












Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
PROVA DE SOLLLDAAAGEMMMMM - - SAO ---- EXERCICIOS
Tipologia: Exercícios
Oferta por tempo limitado
Compartilhado em 21/05/2020
4.3
(3)1 documento
1 / 20
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
Em oferta
REDEMAT UFOP – ESCOLA DE MINAS – DEMET Grupo de Estudos sobre Fratura de Materiais (GEsFraM ) FUNDAMENTOS DE TECNOLOGIA E METALURGIA DA SOLDAGEM – RED 196 1 o^ Semestre 2011 Responda sucintamente as seguintes questões: 1 - Quais são as principais vantagens e desvantagens da soldagem? VANTAGENS DESVANTAGENS Continuidade não só na aparência externa, como tbm de propriedades mecânicas e químicas relacionadas à estrutura interna; Grande variedade de processos existentes; Possibilidade de aplicação em diversos materiais; Pode ser manual ou automático; Pode soldar pequenas e grandes espessuras; Custo razoável; Integridade e eficiência elevada; Pode ser isenta de vazamento; Não apresenta problemas de perda de aperto. Necessita de considerável habilidade do operador; Pode exigir operações auxiliares que elevam o custo; Não pode ser desmontada; Microestrutura e propriedades das partes podem ser abaladas; Distorções e tensões residuais; A estrutura pode ser sensível a falha total. 2 - Na soldagem TIG, que propriedades dos gases inertes devem influenciar as características do arco elétrico e provocar variações na geometria de cordões de solda feitos com os mesmos parâmetros e diferentes gases? Na soldagem TIG algumas propriedades físicas do gás de proteção utilizado como a densidade, condutividade térmica e elétrica e potenciais de ionização, dentre outras provocam variações na geometria do cordão de solda. ↑Potencial de ionização (Gases ionizados a uma faixa de temperatura) ↑ condutividade térmica (He)↑perda de calor no arco ↑ aumento da tensão (o aumento da tensão é devido a corrente constante no processo TIG) → ↑cordão de solda com maior penetração e molhabilidade. ↑densidade do gás (densidade Ar > densidade He) ↑ proteção do cordão de solda. 3 - Cite medidas de segurança para a proteção de instalações e equipamentos de soldagem.
Sempre instalar e operar um equipamento de soldar ou cortar de acordo com a orientação do seu Manual de Instruções. Além da proteção ao pessoal de operação e manutenção, o aterramento constitui uma proteção fundamental dos equipamentos. Sempre ligar uma máquina de soldar ou cortar à sua linha de alimentação através de uma chave de parede. Nunca usar uma máquina de soldar ou cortar com parte do seu gabinete removida ou mesmo aberta. Sempre manter um equipamento de soldar ou cortar afastado de fontes externas de calor (fornos, por exemplo). Nunca operar equipamentos defeituosos. Máquinas de soldar ou cortar não devem ser utilizados em locais alagados ou poças de água. Depois de usar um equipamento de soldar ou cortar, sempre desligá-lo e isolá-lo da sua linha de alimentação. 4 - A energia de soldagem é um dos parâmetros suficiente para descrever um procedimento de soldagem? Por quê? Parâmetros operacionais de soldagem: Condutividade térmica da peça, Espessura da junta, Geometria da junta, Energia de soldagem e Temperatura de pré-aquecimento. A dissipação do calor, e portanto, os ciclos térmicos de soldagem definem a microestrutura final e as propriedades do cordão de solda assim um procedimento de soldagem depende da avaliação de todos os fatores listados acima. 5 - Por que a soldagem é capaz de induzir trincas num material? A aplicação localizada de calor → causa uma deformação localizada (expansão e contração) do material → causa o aparecimento de tensões residuais trativas + mudanças microestruturais + presença de hidrogênio podem resultar na formação de trincas. 6 - Quais as vantagens metalúrgicas de uma solda de multipasses? Formação de ZTA pequena; Cada ciclo térmico gerado pelo passe subsequente refinará ou normalizará parte do metal de solda anterior. O calor de aporte total por cordão é reduzido na medida em que o crescimento de grão é minimizado. O passe prévio pode fornecer um pre-aquecimento o qual tende a incrementar o tempo de resfriamento. O passe subsequente tende a recozer parte do passe anterior aliviando tensões residuais.
