Processo De Soldagem Oxi-combustível

Processo De Soldagem Oxi-combustível

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COMBUSTÍVEL Modulo I – 12

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Copyright © 2002 – Núcleo Tecnológico de Soldagem & Qualidade – São Paulo/SP

12.0 PROCESSO DE SOLDAGEM OXI-COMBUSTÍVEL 12.1 INTRODUÇÃO 12.2 FUNDAMENTOS DO PROCESSO 12.3 GASES COMBUSTÍVEIS E COMBURENTES 12.4 A CHAMA OXI-ACETILÊNICA 12.5 O EQUIPAMENTO PARA SOLDAGEM 12.6 MÉTODOS DE OPERAÇÃO NA SOLDAGEM 12.7 CONSIDERAÇÕES RELATIVAS ÀS POSIÇÕES DE SOLDAGEM 12.8 PREPARAÇÃO DAS PEÇAS A SOLDAR 12.9 METAIS DE ADIÇÃO E FLUXOS UTILIZADOS 12.10 QUALIDADE E PRINCIPAIS DEFEITOS NAS JUNTAS SOLDADAS 12.1 VANTAGENS DE DESVANTAGENS DO PROCESSO 12.12 REGRAS DE TRABALHO PARA ALGUNS MATERIAIS 12.13 VARIANTES DO PROCESSO 12.14 BIBLIOGRAFIA 12.15 AUTORES

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2 12.0 PROCESSO DE SOLDAGEM OXI-COMBUSTÍVEL

A Soldagem para ocorrer necessita de: tempo, calor e/ou pressão. Com o tempo, o calor aplicado a peça fará uma fusão localizada onde, após o resfriamento aparecerá a união dos metais, ou no caso de pressão, esta causará um forjamento localizado.

Todos os metais e ligas comercialmente conhecidas fundem em temperaturas abaixo dos 4000°C, e especialmente as ligas de aço, que é o material de maior utilização comercial, na faixa de 1500°C. Assim mostrou-se viável a execução de Soldagens através das temperaturas e poder calorífico desenvolvidos pela combustão dos diversos gases.

O processo de Soldagem oxi-gás é um dos mais antigos processos de fusão. Em termos industriais, pode-se apontar os períodos e responsáveis pelos desenvolvimentos mais significativos:

1837 - Desbassyns de Richamond descobre a chama aero-hídrica (ar + H2) 1893 - Linde obtém Oxigênio da liquefação do ar

1894 - Jottrand executa a primeira soldagem industrial com a chama oxi-hídrica (O2 + H2)

1895 - Le Chatelier inventa o maçarico oxi-acetileno

1903 - Fouché e Picard desenvolvem a tocha de soldagem.

Atualmente outros processos de soldagem são apresentados como alternativa ao processo oxi-acetilênico, e se este perde em competitividade nas faixas de grandes espessuras, continua a ser em alguns casos, ainda o método mais adequado para soldar tubos e chapas de aço de espessuras finas, além de outras atividades entre as quais podemos destacar: revestimento superficial, corte térmico e seus derivados, metalização e aquecimento localizado.

O equipamento utilizado na soldagem oxi-acetilênica tem um custo relativamente baixo, é normalmente portátil e tem a vantagem de poder ser

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Copyright © 2002 – Núcleo Tecnológico de Soldagem & Qualidade – São Paulo/SP utilizado como equipamento auxiliar em outros processos de solda, especialmente para pré-aquecimento nos processos eletrodo revestido e arco-submerso, sendo assim extremamente versátil.

A AWS ( Americam Welding Society ) define o processo oxi-combustível como : “grupo de processos onde o coalecimento é devido ao aquecimento produzido por uma chama, usando ou não metal de adição, com ou sem aplicação de pressão “

12.2 FUNDAMENTOS DO PROCESSO

O processo baseia-se na fusão do(s) metal(s) base e eventualmente a fusão de um material de adição que é adicionado na junta a ser soldada, com a utilização de uma chama proveniente da queima de uma mistura de gases. Estes gases passam por um dispositivo cuja função é dosa-los na proporção exata para a combustão e leva-los até a extremidade deste, onde ocorre a chama. Este dispositivo, chamado maçarico, deve ainda possibilitar que se produza diferentes tipos de misturas necessárias para se obter os tipos de chama, de acordo com os mais diferentes tipos de materiais.

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

12.3 GASES COMBUSTÍVEIS E COMBURENTES

O ar atmosférico, excluídos eventuais poluentes, apresenta a composição básica que é apresentada na tabela 1:

TABELA 1 - PROPRIEDADE E COMPONENTES DO AR ATMOSFÉRICO

COMPONENTE FÓRMULA QUÍMICA % em VOLUME PTO. DE EBULIÇÃO (°C)

NITROGÊNIO N2 78,03 -195,80

OXIGÊNIO O2 20,93 -182,96 ARGÔNIO Ar 0,9325 -185,8

NEÔNIO Ne 0,0018 -246,07 HÉLIO He 0,0005 -268,86 CRIPTÔNIO Kr 0,0001 -153,60 XENÔNIO Xe 0,000009 -108,06

HIDROGÊNIO H2 0,00005 -252,90 GÁS GARBÔNICO CO2 0,03 - 79,10

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Em termos práticos, pode-se dizer que a atmosfera é composta de 20% de

Oxigênio e 80% de Nitrogênio. Ainda na tabela 1, pode-se verificar a diferença entre os pontos de ebulição nos diversos gases componentes da atmosfera, o que possibilita a obtenção e separação dos gases através da destilação fracionada do ar liquefeito.

Quase todos os elementos combinam com o Oxigênio formando óxidos e liberando uma substancial parcela de energia. Os mais comuns e de maior poder calorífico são os hidrocarbonetos. Um hidrocarboneto é um composto químico em cuja composição aparecem somente os elementos Carbono e Hidrogênio.

Salvo duas únicas exceções que são o Hidrogênio puro e o monóxido de

Carbono, os hidrocarbonetos são os combustíveis, que vem a ser uma das partes necessárias para formar a chama. Combustíveis ou misturas com grandes proporções destes são os materiais que queimam na presença do ar ou do Oxigênio. A outra parte utilizada na obtenção do chama é o comburente. Enquanto os gases combustíveis dão origem a chama, o comburente é o gás que promove a reação de combustão.

A queima ou reação de combustão, nada mais é do que uma reação química de oxidação, na qual se desenvolve uma grande quantidade de calor, que é transferida ao material que em consequência se aquece.

A razão de se escolher o acetileno (C2 H2) como o gás combustível advém do fato de ser o gás que em combustão na presença de Oxigênio, produz a chama considerada como a de mais alta temperatura e de maior concentração de todos os gases combustíveis.

Se considerarmos a reação química de combustão, nos diversos gases combustíveis, em comparação com a do acetileno, vamos encontrar uma menor capacidade de transferência de calor para aqueles que exigem mais tempo de aquecimento e, consequentemente, maior consumo de Oxigênio, o que torna a operação de aquecimento ou soldagem mais cara, ainda que se leve em consideração o fato que estes outros gases combustíveis tenham custo inferior.

Assim, a chama que vamos nos referir daqui por diante será sempre a chama oxi-acetilênica.

12.3.1 PRODUÇÃO, ACONDICIONAMENTO E TRANSPORTE DOS GASES

Devido as diferentes formas de se trabalhar com o Oxigênio e o acetileno, estes são apresentados individualmente a seguir:

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12. 3.1.1 ACETILENO

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