Soldagem (parte 3) Professor: Tiago de Sousa Antonino

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Universidade Federal de Pernambuco Centro de Tecnologia e Geociências Departamento de Engenharia Mecânica Soldagem (parte 3) Professor: Tiago de Sousa Antonino

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Universidade Federal de Pernambuco Centro de Tecnologia e Geociências Departamento de Engenharia Mecânica. Soldagem (parte 3) Professor: Tiago de Sousa Antonino. Mercado de Trabalho do Inspetor de Soldagem. Estaleiro. Vasos de Pressão. Ensaios em Juntas Soldadas. - PowerPoint PPT Presentation

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Universidade Federal de Pernambuco Centro de Tecnologia e Geocincias Departamento de Engenharia Mecnica

Universidade Federal de PernambucoCentro de Tecnologia e GeocinciasDepartamento de Engenharia MecnicaSoldagem (parte 3)

Professor: Tiago de Sousa AntoninoMercado de Trabalho do Inspetor de Soldagem

Estaleiro

Vasos de Presso

Ensaios em Juntas SoldadasAvaliar as propriedades da junta soldada;

Avaliar a sanidade de uma solda;

Necessrios para qualificar procedimentos de soldagem.Tipos de Ensaios Mais ComunsEnsaios Destrutivos:Ensaio de TraoEnsaio de Dobramento.Ensaio de DurezaEnsaio de Impacto Charpy VEnsaios No-Destrutivos:Lquido PenetrantePartculas MagnticasEstanqueidadeRaios X e GamaUltra-SomEnsaios DestrutivosTEM COMO OBJETIVO A DETERMINAO QUANTITATIVA OU QUALITATIVA DAS PROPRIEDADES MECNICAS DOS MATERIAIS;

UTILIZAO DE CORPOS DE PROVA PADRONIZADOS.

Significado dos Ensaios MecnicosDESTRUTIVOS:Propriedades Mecnicas

NO-DESTRUTIVOS:Detectar falhas internasEnsaios Mecnicos: FinalidadesMETAIS:Determinao das Propriedades Mecnicas;Definio do comportamento do metal quando submetido a esforos mecnicos

SOLDA:Assegurar a qualidade mnima da solda em termos de Propriedades Mecnicas;Qualificao do Metal de Adio;Qualificao do Procedimento de Soldagem;Qualificao de Soldadores.Ensaios Mecnicos: FinalidadesEnsaio de TraoAvalia a Resistncia Mecnica e dutilidade da junta soldada;Corpo de prova Transversal Solda;Preparao do CP trao:

Rompeu fora da solda: Avaliar LR e dutilidade

Rompeu na solda: Avaliar LR e dutilidade.

Ensaio de TraoPor que no se avalia o LE neste ensaio?O MB e o MS podem ter composio qumica e microestrutura diferentes;Pode haver 2 LE (MB e MS);So Avaliados:Local da ruptura (na solda, fora da solda);Limite de Resistncia;Alongamento.

Ensaio de DobramentoAvalia se a solda tem defeitos como: trincas, falta de fuso, falta de penetrao, porosidade.Avalia a integridade da solda.Rpido e BaratoDobramento de:FaceRaizLateral

Ensaio de DobramentoPROPRIEDADE MECNICA AVALIADA:

FORNECE UMA INDICAO QUALITATIVA DA DUCTILIDADE DO MATERIAL

NO DETERMINA NENHUM VALOR NUMRICO

Ensaio de DobramentoTEM O OBJETIVO DE FORNECER UMA INDICAO QUALITATIVA DA DUCTILIDADE DE UM MATERIAL;SIMPLES;MUITO UTILIZADO;CP DE EIXO RETILNEO E SECO TRANSVERSAL CIRCULAR, TUBULAR, RETANGULAR OU QUADRADA;A CARGA NEM SEMPRE PRECISA SER MEDIDA ;SEVERIDADE DO ENSAIO DEPENDE DO DIMETRO DO CUTELO E DO NGULO DE FECHAMENTO (QUANTO MAIOR O NGULO MAIOR A SEVERIDADE);ANLISE DA SUPERFCIE TRACIONADA;