12- Por que o metal de adição usado na soldagem TIG é, normalmente, de composição semelhante ou idêntica ao metal de base? É utilizado normalmente metal de adição com a mesma composição do metal base para que ocorra compatibilidade metalúrgica, podendo evitar distorções que podem facilitar corrosão e empobrecer as propriedades mecânicas. 13 - Quais as características e principais aplicações de cada modo de transferência de metal na soldagem a arco gás-metal (MIG/MAG)? A transferência de metal através do arco se dá, basicamente, por três mecanismos: aerossol (spray ou goticular), globular, curto-circuito, dependendo do ajuste dos parâmetros operacionais, tais como nível de corrente, sua polaridade, diâmetro e composição do eletrodo e a composição do gás de proteção. Uma quarta forma de transferência (pulsada) é possível com equipamentos especiais. MECANISMO DE TRANSFERÊNCIA CARACTERÍSTICAS Curto-circuito baixa corrente e baixa tensão; gota sai do eletrodo, aumenta de diâmetro, toca na poça e é atraída por esta; instabilidade do arco; causa respingos. Globular Valores intermediários de corrente e tensão; Transferência caótica e imprevisível; Arco mais estável que no curto-circuito; Grande flutuação de corrente; ↑corrente e ↓diâmetro das gotas; Elevado nível de respingos; Gotas caem por gravidade; Operação restrita a posição plana. Spray (aerossol) Correntes elevadas; Muitas gotas de pequeno diâmetro; Independe da ação da gravidade; Arco estável e sem respingos; Só ocorre para determinados gases; Cordão suave e regular; Problemas para a posição não plana; Poça de fusão grande. Pulsada A mais usada; Aproximadamente globular, porém mais estável e uniforme; A corrente oscila entre valores abaixo e
acima da corrente de transição. Obs: O aumento de teor de CO 2 como gás de proteção, gera uma tendência no aumento da corrente de transição e uma menor estabilidade de transferência. 14 - Quais as vantagens de serem utilizados arames tubulares na soldagem a arco submerso? A utilização desses arames, em conjunto com fluxos aglomerados neutros, produz cordões de solda com altíssimo nível de qualidade independente de variações que possam ocorrer na corrente e tensão durante a soldagem. O emprego desse tipo de combinação é amplamente difundido em aplicações de manutenção como, por exemplo, recuperação de materiais rodantes, cilindros para indústria siderúrgica e revestimento inox ou alta liga sobre chapas de aço carbono, entre outros. Soldagens de união de aços carbono, baixa liga ou ligados em caldeirarias, indústrias de estruturas metálicas e transporte pesado, são exemplos de aplicação onde a combinação fluxo/arame tubular é extensivamente empregada, apresentando excelentes resultados. 15 - A soldagem por resistência pode ser considerada um processo de soldagem por fusão? Justifique. Na soldagem por resistência o aquecimento da região da junta pela passagem da corrente elétrica, abaixa a resistência mecânica do material permitindo, através da aplicação de pressão, a deformação localizada e, assim, a soldagem por deformação da junta. Em alguns casos, ocorre uma fusão localizada na região da junta, assim nesse processo de soldagem pode ocorrer a formação da solda tanto por fusão quanto por deformação. 16 - Caracterizar o processo de brasagem. Quais são as variáveis mais importantes desta técnica? PROCESSO CARACTERÍSTICAS VARIÁVEIS Brasagem Fusão apenas do metal de adição (devido o seu menor PF); Preenchimento da junta é feita por capilaridade. Molhabilidade do metal do metal de adição; Limpeza; Distância adequada entre as peças; Fluxo ou atmosfera adequada. 