Este artigo explora o fascinante mundo da soldadura, desde a soldadura manual por arco até às técnicas avançadas com proteção gasosa. Irá descobrir os métodos, as vantagens e as aplicações de vários processos de soldadura. Prepare-se para aprender como estas técnicas essenciais moldam o nosso mundo moderno!
Soldadura é o processo de união de um mesmo metal ou de metais diferentes.
Após a operação de soldadura, o polímero de metal e não-metal formado numa determinada área é designado por cordão de soldadura.
De acordo com as características do processo de soldadura, este pode ser classificado em soldadura por fusão, soldadura por pressão e brasagem.
Soldadura por fusão:
Método de soldadura em que o metal da junta é fundido sob a ação de altas temperaturas, etc.
Método de soldadura concluído sob determinada pressão.
Utilizar o metal cujo ponto de fusão é inferior ao ponto de fusão do metal de base como metal de adição para aquecer a soldadura e o metal de adição à temperatura entre o ponto de fusão do metal de base e o ponto de fusão do metal de adição, de modo a que o metal de adição seja líquido e molhe o metal de base, preencha a fenda da junta e se difunda com o metal de base para conseguir a soldadura.
Classificação específica:
O que é um arco?
A descarga de gás forte e duradoura entre a peça de trabalho e o elétrodo é designada por arco.
Em suma, trata-se apenas de um fenómeno de descarga de gás.
No entanto, o arco inclui três partes: a área da coluna do arco, a área do cátodo e a área do ânodo.
Temperatura do arco:
Calor na zona do arco:
O que é a soldadura por arco?
O que é a soldadura por arco manual? Em termos simples, a soldadura por arco é um método de soldadura que utiliza a combustão do arco para fornecer a fonte de calor.
O método de soldadura por arco elétrico que utiliza varas de soldadura operadas manualmente é designado por soldadura por arco com elétrodo manual, abreviadamente designada por soldadura por arco manual.
Como é realizada a soldadura por arco com elétrodo manual?
(1) O arco queima entre o elétrodo e a soldadura, e o calor do arco faz com que a peça de trabalho e o elétrodo se fundam numa poça de fusão ao mesmo tempo;
(2) O arco elétrico derrete ou queima o revestimento do elétrodo, produzindo escória e gás, que protegem o metal fundido e a poça de fusão;
(3) Quando o arco se move para a frente, a poça de fusão subsequente arrefece e solidifica enquanto uma nova poça de fusão é continuamente gerada, formando assim uma soldadura contínua.
Vantagem da soldadura por arco com elétrodo manual:
Equipamento simples, funcionamento flexível e grande capacidade de adaptação.
Desvantagem de soldadura por arco com elétrodo manual:
A eficiência da produção é baixa, a intensidade do trabalho é elevada e a qualidade da soldadura As articulações não são fáceis de garantir.
Aplicação de soldadura por arco com elétrodo manual:
Pode soldar a maioria dos metais, adequado para várias posições de soldadura, e pode soldar placas finas e grossas.
O que é a vulgarmente designada soldadura automática por arco submerso?
Soldadura automática - A ação de soldadura é completada automaticamente pelo dispositivo mecânico.
Soldadura por arco submerso - Soldadura em que um arco queima sob uma camada de fluxo granular.
Como é que o arco submerso automático processo de soldadura?
(1) O fluxo flui para fora do funil e é empilhado uniformemente na parte soldada da peça de trabalho para formar uma camada de fluxo (30-50mm);
(2) O fio de soldadura alimentado continuamente gera um arco entre o fio de soldadura e a soldadura sob a camada de fluxo, fundindo o fio de soldadura, a peça de trabalho e o fluxo, formando uma poça de metal fundido e isolando-os do ar;
(3) À medida que a máquina de soldar avança automaticamente, o arco derrete continuamente o metal, o fio e o fluxo da soldadura à frente, enquanto a extremidade atrás da poça de fusão começa a arrefecer e a solidificar para formar uma soldadura, e a escória líquida condensa-se subsequentemente para formar uma casca de escória dura.
Por que razão deve ser espalhada uma camada de fluxo na superfície da posição de soldadura?
Tem as três funções seguintes:
(1) Efeito de proteção
O fluxo funde-se para formar escória e gás, isolando eficazmente o ar, protegendo as gotículas e a poça de fusão e evitando a queima de elementos de liga;
(2) Ação metalúrgica
No processo de soldadura, desempenha o papel de desoxidação e de complemento elementos de liga;
(3) Melhorar o processo de soldadura
Manter o arco a arder de forma constante e tornar a soldadura bonita.
Quais são as características da soldadura automática por arco submerso?
Em que áreas são principalmente utilizados?
Vantagens da soldadura automática por arco submerso:
Elevada eficiência de produção (5~vezes superior à soldadura por arco manual);
Bom qualidade da soldadura (menor porosidade e inclusão de escória);
Baixo custo (poupança de mão de obra, tempo e material);
Boas condições de trabalho (sem salpicos, pouca mão de obra).
Desvantagem de soldadura automática por arco submerso:
Não é adequado para a soldadura de soldaduras complexas e espaços estreitos;
O equipamento é complexo e a corrente de soldadura necessária é grande (uma corrente pequena provocará um arco instável);
Fraca adaptabilidade (aplicável a soldadura planasoldadura longa e reta e soldadura circunferencial de maior diâmetro).
Aplicação:
É utilizado para soldadura reta longa e soldadura circunferencial com grande diâmetro de produção e estrutura de placa média, como caldeira, vaso de pressão, navio, etc.
A fim de obter uma formação de soldadura razoável e uma boa qualidade de soldadura, bem como melhorar a velocidade de soldadura, surgiu a soldadura por arco submerso com vários fios.
É amplamente utilizado em aplicações que exigem uma elevada eficiência de soldadura, tais como energia eólica, engenharia marítima, construção naval, vasos de pressão, maquinaria pesada, condutas e outras indústrias.
Soldadura por arco submerso com vários fios da série Multi power:
É utilizado principalmente para a soldadura de condutas.
De acordo com a aplicação, pode ser dividida em soldadura externa de costura longitudinal reta longa de tubagem, soldadura interna de costura longitudinal reta longa de tubagem, soldadura externa de tubo soldado em espiral, soldadura interna de tubo soldado em espiral e outros tipos diferentes.
Soldadura por arco submerso com vários fios paralelos de potência única:
Melhorar consideravelmente a eficiência da produção, aumentar a velocidade de soldadura, reduzir o consumo de fluxo, reduzir a entrada de calor e a deformação, poupar energia, tornar o primário mais eficiente e cobrir mais suavemente.
A soldadura por arco que utiliza gás como meio de arco e protege o arco e a área de soldadura é designada por soldadura por arco com proteção gasosa (GMAW).
Por outras palavras, soldadura com proteção gasosa utiliza o gás como meio e proteção.
Que tipos específicos tem?
Classificados de acordo com a fusão do elétrodo e o tipo de gás de proteção:
Gás de proteção:
Elétrodo:
Diferenças entre soldadura com proteção gasosa com elétrodo consumível e com elétrodo não consumível:
MIG/MAG: Alimentar diretamente o fio de soldadura, que é simultaneamente elétrodo e metal de adição.
TIG: O elétrodo de tungsténio é o elétrodo e não derrete; o fio de soldadura é alimentado separadamente e utilizado apenas como metal de adição
Soldadura por arco de árgon
Quais são as características da soldadura por arco de árgon?
Quais são as principais aplicações?
Elétrodo de tungsténio, alimentação manual do fio.
