3-Fundamentos Da Soldagem Oxi-Combustível

 

Fundamentos da Soldagem Oxi-combustível Docente: Mário Bittencourt

Sumário 1. Descrição do Processo 2. Princípios de Operação 3. Instalação Oxiacetilênica 4. Equipamento de Soldagem 5. Gases Utilizados 6. Metal de Adição 7. Fluxos ou Fundentes 8. Brasagem 9. Aquecimentos Diversos 10. Bibliografia

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Soldagem 

“Operação que tem por objetivo a união de duas ou

mais peças, produzida por aquecimento  até uma  uma  aquecimento até  adequada, com ou sem a utilização de temperatura adequada, temperatura pressão e/ou material de adição, assegurando adição, assegurando entre elas uma perfeita continuidade perfeita continuidade metálica e metálica e mantendo, por conseqüência, suas propriedades.” 

1. Descrição do Processo 

 A produção do calor necessário a necessário a fusão do metal de base e do metal de adição, se usado, é realizado por meio da chama  produzida pela combustão  de gases (energia chama produzida combustão de química).

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MAÇARICO DE SOLDA

CHAMA OXI-COMBUSTÍVEL

REGULADORES DE PRESSÃO

VÁLVULAS DE REGULAGEM MAÇARICO MANGUEIRA DE OXIGÊNIO MANGUEIRA DE COMBUSTÍVEL

CILINDROS DE OXIGÊNIO E GÁS COMBUSTÍVEL

1. Descrição do Processo 

 A combustão é uma reação rápida acompanhada pela geração de calor, que é transferido transferido  da chama para a peça por meio da convecção forçada e pela radiação.

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1. Descrição do Processo 

 As superfícies dos chanfros chanfros dos metais de base e o material de adição, adição, quando presente, fundirão em conjunto formando uma poça de fusão única que, única  que, após o resfriamento, se comportará como um único material.

1. Descrição do Processo 





Para que ocorra a soldagem, é necessário tempo, calor e/ou pressão; com o tempo, tempo, o calor aplicado a peça fará uma fusão localizada onde, após o resfriamento, aparecerá a união dos metais; no caso da utilização de pressão, isto causa um forjamento localizado.

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1. Descrição do Processo

1. Descrição do Processo

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1. Descrição do Processo 

Todos os metais e ligas comercialmente conhecidos fundem-se em temperaturas abaixo dos 4000ºC.





 As ligas de aço, que ssão ão os materiais de maior utilização utilização comercial, fundem na faixa de 1500ºC.  Assim, mostra-se viável viável a execução de soldagem por meio das temperaturas e poder calorífico desenvolvidos pela combustão dos diversos gases.

1. Descrição do Processo 

 A denominação do Processo de Soldagem Oxicombustível nas normas internacionais é Oxyfuel Gas Welding  OFW.  –

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2. Princípios de Operação 

Na soldagem oxiacetilênica, o soldador  tem  tem considerável  sobre a operação do controle sobre controle processo, pois manipula a fonte de calor e o metal de adição.

2. Princípios de Operação 

Quando a variação do calor  adicionado  adicionado pela chama é devidamente coordenada  com a velocidade de coordenada com soldagem as soldagem  as características da  da poça de fusão  fusão  (tamanho, viscosidade e tensão superficial) e da taxa de deposição, deposição, podem ser controlados controlados já  já que o calor   pode ser aplicado, preferencialmente, no metal de base ou base  ou no metal de adição. adição.

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2. Princípios de Operação 





Estas qualidades fazem da soldagem oxi-combustível um processo ideal para unir peças finas de metal. Seções espessas também podem ser soldadas por este processo, mas de modo menos econômico do econômico do que pela soldagem a arco elétrico. Isto porque a temperatura da chama atinge cerca de 3000°C, enquanto a temperatura do arco elétrico alcança valores acima de 6000°C.

2. Princípios de Operação 

 A soldagem oxi-combustível oxi-combustível pode ser realizada em qualquer posição de soldagem.

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2.1. Vantagens 

Portatibilidade;



Ótimo para chapas finas;



Menor fadiga do operador;







Ciclos térmicos menores (ótimo para aços endurecíveis); Equipamento de baixo custo, comparado com outros processos, e versátil; Soldagem automatizada com a preparação de bordas.

2.2. Desvantagens Desvantagens 

Grandes zonas afetadas pelo calor;



Cordões mais largos; Maiores distorções e empenos;



Risco de retrocesso de chama;



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2.3. Variáveis de Soldagem  

 Ajuste da chama Técnicas de deslocamento da chama

2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível  



 A combustão ocorre em dois estágios. estágios. O primeiro estágio  estágio  utiliza o oxigênio suprido pelos cilindros de gases.  A reação pode ser percebida pelo pequeno cone formado no interior da chama.

