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Naor Lauro Pereira Sales

Técnico em Mecânica – Habilitação Máquinas e Motores - Área Profissional Indústria

Três Lagoas/MS 2008 1

Naor Lauro Pereira Sales

Técnico em Mecânica – Habilitação Máquinas e Motores - Área Profissional Indústria Trabalho de Conclusão de Prática

Profissional

apresentado ao Curso de Técnico

em

Habilitação Motores:

Mecânica Máquinas

Área

e

Profissional

Indústria como requisito para a

obtenção

do

grau

de

Técnico em Mecânica. SENAI

–

Centro

de

Formação Profissional José Paulo Rímoli

Docente Orientador: Wellington Azambuja Guimarães

Três Lagoas/MS 2008 2

INDICE

Introdução.............................................................................pg-04 Caracterização da Empresa...................................................pg-05 Conceitos gerais.................................................................... pg-06 Desenvolvimento histórico do eletrodo revestido...................pg-08 Soldagem a arco com eletrodos revestidos...........................pg-08 Esquema simplificado do processo...................................... .pg-08 Características principais do processo................................. .pg-09 Metal base, metal de adição, consumíveis............................ pg-09 Consumível – eletrodo revestido............................................pg-09 Alma do eletrodo revestido.....................................................pg-09 Revestimento e funções.........................................................pg-10 Tipos de revestimento............................................................pg-11 Equipamento (fontes de energia)...........................................pg-13 Classificação-eletrodos (revestimentos conforme a AWS)....pg-13 Esquema da classificação dos eletrodos...............................pg-14 Tabela de códigos de composição química.......................... pg-15 A pratica profissional e as atividades desenvolvidas............ pg-16 Considerações Finais............................................................pg-18 Referencias Bibliográficas..................................................pg-19

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INTRODUÇÃO A Prática Profissional tem como objetivo evidenciar a correta utilização dos conceitos práticos é teóricos ministrados durante o curso Técnico em Mecânica. O

descritivo

desta

pratica

foi

realizado

durante

o

acompanhamento na aplicação de processo de soldagens utilizadas para confeccionar esquadrias metálicas (empresa: Serralheria Sales) Esta ação foi realizada entre 18:00 as 22:00 horas no período de 17/11/2008 a 05/12/08.

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CARACTERIZAÇÃO DA EMPRESA A Serralheria Sales é uma empresa especializada na confecção de esquadrias metálicas urbanas (portões, grades, portas, janelas, estruturas, etc), onde foi realizada a pratica profissional. A oficina é equipada com um ferramental específico para sua aplicação: um esmeril (munido de escova para desbaste metálico e escova rotativa para limpeza geral), uma furadeira de bancada industrial, uma policorte, duas esmerilhadeiras, duas máquinas de solda e vários instrumentos em paralelo propícios de trabalho com esquadrias como martelos, esquadros, réguas, punções, transferidores, etc. Para que as informações sobre o TCC da aplicação do processo de soldagem na empresa Serralheria Sales fiquem mais claras, na página 16 estará sendo explicado um pouco mais da aplicação do processo de soldagem nessa Serralheria.

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CONSEITOS GERAIS Uma das primeiras coisas que aprendemos em um curso bem conceituado sobre soldas, é a influência de meios externos (atmosfera) na poça de fusão. Esse conceito é aplicado tanto no meio industrial quanto em esquadrias urbanas (Serralherias) que fazem a utilização de um material mais frágil e bem menos espesso. Materiais utilizados em serralheria são em geral aço carbono 1020, são mais maleáveis, porém requerem da necessidade do mesmo conceito de processos de soldagem do que qualquer outra aplicação. Essa pratica profissional focou a utilização de consumíveis com revestimento, baseando toda a pesquisa e estudo no mesmo. Uma série de reações químicas ocorre enquanto a solda acontece, e às vezes nem imaginamos isso, mas essas reações estão diretamente ligadas à qualidade da solda, por isso a necessidade de alguma proteção tanto na pôça de fusão quanto no resfriamento natural que deve ser o mais lento possível. Na