17 - Quais as principais vantagens e limitações da soldagem de alta densidade de energia? Qual é a característica comum destes processos de soldagem? Um processo de soldagem é dito de alta densidade quando permite fornecer grande quantidade de energia em tempos reduzidos e através de pequenas áreas para as peças a serem unidas. Existem dois processos considerados de alta densidade: a soldagem a LASER e a soldagem por feixe eletrônico. As principais vantagens são: permite obter cordões de solda com elevada relação penetração/largura, o que reduz problemas de distorção (ZTA estreita), permite soldar com elevada penetração (processo keyhole) em um único passe, permite alta velocidade de soldagem, permite automação e mecanização do processo. As principais limitações são o alto custo do equipamento, necessidade de mecanização (processo muito
Os metais de adição austeníticos são projetados para, após diluição com o metal base (no caso em estudo os aços ferríticos), fornecer uma solda cuja composição química ocorra a coexistência entre ferrita e austenita. 22 - Qual o mecanismo que elimina a camada de óxido na soldagem de alumínio? Uma característica do alumínio e de suas ligas é a formação de uma camada de um óxido em sua superfície (Al 2 O 3 ). O filme desse óxido se funde à 2052°C. Ou seja, o metal se funde à temperatura mais baixa que o óxido, o que dificulta a coalescência. Dessa forma, para a soldagem do metal é necessária a retirada desse óxido. Esta remoção pode ser realizada por meio do uso de um fluxo (remoção metalúrgica). Os fluxos constituem-se de, principalmente, cloretos e fluoretos na forma de pó misturados em proporções adequadas para garantir a reação desejada. Outros métodos, como a remoção química (limpeza por solventes e/ou decapagem) e a remoção mecânica (lixamento, escovamento, etc) também são utilizados, sendo possível a combinação de mais de um método. Utilizando o processo TIG, é possível a retirada desse óxido trabalhando com CA ou com polaridade inversa (CC+) onde fundi mais metal quebrando a barreira de óxido. 23 - Citar as descontinuidades e/ou defeitos mais comuns na soldagem ao arco. Quais as causas dos defeitos? Os defeitos mais comuns na soldagem ao arco são: porosidade, inclusão de escória, mordeduras, defeitos na união, trincas, espessamento, soldas frágeis e falta de fusão. As causas do defeito pode ser uma ou várias como por exemplo: arco instável, respingo abundante, mau acabamento (soldas irregulares), aquecimento inadequado do material e habilidade do soldador. FINA – Tumati 1- Descrever sobre os aspectos fundamentais para o estabelecimento de uma soldagem adequada que produza soldas de alta qualidade. Para se produzir uma solda de alta qualidade deve-se: Analisar o metal base, para saber qual o processo mais adequado a este de acordo com a geometria, espessura, composição química e propriedade físicas do mesmo. O soldador deve ser bem treinado. As superfícies a serem soldadas devem estar limpas e com qualidade superficial suficiente. Escolher equipamento, arame e gás de proteção de forma criteriosa. Para que assim a solda possua boa penetração, fusão completa, ausência de porosidade, boa aparência e ausência de trincas. 2- Descrever, sucintamente, sobre a evolução dos processos de soldagem em termos operacionais e de qualidade de produtos soldados. Ao longo dos anos os processos mais primitivos como a brasagem, foram refinados. Os fatores determinantes para estes avanços podem ser relacionados a três aspectos fundamentais:
Tendência a proliferação de metais e ligas: utilização de novos materiais, e portanto, a pesquisa de novas técnicas. Tendência a automatização: Forçado pela busca de redução de custos, tempos de execução e produtividade, a pesquisa para automatização de processos é constante. Tendência à proliferação de normas, especificações e métodos de controle: como o campo da soldagem amplia-se constantemente, as especificações se tornam mais restritas e as tolerâncias mais estreitas ao controle de qualidade das soldas que se tornou mais criterioso ao longo dos anos. Outro aspecto importante é a evolução das fontes de energia. 