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Soldadura por Arco Elétrico Tecnologias Avançadas em Producão de Veículos 2018/2019

Trabalho realizado por:  C h r i s t i a n A g u i r r e , n º 2 1 8 0 2 11

 Jonathan Chiluiza, nº 2180213  Mariana Cardoso, nº 2180215

Conceito e principais vantagens da Soldadura por Arco Eléctrico A soldadura por arco elétrico pode ser definida como a geração de calor através de uma arco elétrico que é estabelecido entre o elétrodo e o metal de base (peças a soldar). É através do arco elétrico que a energia elétrica se transforma em energia calorífica. Principais vantagens: 1) Facilidade na geração da energia necessária para que ocorra a soldadura; 2) Custo relativamente baixo dos seus equipamentos; 3) Processo facilmente controlável; 4) O nível de risco para a saúde dos seus operadores é reduzido.

Arco elétrico O arco elétrico pode ser definido como um condutor gasoso que transforma energia elétrica em calorífica. O arco elétrico é estabelecido através de um descarga elétrica entre dois elétrodos a qual é mantida devido ao desenvolvimento de um meio gasoso condutor. O elétrodo negativo a partir do qual são emitido os eletrões que passam através do gás é chamado de cátodo, enquanto que o elétrodo positivo é chamado de ânodo. O arco elétrico é estabelecido através de uma descarga elétrica entre dois elétrodos a qual é mantida devido ao desenvolvimento de um meio gasoso condutor.

Através da observação do arco elétrico através de um ecrã com a devida opacidade é possível verificar a existência de três domínios: 1)

A coluna de arco;

2)

Mancha catódica;

3)

Mancha anódica, influenciadora na estabilidade do arco elétrico.

Cordão de Soldadura e condicionante O cordão de soldadura é o produto resultante da solidificação do banho de fusão, recorrendo ou não a um material de adição, de forma a garantir a continuidade metálica das peças.

Condicionante da geometria do cordão de soldadura: A Potência Específica influencia e condiciona a geometria do cordão de soldadura, pois quanto mais elevada for maior será a concentração de calor. Potência Específica antes de mais pode ser definida como a quantidade de energia cedida à junta por unidade de área [W/m2]. Desta forma, é de esperar que os cordões apresentem geometrias diferentes de acordo com os processos aplicados e também para os diferentes parâmetros usados em cada processo de soldadura.

Cordão de Soldadura e condicionante Através da figura abaixo apresentada, pode-se visualizar que num processo de soldadura onde a Potência Específica é baixa, os cordões de soldadura resultantes são mais largos e menos profundos (processo característico da soldadura MIG-MAG).

Enquanto que num processo onde a Potência Específica é elevada, verifica-se que os cordões de soldadura são mais estreitos e mais profundos (processo característico da soldadura por Laser e Feixe de Eletrões).

Fonte Energética e utilização das diferentes correntes A fonte energética utilizada na soldadura por arco elétrico é a eletricidade, que pode assumir dois tipos de corrente: 1)

Corrente alternada (CA);

2) Corrente contínua (CC).

FUENTES

Principais vantagens da corrente contínua em relação à corrente alternada: 1)

Ocorrência de um arco elétrico mais estável graças à ausência do problema do reescorvamento do arco todos os meios ciclos;

2)

Regularidade na transferência de metal através do arco, devido à polaridade constante.

Recursos Utilizados 1) Máquinas de corrente continua; 2) Máquinas de corrente alternada; 3) Elétrodos consumíveis (material de adição);

4) Elétrodos não consumíveis (material refratário, ex: tungsténio); 5) Gases (oxigénio e acetileno); 6) Equipo de protecao.

Materiais de Ligação Todos os materiais podem ser soldados, alguns com dificuldades, outros com faciladade. Estes materias podem ser obtidos por muitos processos. Se utiliza principalmente o método de transferencia de metal, nomeadamente no que respeita ao destacamento do metal da ponta do elétrodo e transferencia atraves do arco

Material de adição para soldar aços: Os materiais de adição podem ser encontrados na forma de: Elétrodos revestidos; Elétrodos tubulares; Varetas de metal solido; Tiras, telas ou chapas; Pós; Pastas; Arames; Microarames; Arames tubulares. Materiais de adição para soldar ferros fundidos: O ferro fundido cinzento pode ser soldado a quente com as propriedades equivalentes ao material base com elétrodos ou varetas de ferro fundido com pré-aquecimento próximo da temperatura de fusão de ferro fundido e aquecimento lento. Soldadura com média temperatura (elétrodo de alma de aço); Soldadura fria (elétrodo de níquel ou ferro/níquel); Soldadura com monel (NiCu).

Materiais de adição para soldar cobre ou ligas de cobre Cobre eletrolítico Cobre desoxidado com fósforo Cobre combinado de silício e estanho

Principais Aplicações

Zona Afectado pelo Calor

Zonas en la junta soldada Metal Base. Material de la construcción no afectado por la operación de la soldadura. Su composición química y estructura corresponde completamente a los del material origen.

Depósito de Soldadura. Metal fundido por la operación de soldeo. Constituido por el metal de aporte y el metal base que se ha solidificado partiendo del estado liquido. Sufre transformaciones de orden químico y estructural.

Zona (ZAC) La zona afectada por el calor (ZAC), es la zona del material soldado que no ha llegado a llegado a fusión, pero ha alcanzado niveles de temperatura (entre los 723 C - 1480 C) que provocan en él importantes cambios microestructurales y modifican sustancialmente sus propiedades mecánicas.( Pudiendo provocar la aparición de fisuras y otro tipo de defectos.)

El Ciclo Térmico modifica la microestructura de una parte del metal base.

ZAC

Características de las Junta Soldada por Fusao

Zona Afectado por el Calor (ZAC) Para cada composición química de los aceros. Existe una velocidad de enfriamiento crítica, si la velocidad de enfriamiento del metal de soldadura supera este valor crítico, se formarán estructuras martensíticas duras en la ZAC

Agujas de Martensíta Sobre un Fondo Blanco de Austenita

Curiosidades

Referências Silva, Francisco J.G., “ Tecnologia da Soldadura- uma abordagem técnico - didáctica”, Edições Técnicas, março de 2017.

Miranda, R.M., Dias Lopes, E.M., “Metalurgia da Soldadura”, Edições Técnicas do Instituto de Soldadura e Qualidade. Oliveira Santos J.F.,Quintino, L., “Procesos de Soldadura- Volume I ”, Edições Técnicas do Instituto de Soldadura e Qualidade. https://pt.wikipedia.org/wiki/Soldagem_a_arco_elétrico_com_eletrodo_revestido, acedido em 28/02/2019.