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2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível 





 A combustão ocorre em dois estágios. estágios. O segundo estágio utiliza o oxigênio fornecido pelo ar da atmosfera que circunda a chama. Esta zona de combustão é denominada “penacho”.

2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível

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2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível

http://www.twiglobal.com/technicalknowledge/jobkn http://www.twiglobal.com/technicalkno wledge/jobknowledge/ox owledge/oxyfuelcuttingpro yfuelcuttingpro cessandfuelgases049/

2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível 

Localização da maior temperatura alcançada na chama.

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2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível 

 A temperatura da chama e o calor produzido  produzido   dependem do tipo do gás combustível e seu poder calorífico.



Uma chama de alta temperatura,, requer, temperatura no entanto, um grande volume de oxigênio oxigênio   para completar a combustão.

2.3.1. Chama Oxi-combustível Oxi-combustível 



Devido a baixa densidade da fonte de energia (chama), a ZTA é larga, larga, com grande tamanho dos grãos. grãos. O metal de solda apresenta, em geral, baixas propriedades mecânica e mecânica e a estrutura soldada sofre maior distorção do que com outros processos.

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2.3.2. Ajuste da Chama Oxi-combustível Oxi-combustível 

 Aspecto da chama queimando apenas o gás combustível com o ar da atmosfera.

2.3.2. Ajuste da Chama Oxi-combustível Oxi-combustível Chama Oxidante EXCESSO OXIGÊNIO Chama Neutra VOLUME IGUAL DOS GASES

Chama Carburante EXCESSO COMBUSTÍVEL

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OXIDANTE

NEUTRA

CARBURANTE

2.3.2. Ajuste da Chama Oxi-combustível Oxi-combustível

FILME

NEUTRA OXIDANTE CARBURANTE

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2.3.2. Ajuste da Chama Oxi-combustível Oxi-combustível CHAMA NEUTRA   A chama neutra é utiliz utilizada ada na soldagem dos aços carbono e do cobre, cobre, podendo ser dividida em Chama Neutra Forte e Fraca. Chama Neutra Forte 

Uma chama neutra forte é conseguida c onseguida quando, para uma dada extensão de solda do maçarico, a velocidade de vazão dos gases é a mais alta possível, desde que não aconteça o corte da chama.

Chama Neutra Fraca 

 É a chama neutra menor possível e a velocidade de vazão dos gases é controlada através das válvulas do punho do maçarico.

2.3.2. Ajuste da Chama Oxi-combustível Oxi-combustível CHAMA CARBURANTE ou REDUTORA   A chama carburante ou redutora, é utili utilizada zada na soldagem

do ferro fundido, brasagem e introduz carbono no aço. CHAMA OXIDANTE   A chama oxidante , é utili utilizada zada na soldagem do latão e em decapagem.

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2.3.3. Influência da Velocidade da Vazão dos Gases 

Chama neutra: Extensão do maçarico No 3 para soldar



chapa de aço de 2 mm de espessura. Velocidade da vazão dos gases e introdução de calor pequena, chama neutra fraca.

2.3.3. Influência da Velocidade da Vazão dos Gases 



Chama neutra: Extensão do maçarico No 3 para soldar chapa de aço de 3 mm de espessura. Velocidade da vazão dos gases e introdução de calor média, chama neutra normal.

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2.3.3. Influência da Velocidade da Vazão dos Gases 

Chama neutra: Extensão do maçarico No 3 para soldar



chapa de aço de 4 mm de espessura. Velocidade da vazão dos gases e introdução de calor grande, chama neutra forte.

2.3.4. Técnicas de Deslocamento da Chama 

Soldagem a Esquerda 

 A vareta desloca-se à frente da



chama, no sentido da soldagem. 

Menor penetração;

Melhor visibilidade da soldagem;



Ideal para espessura até 3mm.

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2.3.4. Técnicas de Deslocamento da Chama 

Soldagem a Direita 

 A vareta desloca-se atrás da chama, no sentido da soldagem.



Maior penetração;



Ideal para soldagem de grandes espessuras.

3. Instalação Oxi-combustível Oxi-combustível REGULADOR OXIGÊNIO

REGULADOR GÁS COMBUSTÍVEL

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

VÁLVULA CORTA-CHAMA MAÇARICO MANGUEIRA DE OXIGÊNIO

MAÇARICO DE SOLDA

EXTENSÃO DE SOLDA

MANGUEIRA GÁS COMBUSTÍVEL

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

CILINDRO DE OXIGÊNIO

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CILINDRO DE GÁS COMBUSTÍVEL

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3. Instalação Oxi-combustível Oxi-combustível

3. Instalação Oxi-combustível Oxi-combustível

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3. Instalação Oxi-combustível Oxi-combustível

3. Instalação Oxi-combustível Oxi-combustível

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4. Equipamento de Soldagem 

O equipamento utilizado é versátil, de baixo custo e, normalmente, portátil portátil..