O fio de soldadura é apenas o metal de enchimento.
O fio de soldadura não passa a corrente, pelo que não há salpicos.
No entanto, para evitar a fusão e a queima do elétrodo de tungsténio, que pode causar a contaminação do tungsténio na poça de fusão, a corrente de soldadura não é fácil de ser demasiado elevada.
Só podem ser soldadas chapas finas com menos de 4 mm.
Elétrodo de fusão, alimentação automática do fio.
O fio de soldadura é simultaneamente um elétrodo e um metal de adição.
O elétrodo de tungsténio não derrete nem queima.
A corrente de soldadura pode ser ajustada numa vasta gama, pelo que podem ser soldadas placas finas e de espessura média.
Vantagens da soldadura por arco de árgon
Pode ser soldada em todas as direcções;
Fácil de observar e de controlar automaticamente;
Bom efeito de proteção, arco estável e boa qualidade de soldadura;
Pode soldar quase todos os metais.
Desvantagem da soldadura por arco de árgon
Custo elevado do árgon;
A densidade de corrente da soldadura por arco de árgon é elevada, a luz emitida é relativamente forte e a radiação ultravioleta gerada pelo arco é grande, causando maiores danos ao corpo;
O zona afetada pelo calor da soldadura por arco de árgon é grande, e a peça de trabalho é propensa a fissuras, orifícios, desgaste, riscos, cortes inferiores e outros defeitos após a reparação;
Aplicação da soldadura por arco de árgon
É utilizado principalmente para soldar metais não ferrosos e ligas de aço que são fáceis de oxidar (principalmente soldadura de Al, Mg, Ti e suas ligas e aços inoxidáveis).
CO2 soldadura por arco com proteção gasosa
O princípio do CO2 A soldadura por arco com proteção gasosa é igual à da soldadura MIG, exceto que o gás de proteção é o CO2.
O volume de gás CO na poça de fusão e na gota expande-se rapidamente e rebenta, resultando em salpicos.
Pode oxidar metais e queimar elementos de liga, mas não pode soldar metais não ferrosos e liga de aço.
Vantagens da soldadura com proteção gasosa CO2
Baixo custo (40%~50% de soldadura por arco submerso e soldadura por arco manual);
Alta eficiência (alta densidade de corrente, grande penetração e velocidade de soldadura rápida);
Boa qualidade de soldadura (arrefecimento por fluxo de ar, pequena zona afetada pelo calor, pequena deformação);
Apto a soldar em todas as posições.
Desvantagens da soldadura com proteção gasosa CO2
Má formação da soldadura e grandes salpicos;
Queima de elementos de liga, fácil de produzir poros;
Fraca resistência ao vento durante a soldadura, adequada para funcionamento em interiores.
Aplicação da soldadura com proteção gasosa CO2
É aplicável à soldadura de chapas de aço de baixo carbono e de aço de baixa liga (0,8~4mm).
Deve ser utilizado o fio de soldadura que contém desoxidante e a ligação CC deve ser invertida;
Além disso, não deve haver vento durante a soldadura, sendo preferível a soldadura em recinto fechado.
A soldadura eléctrica com escória é um método de soldadura que utiliza a resistência gerada pela passagem da corrente através da escória para fundir termicamente o fio de soldadura e o metal de base, formando uma soldadura.
Quanto à forma como soldadura por electroslag é efectuada, ver a análise que se segue:
(1) No início, curto-circuitar o fio de soldadura e a ranhura de arranque para iniciar o arco;
(2) Adicionar continuamente uma pequena quantidade de fundente sólido para o fundir com o calor do arco e formar escória líquida;
(3) Quando a escória fundida atinge uma certa profundidade, aumentar a velocidade de alimentação do fio de soldadura e reduzir a tensão, de modo a que o fio de soldadura seja inserido na poça de escória e o arco seja extinto, transformando-se assim no soldadura por electroslag processo.
Quais são as características da soldadura por escória eléctrica?
Para que domínios de soldadura?
Vantagens da soldadura por escória eléctrica
Alta produtividade, sem necessidade de considerar a espessura da soldadura;
Poucos defeitos de soldadura e boa qualidade de soldadura;
Não é necessário fazer ranhuras e o custo é baixo.
Desvantagem da soldadura por electroescória
A entrada de calor é grande e é fácil sobreaquecer perto da soldadura;
O metal de solda tem uma estrutura cristalina grosseira e baixa resistência ao impacto;
A soldadura deve ser submetida a um processo de normalização e tratamento térmico de têmpera após a soldadura.
Aplicação da soldadura por escória eléctrica
É aplicável à soldadura vertical e à soldadura de placas de 40~450mm de espessura, geralmente utilizada para soldadura de costura reta ou de costura circunferencial, emenda de placas grossas, soldadura vertical de altos-fornos em fábricas de aço, soldadura de grandes peças fundidas, forjadas, etc.
Simplificando, a soldadura sob pressão utilizando o calor de resistência como calor de soldadura chama-se soldadura por resistência.
Vantagens da soldadura por resistência
Baixa tensão de soldadura, corrente elevada e produtividade elevada;
Baixo custo, sem necessidade de metal de adição e outros materiais de soldadura,
A deformação da soldadura é pequena, e não há necessidade de correção e tratamento térmico após a soldadura;
Boas condições de trabalho, operação simples, fácil de realizar a produção automática.
Desvantagem da soldadura por resistência
O equipamento de soldadura é complexo e o investimento é elevado;
Existem certas restrições quanto à espessura da soldadura e à forma da junta;
Atualmente, não existe um sistema simples e fiável ensaios não destrutivos método.
A soldadura por resistência pode ser dividida em soldadura por pontossoldadura por costura e soldadura topo a topo.
Soldadura por pontos
Soldadura por costura
Resistência soldadura topo a topo
Soldadura topo a topo com flash
1. Soldadura por pontos
Ponto diagrama de soldadura
A soldadura é montada como uma junta sobreposta, e o elétrodo cilíndrico é pressurizado e energizado para gerar calor de resistência para fundir o metal da soldadura e formar pepitas (pontos de soldadura).
Processo de soldadura por pontos e fenómeno de desvio
Processo de soldadura por pontos: compressão → ligar (formação de pepitas) → desligar (congelação) → pressão de remoção
Fenómeno de derivação: ao soldar o segundo ponto, o ponto de soldadura existente conduzirá corrente, causando perda de potência. A corrente no ponto de soldadura é reduzida, o que afecta a qualidade da soldadura.
Evitar a derivação: deve haver uma certa distância entre dois pontos de soldadura.
A distância entre duas cabeças de soldadura adjacentes não deve ser demasiado pequena, e a distância mínima entre pontos é indicada na tabela seguinte.
Espessura da peça de trabalho/mm | Passo do ponto/mm | ||
---|---|---|---|
Aço estrutural | Liga resistente ao calor | Liga de alumínio | |
0.5 | 10 | 8 | 15 |
1.0 | 12 | 10 | 15 |
1.5 | 14 | 12 | 20 |
2.0 | 16 | 14 | 25 |
3.0 | 20 | 18 | 30 |
4.0 | 24 | 22 | 35 |
Aplicação da soldadura por pontos
É utilizado principalmente para chapa metálica estrutura de estampagem e componentes de reforço;
É aplicável à soldadura de partes estruturais sobrepostas de chapas finas com requisitos de vedação ou requisitos de elevada resistência da junta, tais como reservatório de óleo, reservatório de água, etc.
