Guia Prático para Interpretação e Desenvolvimento de Profissionais na Soldagem TIG ASME IX, Exercícios de Materiais

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DANIEL JOSÉ DE SOUZA

ELABORAÇÃO DE UM COMPÊNDIO PARA A QUALIFICAÇÃO

DE SOLDADORES TIG, CONFORME ASME IX

SÃO CAETANO DO SUL

DANIEL JOSÉ DE SOUZA

ELABORAÇÃO DE UM COMPÊNDIO PARA A QUALIFICAÇÃO

DE SOLDADORES TIG, CONFORME ASME IX.

Monografia apresentada ao curso de Pós- Graduação em Engenharia de Soldagem, da Escola de Engenharia Mauá do Centro Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia para obtenção do título de Especialista.

Orientador: Prof. Dr. Éd Claudio Bordinassi

SÃO CAETANO DO SUL

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus pela vida, pela saúde e pela força. Agradeço a minha Família pelo apoio e paciência. Agradeço ao Prof. Dr. Éd Claudio Bordinassi pelas esclarecedoras orientações. Ao Eng.º Antônio Carlos Leite, inspetor de solda N II pela presença amiga e orientações técnicas no corpo do trabalho. Aos meus colegas de curso com quem tive o privilégio de dividir mais essa etapa e conquista.

A vida é luta constante. E se o querer não vem, a decadência intervém, e leva a todos rasante.

Fábio Ferraz

ABSTRACT

In the metal-mechanic sector industries using known and new materials require the information management, the correct control of production, technological parameters of the machine tools, update speed, the power of databases and compliance safety, among others. In the latter term, this work seeks to engage and clarify correctly interpreting the parameters of ASME IX, attributive to welder qualification process by TIG. The activities of "factory floor", support and business print the complete perception of the standard easy for a wide synergy of information flow and qualitative action in order to compromise the professional welding participation and analysis of certifications and the elaborations these qualifications.

The study aimed to compile the necessary procedures for the qualification of welders in the TIG process according to ASME IX - which is only available in English - through translation and interpretation thereof.

The result of this work is a practical guide in Portuguese that aims to assist the welding inspector / engineer in the process of qualification of welders.

Keywords : 1. Professional qualification. 2. TIG process. 3. Parameterization internationally. 4. ASME. 5. Welding professionals.