4. Equipamento de Soldagem REGULADOR OXIGÊNIO

REGULADOR GÁS COMBUSTÍVEL

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

VÁLVULA CORTA-CHAMA MAÇARICO MANGUEIRA DE OXIGÊNIO

MAÇARICO DE SOLDA

EXTENSÃO DE SOLDA

MANGUEIRA GÁS COMBUSTÍVEL

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

CILINDRO DE OXIGÊNIO

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CILINDRO DE GÁS COMBUSTÍVEL

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4. Equipamento de Soldagem MAÇARICO DE SOLDA

EXTENSÃO DE SOLDA

4.1. Maçarico de Soldagem 

O maçarico de soldagem recebe o oxigênio e o combustível, faz a mistura desses gases na proporção, volume e velocidade apropriados a produzir a chama desejada à operação de soldagem. VÁLVULA DO OXIGÊNIO

PUNHO

EXTENSÃO DE SOLDA

CÂMARA DE MISTURA VÁLVULA DO COMBUSTÍVEL

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4.1. Maçarico de Soldagem PUNHO

PUNHO

+

+

EXTENSÃO DE SOLDA (MONO CHAMA)  

BICO DE SOLDA (MONO CHAMA)

 

Extensão de Solda (Fonte: White Martins)

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4.1. Maçarico de Soldagem 

Ele pode ser usado para soldagem, pré-aquecimento e pós-aquecimento, e também ser convertido em um equipamento de corte com corte com a simples troca da troca da tocha ou maçarico.

4.1. Maçarico de Soldagem

CABEÇA CORTADORA PUNHO

EXTENSÃO AQUECIMENTO TIPO CHUVEIRO

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4.1. Maçarico de Soldagem

4.1. Maçarico de Soldagem

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4.1. Maçarico de Soldagem

4.1. Maçarico de Soldagem

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4.1. Maçarico de Soldagem 

Soldagem a gás – múltiplos maçaricos

4. Equipamento de Soldagem VÁLVULA CORTA-CHAMA MAÇARICO

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

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4.3. Válvula Corta-chama 

Retrocesso de chama

4.3. Válvula Corta-chama

FILME

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4.3. Válvula Corta-chama 

Contra-fluxo e corta-chama

4.3. Válvula Corta-chama 

Instalada na saída do regulador de pressão



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Instalada na entrada do maçarico

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4.3. Válvula Corta-chama 

Válvulas corta-chama ao longo das mangueiras de alimentação dos gases.

4.3. Válvula Corta-chama 

Integração das válvulas corta-chama no cabo do maçarico.

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4.3. Válvula Corta-chama 

Existem diversos fabricantes de válvulas corta-chama e consequentemente, diversas formas de apresentação.

4.3. Válvula Corta-chama 

 ATENÇÃO: as vválvulas  ATENÇÃO: álvulas de RETENÇÃO DE DE GASES possuem a aparência semelhante às válvulas CORT CORTA A CHAMA, mas NÃO impedem o retrocesso da chama.

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4.3. Válvula Corta-chama

4. Equipamento de Soldagem MANGUEIRA DE OXIGÊNIO

MANGUEIRA GÁS COMBUSTÍVEL

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4.4. Mangueiras 



Tem a finalidade de transportar os gases do regulador de pressão até o maçarico de soldagem.  As mangueiras são tubos de borracha sintética resistentes a ação dos gases (oxigênio e combustível) e reforçadas com fios resistentes a ruptura e a tração, com uma outra cobertura de borracha, resistente a abrasão e cortes.

4.4. Mangueiras 

 As mangueiras devem ser ser especificadas de acordo com o fluido e a pressão de trabalho.

FABRICANTE

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MANGUEIRA GEMINADA

PRESSÃO MÁXIMA DE TRABALHO

DATA FABRICAÇÃO DIÂMETRO INTERNO

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4.4. Mangueiras 





Não devem ficar expostas a fagulhas, pingos de metal fundido e escória. Devem ser protegidas do contato com peças quentes e condutores de energia elétrica. Devem ser fixadas com abraçadeiras adequadas.