Ensaio de Dobramento

Ensaio de Dobramento

Ensaio de DurezaAvalia a presena de regies endurecidas da junta soldada;Zona Fundida, Linha de Fuso, ZTA e Metal Base;Ao menos 6 medidas em cada regio;Ao carbono: Dureza mxima 250-350HV.Descontinuidades Comuns em SoldasDescontinuidade uma interrupo ou uma violao da estrutura tpica ou esperada de uma junta soldada.De acordo com as exigncias de qualidade para a junta soldada (baseadas em normas ou em um contrato), uma descontinuidade pode ser considerada como prejudicial para a utilizao futura da junta, constituindo-se, desta forma, em um defeito e exigindo aes corretivas.Devido ao alto custo dessas aes, a presena de defeitos deve sempre ser evitada.Descontinuidades Comuns em SoldasDe acordo com a American Welding Society, tem-se trs categorias bsicas de descontinuidades:Descontinuidades Dimensionais:DistoroDimenses Incorretas da SoldaPerfil Incorreto da SoldaDescontinuidades Estruturais:PorosidadeIncluses de TungstnioFalta de FusoFalta de PenetraoMordeduraTrincas e outrasPropriedades InadequadasPropriedades MecnicasPropriedades Qumicas e outrasDescontinuidades DimensionaisSo inconformidades nas dimenses ou forma dos cordes de solda. Sua gravidade varia com a magnitude e a aplicao, ou processamento posterior que a pea soldada vai ser submetida.Descontinuidades Dimensionais - DistoroOrigem:So alteraes de forma e dimenses que componentes soldados sofrem como resultado de deformaes plsticas devidas ao aquecimento no uniforme e localizado durante a soldagem.Causa Prticas:Soldagem em excesso, soldagem em juntas livres (aquelas em que as peas podem se mover facilmente), seleo incorreta do chanfro e da sequncia de soldagem etc.Consequncias:Mudanas de formas e dimenses.Medidas Corretivas:A distoro pode ser reduzida durante a soldagem, diminuindo-se a quantidade de calor e metal depositado, pela utilizao de dispositivos de fixao, pelo martelamento entre passes, escolha correta do chanfro e da sequncia de soldagem etc. A correo da distoro em soldas prontas exige medidas, em geral onerosas, como desempenamento mecnico ou trmico, remoo da solda e ressoldagem etc.

Descontinuidades Dimensionais - DistoroNo projeto de uma estrutura, as dimenses das soldas so especificadas de modo a atender a algum requisito, por exemplo, resistncia mecnica trao. Dimenses fora das tolerncias admissveis configuram defeitos de soldagem, uma vez que a solda deixa de atender a esses requisitos. As dimenses de uma solda so verificadas, em geral, numa inspeo visual, com o auxlio de gabaritos. Descontinuidades Dimensionais Dimenso Incorreta da SoldaEste deve ser considerado, na medida em que variaes geomtricas bruscas agem como concentradores de tenses, facilitando a formao e a propagao de trincas.Descontinuidades Dimensionais Perfil Incorreto da Solda

Convexidade excessiva de cordes em soldas multipasses podem causar falta de fuso e/ou incluses de escria entre passes. Em quase todos os casos, um perfil inadequado do cordo de solda est relacionado com a manipulao ou posicionamentos imperfeitos do eletrodo e/ou utilizao de parmetros de soldagem inadequados.Descontinuidades Dimensionais Perfil Incorreto da SoldaO posicionamento ou o dimensionamento inadequado das peas pode levar a problemas como o desalinhamento em juntas de topo.Problemas de distoro podem tambm ser um importante fator para a obteno de juntas soldadas com um formato incorreto.Descontinuidades Dimensionais Formato Incorreto da Junta

Descontinuidades EstruturaisSo descontinuidades na micro ou macroestrutura na regio da solda, associadas falta de material ou presena de material estranho em quantidades apreciveis.Sua gravidade depende do tipo de descontinuidade, sua extenso e geometria.Origem:Evoluo de gases durante a solidificao da solda. As bolhas de gs podem ser aprisionadas pelo metal solidificado medida que a poa de fuso deslocada. Pode ocorrer uniformemente distribuda, em grupos, alinhada ou como porosidade vermicular.Causas Prticas:Umidade ou contaminao de leo, graxa, ferrugem etc. na regio da junta, eletrodo, fluxo ou gs de proteo midos, corrente ou tenso de soldagem excessivas, corrente de ar durante a soldagem etc.Consequncias:Pequenas quantidades de poros no so consideradas prejudiciais. Acima de determinados limites (em geral estabelecidos por normas), a porosidade pode afetar as propriedades mecnicas, particularmente, reduzindo a seo efetiva da junta. Porosidade alinhada pode ser mais prejudicial que porosidade distribuda.Descontinuidades Estruturais - PorosidadeMedidas Corretivas:A formao de porosidade pode ser minimizada pelo uso de materiais limpos e secos, de equipamento em boas condies e pelo uso de parmetros de soldagem adequados.Descontinuidades Estruturais - Porosidade