2. Soldadura por costura
A soldadura é montada em juntas sobrepostas ou diagonais e colocada entre dois eléctrodos de rolos.
O rolo pressuriza a soldadura e roda para fazer avançar a soldadura.
A soldadura é alimentada de forma contínua ou intermitente, e o metal da soldadura é fundido por calor de resistência para formar uma série de pontos de soldadura.
Classificação da soldadura por costura
Formulário | Corrente eléctrica | Elétrodo | Característica | Aplicação |
Soldadura por costura contínua | Condução contínua | rotação contínua | Equipamento simples e alta produtividade, mas o desgaste do elétrodo é grave. | Pequeno soldadura eléctrica estrutura não importante (fabrico de cilindros, barris, etc.) |
soldadura por pontos e costuras | Continuidade intermitente | rotação contínua | Ampla aplicação (metais ferrosos) | |
Soldadura por etapas | Continuidade intermitente | Rotação intermitente | Equipamento complexo, requisitos elevados, baixo desgaste do elétrodo e elevada qualidade de soldadura. | É utilizado principalmente para a soldadura de juntas de magnésio e ligas de alumínio. |
Características da soldadura por costura
As juntas de soldadura sobrepõem-se umas às outras e a difusão do fluxo é grave.
A corrente é cerca de 1,5~2,0 vezes superior à da soldadura por pontos;
A pressão é cerca de 1,2~1,6 vezes superior à da soldadura por pontos;
Por conseguinte, é necessária uma máquina de soldadura de alta potência.
Aplicar pressão e utilizar o rolo como elétrodo.
Aplicação da soldadura por costura
A soldadura por costura é principalmente utilizado para estruturas de paredes finas com cordões de soldadura regulares e uma espessura inferior a 3 mm e com requisitos de vedação;
Por exemplo, depósitos de combustível para aviões e automóveis, contentores diversos, radiadores de aço, etc.
3. Soldadura de topo
Um tipo de método de soldadura por resistência que utiliza calor de resistência para soldar duas peças de trabalho ao longo de toda a face da extremidade é designado por soldadura por resistência de topo, ou soldadura topo a topo.
A soldadura topo a topo pode ser dividida em soldadura topo a topo por resistência e soldadura topo a topo rápida.
3.1 Soldadura topo a topo por resistência
A soldadura topo a topo por resistência refere-se ao método de pressionar as faces finais de duas peças de trabalho a todo o momento, aquecendo-as até ao estado plástico com calor de resistência e, em seguida, aplicando rapidamente a pressão de perturbação (ou mantendo apenas a pressão durante a soldadura sem pressão de perturbação) para concluir a soldadura.
Características da soldadura topo a topo por resistência
Funcionamento simples e forma de junta simétrica;
Os requisitos para superfície de soldadura limpeza antes da soldadura são elevados;
Os requisitos de processamento da face final são elevados, caso contrário a qualidade da soldadura é difícil de garantir.
Aplicação da soldadura topo a topo por resistência
É adequado para a soldadura de metais com baixo teor de carbono barras de aço e tubos com secção de soldadura compacta, requisitos de baixa resistência, diâmetro (ou comprimento lateral) inferior a 20 mm, ou barras e tubos de metais não ferrosos com menos de 8 mm (soldadura de peças em forma de barra com forma e tamanho de extremidade semelhantes).
3.2 Soldadura topo a topo com flash
A soldadura é montada como uma junta de topo, a potência é ligada e a sua secção é gradualmente aproximada do contacto local.
O metal na secção é derretido e voa para fora sob aquecimento por resistência, formando um flash.
Quando a extremidade atinge a temperatura pré-determinada dentro de um determinado intervalo de profundidade, a força de perturbação é rapidamente aplicada para completar a soldadura.
Processo: pressurização - energização - flash - forjamento de rutura
Características da soldadura topo a topo rápida
Menor inclusão de escória na junta, boa qualidade de soldadura e elevada resistência da junta;
Os requisitos para a limpeza da face final da soldadura antes da soldadura não são rigorosos;
A soldadura topo a topo com flash tem grandes perdas de metal e as rebarbas da junta após a soldadura têm de ser processadas e limpas. As condições de trabalho são más.
Aplicação da soldadura topo a topo rápida
Em princípio, todos os materiais metálicos que podem ser fundidos podem ser soldados por soldadura topo a topo rápida.
Por exemplo, o aço com baixo teor de carbono, aço de alto carbonoaço de liga, aço inoxidável;
Alumínio, cobre, titânio e outros metais não ferrosos e ligas;
Também pode soldar juntas de ligas diferentes.
(brasagem de ferro de soldar)
(Brasagem por chama)
(Brasagem por indução)
Utilizar o metal com um ponto de fusão inferior ao da soldadura como metal de adição, aquecer a soldadura (metal de base) e o metal de adição a uma temperatura superior ao ponto de fusão do metal de adição e inferior à temperatura de fusão do metal de base, fundir e molhar o metal de base, preencher a lacuna da junta e difundir com o metal de base para formar uma junta soldada, a que se chama brasagem.
Processo de brasagem
Fusão da solda - fluxo de solda líquida para o espaço da junta - difusão mútua entre a solda e o metal de base - preenchimento do espaço - formação da junta após a solidificação
Características da brasagem
1) O ponto de fusão do metal de adição é inferior ao do metal de base, e o metal de base não derrete durante a brasagem;
2) A composição do metal de adição e do metal de base é muito diferente;
3) O metal de adição fundido é aspirado por humedecimento e capilaridade e mantido na fenda do metal de base;
4) A ligação metalúrgica é formada pela difusão mútua entre a solda líquida e o metal de base sólido.
Vantagens da brasagem
A estrutura e as propriedades do metal de base não se alteram (o metal de base não funde, apenas o metal de adição funde);
Equipamento simples, menor investimento na produção;
A temperatura de aquecimento é baixa, a deformação é pequena e a junta é lisa;
Alta produtividade, pode soldar várias soldaduras e juntas ao mesmo tempo;
Pode ser utilizado para soldar metais dissimilares ou materiais diferentes, sem limite para a diferença de espessura da peça a trabalhar.
Desvantagem da brasagem
A junta soldada tem baixa resistência e fraca resistência ao calor.
Classificação da brasagem
Tipo/caraterística | Soldadura suave (solda de estanho, solda de chumbo) | Brasagem (soldas à base de cobre e à base de prata) |
Ponto de fusão da solda | ≤ 450℃ | > 450℃ |
Características de desempenho | Resistência da junta ≤ 100MPa, baixa temperatura de trabalho | Resistência da junta > 200MPa, alta temperatura de trabalho |
Aplicação | É utilizado para soldar instrumentos e componentes condutores com pouca tensão. | É utilizado para a soldadura de componentes, ferramentas e ferramentas com grande força. |
Aplicação da brasagem
É utilizado principalmente para o fabrico de instrumentos de precisão, componentes eléctricos, componentes de metais diferentes e soldadura de estruturas de chapa complexas, tais como componentes em sanduíche, estruturas alveolares, etc.
2.2.1 Soldadura por fricção
A soldadura por fricção é um método de soldadura por pressão que utiliza o calor gerado pela fricção entre as superfícies da soldadura para fazer com que a face final atinja o estado termoplástico e, em seguida, se solte rapidamente para completar a soldadura.
Soldadura por fricção
Soldadura por fricção de acionamento contínuo
Soldadura por fricção por inércia
Processo de soldadura por fricção:
1) Movimento relativo da soldadura;
2) O contacto da face final entre as duas soldaduras produz calor por fricção;
3) Quando a secção atingir o estado termoplástico, pressionar rapidamente a secção superior para concluir a soldadura.