4. Equipamento de Soldagem REGULADOR OXIGÊNIO

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REGULADOR GÁS COMBUSTÍVEL

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4.2  Regulador de Pressão  –

4.2  Regulador de Pressão  –



São equipamentos utilizados para reduzir a elevada pressão de fornecimento dos gases ao nível adequado às operações de soldagem, mantendo-a constante, constante, apesar das variações da pressão de entrada. entrada .



Quanto ao número de estágios utilizados na redução da pressão do gás, são classificados em: - reguladores de um estágio - reguladores de dois estágios

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4.2  Regulador de Pressão  –

MEDIÇÃO DA PRESSÃO INTERNA DO CILINDRO

ENTRADA DO GÁS VINDO DO CILINDRO

MEDIÇÃO DA PRESSÃO DE SAÍDA DO GÁS

SAÍDA DO GÁS PARA O MAÇARICO

4.2  Regulador de Pressão  –

REGULADORES DE UM ESTÁGIO 

Obtém a pressão de saída por intermédio de um único estágio (sistema de molas, diafragma e haste), sendo indicados para operações que permitam pequenas oscilações na pressão de trabalho, trabalho, ocasionadas por variações na pressão de entrada (caso típico de cilindros).

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4.2  Regulador de Pressão  –

4.2  Regulador de Pressão  –

REGULADORES DE DOIS ESTÁGIOS 





Obtém a pressão de saída por intermédio de dois estágios distintos. O primeiro estágio reduz a pressão de suprimento a um valor pré-calibrado e fixo que é a entrada para o segundo estágio, cuja regulagem é manual. São indicados para operações que não permitam oscilações na pressão de trabalho, trabalho, sendo largamente empregados em cilindros e “ manifolds”. 

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4.2  Regulador de Pressão  –

4.2  Regulador de Pressão  –

SEGUNDO ESTÁGIO

PRIMEIRO ESTÁGIO

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4.2  Regulador de Pressão  –

CURVA CARACTERÍSTICA DE REGULADORES 



Utilizado na avaliação das vazões máximas alcançadas para pressões de saída pré-fixadas, pré-f ixadas, bem como das variações ocorridas nestas pressões em função do crescimento da vazão.  Além da vazão máxima pode-se também obter na curva característica qual a pressão de entrada necessária para que, uma vez fixada a pressão de saída, esta pressão seja atingida.

4.2  Regulador de Pressão  –

CURVAS DE PRESSÃO DE SAÍDA: SAÍDA: r epresentam o comportamento da pressão de saída em função da variaç ão da vazão, mantendo constante a pressão de entrada (fornecimento).

CURVA DE VAZÃO MÁXIMA: representa MÁXIMA:  representa os valores máximos de vazão alcançados para pressões de saída pré-fixadas.

CURVAS DE PRESSÃO DE ENTRADA (fornecimento): as áreas a esquerda destas curvas representam as zonas nas quai s as condições de pressão de saída e vazões somente serão obtidas caso a pressão de entrada seja, no mínimo, igual a indicada em cada curva.

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4.2  Regulador de Pressão  –

PRESSÃO DE ENTRADA  ENTRADA 

PRESSÃO DE SAÍDA  SAÍDA 

VAZÃO MÁXIMA  MÁXIMA 

4.2  Regulador de Pressão (manifold de cilindros)  –

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4.2  Regulador de Pressão (posto e pré-regulado)  –

4.2  Regulador de Pressão (fixo nos cilindros)  –

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4. Equipamento de Soldagem REGULADOR OXIGÊNIO

REGULADOR GÁS COMBUSTÍVEL

VÁLVULA CORTA-CHAMA MAÇARICO MANGUEIRA DE OXIGÊNIO

MAÇARICO DE SOLDA

EXTENSÃO DE SOLDA

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

MANGUEIRA GÁS COMBUSTÍVEL

VÁLVULA CORTA-CHAMA REGULADOR

CILINDRO DE OXIGÊNIO

CILINDRO DE GÁS COMBUSTÍVEL

5. Gases Utilizados 



O oxigênio e o acetileno são os principais gases usados na soldagem oxi-combustível. O oxigênio sustenta a combustão dos gases combustíveis, e estes fornecem o calor e a atmosfera atm osfera necessários para a soldagem.

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5.1. Oxigênio 

 



O oxigênio é encontrado, abundantemente, na natureza, mas, para ser utilizado na soldagem, deve ter o grau de pureza de 93,5% no mínimo.  As impurezas trazem efeitos nocivos a combustão. O uso de oxigênio puro aumenta a umenta a velocidade da reação e também a temperatura da chama. Normalmente, o oxigênio é armazenado em cilindros de aço na forma de gás comprimido; mas, se o consumo for muito alto, poderá ser utilizado o oxigênio líquido.