extensão

industrial,

é

comum

algumas

soldas

pela

complexidade e minuciosidade da aplicação terem que ser realizadas em câmaras para não se ter o contato com meios externos tais como ventos e frio, e permitindo um resfriamento mais lento. Mas na aplicação em esquadrias metálicas urbanas provenientes de matérias em geral de aço carbono 1020, se dá satisfeito o próprio revestimento do consumível. E é claro que para não se fazer presente alguma falha na solda, torna-se imprescindível não fazer uso de ações erradas como, por exemplo, um teste realizado:

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- após uma solda realizada em um trilho guia para portão de correr, foi esfriado com água, claro que pelo material não ser tão expêsso e

a solda não ser de grande porte, não ouve a

ocorrência de trinca imediata da solda , porém foi bem notado q houve

um

enrijecimento

localizado,

tirando

totalmente

a

finalidade do aço 1020 para essa aplicação que é a maleabilidade, e por conseqüência com os movimentos normais de um portão de correr, haverá o surgimento de uma trinca.

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DESENVOLVIMENTO

HISTÓRICO

DO

ELETRODO

REVESTIDO

Soldagem a arco com eletrodos revestidos: A soldagem com eletrodo revestido foi a maior responsável pela expansão da soldagem, por sua grande versatilidade e baixo custo também m relação a outros tipo de processos de soldagem. Esquema simplificado do processo de soldagem a arco elétrico:

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Características principais do processo: Esse processo de soldagem foi o primeiro a obter aceitação como método produtivo e de alta qualidade. Pode ser utilizado em praticamente todas as ligas ferrosas e algumas não-ferrosas (aços ao carbono, baixa liga, resistentes à corrosão, altamente ligados, ferrosos fundidos, alumínio, cobre, níquel, ...) Não é indicado para ligas com muito baixo ponto de fusão (Pb, Sn) ou extremamente reativas (Zr, Ti). Metal-base, metal de adição, consumíveis: Os processos de soldagem consistem basicamente na fusão localizada do material a ser soldado (metal-base) com ou sem deposição de algum outro material (metal de adição). Muitos processos além do metal de adição possuem outros elementos que são utilizados para permitir a correta execução da soldagem, sendo consumidos durante a operação (consumíveis) Na soldagem a arco com eletrodos revestidos o único consumível do processo é o próprio metal de adição o eletrodo revestido. Consumível – eletrodo revestido: O eletrodo revestido consiste basicamente de uma “alma” metálica (vareta metálica sólida), recoberta por um revestimento composto por uma mistura de compostos minerais e orgânicos aglomerados com um elemento aglutinador. Alma do eletrodo revestido: Quando se deseja depositar metal de solda com elementos de liga, pode-se utilizar eletrodo com alma de composição química semelhante ao metal-base, ou adicionar os elementos de liga através do revestimento (eletrodos sintéticos) 9

Eletrodos sintéticos: alma de aço efervescente (0,10 % C; 0,45 Mn; 0,01% Si; 0,03 % S; 0,02 % P). Solidifica com anel externo de ferrita com impurezas no localizadas no centro. - facilidade de trefilação - micro-porosidades auxiliam transferência - baixos teores de Si e Al – maior estabilidade Revestimento do eletrodo – funções: Metalúrgicas - Proteção do MS (gases e escória) - Desoxidação da poça de fusão - Transferência de elementos de liga - Mínima transferência de hidrogênio Controle do arco - Ignição e re-ignição (baixo potencial de ionização) - Estabilização do arco - Regulagem de penetração - Redução de salpico Operação e manipulação (escória) - Intervalo de fusão conveniente - Viscosidade adequada - Tensão interfacial com MS adequada - Facilmente destacável