3- Discutir as características e indicar qual é o processo que apresenta: excelente controle de aporte térmico durante a soldagem; produz soldas de alta qualidade; permite soldar em qualquer posição. O processo que apresenta excelente controle de aporte térmico, produz soldas de alta qualidade e versátil quanto a posição de soldagem é o processo TIG (GTAW). Estas características se dão pelo fato da poça de fusão ser protegida via gás inerte, seu eletrodo ser de tungstênio não consumível e ter um ótimo controle da transferência da fonte de energia. A soldagem TIG é considerada o processo de soldagem a arco que permite um melhor controle das condições operacionais. 4- Apresentar características gerais dos processos de soldagem por: resistência elétrica, atrito, ultrassom, explosão, centelhamento. Resistência Elétrica: O calor necessário à formação da junta soldada é obtido pela resistência à W passagem de corrente elétrica através das peças a serem soldadas. O aquecimento da região da junta pela passagem de corrente elétrica, abaixa a resistência mecânica do material permitindo, através da aplicação de pressão, a deformação localizada na região da junta e, assim, a soldagem por deformação da junta. É um processo muito rápido, recomendável para espessuras de até 3 mm e muito utilizado na fabricação de carroceria de automóveis. Atrito: Processo no estado sólido, com o coalescimento produzido pela fricção entre as peças até a temperatura de plastificação, seguido da aplicação de uma pressão de forjamento. Tem como vantagens: Alta temperabilidade, alta produção, econômico, operacionalidade simples, sem fluxos e respingos. Tem como desvantagens: Manutenção criteriosa, perda de material na rebarba, necessidade de usinagem e limitado para bitolas pequenas. Ultrassom: Processo no estado sólido onde a coalescência é produzida pelas vibrações localizadas na interface das peças submetidas a pressões moderada. Vantagens: boa qualidade, pode ser
Nível de corrente, Tipo de corrente (corrente contínua com o eletrodo positivo, CC+, ou negativo, CC-, e corrente alternada, CA), Tensão de operação, Comprimento do arco Velocidade de deslocamento, Velocidade de alimentação de metal de adição, Composição e diâmetro do eletrodo, Comprimento do eletrodo, Distância do ponto de tomada de corrente à peça Ângulo da tocha, ou eletrodo, em relação à peça, e Tipo de gás de proteção ou de fluxo (ou de revestimento). 8- Discutir sobre o processo de solidificação de uma junta soldada. Qual é a importância do parâmetro de solidificação? Na parte posterior da poça de fusão, o metal líquido solidifica dando origem ao cordão de solda. O processo de solidificação determina diversas características macro e microestruturais do cordão, tendo assim, um importante efeito sobre as propriedades e o comportamento da solda. (melhorar esta resposta). Fina Beth (17/07/2013) 1- Discutir os efeitos dos revestimentos no processo de soldagem com eletrodo revestido em termos metalúrgicos, controle do arco, operação e manipulação e fabricação. O revestimento dos eletrodos no processo de soldagem com eletrodos revestidos tem várias funções: Em termos metalúrgicos: a taxa de resfriamento é mais lenta devido a formação de escória acima da poça de fusão dificultando a transferência de calor e assim podem evitar o trincamento. Controle do arco: maior estabilização do arco. Operação: O revestimento, ao se fundir, forma uma escória que protege a poça de fusão da contaminação; realiza operações de refino e adiciona elementos de liga. Manipulação: Os eletrodos básicos são higroscópicos e precisam ser muito bem armazenados (estufas). Fabricação: Os eletrodos são fabricados divididos em: ácidos, básicos, rutílicos, celulósicos e oxidantes de acordo com sua composição química. 2- Soldagem por resistência elétrica características e variáveis do processo.