LISTA DE FIGURAS

LISTAS DE ABREVIATURAS E SIGLAS

AC – Ascendente

ASME – American Society Mechanical Engineers Standards

AT – Arame tubular

AWS – American Welding Society

5G – Posição de soldagem com o eixo na posição vertical

CP – Corpo de Prova

DC – Descendente

EP – Eletrodo Positivo

EPS – Especificação de Procedimento de Soldagem

ER – Eletrodo Revestido

FEMEC – Faculdade de Engenharia Mecânica

MAG – Metal ativo gás

MIG – Metal inerte gás

N/A - Não Aplicado

QW – Indica os Requisitos Para Soldagem

RQPS – Registro de Qualificação de Procedimento de Soldagem

RQS – Registro de Qualificação de Soldador

6G – Posição de soldagem em todas as posições

TIG – Tungstênio inerte gás

3F – Posição de soldagem com eixo da solda depositada seja vertical

3G – Posição de soldagem Vertical

UFU – Universidade Federal de Uberlândia

SUMÁRIO

• Figura 1 – Exemplo do funcionamento do processo TIG.............................................
• Figura 2 – Exemplo de uma solda no processo TIG.................................................
• Figura 3 – Tocha TIG..........
• Figura 4 – Acessórios do processo TIG....................................................................
• Figura 5 – Equipamento para o processo TIG............................................................
• Figura 6 – Modelo de EPS, Folha 01/02.......................................................................
• Figura 7 – Modelo de EPS, Folha 02/02....................................................................
• Figura 8 – Soldagem na posição 6G...........................................................................
• Figura 9 – Projeto de Tubulação................................................................................
• Figura 10 – POSIÇÃO 6G...........................................................................................
• Figura 11 – Sequencia de Soldagem......................................................................
• TABELA 1 – Lista de variáveis.................................................................................. LISTA DE TABELAS
• TABELA 2 – QW-422................................................................................................
• TABELA 3 – QW-423.1.............................................................................................
• TABELA 4 – QW-452.1 (b)........................................................................................
• TABELA 5 – QW-452.3.............................................................................................
• TABELA 6 – QW-432................................................................................................
• TABELA 7 – QW-461.9.............................................................................................
• 1 - INTRODUÇÃO
• 2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
• 2.1 PROCESSO TIG..............................................................................................................
• 2.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM
• 2.3 DOCUMENTOS TÉCNICOS DE SOLDAGEM
• 2.4 PRINCIPAIS VARIÁVEIS PARA QUALIFICAÇÃO DE SOLDADORES............................
• 2.5 ENSAIOS DOS TESTES
• 2.6 ARTIGO III – QUALIFICAÇÃO DE SOLDAGEM
• 3 – MÉTODO
• 3.1 QUALIFICAÇÃO DE SOLDADOR – ASME IX
• 4 – CONSIDERAÇÕES FINAIS
• 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
• ANEXO A - Modelo de CQS
• ANEXO B...............................................................................................................................
• ANEXO C - QW 452.1
• ANEXO D - QW 303.2
• ANEXO E - QW 320...............................................................................................................
• ANEXO F – Posições de Soldagem

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Seguido a norma ASME IX é possível fazer procedimento de soldagens e qualificações de soldadores, aceitas pela globalização.

Em suma, a motivação deste trabalho é entender e facilitar a interpretação e o desenvolvimento dos profissionais envolvidos na qualificação de soldagem nos diversos projetos. Subdividindo a pesquisa na análise de definir as vantagens, limitações, os dados e documentos dos processos, bem como dos equipamentos, consumíveis, a preparação e limpeza das juntas, a especificação de procedimento de soldagem com seus conteúdos, registros de qualificação de procedimento e principais variáveis.

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2 – REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

A metodologia desta pesquisa abrange o conjunto de atividades de responsabilidade do engenheiro de soldagem, do inspetor de soldagem nível II e dos operadores de solda, especialmente na observação e exercício da norma ASME IX, como apropriação da obrigação de resposta as ações próprias confiadas da função/trabalho. Portanto é um estudo qualitativo que busca criar um conhecimento suficiente e consequente reflexão atuante sobre as mesmas.

A pesquisa bibliográfica examinou o uso de materiais e a prática de instrução técnica empiricamente na atualidade, sendo observada a contextualização do cotidiano.

2.1 PROCESSO TIG

A soldagem TIG teve o seu grande desenvolvimento no período da 2º grande guerra mundial, em torno de 1940, para realizar soldas de alta qualidade em ligas de alumínio, aço inoxidável e magnésio. (GUERRA, 1996)

O processo de soldagem TIG é um processo no qual a união de peças metálicas é produzida pelo aquecimento e fusão através de um arco elétrico estabelecido entre a peça e um eletrodo de tungstênio consumível. Por conseguinte a proteção do eletrodo e da peça de fusão contra a oxidação do ar é feita por um gás inerte, geralmente argônio, hélio ou mistura destes.

A solda pode ser feita com ou sem metal de adição (PONOMAREV,s/d). O processo é aplicado na maioria dos metais e suas ligas, numa ampla faixa de espessura, incluindo juntas de similares.

O processo de funcionamento da soldagem TIG (Tungsten Inert Gas), desenvolvido na Northrop Aircraft Company foi originalmente elaborado para obter um material base e gás hélio ou argônio como preservação e apoio protetório em chapas de menos de 6 mm, como na Figura 1 a seguir:

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Figura 3– Tocha TIG

Fonte: PONOMAREV, s/d

Figura 4 – Acessórios do processo TIG

Fonte: PONOMAREV, s/d

2.2 EQUIPAMENTOS DE SOLDAGEM

A soldagem TIG é usualmente um processo manual, mas pode ser mecanizado e até mesmo automatizado. O equipamento necessita ter:

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1. Um porta-eletrodo com passagem de gás e um bico para direcionar o gás protetor ao redor;
2. O arco e um mecanismo de garra para conter e energizar um eletrodo de tungstênio;
3. Uma pistola;
4. Um suprimento de gás de proteção;
5. Um fluxímetro e regulador-redutor de pressão do gás;
6. Uma fonte de energia, com características volt-ampére idênticas ao do eletrodo revestido;
7. Uma fonte de alta frequência;
8. Um suprimento de água de refrigeração, se a pistola for refrigerada a água.