Origem:Vrios processos de soldagem utilizam fluxos que formam escria que tende a se separar do metal lquido na poa de fuso. Alm disso, vrias reaes se processam na poa, podendo gerar produtos insolveis no metal lquido que tendem a se separar deste e tambm formar escria. Por diversos motivos, parte desta escria pode ficar presa entre os passes de solda ou entre estes e o metal de base.Causas Prticas:Manipulao incorreta do eletrodo, de tal forma que a escria flui frente da poa de fuso, particularmente, na soldagem fora da posio plana e na remoo parcial da escria solidificada entre os passes de solda. Este problema especialmente agravado quando os passes tem uma convexidade excessiva ou o chanfro muito estreito. Este tipo de incluso apresenta-se, em geral, com uma forma alongada numa radiografia.Descontinuidades Estruturais Incluses de EscriaConsequncias:As incluses alongadas formadas entre os passes de solda so concentradores de tenso relativamente severos e podem facilitar a formao de trincas.Medidas Corretivas:Manipulao correta e remoo adequada da escria dos passes de soldagem anteriores.Descontinuidades Estruturais Incluses de Escria

Este tipo de incluso ocorre na soldagem com o processo TIG, quando a ponta do eletrodo toca o metal de base ou a poa de fuso, em especial, na abertura do arco sem ignitor de alta frequncia, ocorrendo a transferncia de partculas de tungstnio para a solda.Descontinuidades Estruturais Incluso de TungstnioOrigem:O termo refere-se ausncia de continuidade metalrgica entre o metal depositado e o metal de base ou dos passes adjacentes. Resulta do no aquecimento adequado do metal presente na junta e/ou da presena de uma camada de xido espessa o suficiente para dificultar a fuso do metal de base.Causas Prticas:Manipulao incorreta do eletrodo, falta de limpeza da junta, energia de soldagem insuficiente (corrente muito baixa ou velocidade de soldagem muito elevada), impossibilidade de o arco atingir certas regies da junta (por exemplo, na soldagem em vrios passes, a regio entre dois passes de convexidade excessiva) etc.Consequncia:A falta de fuso um concentrador de tenses severo, podendo facilitar o aparecimento e a propagao de trincas. Alm disso, pode reduzir a seo efetiva da solda.Descontinuidades Estruturais Falta de FusoMedidas Corretivas:Em peas de responsabilidade, a existncia da falta de fuso no pode ser tolerada, exigindo-se a remoo da regio defeituosa e a sua ressoldagem. Para evitar sua formao, deve-se atuar no sentido de se eliminar suas causas prticas.Descontinuidades Estruturais Falta de Fuso

Origem:O termo refere-se a falhas em se fundir e encher completamente a raiz da solda.Causas Prticas:Manipulao incorreta do eletrodo, junta mal projetada (ngulo de chanfro ou abertura de raiz pequenos), correntes de soldagem insuficiente, velocidade de soldagem muito alta e dimetro de eletrodo muito grande.Consequncias:Reduo da seo til da solda e concentrao de tenses.Medidas Corretivas:A falta de penetrao pode ser evitada pelo projeto adequado da junta e utilizao de um procedimento de soldagem apropriado.Descontinuidades Estruturais Falta de Penetrao

Descontinuidades Estruturais Falta de PenetraoOrigem:Fuso do metal de base na margem do cordo de solda, sem ocorrer o enchimento desta rea, resultando na formao de uma reentrncia nesta regio.Causas Prticas:Manipulao incorreta do eletrodo, comprimento excessivo do arco, corrente ou velocidade de soldagem muito elevadas. Deve-se observar que, na soldagem com eletrodo revestido, certos eletrodos tm maior tendncia para gerar mordeduras do que outros.Consequncias:Reduo da rea til e concentrao de tenses. Particularmente, a resistncia fadiga reduzida.Medidas Corretivas:Atuar no sentido de impedir as suas causas. Quando ocorre na soldagem em vrios passes, a sua eliminao (com o esmeril, por exemplo) importante para se evitar problemas na deposio dos passes seguintes.Descontinuidades Estruturais MordedurasDescontinuidades Estruturais Trincas