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Tipos de revestimento – IB: Índice de basicidade (IB): relação entre o somatório dos compostos básicos (CaO, MgO,...) e o somatório dos compostos ácidos (SiO2, Al2O3,...) presentes no revestimento; Quanto maior o índice de basicidade, menor o nível de O2 no metal de solda; - menor quantidade de inclusões; - mais alta tenacidade à temperatura ambiente. Tipos de revestimento: Revestimento ácido Possui alto conteúdo de oxigênio, produzindo metal de solda (MS) de baixas propriedades mecânico/metalúrgicas. - Alta penetração - Escória abundante e de fácil remoção - MS gerado é o mais suscetível (dentre todos ) a trincas de solidificação Revestimento oxidante: Constituído basicamente por óxido de Fe (hematita ou magnetita Possui grande espessura formando taça (soldagem por arraste) Baixas propriedades mecânico / metalúrgicas, principalmente tenacidade Revestimento básico: Produz

MS

com

as

melhores

propriedades

mecânico

/

metalúrgicas (principalmente tenacidade). Usado em situações de grandes solicitações

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Escória fluída e facilmente destacável: - MS altamente desoxidado e com baixo nível de inclusões - Altamente higroscópicos (reciclagem a 400 º C por 2 horas antes do uso) Revestimento celulósico: Possui grande quantidade de elementos orgânicos (celulose) Elevada produção de gases: - Nível de H2 no metal de solda muito elevado restringindo aplicações - Alta penetração - Pequena quantidade de escória formada - Não podem ser aquecidos a mais de 100 º C Revestimento rutílico: Possui grande quantidade de dióxido de titânio (rutilo) TiO2, elemento estabilizante do Eletrodo de uso geral - Penetração média - Propriedades mecânico / metalúrgicas intermediárias (entre básico e celulósico) - Escória facilmente destacável

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Equipamento Fonte de Energia: - Regulagem de corrente (CCEP, CCEN, CA) - CCEP maior penetração - CCEN maior taxa de deposição - Proteção - Radiação ultravioleta e infravermelha - Roupas de materiais resistentes ao calor - Elmos (filtros p/ cada intensidade de corrente CLASSIFICAÇÃO

DOS

ELETRODOS

-

REVESTIDOS

CONFORME AWS Os eletrodos são classificados com base nas propriedades mecânicas e na composição química do metal depositado, no tipo de revestimento, posição de soldagem e tipo de corrente. A classificação da AWS (American Welding Society) utiliza uma série de números e letras que fornecem várias informações a respeito do eletrodo, conforme procedimento abaixo. Para os eletrodos de aço carbono e aços de baixa liga, a classificação utiliza 4 ou 5 algarismos precedidos da letra E, onde E significa eletrodo. Os primeiros dois (ou três) algarismos se referem à tração mínima exigida e é dado em mil libras por polegada quadrada (ksi). O terceiro (ou quarto) algarismo se refere à posição de soldagem, e o próximo algarismo, que é o último para os eletrodos de aço carbono indica o tipo de revestimento, corrente e polaridade. Para os aços de baixa liga, a classificação AWS coloca após o último algarismo um hífen, seguido de um conjunto de letras e números, indicando classes de composição química, relativas aos diversos tipos de ligas. 13

CLASSIFICAÇÃO DOS ELETRODOS REVESTIDOS CONFORME AWS (esquema);

POSIÇÕES DE SOLDAGEM (penúltimo algarismo): - Todas - Plana e horizontal - Plana Como exemplo, pegamos a designação do eletrodo comumente utilizado em uma serralheria; vamos ver o porquê ele é muito usado em uma serralheria?