A Figura 5 ilustra o equipamento necessário para o processo TIG. Figura 5 - Equipamento para o processo TIG

Fonte: PONOMAREV, s/d

As variáveis que mais afetam este processo são as variáveis elétricas: as correntes, as tensões e as características das fontes de energia. Tais afetam na quantidade, distribuição e no controle de calor produzido pelo arco e também

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3. Maior ação de limpeza na soldagem de materiais como alumínio e magnésio em corrente alternada;
4. Menor custo e maior disponibilidade;
5. Menor vazão de gás para uma boa proteção (na posição plana);
6. Melhor resistência na corrente de ar transversal;
7. Mais fácil à iniciação do arco.

O uso do gás hélio, usado como gás de proteção, resulta em uma tensão de arco mais alta para um dado comprimento de arco e corrente em relação ao argônio, produzindo mais calor, e assim é mais efetivo para soldagem de materiais espessos (especialmente metais de alta condutividade, tal como alumínio). Entretanto, visto que a densidade do hélio é menor que a do argônio, usualmente são necessárias maiores vazões de gás para se obter um arco mais estável e uma proteção adequada da poça de fusão, durante a soldagem na posição plana.

2.2.2 Preparação e limpeza das juntas A preparação e limpeza das juntas para a soldagem TIG requerem todos os cuidados exigidos para a soldagem com eletrodo revestido e mais:

1. A limpeza do chanfro e bordas deve ser ao metal brilhante, numa faixa de 10 mm, pelo lado interno e externo;
2. Quando da deposição da raiz da solda para o inox, deve ser empregada a proteção, por meio de gás inerte, pelo outro lado da peça. Este gás injetado na raiz da junta, se chama Purga. Para os aços carbono não é necessária esta proteção na raiz da solda.

2.2.3. Descontinuidades induzidas pelo processo A maioria das descontinuidades listadas, desconsiderada a exclusão da escória, para os outros processos de soldagem podem ser encontradas na soldagem TIG.

Nesta ótica, é importante saber que:

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A. falta de fusão - pode acontecer ao utilizar uma técnica de soldagem inadequada. Tendo em vista que a penetração do arco na soldagem TIG é relativamente pequena. Por esta razão, a soldagem TIG deve ser especificada em paralelo ao adequado processo;

B. inclusão de tungstênio - pode resultar de um contato acidental do eletrodo de tungstênio com a poça de fusão, ou seja, a extremidade quente do eletrodo de tungstênio pode fundir-se, transformando-se numa gota de tungstênio que é transferida à poça de fusão, produzindo assim uma inclusão de tungstênio na solda. A aceitabilidade ou não dessas inclusões depende do código que rege o serviço que está sendo executado;

C. porosidade - pode ocorrer devido à limpeza inadequada do chanfro ou a impurezas contidas no metal de base ou por deficiência no suprimento do gás;

D. Trincas - na soldagem TIG normalmente são devidas à fissuração a quente. Trincas Longitudinais ocorrem em depósitos feitos em alta velocidade. Trincas de Cratera, na maioria das vezes, são devidas as correntes de soldagem impróprias. As trincas devidas ao hidrogênio (fissuração à frio), quando aparecem, são decorrentes de umidade no gás inerte.

2.2.4 Vantagens do processo TIG É possível um resumo para o entendimento das principais vantagens do processo TIG. Assim, pode-se exigir e compreender que o processo:

1. Possibilita a soldagem sem adição de metal (chapas finas);
2. Não existe reação metal – gás e metal - escória, sem grande geração de furos, o que permite ótima visibilidade para o soldador;
3. Possui um arco elétrico suave, produzindo soldas com boa aparência e acabamento, exigindo pouca ou nenhuma limpeza após a operação;
4. Permite um controle preciso das variáveis de soldagem;
5. A operação do processo pode ser normal, mecanizada ou automatizada;
6. Solda a maioria dos metais ferrosos e não ferrosos;