5.1. Oxigênio 

Oxigênio sob pressão e hidrocarbonetos (óleo e graxa)

podem reagir violentamente, resultando em explosões, incêndio e lesões ao trabalhador e danos à propriedade.  Nunca permita que óleo ou graxa entrem em contato com oxigênio sob pressão.   Até mesmo uma pequena quantidade de hidrocarbonetos pode ser perigosa na presença de concentrações altas de oxigênio.  Na verdade, qualquer matéria orgânica em contato com oxigênio sob pressão pode resultar em uma reação violenta.

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5.1. Oxigênio NÃO É ORIFÍCIO DE LUBRIFICAÇÃO!

5.1. Oxigênio

VAZAMENTO NA CONEXÃO DA ABRAÇADEIRA MAÇANETA DE AJUSTE DO REGULADOR

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5.1. Oxigênio 

Os cilindros de oxigênio são fabricados a partir par tir de tubos sem costura para resistirem às altas pressões de enchimento, que estão em torno de 200 bar.

5.2. Acetileno Acetileno 

O acetileno é o gás combustível que produz a mais alta

temperatura de chama e, chama e, por isso, é o mais utilizado.  A mistura de oxig oxigênio ênio e acetileno proporciona uma  temperatura de 3.100°C (aproximadamente) e produz uma alta temperatura localizada, localizada, necessária para a soldagem. 

Este gás combustível é composto de carbono e hidrogênio r epresentada pela (C2H2), e sua completa combustão é representada equação química: C2H2  + 2,5O2 2 CO2 + H2O →

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5.2. Acetileno Acetileno

5.2. Acetileno Acetileno 

Intensidade da chama primária para diferentes gases combustíveis em função da razão de mistura.  mistura. 

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5.2. Acetileno

FILME

5.2. Acetileno Acetileno 

O acetileno em estado gasoso livre tende a se decompor, com o aumento da pressão e da temperatura, em carbono e hidrogênio.





Experiências na indústria do acetileno mostram, contudo, que pressões inferiores a 1,5 kgf/cm² são consideradas seguras. Portanto, o gás acetileno NÃO deve ser comprimido, quando livre, a pressões superiores a 1,5 kgf/cm².

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5.2. Cilindros 

Os cilindros de acetileno podem ser fabricados fa bricados com soldagem, pois são enchidos a baixa pressão (20 bar).

5.2. Cilindros

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5.2. Cilindros

Bujões fusíveis (Cd/Sn) à aproximadamente 100°C

5.2. Cilindros 

Em função do acetileno se encontrar dissolvido em acetona e na massa porosa, a retirada do gás do cilindro não é realizada de forma instantânea.



Para se evitar o arraste de acetona junto com o acetileno é necessário respeitar a taxa de retirada de gás do cilindro que é de 1/9 da capacidade de gás contido no cilindro. Ex.:

capacidade do cilindro = 9kg taxa de retirada = 1kg/h

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5.2. Acetileno Acetileno 

Cestas de cilindros de acetileno conectados.

5.2. Acetileno Acetileno 

 A vazão de acetileno é função da espessura a ser soldada e do tamanho da extensão de solda utilizada. (Fonte: White Martins)  Martins) 

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5.3  Abastecimento dos Gases  –





Normalmente, utilizam-se cilindros de gás comprimido, que são designados para cada tipo de gás. Por exemplo, o tamanho e o tipo de rosca do rosca  do cilindro de oxigênio diferem  das do cilindro de acetileno. diferem das

ACETILENO  ACETILENO  ROSCA FEMEA ESQUERDA

OXIGÊNIO  OXIGÊNIO  ROSCA MACHO DIREITA

5.3  Abastecimento dos Gases  –



Válvulas de cilindros com controle do conteúdo realizado através de manometros fixos, acoplados às válvulas de fechamento rápido.

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5.3  Abastecimento dos Gases  –



Quando um equipamento portátil não é requerido e o consumo de gás é elevado, podem ser construídas instalações permanentes, permanentes, e os gases são supridos por vasos de armazenamento, centrais de distribuição (MANIFOLDS) ou geradores de gás.

5.3  Abastecimento dos Gases  –



Central de cilindros individuais.

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5.3  Abastecimento dos Gases  –



Pallet (cesta) de cilindros.

5.3  Abastecimento dos Gases  –



Tanque criogênico.

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5.3  Abastecimento dos Gases  –

FILME

6. Metal de Adição 

São classificados de acordo com as especificações da norma AWS Filler Metal Specifications by Material and Welding Process.