Vantagens da soldadura por fricção:
Elevada produtividade de soldadura, 5-6 vezes superior à soldadura topo a topo com flash;
Qualidade de soldadura estável e elevada precisão dimensional das soldaduras;
Baixo custo de processamento, poupança de energia, sem necessidade de limpeza especial das soldaduras;
Fácil de realizar mecanização e automação, operação simples;
Sem faísca, arco e gás nocivo.
Desvantagem da soldadura por fricção:
Grande investimento;
É difícil soldar secções não circulares e a área de soldadura é limitada.
Aplicação da soldadura por fricção:
Pode ser utilizado para soldar o mesmo ou diferentes metais e diferentes produtos de aço, tais como juntas de transição cobre-alumínio na indústria da energia eléctrica, ferramentas de aço estrutural de aço de alta velocidade para corte de metaistubos de serpentina, válvulas, rolamentos de tractores, etc.
2.2.2 Soldadura a laser
A superfície a ser maquinada é aquecida por radiação lasere o calor da superfície é direcionado para a difusão interna através da transferência de calor para fundir a peça de trabalho e formar uma poça de fusão específica. A soldadura é formada após a solidificação da poça de fusão.
Vantagens da soldadura a laser:
Elevada velocidade e eficiência de soldadura;
Elevada precisão de soldadura, pequena deformação e fácil controlo automático;
Não é necessário qualquer elétrodo, pelo que não há poluição do elétrodo.
Desvantagem da soldadura a laser:
Grande investimento, pequena potência e espessura soldável limitada;
É difícil alinhar o ponto de soldadura com a área de captação do feixe laser;
Solidificação rápida do cordão de soldadura pode causar porosidade.
Aplicação da soldadura a laser:
É utilizado principalmente para soldar peças em áreas de fabrico de precisão, como a indústria aeroespacial, a construção naval, a indústria automóvel e a indústria eletrónica.
2.2.3 Arco de plasma soldadura
O que é um arco de plasma?
Como é que soldadura por arco de plasma realizado?
Simplificando: o arco em que a coluna de arco é comprimida e a energia é altamente concentrada, e o gás na coluna de arco é totalmente ionizado, é chamado arco de plasma, também chamado arco de compressão.
O gás é aquecido pelo arco e inicialmente ionizado. Quando passa pelo bocal arrefecido a água a alta velocidade, é comprimido, aumentando a densidade de energia e o grau de ionização, e formando um arco de plasma.
Devido ao elevado calor e à força de penetração do arco de plasma, a peça de trabalho no ponto de soldadura é derretida para formar uma poça de fusão, de modo a realizar a soldadura da peça de trabalho.
Vantagens da soldadura por arco de plasma:
Elevada densidade de energia, forte directividade do arco e forte capacidade de penetração;
A relação profundidade/largura da soldadura é grande e a zona afetada pelo calor é pequena;
Combustão estável do arco (estável mesmo quando a corrente é pequena);
O custo de soldadura é baixo, e quando o espessura de soldadura é pequeno, não há ranhura e não é necessário encher o fio;
Tem um efeito de buraco de fechadura estável e pode realizar melhor a formação livre de soldadura de um lado e de dois lados.
Desvantagem da soldadura por arco de plasma:
O equipamento é caro;
Fraca observabilidade da zona de ação do arco;
A espessura soldável é limitada (geralmente inferior a 25 mm).
Aplicação da soldadura por arco plasma:
É amplamente utilizado na produção industrial, especialmente na soldadura de cobre e ligas de cobre, titânio e ligas de titânio, ligas de aço, aço inoxidável, molibdénio e outros metais utilizados em tecnologias militares e industriais de ponta, como a indústria aeroespacial, tais como cartuchos de mísseis em liga de titânio e alguns contentores de paredes finas em aeronaves.
O método de soldadura que utiliza a energia térmica gerada por um feixe de electrões acelerado e focalizado que bombardeia a soldadura colocada no vácuo ou sem vácuo é designado por soldadura por feixe de electrões.
Por outras palavras, o calor necessário para a soldadura é gerado pelo bombardeamento da soldadura por feixes de electrões.
Processo de soldadura:
1) O cátodo do canhão de electrões emite electrões devido a um aquecimento direto ou indireto;
2) Sob a aceleração do campo eletrostático de alta tensão, o feixe de electrões com elevada densidade de energia pode ser formado através da focalização do campo eletromagnético;
3) O feixe de electrões de alta densidade energética bombardeia a peça de trabalho e a enorme energia cinética é convertida em energia térmica para fundir a soldadura, formando uma poça de fusão e, em seguida, completar a soldadura.
Vantagens da soldadura por feixe de electrões:
Velocidade de soldadura rápida e elevada eficiência;
Sem ranhura, sem fio de soldadura, sem fluxo, etc;
Baixo consumo de energia, zona afetada pelo calor estreita, pequena deformação de soldadura e excelente qualidade;
A capacidade de penetração do feixe de electrões é forte e a relação profundidade/largura da soldadura é grande, podendo atingir 50:1.
Desvantagem da soldadura por feixe de electrões:
O equipamento é complexo e dispendioso;
O tamanho e a forma das soldaduras são frequentemente limitados pela câmara de vácuo;
O feixe de electrões é facilmente interferido por campos electromagnéticos dispersos, o que afecta a qualidade da soldadura.
Soldadura por feixe de electrões no vácuo
Aplicação da soldadura por feixe de electrões:
Adequado para a soldadura fina de metais refractários, metais activos e metais de elevada pureza.
É amplamente utilizado na soldadura de energia nuclear, aviação, aeroespacial, automóvel, vasos de pressão, fabrico de ferramentas e outros domínios industriais.
A soldadura por ultra-sons é um método que utiliza a oscilação de alta frequência da onda ultra-sónica para aquecer e limpar localmente a junta da peça de trabalho e, em seguida, aplica pressão para realizar a soldadura.
Processo de soldadura
1) Corrente alternada de baixa frequência para corrente alternada de alta frequência;
2) A energia eléctrica é convertida em vibração mecânica energia;
3) Aumentar a amplitude;
4) Aplicar pressão e a cabeça de soldadura entra em contacto com a peça de trabalho para soldar.
Vantagem da soldadura por ultra-sons:
Fácil operação, velocidade de soldadura rápida e elevada eficiência de produção;
Os requisitos para a limpeza da superfície da peça de trabalho não são elevados;
Não é necessário adicionar qualquer aglutinante, agente de enchimento ou solvente.
Desvantagem da soldadura por ultra-sons:
Só é aplicável à soldadura de peças finas, tais como fios, folhas, chapas, tiras e fitas;
Na maior parte dos casos, a forma conjunta só pode ser conjunta.
Aplicação da soldadura por ultra-sons:
É aplicável à soldadura de materiais de alta condutividade, alta condutividade térmica e uma variedade de materiais compósitos, e é amplamente utilizado na soldadura de dispositivos microelectrónicos e campos de acabamento.
A soldadura de alta frequência é um método que utiliza o calor de resistência gerado pela corrente de alta frequência na peça de trabalho para aquecer a camada superficial da área de soldadura da peça de trabalho até um estado fundido ou quase plástico e, em seguida, aplica (ou não aplica) uma força de perturbação para conseguir a ligação metálica.
Efeito cutâneo: Quando o condutor está ligado a uma corrente alternada, a maior parte da corrente flui apenas ao longo da superfície do condutor.
