar a sua compreensão.

A teoria das dobras é baseada no princípio de enrijecimento das chapas lisas através de dobras. É fácil demonstrar isso com uma folha de papel uma vez que se trata de uma dimensão linear. Para provar que as dobras são independentes e pontes de ligação das chapas lisas para compor qualquer secção geométrica, utiliza-se um retalho de papel 60 g quadrado de 7x7cm e fazem-se os seguintes testes:

1. Não há estabilidade de pé, portanto resistência nula. Sem dobra.



2. Faz-se uma dobra ao meio com ângulo recto e coloca-se um copo plástico de 50ml sobre uma base de papelão. Com uma seringa gradualmente acrescenta-se água de forma a aumentar o peso, conforme demonstra o desenho abaixo. Há um ganho de estabilidade e resistência através das dobras.



3. Para finalizar da mesma forma acima faça duas dobras com ângulo recto nas metades em qualquer direcção, observe que a resistência é aumentada bastante em relação à situação anterior.



Conclusão: À medida que moldamos o papel teremos diversas formas com capacidade de até 5 vezes a carga inicial, com n dobras.



Soldadura

A soldadura consiste num processo de união de duas peças por aquecimento ou

fusão local da junção, com ou sem a utilização de um material de adição ou de um

enchimento. Existem diversas técnicas para a soldadura de materiais metálicos.

A soldadura a gás ou por chama consiste na soldadura em que o metal de adição e

os bordos da junta são fundidos por uma chama, normalmente oxiacetilénica.

A soldadura por eléctrodo é aquela que utiliza um conjunto de técnicas de

soldadura em que o calor é gerado fazendo saltar um arco eléctrico entre um

eléctrodo e as peças a unir.

A soldadura por resistência baseia-se no efeito de Joule de uma corrente eléctrica

intensa que atravessa a junta.

A soldadura por feixe de electrões consiste numa técnica que utiliza um feixe de

electrões a alta velocidade, que ao chocarem contra a junta metálica transformam

a sua energia cinética em calor intenso, obtendo-se uma soldadura de alta

qualidade. Usa-se para fins especiais, por exemplo, na soldadura de ligas duras

utilizadas nas pás de turbinas a vapor.

Finalmente, a soldadura por laser é uma técnica de soldadura que utiliza o calor

gerado por um feixe laser incidindo sobre a junta. Tal como a soldadura por feixe de

electrões, conduz à obtenção de uniões de alta qualidade, exigindo, no entanto, um

equipamento relativamente dispendioso.

Cada técnica de soldadura merece por si só um estudo aprofundado. Vou debruçar-me apenas na oxiacetilénica de maneira breve, assim como me foi explicada, e na de electroarco de forma um pouco mais profunda. Vou também referir equipamentos de segurança e de limpeza comuns nas duas técnicas e os procedimentos de prova normalmente utilizados.



Equipamentos de protecção

Para protecção dos soldadores deverão ser utilizados os seguintes equipamentos:· Avental com mangas confeccionadas em couro ou outro material resistente ao calor.· Óculos de protecção.· Luvas resistentes ao calor.

Limpeza

Para se obter uma soldadura de boa qualidade a limpeza das partes envolvidas no processo é fundamental.Em geral contaminantes tais como gordura; óleos; poeira; areia; terra; humidade e até mesmo impressões digitais quando localizados nas superfícies a soldar e nos metais de adição, podem introduzir-se na solda dando origem a porosidades.Para evitar esse tipo de problema, as partes envolvidas deverão passar por processos de limpeza química e mecânica como segue:

Limpeza Química

Consiste na limpeza da região a ser soldada com produtos solventes, tais como, álcool, acetona ou soluções fracamente alcalinas.Devem ser evitados os solventes que sejam constituídos de compostos clorados de carbono.No momento da soldagem a região deverá estar limpa e completamente seca.

Limpeza Mecânica

Este processo tem por finalidade remover a camada de óxido existente nas superfícies metálicas pelo processo de abrasão. Esta limpeza deve ser executada através de escovas com fios de aço inoxidável.Não limpeza mecânica a utilização de escovas de fios de aço comuns ou lixas não se recomenda uma vez que propicia a formação de resíduos.

