Embora não existam segredos técnicos no processo de soldagem, existem várias tecnologias, métodos e processos de soldagem que podem facilitar o processo de soldagem. Esses processos são chamados de know-how técnico.
O conhecimento em soldagem pode economizar tempo, custo e mão de obra e pode até determinar o sucesso ou o fracasso da soldagem, bem como lucros e perdas. A maioria dos processos de soldagem é baseada em pesquisas científicas, enquanto alguns dependem de experiência real em soldagem.
Este artigo tem como objetivo apresentar a síntese prática da experiência em soldagem.
1. Problemas e soluções do processo de soldagem
1.1 Celding de chapa grossa e chapa fina
1.1.1 Ao soldar peças de aço com GMAW e FCAW, se a espessura da peça ultrapassar a corrente máxima de soldagem do soldador, como lidar com isso?
Para evitar rachaduras na solda ou fusão incompleta, o metal deve ser pré-aquecido antes da soldagem. A área de soldagem da peça pode ser pré-aquecida usando propano, gás padrão ou maçarico de acetileno. A faixa de temperatura de pré-aquecimento recomendada é de 150-260 ℃, após a qual o processo de soldagem pode ser iniciado. O objetivo principal do pré-aquecimento do metal na área de soldagem é evitar o resfriamento rápido, o que pode causar problemas na área de soldagem.
1.1.2 Caso seja necessário soldar uma cobertura metálica fina em um tubo de aço grosso por GMAW ou FCAW, caso a corrente de soldagem não possa ser ajustada corretamente, duas situações poderão ocorrer:
- Primeiro, para evitar que o metal fino queime e reduzir a corrente de soldagem, a tampa de metal fina não pode ser soldada ao tubo de aço grosso neste momento;
- Em segundo lugar, a corrente de soldagem irá queimar através da fina cobertura de metal.
Como lidar com isso?
Existem duas soluções principais.
① Ajuste a corrente de soldagem para evitar queimaduras na fina tampa de metal. Além disso, pré-aqueça o tubo de aço grosso usando uma tocha de soldagem e depois solde as duas estruturas metálicas usando o processo de soldagem de placa fina.
② Ajuste a corrente de soldagem para se adequar à soldagem do tubo de aço grosso. Durante a soldagem, mantenha o tempo de residência do arco de soldagem no tubo de aço grosso em 90% e reduza o tempo de residência na cobertura metálica fina. É importante notar que somente dominando esta técnica você poderá obter boas juntas soldadas.
1.1.3 Quando um tubo de parede fina ou um tubo retangular de parede fina é soldado a uma placa grossa, o eletrodo é fácil de queimar através do tubo de parede fina. Além das duas soluções acima, existe alguma outra solução?
Nos processos de soldagem, uma haste de resfriamento é frequentemente usada para evitar queimaduras. Quando uma barra redonda sólida é inserida em um tubo de parede fina ou uma barra retangular sólida é inserida em um tubo retangular, o calor é absorvido pela barra sólida e evita que a peça de parede fina queime.
Normalmente, uma barra sólida redonda ou retangular é firmemente instalada na maioria dos materiais de tubos ocos ou retangulares. Ao soldar, é importante manter a solda longe da extremidade do tubo, pois esta área é a mais vulnerável a queimaduras.
A Figura 1 mostra um diagrama esquemático de como uma haste de resfriamento integrada pode ser usada para evitar queimaduras.
Figura 1. Use a haste de resfriamento embutida para evitar queimar
1.1.4 Quando for necessário soldar um material galvanizado ou contendo cromo em outra peça, o que deve ser feito?
A melhor prática é lixar ou lixar a área ao redor da solda antes de soldar. Isso ocorre porque chapas metálicas galvanizadas ou contendo cromo podem poluir e enfraquecer a solda, além de liberar gases tóxicos durante a soldagem.
1.2 Celding da embarcação e estrutura de armação
1.2.1 Se um processo de soldagem (como brasagem) for usado para vedar uma bóia ou a extremidade de uma estrutura oca, o que será feito para evitar que ar quente entre na embarcação e cause o rompimento da embarcação durante a vedação final da embarcação? soldar?
③ Primeiramente, um orifício de alívio de pressão com diâmetro de 1,5 mm é perfurado no pontão para facilitar a circulação de ar quente e ar externo próximo à solda. Em seguida, é realizada a soldagem de vedação e, por fim, o orifício de alívio de pressão é vedado por soldagem.
A Figura 2 mostra o diagrama esquemático de um pontão de soldagem selado ou vaso fechado.
Fig.2 Diagrama esquemático de um pontão de soldagem estreito ou vaso fechado
Durante a soldagem da estrutura do recipiente de armazenamento de gás, o furo de redução de pressão pode ser utilizado. No entanto, é fundamental observar que a soldagem em recipiente fechado é altamente perigosa. Antes da soldagem, é essencial limpar o interior do recipiente ou tubo e evitar quaisquer materiais ou gases inflamáveis ou explosivos.