Efeito de proximidade: Quando a corrente de alta frequência flui em direcções opostas entre dois condutores ou num condutor recíproco, a corrente concentrar-se-á no fluxo próximo do condutor.
Simplificando, o efeito de pele é "a corrente vai para a superfície"; o efeito de proximidade é "o atalho da corrente".
Vantagens da soldadura de alta frequência:
Elevada velocidade e eficiência de soldadura (a corrente está altamente concentrada na área de soldadura);
Pode também ser utilizada uma vasta gama de materiais soldáveis para soldar metais diferentes;
A limpeza antes da soldadura é simples (a soldadura por fusão, com efeito de pressão, não necessita de limpar a superfície da junta).
Desvantagem da soldadura de alta frequência:
É necessário que a precisão da montagem da junta seja elevada;
A alta tensão e a corrente de alta frequência são prejudiciais para o corpo humano e para outros equipamentos.
Aplicação da soldadura de alta frequência:
É adequado para soldadura de aço-carbonoO aço de liga, o aço inoxidável, o cobre, o alumínio, o titânio e outros metais dissimilares.
É amplamente utilizado para soldar a costura longitudinal ou a costura em espiral no fabrico de tubos.
Soldadura por difusão Refere-se ao método de soldadura que consiste em ajustar estreitamente a soldadura, mantendo-a sob uma determinada temperatura e pressão durante um período de tempo, e utilizando a difusão mútua de átomos entre as superfícies de contacto para formar uma ligação.
Processo de soldadura
a) Contacto inicial aproximado
b) Fase I: deformação e formação de interfaces
c) Fase II: migração dos limites dos grãos e eliminação dos microporos
d) Fase III: difusão de volume, eliminação de microporos
Ecrã de soldadura física
Vantagem da soldadura por difusão:
Podem ser soldadas várias juntas de uma só vez;
A qualidade da junta é boa e não é necessária qualquer maquinação após a soldadura;
Pequena deformação da soldadura (baixa pressão, aquecimento global da peça de trabalho, arrefecimento no forno).
Desvantagem da soldadura por difusão:
Grande investimento e custo elevado;
Tempo de soldadura longo, preparação da superfície demorada e trabalhosa e baixa produtividade;
Não existe um método de ensaio não destrutivo fiável para a qualidade da soldadura.
Aplicação da soldadura por difusão:
É aplicável à soldadura de vários materiais dissimilares, materiais especiais e estruturas especiais, e é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, eletrónica, energia nuclear e outros campos industriais.
A soldadura explosiva é um método para realizar a soldadura utilizando a força de impacto gerada por uma explosão explosiva para causar uma colisão rápida das peças de trabalho.
A soldadura explosiva é também um tipo de soldadura por pressão.
Para a soldadura de peças pequenas, podem ser utilizados o método paralelo e o método angular;
O método paralelo é frequentemente utilizado para a soldadura de grandes áreas.
O espaço entre as secções frontais das duas placas é demasiado grande, o que conduzirá a uma aceleração excessiva da placa revestida e a uma energia de impacto excessiva, resultando em danos e fissuras no bordo da placa, reduzindo assim a área efectiva da placa revestida e consumindo a placa.
Vantagem da soldadura por explosão:
Pequeno investimento e baixo custo;
Especialmente adequado para metais dissimilares e soldadura de grandes áreas;
O processo é simples, não é necessária uma limpeza complexa e a aplicação é cómoda.
Desvantagem da soldadura por explosão:
Só pode ser utilizado para a soldadura de estruturas planas ou cilíndricas;
A exploração ao ar livre é pouco mecanizada e afecta o ambiente.
Aplicação da soldadura por explosão:
Adequado para soldar metais dissimilares, como alumínio, cobre, titânio, níquel, tântalo, aço inoxidável e aço carbono, alumínio e soldadura de cobre.
É amplamente utilizado para a soldadura de juntas de transição de barramentos condutores, tubos e chapas de tubos de permutadores de calor e o fabrico de placas compostas de grande área.
O que é o material de soldadura?
A designação geral dos materiais consumidos durante a soldadura é a seguinte materiais de soldaduracomo vareta de soldadura, fio de soldadura, pó metálico, fluxo de soldadura, gás, etc.
Materiais de soldadura comuns
O elétrodo utilizado na soldadura por arco, que é revestido com um revestimento protetor, é designado por "elétrodo".
O elétrodo é composto por uma alma de soldadura e um revestimento.
A alma do elétrodo, coberta pelo revestimento, é designada por alma de soldadura.
O núcleo de soldadura tem duas funções: como elétrodo que conduz a corrente e como metal de adição que se junta ao metal de base fundido para criar a soldadura.
O revestimento é uma camada aplicada à superfície do núcleo de soldadura depois de as matérias-primas, como o pó de minério, o pó de ferro-liga, a matéria orgânica e os produtos químicos, terem sido preparadas numa proporção específica.
Função de revestimento:
1) Proteção mecânica (proteção combinada contra gases e escórias)
O gás e a escória são utilizados para proteger o ar e evitar o contacto entre as gotículas fundidas, o metal fundido e o ar.
A escória solidificada forma uma camada protetora sobre a superfície da soldadura, o que ajuda a evitar a oxidação e nitretação do metal de solda a alta temperatura.
2) Tratamento metalúrgico (desoxidação, desfosforização, dessulfuração, liga)
Este processo remove os elementos nocivos e adiciona elementos de liga.
3) Melhorar o desempenho do processo de soldadura (Estabilização do arco)
O arco elétrico inflama-se facilmente e queima de forma constante, resultando em menos salpicos, uma forma de soldadura mais bonita e escórias fáceis de remover. Este processo é adequado para todas as posições de soldadura.
Composição do revestimento:
Nome | Efeito | Matérias-primas comuns |
Estabilizador de arco | Contém materiais que são fáceis de ionizar, melhorando a estabilidade do arco | Carbonato de potássio, mármore, silicato de sódio, feldspato, rutilo, etc |
Agente de investigação | Formação de escórias para proteção do cadinho e do banho | Ilmenite, rutilo, mármore, quartzito, mica, etc. |
Gaseificador | Gerar gás e isolar o ar para proteger a zona de soldadura | Matéria orgânica (como amido, dextrina, serradura, etc.) e carbonato (mármore, dolomite, etc.) |
fichário | Fazer com que cada componente do revestimento se una e se una à volta do núcleo | Silicato de sódio, silicato de sódio e potássio |
Desoxidante | Reduzir a oxidabilidade do revestimento e da escória, e remover o oxigénio do metal | Ferromanganês, ferrosilício, ferrotitânio e alumínio |
Agente de liga | Os elementos que compensam a perda podem obter os ingredientes necessários para fazer com que a pele do medicamento tenha uma certa plasticidade, elasticidade e fluidez | Ferroligas ou pós metálicos, tais como ferromanganês, ferrossilício, ferromolibdénio, ferrotitânio, etc. |
Formante | O revestimento tem uma certa plasticidade, elasticidade e fluidez, o que é conveniente para a prensagem do elétrodo, e torna a superfície lisa sem fissuras | Lama branca, mica, titânio dióxido de carbono, dextrina, etc |
Quais são os tipos de varetas de soldadura?
1) Classificação por alcalinidade da escória
a. Elétrodo ácido
Ccaraterística:
(1) Existem vários óxidos-ácidos presentes na pele da droga, incluindo FeO, SiO2e TiO2, entre outros.
(2) A processabilidade é boa, e a formação da soldadura é atractiva com ondulações finas.