Corpos-de-Prova

Antes de iniciar as soldaduras definitivas devem ser executadas soldaduras em corpos-de-prova para análise e com a verificação dos seguintes itens:· Se o metal de adição conseguiu penetrar nas peças a soldar. (corte transversal)· Se não há existência de porosidades na solda.· Se houve homogeneidade do metal de adição ao longo da sobreposição.



Soldadura oxiacetilénica

Esta técnica consiste na fusão de metal de adição, normalmente sob a forma de varetas, com os bordos das peças a unir através da chama oriunda da queima da mistura oxiacetilénica no bico de um maçarico, com uma temperatura aproximada de 3.100ºC. As pressões de saída dos gases devem ser de aproximadamente 0,3 e 8,0 kg/cm2 para o acetileno e oxigénio, respectivamente. A chama do maçarico deve ser neutra ou levemente redutora.Estes valores, no entanto, poderão ser alterados em função do tipo de bico do maçarico utilizado e das condições de soldadura, desde que o soldador mantenha sempre as características da chama durante a execução da soldadura.

VARETA DE ADIÇÃO

O metal de adição a ser utilizado deve ser de boa condutividade térmica e ter uma boa penetração nas fendas das peças a unir.Para atender as exigências acima descritas podem-se utilizar varetas de liga de cobre fosforoso DIN8513 com92% de cobre e 8% de fósforo ou varetas de latão (AWS 60-Cu-Zn-40), conforme se pretenda maior rigidez ou maior flexibilidade respectivamente.Para melhorar a penetração do metal de adição, utiliza-se um “fluxo pastoso para cobre” que limpa as superfícies de cobre e retarda a oxidação durante a soldadura, vulgarmente apelidado de decapante.



Soldadura por electroarco

Este processo consiste na fusão de uma vareta de metal de enchimento seleccionada em conformidade com os metais a unir, através da energia térmica provocada por um arco eléctrico de grande intendidade. Foi este o método utilizado na oficina para soldar as peças. Conseguir um bom trabalho depende da simbiose entre a perícia do soldador e uma correcta afinação da máquina.

Técnicas Operatórias

Como este processo depende em grande parte da habilidade do soldador, é importante observar as seguintes técnicas operatórias:

Ponteamento

A finalidade do ponteamento é permitir uma fácil, correcta e económica fixação das peças a soldar. Consiste em executar cordões curtos e distribuídos ao longo da junta, tendo como função básica manter a posição relativa entre as peças, garantindo a manutenção de uma folga adequada. O ponteamento pode ser aplicado diretamente na junta, nos casos em que é prevista a remoção da raiz.

A geometria da peça e a sequência de pontos devem ser estudados de forma a evitar, ou minimizar, as distorções ou o encerramento das bordas. Caso não seja evitado, virá a prejudicar a penetração, sob risco de vir a causar a inclusão de escória.

Para evitar estes inconvenientes, a técnica recomendável é partir do centro para as extremidades, conforme mostrado na Figura - Técnica de ponteamento.

Técnica de Ponteamento



Técnica de Ponteamento

O comprimento do ponto é determinado em função da experiência do soldador e deverá ser tal que garanta possíveis manobras na peça, e ao mesmo tempo resista aos esforços de contracção causados pela operação de soldadura. Uma regra prática utilizada para peças com muitas vinculações, é utilizar entre 1,5 a 3 vezes a espessura da chapa.

Nos casos onde não é possível a remoção da raiz, ou em casos onde se pretende uma junta perfeitamente penetrada sem remoção, podem-se utilizar alguns artifícios para manter o chanfro limpo e a abertura adequada para a operação de soldadura.

Alguns destes recursos são apresentados nas Figuras a seguir:

Recurso utilizado para fixação das peças

Dispositivo de pré fixação conhecido como "cachorro"

Execução da Raiz

A folga na montagem é factor determinante para a boa penetração do primeiro passe. Ela é diretamente ligada ao diâmetro do electrodo utilizado.