Quando se trata de soldar a tela, tela de arame ou metal estendido à estrutura de aço via GMAW, FCAW ou TIG, a tela de arame está sujeita a queimar e a solda pode não fundir corretamente durante o processo. Para lidar com esse problema, arruelas não metálicas devem ser colocadas na tela de arame ou no metal de extensão, e a arruela, a tela de arame e a estrutura devem ser fixadas juntas.
É importante observar que arruelas contendo cromo ou galvanizadas não são permitidas, e a arruela deve ser sem revestimento conforme ilustrado na Fig. 3 (a).
Figura 3. Esboço de soldagem de malha de arame e estrutura de quadro
② Para servir como dissipador de calor, uma arruela maior é posicionada em cima da arruela no local de soldagem.
A arruela superior deve ter um furo maior que a arruela inferior para evitar que sejam soldadas.
Posteriormente, é realizada a soldagem do tampão através dos dois furos da junta, garantindo que a solda fique na parte inferior da junta.
O operador pode usar métodos de aquecimento alternativos, sendo cauteloso para evitar que a grade ou tela de arame circundante queime, conforme ilustrado nas Figuras 3 (b) e (c).
③ Outra técnica envolve utilizar uma tira metálica com furo, alinhá-la com a posição de soldagem, colocar a arruela do dissipador de calor e, em seguida, realizar a soldagem plug, conforme demonstrado na Figura 3 (d).
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1.3 Rreparação de componentes soldados
1.3.1 Além do abridor de parafusos comumente usado, que outros métodos podem ser usados para remover parafusos danificados ou enferrujados?
Dois métodos são introduzidos aqui:
① Se o parafuso instalado não for danificado durante o aquecimento, a porca e seu conjunto podem ser aquecidos usando uma tocha de oxigênio-acetileno até ficar incandescente. Em seguida, tempere rapidamente com água para facilitar a remoção do parafuso. Este processo pode exigir vários ciclos de aquecimento e têmpera a frio.
② Se a ranhura do parafuso, porca ou alveolar estiver danificada ou perdida, coloque uma porca na parte superior ou restante da cabeça do parafuso, aperte a porca e, em seguida, preencha o metal dentro da porca e parafuse usando qualquer método de soldagem. Este método conectará a porca e a parte restante do parafuso, proporcionando um novo ponto de fixação. O calor também pode ser usado para apertar o parafuso.
A parte residual do parafuso fixo pode ser removida por soldagem, conforme mostra a Figura 4.
Figura 4. Remoção da parte restante do parafuso de fixação por soldagem
1.3.2: Como reparar e reforçar um virabrequim desgastado por soldagem?
Ao reparar um virabrequim desgastado, vários métodos de soldagem como GMAW, FCAW ou TIG podem ser utilizados. Contudo, para obter um formato de cordão satisfatório, os quatro requisitos seguintes devem ser cuidadosamente considerados:
① Certifique-se de que a direção do talão esteja paralela ao eixo do virabrequim.
② Inicialmente, um cordão de solda deve ser sobreposto na parte inferior do virabrequim e, em seguida, o cordão de solda subsequente deve ser sobreposto girando o virabrequim 180 graus para equilibrar a tensão de soldagem e reduzir significativamente a deformação térmica da soldagem.
Observe que o revestimento sequencial na primeira passagem pode causar empenamento do virabrequim. Este processo de revestimento é apropriado para reparar e soldar virabrequins de rolos.
③ Mantenha uma sobreposição de 30% a 50% do metal depositado entre dois passes de soldagem para garantir uma superfície lisa do passe de soldagem durante a usinagem após o reparo da soldagem.
④ Ao usar soldagem a arco manual e soldagem com fio fluxado blindado a gás, o fluxo residual entre os passes de soldagem deve ser limpo usando uma escova ou método de corte.
Além do método de reparo do virabrequim mencionado acima, um cordão de superfície pode ser adicionado a cada posição de 90° do virabrequim para minimizar ainda mais a deformação da soldagem. Ao reparar peças de bronze ou cobre, a adição de metal de brasagem é mais vantajosa no alívio de tensão e deformação do que o revestimento.
A Figura 5 ilustra como reparar um virabrequim desgastado por meio de soldagem.
Fig.5 Diagrama esquemático de reparo de virabrequim desgastado por método de soldagem
1.3.3 Como remover um rolamento de aço preso do equipamento usando soldagem?
Para remover um rolamento de aço preso do equipamento por meio de soldagem, primeiro deve ser criado um cordão de solda na superfície interna do rolamento. A força de estiramento do cordão de solda reduzirá o diâmetro do rolamento e o calor gerado durante a soldagem ajudará a mover o rolamento.