(3) A escória apresenta uma forte oxidação.
(4) Funciona tanto com corrente alternada como com corrente contínua.
b. Elétrodo básico (elétrodo de baixo teor de hidrogénio)
Ccaraterística:
(1) A pele da droga contém níveis mais elevados de óxidos alcalinos, como o mármore (CaCO3) e fluorite (CaF2).
(2) Durante a soldadura, o CO2 e HF são produzidos, o que diminui o teor de hidrogénio na soldadura, o que lhe valeu a alcunha de "elétrodo com baixo teor de hidrogénio".
(3) A soldadura é caracterizada pela sua elevada plasticidade e tenacidade, embora a sua processabilidade e forma não sejam tão boas como as do elétrodo ácido. Normalmente, é utilizada uma ligação inversa DC.
2) Classificação de acordo com a utilização de varetas de soldadura
Eléctrodos de aço estrutural, eléctrodos de aço resistente ao calor, eléctrodos de aço inoxidável, eléctrodos de revestimento, eléctrodos de aço a baixa temperatura, eléctrodos de ferro fundido, eléctrodos de níquel e ligas de níquel, eléctrodos de cobre e ligas de cobre, eléctrodos de alumínio e ligas de alumínio e eléctrodos para fins especiais.
3) Classificação de acordo com a composição química da pele do medicamento
Elétrodo de óxido de titânio, elétrodo de titanato de cálcio, elétrodo de ilmenite, elétrodo de óxido de ferro, elétrodo de celulose, elétrodo de baixo teor de hidrogénio, elétrodo de grafite e elétrodo de base.
O tipo de vareta de soldadura é determinado com base na norma nacional para varetas de soldadura, e é um meio de expressar as características primárias da vareta de soldadura de reação.
O modelo de vareta de soldadura inclui os seguintes significados: tipo de vareta de soldadura, características da vareta de soldadura (tipo de metal de base, temperatura de serviço, composição química do metal depositado, resistência à tração, etc.), tipo de revestimento e potência de soldadura fonte.
O tipo de vareta de soldadura refere-se à classificação específica dos produtos de varetas de soldadura com base na sua utilização prevista e nas suas características de desempenho.
Os tipos de eléctrodos de soldadura são categorizados em dez grupos, incluindo eléctrodos de aço estrutural, eléctrodos de aço resistente ao calor, eléctrodos de aço inoxidável, entre outros.
Como determinar se a vareta de soldadura utilizada é razoável?
Para determinar a adequação da seleção da vareta de soldadura, esta deve ser avaliada com base nos seus indicadores de desempenho técnico.
1) Estabilidade do arco
O arco é fácil de acender, e o grau de combustão estável (sem quebra de arco, desvio, sopro de polarização magnética, etc.) é mantido.
2) Formação da soldadura
Uma boa conformação significa que a superfície é lisa, a ondulação é fina e bonita, e a forma geométrica e o tamanho da soldadura são correctos.
3) Adaptabilidade da soldadura em várias posições
Adaptabilidade de soldadura em todas as posições - todos os eléctrodos podem ser utilizados para soldadura plana, mas alguns eléctrodos não são adequados para soldadura horizontal, vertical e soldadura suspensaPor isso, o seu desempenho de soldadura em todas as posições é fraco.
4) Salpicos
As partículas de metal que saem da gota ou da poça de fusão durante a soldadura são designadas por salpicos.
Taxa de salpicos = Massa de salpicos/(Qualidade da vareta de soldadura antes da soldadura - qualidade da vareta de soldadura depois da soldadura)*100%
5) Propriedade de desescalonamento
Refere-se à dificuldade de remover as escórias da superfície da soldadura após a soldadura.
6) Velocidade de fusão da vareta de soldadura
Refere-se à qualidade e ao comprimento do núcleo fundido em tempo unitário quando o elétrodo é aplicado; em termos relativos, quanto maior for a velocidade de fusão, melhor.
7) Vermelhidão do revestimento do elétrodo
Refere-se ao fenómeno de, quando o elétrodo é utilizado na segunda metade, o revestimento ficar vermelho, rachado ou cair devido à elevada temperatura do revestimento.
8) Fumos de soldadura
a. O Princípio da Igualdade de Resistência estabelece que a resistência à tração do metal depositado pelo elétrodo escolhido deve ser igual ou semelhante à do metal de base a soldar.
b. O Princípio da Igual Dureza estabelece que a dureza do metal depositado pelo elétrodo escolhido deve ser igual ou semelhante à do metal de base a soldar.
c. O princípio da igualdade de composição estabelece que a composição química do metal depositado a partir do elétrodo escolhido deve ser igual ou próxima da do metal de base.
1. Secagem da vareta de soldadura
A vareta de soldadura é propensa a absorver humidade da atmosfera, o que pode afetar negativamente o seu desempenho e a qualidade da soldadura.
Por isso, é importante secar a vareta de soldadura (especialmente as varetas de soldadura alcalinas) antes de a utilizar.
Normalmente, a temperatura de secagem de um elétrodo ácido situa-se entre 75-150°C, e deve ser mantida a esta temperatura durante 1-2 horas.
Para um elétrodo alcalino, a temperatura de secagem deve situar-se entre 350-400°C, e deve ser mantida a esta temperatura durante 1-2 horas.
É importante notar que o tempo de secagem cumulativo das varas de soldadura não deve exceder 3.
2. Armazenamento de varetas de soldadura
1) As varas de soldadura devem ser organizadas e armazenadas por tipo, modelo e especificações para evitar confusões.
2) O local de armazenamento deve ser bem ventilado e mantido seco.
3) Os eléctrodos com baixo teor de hidrogénio, que são essenciais para estruturas de soldadura críticas, devem ser armazenados num armazém específico com uma temperatura superior a 5°C e uma humidade relativa não superior a 60%.
4) Para proteger contra danos causados pela humidade, as varetas de soldadura devem ser colocadas num suporte de madeira a uma distância mínima de 0,3 metros do chão e das paredes.
O campo da soldadura tem registado avanços contínuos na tecnologia, levando a um aumento da mecanização e da automação. Isto resultou numa maior eficiência da produção, melhorou qualidade da soldadurae melhores condições de trabalho.
Para avançar ainda mais na mecanização e automatização da soldadura, são utilizados fios de soldadura como material de soldadura.
Como são designados os fios de soldadura em termos de materiais de soldadura?
O fio utilizado como metal de adição ou para conduzir eletricidade durante a soldadura é designado por fio de soldadura.
a. Classificação de acordo com o método de fabrico e a forma do fio de soldadura
Pode ser dividido em fio sólido e fio fluxado.
b. Classificação de acordo com o método de soldadura aplicável
Pode ser dividido em fio de soldadura por arco submerso, soldadura com proteção gasosa fio, fio de soldadura por escória eléctrica, fio de soldadura de revestimento e fio de soldadura a gás.
c. Classificação de acordo com as propriedades dos materiais metálicos a soldar
Pode ser dividido em fio de soldadura de aço-carbono, fio de soldadura de aço de baixa liga, fio de soldadura de aço inoxidável, fio de soldadura de liga à base de níquel, fio de soldadura de ferro fundido e fio de soldadura de liga especial.
d. Classificados ou não por revestimento de cobre
Fio revestido de cobre e fio não revestido de cobre.
O fio é puxado diretamente para o diâmetro do fio alvo. O fio de soldadura sem pó é designado por fio de soldadura sólido.