O calor necessário à formação da junta soldada é obtido pela resistência à passagem de corrente elétrica através das peças sendo soldadas (efeito joule). O aquecimento da região da junta pela passagem da corrente elétrica abaixa a resistência mecânica do material permitindo, através da aplicação de pressão, a deformação localizada, e assim, a soldagem por deformação da junta. Em alguns casos, ocorre uma fusão localizada na região da junta. Variáveis do processo:
O campo magnético induzido pela corrente tende a se distribuir uniformemente em torno do arco. Quando esta distribuição é perturbada, levando a uma maior concentração do campo magnético em um dos lados do arco, as forças magnéticas, que antes geravam o movimento de gases apenas no sentido do eixo do arco, passam a possuir uma componente transversal que tende a empurrar lateralmente o arco. Como resultado o arco passa a defletir lateralmente, tendo este efeito a aparência similar de um leve sopro sobre a chama de uma vela. Este efeito reduz o controle que se tem sobre o arco, dificultando a soldagem e aumentando a chance de formação de formação de descontinuidades no cordão de solda. O sopro magnético pode ser minimizado por medidas como: Inclinar o eletrodo para o lado em que se dirige o arco, Reduzir o comprimento do arco, Balancear a saída de corrente da peça, ligando-a à fonte por mais um cabo, Reduzir a corrente de soldagem e Soldar com corrente alternada, pois, com esta, o sopro magnético é sempre menor. 6- Quais impactos podem ser obtidos ao soldar juntas pelo processo GTAW pulsado em relação ao processo TIG convencional? A soldagem a corrente pulsada foi desenvolvida com a finalidade de se obter maior controle sobre o aporte de calor no metal de base e uma melhor qualidade na soldagem. Esta variante do processo TIG permite a transferência do metal de adição pelo método spray com correntes inferiores a corrente de transição (corrente necessária para a passagem de transferência globular para spray). Além de ser menos sensível às variações de posição, permitindo realizar um cordão contínuo e uniforme sem a necessidade de variar os parâmetros de soldagem. Isto porque, a cada pulso de corrente, a poça de fusão cresce para as suas dimensões esperadas e se contrai ao final do pulso. 7- Baseado no conceito, representado na figura ao lado, do efeito da capilaridade e tensão superficial sobre um líquido entre duas superfícies próximas, discutir o método de união de metais que o emprega. Como os metais interagem? O método de união de metais representado na figura é por brasagem. Este processo possui grau de diluição zero, já que, neste caso, utiliza-se uma temperatura de soldagem menor que a temperatura de fusão do metal de base e, portanto, somente o metal de adição irá se fundir. A penetração e espalhamento do metal de adição na junta são conseguidos por efeito de capilaridade e por isso o
espaçamento entre as peças é um parâmetro que deve ser bem controlado. Além disso, deve ser feita uma limpeza adequada da peça, por exemplo, a decapagem química. A interação entre os metais ocorre por difusão e pela formação de ligas intermetálicas. **Fina – exame especialíssimo (01/10/13)
A solda multipasses é caracterizada por: Formação de uma ZTA pequena; Cada ciclo térmico gerado pelo passe subsequente refinará e normalizará parte do metal de solda anterior; O calor de aporte total por cordão é reduzido na medida em que o crescimento de grão é minimizado. O passe subsequente tende a recozer parte do passe anterior aliviando tensões residuais; A martensita na ZTA de um passe de solda pode ser revenida pelo calor dos passes subsequentes. Como resultado a tenacidade global do metal de solda é aumentada. 2) Comparar processos de soldagem que utilizam gás e os que utilizam fluxo. Escolher processos para soldar 3 componentes do carro. Nos processos GTAW, GMAW e plasma a proteção da poça de fusão contra contaminações da atmosfera é feita por gases, que podem ser, inertes (Argônio ou Hélio) no caso dos processos GTAW, MIG e plasma, ou ativos, no caso do processo MAG. enquanto que os processos de arco submerso e arame tubular utilizam o fluxo para esta proteção, no processo de arame tubular, esta proteção pode ser feita em parte por gás, em geral o CO 2. Contudo, além de proteger a poça de fusão das contaminações da atmosfera, o fluxo de soldagem também ajuda a estabilizar o arco elétrico evitando variações indesejáveis. Durante a soldagem o fluxo se funde junto com o metal de base e o arame eletrodo na poça de fusão, nesta operação ele pode oferecer elementos de liga que se juntam ao metal na soldagem. Além disso, o fluxo forma uma escória que também influencia nas características do cordão de solda, esta escória é mais uma proteção que a solda recebe na poça de fusão.