E 6013 E: eletrodo 60: resistência a tração em psi x 1000 (60x1000= 60000 psi) 1: todas as posições 3: plana

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CÓDIGOS DE COMPOSIÇÃO QUÍMICA (válido para aços ligas): Códigos

Significado

A1 Eletrodo de aço carbono-molibidênio (0.400.65% Mo) B1 Eletrodo de aço cromo-molibidênio (0.400.65% Cr e Mo) B2 Eletrodo de aço cromo-molibidênio (1.001.50% Cr e 0.4-0.65 Mo) B2L Idem ao acima, com baixo teor de Carbono (0.005%) B3 Eletrodo de aço cromo-molibidênio (2.5% Cr e 1% Mo) B4L Eletrodo de aço cromo-molibidênio (2.25% Cr e 0.65 Mo, baixo Carbono) B5 Eletrodo de aço cromo-molibidênio (0.6% Cr e 1.25% Mo, traços V) C1 Eletrodo de aço Níquel (2.00-2.75% Ni) C2 Eletrodo de aço Níquel (3.00-3.75% Ni) C3 Eletrodo de aço Níquel (1.10% Ni, Cr<0.15%, Mo<0.35%, V<0.05%) D1 Eletrodo de aço manganês-molibidênio (1.75% Mn e 0.45% Mo) D2 Eletrodo de aço manganês-molibidênio (2.00% Mn e 0.45% Mo) G Outros tipos de eletrodos de aço baixa liga M Especificações militares americanas

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A Prática Profissional e as atividades desenvolvidas

Foi acompanhado a realização e aplicação de técnicas em processo de soldagem voltada a confecção de esquadria metálica urbana ( portões, grades e elaboração de artefados diversos (suportes, bases, arranjos, etc )), incluindo uma variedade de materiais a serem soldados (metalon na chapa 0,90mm, ferros redondos de pequeno calibre como ½”, cantoneiras ¾ x 1/8” e chapas 1 x 3/16” , o qual inclui um outro objetivo dessa pratica profissional: quebrar a idéia de que processos avançados e técnicas conceituadas na aplicação de solda são voltadas apenas para o seguimento industrial. O processo de soldagem no que se refere a esquadrias metálicas urbanas, se fazem tão necessárias da aplicação de técnicas quanto a aplicação industrial. Sendo

acompanhadas

as

técnicas

de

soldagem

nessa

Serralheria, foi notado que em comparação com o seguimento industrial a aplicação de soldagem em esquadrias, apresenta certa dificuldade maior, devido às paredes dos materiais a serem soldados, são mais finas e oferecem uma atenção e cuidado maior do executante da solda para não haver destruição do material ao invés da fusão perfeita. E também foi observado que os mesmos cuidados com as questões de meio externo (corrente de ar, umidade), impactam diretamente na qualidade da solda tanto quanto em materiais de espessura considerável.

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Aqui segue um exemplo de solda realizada na rotina de uma Serralheria, na junção de duas barras de metalon para confecção de um portão, é claro que já seguido todo o processo de escolha do consumível.

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Considerações Finais Uma excelente aplicação dos conceitos técnicos de manutenção seja na própria indústria ou em seguimentos urbanos como uma serralheria, por exemplo, se faz necessário o uso do que se aprende em um curso de técnico em manutenção mecânica. O seguimento pode até mudar, mas, o princípio de tudo se localiza em um centro chamado “a base de tudo”, são efeitos que se aplicam a tudo e a todo o universo descoberto pelos humanos no intuito de crescimento e desenvolvimento, tudo se baseia em estrutura e acabamento, e com o conhecimento adquirido aqui, fazemos agora parte de um universo criador e mantenedor, temos a capacidade de elaborar, criar, projetar e identificar falhas para aprimoramentos

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Referência Bibliográfica: Essa

pratica

foi

inteiramete

baseada

em

conhecimentos

adquiridos no dia-a-dia do curso em comparação à realidade da pratica num meio profissional não fazendo necessário o uso de literaturas especificas, visto que o conceito abordado eh claro. Outro objetivo de nao fazer uso de referências bibliográficas é exatamente a idéia de que com essa, seja mostrado que nem tudo no meio profissional seja industrial ou nao, têm explicações em literaturas, mostrando que o diploma nao é tudo, agora o progresso esta em nossas mãos, que inclusive foi outro conceito aplicado pelo curso: “aprender a aprender”.

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