Por exemplo, se a superfície interna de um tubo de 10 cm de diâmetro for coberta com um cordão de solda, o diâmetro do tubo de aço diminuirá 1,2 mm. Consulte a Figura 6 para ver um diagrama esquemático do método de soldagem para remover rolamentos presos.
Fig.6 Diagrama esquemático de remoção de rolamento preso por método de soldagem
1.3.4 Frequentemente ocorrem fissuras na estrutura de tanques de petróleo ou placas de navios. Como podemos evitá-los?
Um método é perfurar um pequeno furo no final da trinca para dispersar a tensão em uma área maior e, em seguida, soldar uma série de soldas multicanais com comprimentos variados para aumentar a resistência da placa de aço na frente da trinca. .
A Figura 7 ilustra como evitar a propagação de trincas em chapas de aço.
Fig.7 Prevenção da propagação de fissuras em chapa de aço
2. Soldagem de placa de reforço
2.1 Posicionamento e espessamento da placa de reforço
2.1.1 A placa de reforço para soldagem é frequentemente soldada na superfície da placa de base.
No entanto, a solda de ângulo na borda externa da placa de reforço pode fazer com que a parte central da placa de reforço se incline para cima, resultando em deformação angular que a separa da superfície da placa de base. Este problema é ilustrado na Figura 8 (a) e pode complicar os processos de usinagem e torneamento.
Para resolver este problema, a soldagem por encaixe ou por ranhura pode ser utilizada na seção intermediária da placa de reforço. Isto permite que a superfície da placa de reforço adira perfeitamente à superfície da placa de base, eliminando assim a deformação e facilitando a usinagem.
A Figura 8 (b) representa um diagrama esquemático que demonstra o posicionamento da placa de reforço usando soldagem macho ou soldagem ranhurada.
Fig.8 Diagrama esquemático do posicionamento da placa de reforço por soldagem de plugue ou soldagem de ranhura
2.1.2 Às vezes é necessário aumentar a espessura de um substrato em uma área específica, mas a região espessada não deve ultrapassar o tamanho total do substrato. Como esse problema pode ser resolvido?
Uma solução é incorporar uma placa de metal espessa na seção da placa de base que precisa ser espessada e, em seguida, fixá-la por soldagem.
A Figura 9 ilustra uma placa espessa embutida no substrato.
Esta técnica pode fornecer espessura suficiente para futuras operações de usinagem, mandrilamento ou furação e pode substituir peças volumosas ou peças fundidas em equipamentos.
Fig.9 Diagrama esquemático da inserção da placa grossa na placa de base
2.1.3 Qual é o método padrão para aumentar a rigidez de uma laje para suportar a carga?
O método padrão para aumentar a rigidez de uma laje para suportar a carga é soldar uma série de cantoneiras de aço verticais na laje e adicionar reforços de cantoneiras de aço para aumentar sua rigidez, conforme mostrado na Figura 10.
Fig.10 Diagrama esquemático da adição de reforço de aço angular para aumentar a rigidez da placa plana
2.2 Ncontrole de ruído e vibração
2.2.1 Que medidas técnicas podem ser utilizadas para reduzir o ruído e a vibração da placa metálica?
O problema do ruído está intimamente relacionado ao da vibração, e ambos podem ser resolvidos reduzindo a frequência de ressonância da placa metálica.
Os principais métodos utilizados para reduzir ruído e vibração são os seguintes:
① Aumentar a rigidez dobrando, cravando ou fortalecendo as ranhuras;
② Cortar a placa plana em pedaços menores para melhorar o suporte;
③ Aplicação de revestimento superficial em spray;
④ Colagem de uma camada de material de fibra de amortecimento à superfície da placa plana.
A Figura 11 ilustra os quatro métodos para aumentar a frequência de ressonância para reduzir o ruído.
A Figura 12 mostra que a rigidez do metal é geralmente aumentada para reduzir a vibração em frequências relativamente baixas.
Fig.11 Aumentando a frequência de ressonância para reduzir o ruído
Fig.12 Diagrama esquemático de aumento da rigidez do metal para reduzir a vibração
2.2.2 Se duas placas planas forem soldadas em filete na direção vertical usando um acessório em forma de C, como a soldagem deverá ser realizada?
Durante o processo de soldagem, um bloco de aço ou objeto retangular pode ser utilizado como ferramenta auxiliar para auxiliar na fixação do filete de solda. A pinça em forma de C e o bloco retangular podem ser utilizados para fixação das placas, conforme ilustrado na Figura 13.
Fig.13 Diagrama esquemático do uso de grampo em forma de C e bloco retangular para fixar solda de ângulo