1.1 Processo de produção do fio de soldadura sólido
1.2 Modelo de fio de soldadura sólido
1.3 Marca de fio de soldadura sólido
2. Que tipo de fio de soldadura é fluxado?
A tira de aço fina é enrolada em diferentes formas seccionais, preenchida com pó e depois estirada num tipo de fio de soldadura chamado fio fluxado.
O pó preenchido é designado por núcleo e o seu efeito é semelhante ao do revestimento do elétrodo.
2.1 Modelo de fio fluxado
2.2 Marca do fio fluxado
De acordo com a estrutura do fio, o fio fluxado pode ser dividido em: com costura e sem costura.
O fio fluxado sem costura pode ser revestido a cobre, com bom desempenho e baixo custo, o que se tornou a direção de desenvolvimento no futuro.
2.3 Processo de produção do fio fluxado
Para a produção de fio fluxado com costura, é normalmente utilizado o "método da tira de aço";
Para a produção de arame tubular sem soldadura, é normalmente utilizado o "método do tubo de aço".
a. Método das bandas de aço
b. Método do tubo de aço
Vantagens:
Pequenos salpicos, velocidade de deposição rápida e elevada eficiência de produção.
Soldadura de vários aços com grande capacidade de adaptação.
Bom desempenho do processo e uma bela formação de soldadura.
Uma grande corrente de soldadura pode ser utilizada para soldar em todas as posições.
Desvantagens:
O fabrico processo de soldadura O arame é complexo e dispendioso.
A superfície do fio de soldadura é propensa a enferrujar e o pó é suscetível de absorção de humidade.
A alimentação do fio durante o processo de soldadura é mais difícil do que a utilização de fio sólido, o que resulta numa grande quantidade de fumo.
Esta imagem mostra o processo de soldadura por arco submerso.
Repara na "areia" em cima?
É um material de soldadura essencial, conhecido como fluxo, no processo de soldadura por arco submerso.
O fluxo é um material granular que se funde para formar escória e gás durante a soldadura e desempenha um papel protetor e metalúrgico no metal fundido.
Eefeito:
1) Proteger o metal fundido da piscina;
2) Adicionar elementos de liga para a poça de fusão.
(1) Classificação por utilização
Pode ser classificado em três tipos: Arco submerso Fluxo de soldadura, Fluxo de soldadura por escória eléctrica e Fluxo de revestimento.
(2) Classificação por método de fabrico
Pode ser dividido em duas categorias: Fluxo de fusão e Fluxo de não fusão.
(3) Classificação por alcalinidade da escória
Pode ser classificado em três categorias: Fluxo Ácido, Fluxo Neutro e Fluxo Básico.
a. Fluxo de fusão
O fundente é criado através da fusão de vários ingredientes numa proporção precisa num forno. A mistura é então granulada, seca e peneirada enquanto é arrefecida com água.
Ccaraterística:
1) Não é difícil absorver a humidade e, normalmente, não requer secagem antes da utilização.
2) O fluxo que não derreteu pode ser utilizado novamente.
3) Depois de derretido, é arrefecido rapidamente, tomando frequentemente a forma de vidro.
4) Apenas uma quantidade limitada de elementos de liga pode ser adicionada ao fluxo na poça de fusão, uma vez que uma grande quantidade não pode ser transferida.
Fluxo de fusão
Principais componentes:
b. Fluxo não fundido
O fundente não fundente é obtido através da mistura de vários pós de acordo com uma fórmula específica, adicionando um aglutinante para formar partículas de um tamanho específico e, em seguida, cozendo ou sinterizando.
O fluxo de ligação é um tipo de fluxo que é cozido a baixas temperaturas (abaixo de 400 ℃).
O fluxo sinterizado, por outro lado, é produzido pela sinterização do fluxo a altas temperaturas (700 a 1000 ℃).
Ccaraterística:
1) A absorção de humidade é relativamente elevada, pelo que deve ser novamente seca antes de ser utilizada.
2) Fácil de fabricar e altamente aplicável.
Fluxo sinterizado
Componente essencial(SJ101):SJ102
Classificação de acordo com a alcalinidade da escória:
(1) Fluxo ácido (alcalinidade B<1,0)
A escória é composta principalmente por óxidos ácidos e tem um excelente desempenho de soldadura, resultando numa formação de soldadura visualmente atraente. No entanto, o metal de solda tem um elevado teor de oxigénio, o que resulta numa baixa resistência ao impacto a baixa temperatura.
(2) Fluxo neutro (alcalinidade 1,0 ~ 1,5)
A composição do metal depositado é semelhante à do fio de soldadura, com um teor reduzido de oxigénio no metal de solda.
(3) Fluxo alcalino (alcalinidade B>1,5)
Os principais componentes da escória são os óxidos alcalinos e o fluoreto de cálcio. O metal de solda é caracterizado por um baixo teor de oxigénio, elevada resistência ao impacto e boas propriedades de tração.
Nos projectos científicos e tecnológicos modernos e de vanguarda, tais como radiadores de aletas de placas de aviões, carcaças de foguetões, bicos de motores e outros, todos eles requerem uma elevada precisão e nitidez e não podem tolerar quaisquer defeitos. Quase todos os produtos têm de ser de qualidade irrepreensível.
Brasagem é amplamente utilizada nestes domínios devido às suas vantagens de baixo impacto térmico, elevada precisão, ampla aplicabilidade e elevada eficiência de soldadura. Permite a ligação de peças múltiplas, complexas e de alta precisão.
O metal de enchimento de brasagem desempenha um papel crucial na processo de brasagem.
Para realizar a combinação de dois materiais (ou peças), o material de enchimento adicionado dentro ou ao lado da fenda é chamado de metal de enchimento.
(1) Um ponto de fusão adequado (várias dezenas de graus inferior ao do metal de base);
(2) Excelente molhabilidade;
(3) Completamente dissolvido e integrado no metal de base;
(4) Uma composição uniforme e estável;
(5) É rentável e seguro (contém menos metais preciosos e metais tóxicos).
1) Classificação por ponto de fusão
A "solda macia" (também conhecida como "solda fusível") refere-se a soldas com pontos de fusão inferiores a 450°C, incluindo a solda de estanho-chumbo, a solda de cádmio-prata e a solda de chumbo-prata, entre outras.
O "metal de enchimento para brasagem" (também referido como "metal de enchimento refratário") refere-se a materiais de enchimento para brasagem com pontos de fusão superiores a 450°C, incluindo materiais de enchimento para brasagem à base de alumínio, cobre, prata e níquel, entre outros.
2) Classificação por componentes químicos principais
De acordo com os principais elementos metálicos de solda, designa-se por solda de base ×, como a solda de base de brasagem, a solda de base de zinco, etc.
3) Ordenar por forma
Pode ser dividida em fio, vareta, folha, folha metálica, pó ou solda com forma especial (como solda anular ou solda em pasta).
(1) Solda macia
É utilizado principalmente para soldar peças de trabalho com baixa tensão e baixas temperaturas de funcionamento, tais como a ligação de vários fios eléctricos e instrumentos de soldadura, componentes de instrumentos e outros circuitos electrónicos.
(2) Metal de enchimento para brasagem
É utilizado principalmente para soldar peças de trabalho com grande força e alta temperatura de trabalho, tais como quadro de bicicleta, cortador de carboneto, perfuração bit e outras peças mecânicas.
A fim de obter uma melhor junta de soldaduraÉ necessário combinar razoavelmente o fluxo de brasagem de acordo com os diferentes metais de enchimento de brasagem para utilizar conjuntamente como materiais de soldadura no processo de brasagem.