A soldagem a arame tubular é muito utilizada na soldagem de partes de veículos. Carrocerias de veículos são soldadas por soldagem de resistência por pontos ou a Laser. 3) O que é o grau de diluição e porque é importante conhece-lo. A diluição é a quantidade percentual de metal de base que entra na composição do metal de solda, podendo variar de 0%, no caso da brasagem, chegando a 100% no caso da soldagem autógena (sem metal de adição). Na soldagem de materiais dissimilares, a diluição é um dado indispensável para a previsão dos constituintes e propriedades da solda. Na soldagem de revestimentos, a diluição é um aspecto fundamental a ser controlado através da escolha adequada dos parâmetros de soldagem uma vez que em muitos casos o material do revestimento possui características bem mais nobres do que o substrato sobre o qual será depositado. Isto é devido a uma composição química mais elaborada, constituída por elevados teores de elementos de liga como Cr, Mo, Ni. Nb,W, e variações significativas nos teores destes elementos podem, por exemplo, reduzir a resistência a corrosão do cordão de solda. 4) Porque processos de alta energia são automatizados? Exemplo de um processo e descrever. Por se tratarem de processos de alta velocidade, os processos de alta energia são ideais para aplicações automatizadas. Um exemplo de processo de alta energia é a soldagem a laser que é um processo de união baseado na fusão localizada da junta através do bombardeamento por um feixe de luz concentrada coerente e monocromática de alta intensidade. Esta alta intensidade do feixe é suficiente para fundir e vaporizar parte do material da junta no ponto de entrada do feixe no material, causando um furo (keyhole) que penetra profundamente no metal de base. 5) Tudo sobre arco elétrico (estabilidade, formação, influência externa, etc...) O arco elétrico consiste de uma descarga elétrica, sustentada através de um gás ionizado, a alta temperatura, conhecido como plasma, podendo produzir energia térmica suficiente para ser usado em soldagem, pela fusão localizada das peças a serem unidas. Eletricamente, o arco de soldagem pode ser caracterizado pela diferença de potencial entre suas extremidades e pela corrente elétrica que circula por este. A carga queda de potencial não é uniforme e pode ser dividida em três regiões distintas: As regiões de queda anódica e catódica são caracterizadas por grandes grandientes térmicos e elétricos e as somas das quedas de potencial nessas regiões é aproximadamente constante. Na região de queda catódica é gerada a maioria dos elétrons responsáveis pela condução de corrente elétrica no arco. A região de queda anódica é necessária para a abertura e manutenção do arco. E a coluna de plasma, a parte visível do arco que apresenta grandientes térmicos e
ELETRODO CARACTERÍSTICAS Oxidante Constituído de óxido de Fe e Mn; Produz escória abundante e fácil de destacar; Baixa penetração; Inadequado para soldas de alta responsabilidade Boa aparência do cordão; Soldável com CC ou CA; Pouco usado. (soldagem debaixo d’água). Ácido Constituído de óxidos de Fe, Mn, Si; Produz escória ácida, abundante, porosa e fácil de destacar; Soldável com CC ou CA; Penetração média; Taxa de fusão elevada; Solda apenas posição plana e horizontal; Baixa resistência à propagação de trincas; Boa aparência do cordão; Não é muito utilizada. Rutílico Quantidade significativa de rutilo (TiO 2 ); Escória abundante, densa e fácil de destacar; Eletrodos de fácil manipulação; Solda com CC ou CA em qualquer posição;
Baixa penetração; Resistência à trinca a quente é baixa; Não é higroscópica, baixo respingo; Relativamente barato; Usado para solda de manutenção. Básico Contém carbonato de cálcio e fluorita (não tem subs. Orgânica); Escória básica + CO 2 (protege o cordão de solda e dessulfura a solda); Baixo risco de formação de trinca por solidificação;