Para além deste fator, é importante verificar também a influência da polaridade, sendo que para o primeiro passe, em especial em fundo de chanfro, é recomendado utilizar polaridade directa, ou seja, o eletrodo no polo negativo, pois neste caso, além de termos uma temperatura menor na peça, temos ainda uma convergência do arco elétrico, que do ponto de vista da penetração é bastante benéfica.



Execução dos Passes de Enchimento

Para a execução dos passes de enchimento são possíveis três diferentes métodos de trabalho que são descritos à seguir:

Enchimentos por Filetes

Este método é o que introduz a maior tensão transversal, e uma maior probabilidade de inclusão de escória quando comparado com os demais métodos. Por outro lado, é o método que permite uma melhoria das características mecânicas, devido à sua menor introdução de calor, evitando desta forma o crescimento dos grãos. Por crescimento de grão podemos entender o aspecto metalúrgico que introduz fragilidade na junta.

Devido a esta característica, e principalmente, a possibilidade de poder ser utilizado em todas as posições, este é o método mais comummente utilizado. Este método é representado na posição 1 da Figura - Diferentes formas de enchimento na posição vertical ascendente.



Diferentes formas de enchimento na posição vertical ascendente

Enchimento por Passes Largos

Este método é recomendado para eletrodos de grande fluidez, onde se torna difícil o controle da poça de fusão. Pode ser aplicado em todas as posições com exceção da horizontal. A técnica de trabalho consiste em imprimir uma oscilação lateral ao eletrodo, normalmente limitada em no máximo 5 vezes o seu diâmetro.

Este método é representado na posição 2 da Figura - Diferentes formas de enchimento na posição vertical ascendente.

Enchimento por Passes Triangulares

Este último método é uma derivação do anterior. Neste, o ciclo do movimento é alterado, assumindo a forma triangular. Com isto temos uma velocidade de deposição ainda maior.

É um método para ser utilizado na posição vertical ascendente, com eletrodos básicos e chapas grossas. É importante destacar que neste método ocorrerá uma diminuição da resistência mecânica da junta.

Este método é representado na posição 3 da Figura - Diferentes formas de enchimento na posição vertical ascendente.



Conclusão

Finalmente na recta final…

A solicitação para a execução deste trabalho colheu-me de surpresa. Estava convicto que a qualidade dos trabalhos práticos que havia feito, o meu desempenho durante as aulas e a minha atitude perante a formação tinham sido suficientes para demonstrar as minhas valências nestas matérias. Não foi assim…

Segundo parece este vai ser um percurso suado! Ok, vou tentar cumprir o melhor que puder. Se são necessários mais trabalhos eles serão feitos…

Agora só uma pequena coisinha… Convém clarificar as regras antes do jogo começar. Se tenho sabido atempadamente da necessidade destes trabalhos ter-me-ia munido de fotos e a apresentação do trabalho seria outra.

Se o corpo docente sentir necessidade de algum tipo de reunião para de uma vez por todas esclarecer o funcionamento deste processo… eu ando sempre por aqui. Agora por favor mais surpresas não. Já não tenho energia para duas de seguida.

Espero sinceramente que com este trabalho possa encerrar este capítulo da formação.



Webgrafia

http://pt.wikipedia.org/wiki/Lima_(ferramenta)

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fura%C3%A7%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rebitagem

http://www.construmetal.com.br/2006/arquivos/Teoria%20das%20dobras.pdf

http://www.copel.com/hpcopel/root/sitearquivos2.nsf/arquivos/mit161921_1/$FILE/MIT161921_1.pdf

http://www.metalica.com.br/soldagem-eletrodo-revestido-tecnicas-operatorias

Nota: todas as defenições foram extraidas da diciopédia 2008 Porto Editora


http://www.metalica.com.br/soldagem-eletrodo-revestido-tecnicas-operatorias



http://www.construmetal.com.br/2006/arquivos/Teoria%20das%20dobras.pdf

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rebitagem

http://pt.wikipedia.org/wiki/Fura%C3%A7%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Lima_(ferramenta)

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