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6. Metal M etal de Adição

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6. Metal M etal de Adição

Classificação AWS 

Composição Básica 

OBSERVAÇÕES 

Vareta de aço carbono R45 

com teor de carbono

•

 Para aplicações gerais de soldagem dos aços carbono, quando a resistência a tração requerida for baixa. Mínimo 45 Ksi ( 310 Mp a ) 

•

Soldagem dos aços carbono com resistência a tração

relativamente baixo 

a

•

R60 

Vareta de aço carbono  •

•

R65 

Vareta de aço carbono ou de baixa liga 

•

requerida entre 50-60 Ksi(350 - 450 Mp  ). Também pode ser usada na soldagem de aços baixa liga, desde que se enquadrem, na faixa de resistência a tração acima mencionada.  Produzem soldas com média resistência e boa ductilidade   Soldagem dos aços carbono e dos aços baixa liga com resistência a tração requerida entre 65 - 75 Ksi (450 -520 Mpa ). O metal de solda depositado é de alta resistência. 

Soldagem dos aços baixa liga, com resistência a tração requerida maior que 100 Ksi (690 Mpa). • Produz um metal de solda de alta resistência, cujas propriedades, podem ser alteradas por tratamento térmico (têmpera, revenimento) •  As propriedades propriedades básicas deste deste metal de adição adição ou de outro similar a esta classificação , são tomadas na condição de metal de solda depositado. 

•

R100 

Vareta de aço baixa liga 

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6. Metal M etal de Adição

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6. Metal M etal de Adição 

FOSCOPER é uma liga de Cobre com Fósforo utilizada para a brasagem de cobre com cobre e cobre com latão ou bronze.







O Fósforo faz essas ligas serem auto-fluxantes, ou seja, dispensam o uso de fluxo na união cobre com cobre. cobre . Porém, quando realizar brasagem de cobre com latão ou bronze, será será necessário a utilização de fluxo. Estas ligas não são recomendadas para brasagem de aços e outros materiais ferrosos, ferrosos, além de níquel e suas ligas porque as juntas ficarão fragilizadas.

7. Fluxos ou Fundentes 

Fluxos ou fundentes são substâncias que facilitam o  de soldagem oxi-combustível e brasagem. processo de processo

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7. Fluxos ou Fundentes 

  Os fluxos têm papel fundamental, pois proporcionam: 

uma capilaridade melhor à solda (responsável pela penetração do material de adição ao material base),



rendimento do material de adição,



desoxidação,



decapagem do metal base,



uma efetiva proteção à oxidação durante a deposição do metal de adição.

7. Fluxos ou Fundentes 

Existem fluxos específicos para cada combinação metal base x metal de adição, adição , em função da:  

temperaturas de trabalho,



composição do metal base,



forma de aplicação e



processos de acabamento do conjunto soldado ou brasado.

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7. Fluxos ou Fundentes 

Os fluxos em geral têm como constituintes básicos compostos de boro (B) e flúor (F), na forma de ácido bórico, bórax, boratos e fluoretos.

 



O principal solvente é a água. Cada tipo de fluxo apresenta uma determinada faixa de temperatura, dentro da qual o mesmo é ativo no processo.  Apresentam-se na forma de pós ou pastas.

7. Fluxos ou Fundentes 

  O fluxo tem como função principal: 



dissolver a camada de óxidos metálicos que se forma na superfície do metal base durante o aquecimento, proteger a poça de metal fundido da atmosfera normal até a solidificação,



reter os resíduos removidos em sua massa fundida, permitindo assim que ocorra os efeitos de umectação e difusão molecular indispensáveis para garantir qualidade da junta soldada ou brasada.

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7. Fluxos ou Fundentes

7. Fluxos ou Fundentes 

É importante lembrar que estes fluxos dissolvem somente óxidos metálicos e não tem ação alguma sobre resíduos orgânicos como óleo e graxa.

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7. Fluxos ou Fundentes 



Boratos (Na, K e Li): Li): Para uso acima de 760 °C. Têm boa capacidade de dissolução dos óxidos e oferecem of erecem boa proteção contra oxidação; Fluoboratos (Na e K): K): Possuem melhor capacidade de dissolução dos óxidos e maior fluidez do que os boratos. São usados na ligação de materiais para elevadas temperaturas;

7. Fluxos ou Fundentes 

Fluoretos (Na, K e Li): Li): São muito ativos, aumentando o efeito de capilaridade. Utilizados especialmente na união de alumínio e suas ligas. Produzem fumos tóxicos. Têm fraca proteção contra oxidação.





Cloretos: Têm propriedades e aplicações Cloretos: a plicações idênticas à dos fluoretos, embora sejam menos eficazes; Ácido bórico calcinado: calcinado: Constitui a base de muitos fluxos. É um bom agente de limpeza das superfícies. Reduz a viscosidade do fluxo e facilita a remoção rem oção dos resíduos de fluxo.