Inspeo de Juntas Soldadas Antes da Soldagem

Inspeo de Juntas Soldadas Durante a Soldagem

Inspeo de Juntas Soldadas Aps a Soldagem

Ensaios No Destrutivos Inspeo Visual

Ensaios No Destrutivos Lquido Penetrante

Ensaios No Destrutivos Partculas Magnticas

Ensaios No Destrutivos Utra-Som

Ensaios No Destrutivos Radiografia e Gamatografia

Prticas de Segurana em SoldagemSoldador a Arco Eltrico: uma ocupao segura desde que sejam tomadas as medidas necessrias para proteger o soldador dos riscos potenciais.Subestimando ou ignorando medidas de segurana, os soldadores ficam expostos a perigo como:Choque EltricoExposio demasiada a Radiao (queimaduras).Inalao de Fumos e Gases.Risco de Incndio e Exploses.Prticas de Segurana em SoldagemAcidentes envolvendo esses riscos podem ser fatais. importante reconhecer e salvaguardar-se contra esses riscos.Soldadores, Supervisores e Engenheiros devem estar familiarizados e treinados em Segurana na Soldagem e Corte.Equipamentos de Proteo Individual - EPIRoupas de Couro so as mais apropriadas.Tecidos Sintticos podem derreter ou pegar fogo quando expostos a calor intenso.Devem proporcionar liberdade de movimentos.Devem estar isentas de graxa e leo.No faa dobras em suas luvas e calas.Mantenha as pernas das calas sobrepondo as botas.Use botas de couro, de cano alto e com biqueira de ao.Tenha cuidado ao trabalhar em ambiente molhado ou quando estiver transpirando muito.Roupas de Proteo Vestimenta Prpria para Soldador1 Avental de couro2 Manga de couro3 Luvas de couro4 Polainas de couro5 Sapato de segurana6 Touca de proteo7 culos de segurana8 Ombreira de couro9 Filtro de proteo para solda

Cuidado em usar materiais sintticosA Radiao do Arco pode QueimarUse proteo para seus olhos, ouvidos e seu corpo.Radiao do Arco: essencial proteger seus olhos da radiao do arco.INFRA VERMELHO:Pode causar a queima da retina e provocar cataratas.Pode ser sentida sob a forma de calor.LUZ VISIVEL:Tambm pode ser prejudicial se muito intensa.Se irritar seus olhos ao olhar para ela, ento muito clara.ULTRA-VIOLETA:Causa queimaduras da pele, mesmo quando exposto por somente alguns minutos.Como as queimaduras do sol, no pode ser observado na hora.Flash do SoldadorCausada pela radiao U-V.Produz grande desconforto para os olhos.Inchao dos olhos.Secreo de fludos.Cegueira temporria.Repeties ou exposio prolongada pode causar leses permanentes nos olhos.Capacetes e Mscaras de ProteoCapacete: Protege os olhos e a face do soldador.Mscara: Protege os inspetores e a quem observa a soldagem.Oferecem proteo completa contra a radiao do arco.O filtro encaixa-se na parte frontal.Protege tambm a cabea, face, ouvidos e pescoo contra choque eltrico, calor, respingos e chama.

Escolha do Filtro de ProteoRegra bsica:Comece com um filtro que seja muito escuro para se ver a zona de solda.A seguir, experimente filtros mais claros at que voc consiga ver suficientemente a solda, mas que no seja abaixo do mnimo recomendado.Escolha do Filtro de ProteoNormalmente em funo da corrente de soldagem.

Filtro de ProteoSo caros, logo devem ser cuidados como voc cuida de seus culos escuros.Sujeitos a respingos, fascas, etc.

O Choque Eltrico Pode MatarNo toque partes eletricamente energizadas ou o eletrodo com a pele ou roupas molhadas.Isole-se da pea de trabalho e dos cabos de soldagem.Acidentes com Choque Eltrico um dos riscos mais srios e imediatos com que se depara o soldador.

Acidente com Choque EltricoPodem causar leses, queimaduras, e at morte devido ao efeito da eletricidade.Podem causar quedas como resultado da reao ao choque.

Resistncia Eltrica Oferecida (Ohm)To importante quanto usar roupas de segurana mant-las secas.

Efeitos da Eletricidade no Corpo Humano

Faixa de corrente de soldagem: 40 a 1500A.Incndios e ExplosesRespingos e fascas podem causar incndios e exploses.Mantenha materiais inflamveis fora do alcance.

Perigos de Incndio e ExplosoOxignio: Presente sob a forma do ar que o soldador respira.Fonte de Ignio: Chama, Arco Eltrico, Respingos e Fascas.Material Combustvel: nico que pode ser controlado e evitado.Projeo das Partculas de Metal Quente Durante a Soldagem e Corte

Cilindros Podem Explodir se Danificados

Cilindros Podem Explodir se DanificadosCilindros so vasos de presso resistentes:Pesam muito.Dentro h uma presso considervel.Se um cilindro cai:Pode atingir pessoas, causando srios ferimentos.Se a vlvula se quebrar na queda:A parte solta pode ser expelida como uma bala de revlver.O jato de gs sob alta presso pode atingir pessoas e feri-las gravemente.Medidas de Segurana Transporte de CilndrosPara transporte em curtas distncias, os cilindros podem ser rolados sobre sua base.

Nunca transporte Cilindros por ponte rolante, fixos a cabos de ao ou eletro-im.

Medidas de Segurana Armazenamento de CilndrosUse reas de armazenamento separadas para cilindros de Oxignio (comburente) e gases combustveis (acetileno, Hidrognio).

Medidas de Segurana Mangueiras que Transportam Gases