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7. Fluxos ou Fundentes 

Para o fluxo na forma de pó, aquece-se a vareta, mergulhando-a em seguida no fluxo, que adere a mesma.

7. Fluxos ou Fundentes

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8. Brasagem 

Para se caracterizar como brasagem, o metal de adição deve sempre ter a temperatura de fusão inferior a do material base, evitandobase, evitandose assim a diluição do metal de base na junta.

8. Brasagem

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8. Brasagem

8. Brasagem 

Neste processo as partes a serem unidas não n ão se fundem, apenas são aquecidas à uma temperatura próxima do intervalo de fusão do metal de adição.





 A união ocorre através do efeito de molhabilidade e capilaridade. Não ocorrendo a fusão das partes a serem unidas e nem o elevado aquecimento da região adjacente à  junta,, o metal de base manterá suas propriedades  junta mecânicas originais.

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8.1. Molhabilidade Molhabilidade  

O metal de adição tem que “molhar” o material base.

 A molhabilidade ocorre quando uma gota de metal de adição no estado líquido se espalha sobre a superfície do material base no estado sólido, “molhando” a mesma

e consequentemente aumentando a sua superfície.

INÍCIO fase sólida

MEIO início da fase líquida, temperatura solidus atingida

FIM material base umectado, temperatura trabalho atingida

8.1. Molhabilidade Molhabilidade 

Para que a umectação ocorra, a superfície do material base tem que estar limpa, isenta de óxidos, gorduras, óleos, graxas e detritos de qualquer natureza. na tureza.





O aquecimento tem que ser suficiente para fundir f undir o metal de adição, porém não pode fundir o material base. Recomenda-se uma diferença de no mínimo 100°C entre os pontos de fusão do material base e a temperatura de liquidus do metal de adição.

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8.2. Capilaridade 

Um líquido, ao entrar em contato com uma superfície sólida, é submetido a duas forças contrárias entre si: - coesão e - adesão.





 A coesão  é o fenômeno fenôm eno capaz de manter as moléculas coesão é do líquido unidas (atração intermolecular);  A adesão  consiste na atração das moléculas do líquido adesão consiste com as moléculas da superfície sólida.

8.2. Capilaridade 

Sendo assim, quando estão dentro do tubo, as moléculas do líquido conseguem se aderir às paredes internas do tubo por adesão e arrastam as demais moléculas por coesão, e resulta no fenômeno da capilaridade.

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8.2. Capilaridade 



O líquido deixa de se deslocar pelo tubo tu bo capilar no momento em que a adesão passa a ser menor que a força de coesão.  A altura atingida pelo líquido líquido no interior do tubo depende do diâmetro do capilar: conforme aumenta o diâmetro do tubo, menor é o número de moléculas de líquido que se aderem à parede em relação às que são arrastadas para cima por coesão.

8.2. Capilaridade 

 A penetração depende da distância distância entre as superfícies, densidade e viscosidade do líquido e energia da superfície da fase líquida.

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Folga estreita demais para a brasagem em atmosfera comum.

Folga ideal para brasagem em atmosfera. Folga permitida para brasagem manual.

Folga larga demais.

8.3. Juntas para Brasagem 

Para a obtenção de uma junta uma junta adequada, adequada, devem ser verificados:

1.

o tipo de serviço e o custo;

5.

o meio de trabalho;

2.

a temperatura de trabalho;

6.

a compatibilidade entre material

3.

a forma e tempo de aquecimento;

4.

base e metal de adição; 7.

o método de brasagem aplicado

a direção e a intensidade das

(solda branda, brasagem,

forças aplicadas sobre o

soldabrasagem).

conjunto brasado;

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8.3. Juntas para Brasagem 



 A determinação da folga (distância (distância entre as superfícies a serem brasadas) depende do tipo de brasagem empregado, da utilização de fluxo e das condições de usinagem existentes. Normalmente as folgas das juntas para solda branda e brasagem em geral situam-se entre 0,05 mm e 0,20 mm, e para soldabrasagem igual ou superior a 0,50 mm.

8.4. Classificação da Brasagem 

O processo de brasagem é dividido em três tr ês tipos:  – soldagem branda;  – brasagem (propriamente dita);  – solda brasagem;

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8.4.1. Soldagem Branda 





Solda branda é um processo similar a brasagem, porém realizado em temperaturas abaixo de 450°C. Também é muito conhecida como solda fraca, solda mole e solda branca. Utiliza metais de adição à base de estanho, estanho , que possibilitam a obtenção de juntas lisas e isentas de poros, podendo unir entre si a maioria dos metais ferrosos e não-ferrosos.

8.4.1. Soldagem Branda 

É empregada nos casos em que as forças agentes na  junta são menores, e temperaturas de trabalho entre 20°C e 80°C.



Exemplos de aplicação de solda branda: 

tubulações hidráulicas,



instrumentos de precisão (manômetros, barômetros, etc.),



bijuterias,



radiadores automotivos e industriais,



circuitos eletrônicos, etc.

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8.4.1. Soldagem Branda

8.4.1. Soldagem Branda 





O chumbo já foi muito utilizado na composição dos metais de adição para solda branda; Porém foi sendo substituído progressivamente pelo cobre e pela prata, devido ao fato do chumbo ser um metal altamente tóxico; O chumbo não pode ser utilizado em componentes de indústrias alimentícias e de água potável, bem com quaisquer outros que possam direta ou indiretamente entrar em contato com o organismo humano.

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8.4.1. Soldagem Branda

8.4.2. Brasagem  



Também denominada como solda forte. Utiliza metais de adição com intervalo de fusão compreendido entre temperaturas abaixo do ponto de fusão do material base e acima de 450°C. Possibilita a obtenção de juntas lisas e isentas de poros, podendo unir entre si a maioria dos metais ferrosos e não ferrosos, com exceção do magnésio e dos metais m etais com baixa temperatura de fusão, como zinco e etc.

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8.4.2. Brasagem 





 A grande vantagem da brasagem é a possibilidade de união de metais dissimilares; aços diversos com cobre e suas ligas, bronzes, latões, ferros fundidos e compostos de metal duro.

8.4.2. Brasagem 

Como exemplos de aplicação de brasagem, citam-se: -

tubulações hidráulicas e de equipamentos de refrigeração;

-

uniões de componentes metálicos em geral resistentes a diversos tipos de esforços mecânicos;

-

quadros tubulares;

-

mecânica de precisão;

-

indústria de eletrodomésticos e materiais elétricos;

-

união de ferramentas de carboneto de tungstênio;

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8.4.2. Brasagem

8.4.2. Brasagem

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8.4.2. Brasagem

8.4.3. Solda Brasagem 

Semelhante ao processo de brasagem, diferencia-se devido a folga na junta ser maior que 0,50 mm e/ou possuir chanfro.





Pode se afirmar com segurança que a soldabrasagem é um processo intermediário entre soldagem e brasagem, pois reúne características de ambos os processos. Daí o nome “Solda” “Brasagem”.

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8.4.3. Solda Brasagem 



Diferencia-se do processo de soldagem autógena (soldagem oxi-combustível) devido a temperatura de intervalo de fusão do metal de adição ser inferior a menor temperatura de fusão dos materiais base, base , sendo a estrutura cristalina dos mesmos menos afetada do que no processo de soldagem autógena. Possibilita a união de materiais dissimilares, como por exemplo: aços carbono com cobre e suas ligas, bronzes, latões, ferros fundidos e ligas de níquel.

8.4.3. Solda Brasagem 

Como exemplos de aplicação de solda brasagem, citamcitam se: - reparos em ferro fundido e aços (mesmo temperados); - produção de estruturas leves de aço, especialmente de tubos e outros perfis perf is como móveis de aço, suportes para letreiros, carrinhos de mão e etc.

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8.4.4. Brasagem em Forno

8.4.4. Brasagem em Forno

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9. Aquecimentos Diversos 

Realizados antes e após a soldagem, desempeno, conformação, etc.

9. Aquecimentos Diversos 

Desempeno de chapas.

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9. Aquecimentos Diversos 

Pré e Pós-aquecimento.

9. Aquecimentos Diversos 

Flamagem de granito.

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9. Aquecimentos Diversos 

Flamagem de granito.

9. Aquecimentos Diversos   Aspersão

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térmica (metalização). (metalização).

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10. Bibliografia 

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SILVA, F. J. G., Tecnologia da soldadura, 1 ed., Porto, PRT, Editora Publindústria, 2014. SENAI-SP, Soldagem, 1 ed., São Paulo, SP, Editora SENAI-SP, 2013. WAINER, E.; BRANDI, S.; MELLO, F., Soldagem: processos e metalurgia, São Paulo, SP, Editora Blucher, 2013. MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q., Soldagem fundamentos e tecnologia, 3 ed., Belo Horizonte, MG, Editora UFMG, 2009.  ALMEIDA, M. B. Q., Oxicorte, 1 ed., Rio de Janeiro, RJ, Editora SENAI/RJ, 2000. MACHADO, I. G., Soldagem e Técnicas Conexas - Processos, 1 ed., Porto Alegre, RS, Editado pelo autor, 1996.

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