O fluxo utilizado na brasagem é designado por fluxo de brasagem, incluindo pasta, pó, etc.
1) Remover as camadas de óxido da superfície da solda e do metal de base.
2) Melhorar a capacidade da solda líquida para molhar as soldaduras.
3) Evitar que a soldadura e a solda líquida sejam oxidadas durante o processo de brasagem.
1) Assegurar-se de que existe capacidade suficiente para eliminar os óxidos da superfície do metal de base e do metal de adição.
2) O ponto de fusão do fluxo de brasagem e a temperatura ativa mínima devem ser inferiores ao ponto de fusão do metal de adição para brasagem.
3) Assegurar uma capacidade de humidificação adequada na temperatura de brasagem.
4) Os voláteis do fluxo devem ser não tóxicos.
5) O fluxo e os seus resíduos devem ter uma corrosão mínima para a solda e o metal de base e devem ser facilmente removíveis.
1) Fluxo de soldadura suave
O fluxo de soldadura utilizado para a brasagem a temperaturas inferiores a 450 ℃ pode ser dividido em dois tipos: inorgânico e orgânico.
a. Solda macia inorgânica (solda macia corrosiva) - É composta de sais inorgânicos e ácidos e tem forte atividade química e estabilidade térmica. Este tipo de solda promove eficazmente a molhagem da solda líquida no metal de base, mas os seus resíduos têm um forte efeito corrosivo.
b. Fluxo de soldadura orgânico (Fluxo de soldadura não corrosivo) - A sua atividade química é relativamente fraca e não corrói o metal de base. Exemplos de fluxos de soldadura não corrosivos incluem colofónia, aminas e halogenetos orgânicos.
2) Fluxo de brasagem
O fluxo utilizado para a brasagem a temperaturas superiores a 450 ℃ tem uma elevada viscosidade e requer uma ativação a alta temperatura.
Tem de ser utilizado a temperaturas superiores a 800 ℃ e os seus resíduos são difíceis de remover.
Os fluxos de brasagem comuns incluem o bórax, o ácido bórico e as suas misturas. A adição de fluoreto e cloreto de metais alcalinos e alcalino-terrosos aos boretos pode melhorar a molhabilidade dos fluxos de brasagem de bórax e ácido bórico, melhorar a remoção de óxidos e baixar a temperatura de fusão e ativação dos fluxos de brasagem.
Gás de soldadura refere-se principalmente ao gás de proteção utilizado nos processos de soldadura com proteção gasosa, como a soldadura com proteção gasosa de CO2 e a soldadura com proteção gasosa inerte, bem como ao gás utilizado na soldadura e corte a gás.
Durante a soldadura, o gás de proteção serve não só como meio de proteção para a área de soldadura, mas também como meio de gás que gera o arco.
Soldadura a gás e o corte são normalmente efectuados utilizando uma chama de alta temperatura gerada pela combustão de gás, que fornece uma fonte concentrada de calor.
Gás emocional | Gás molecular | Gás composto |
Árgon, amoníaco | Oxigénio, azoto, hidrogénio | dióxido de carbono |
Ou seja, o gás de apoio à combustão (O2) e gás combustível (acetileno C2H2).
Gás | Símbolo | Propriedades principais | Aplicação na soldadura |
dióxido de carbono | CO2 | Tem propriedades químicas estáveis, não arde nem suporta a combustão, pode ser decomposto em C0 e 0 a alta temperatura e tem uma certa capacidade de oxidação para metais. Pode liquefazer CO2 líquido, absorver muito calor ao evaporar e solidificar em CO2 sólido, vulgarmente conhecido como gelo seco | O fio de soldadura pode ser utilizado como gás de proteção durante a soldadura, como a soldadura com proteção de gás CO2 e a soldadura com proteção de gás C02+O2, C02+A e outros gases mistos |
árgon | Ar | Gás emocional, não ativo em propriedades químicas, não reage com outros elementos à temperatura ambiente e a altas temperaturas | Como gás de proteção para proteção mecânica durante a soldadura por arco, soldadura por plasma e corte |
oxigénio | O2 | Gás incolor, suporte de combustão, muito ativo a altas temperaturas, diretamente combinado com vários elementos. Durante a soldadura, o oxigénio oxidará elementos metálicos quando entra na poça de fusão, o que terá um papel prejudicial | Pode obter temperaturas extremamente elevadas quando misturado com gás combustível para soldadura e corte, como a chama de oxigénio-acetileno e a chama de hidrogénio-oxigénio. Misturar com árgon, dióxido de carbono, etc. em proporção, e realizar soldadura mista com proteção gasosa |
B rápido | CH2 | Vulgarmente conhecido como gás de carboneto de cálcio, é menos solúvel em água, solúvel em álcool e muito solúvel em acetona. Mistura-se com o ar e o oxigénio para formar uma mistura gasosa explosiva. Arde em oxigénio e emite altas temperaturas e luz forte | Para oxiacetileno soldadura por chama e corte |
hidrogénio | H2 | Pode arder, não é ativo à temperatura normal e é muito ativo a altas temperaturas. Pode ser utilizado como agente redutor para minérios metálicos e óxidos metálicos. Pode ser fundido em metal líquido durante a soldadura e precipitado durante o arrefecimento, o que facilita a formação de poros | Na soldadura, pode ser utilizado como gás de proteção redutor, misturado com oxigénio para combustão, e pode ser utilizado como fonte de calor para soldadura a gás |
azoto | N2 | A propriedade química não é ativa e pode ser combinada diretamente com hidrogénio e oxigénio a alta temperatura. É prejudicial entrar na poça de fusão durante a soldadura. Não reage basicamente com o cobre e pode ser utilizado como gás de proteção | Durante a soldadura por arco com azoto, o azoto é utilizado como gás de proteção para soldar cobre e aço inoxidável. O nitrogénio é também habitualmente utilizado no plasma corte em arco como gás protetor exterior |
Gás | componente | Gradiente de potencial da coluna de arcos | Estabilidade do arco | Características da transição metálica | Propriedades químicas | Penetração da soldadura forma | Características de aquecimento |
CO2 | 99,91Pureza do TP3T | elevado | satisfeito | Satisfeito, mas com alguns salpicos | Forte oxidação | Forma plana com grande penetração | – |
Ar | Pureza 99,995% | baixo | bom | satisfeito | – | Forma de cogumelo | – |
Ele | 99,99% pureza | elevado | satisfeito | satisfeito | – | Plano | A entrada de calor da soldadura topo a topo é mais elevada do que a do Ar puro |
N2 | 99,91Pureza do TP3T | elevado | diferença | diferença | Produzem porosidade e nitretos no aço | Plano | – |
1)Ar + He
Pode melhorar penetração da soldadura, diminuir a porosidade e aumentar a eficiência da produção.
Pode ser utilizado em cobre, alumínio e respectivas ligas, bem como em titânio, zircónio e outros metais.
2)Ar + H2
A adição de hidrogénio pode aumentar a temperatura do arco, aumentar a entrada de calor no metal de base e reduzir a formação de porosidade de CO.
O gás misturado é um agente redutor e é ideal para soldar níquel e as suas ligas, bem como tubos de aço inoxidável.
3)Ar + N2
Para aumentar a temperatura do arco, é necessário adicionar N2. Uma ligeira adição de N2 pode aumentar a rigidez do arco e melhorar a formação da soldadura.
Esta técnica é adequada para a soldadura de metais não ferrosos, tais como cobre e alumínio.
4)Ar + O2
O teor de oxigénio em Ar+O2 (baixo teor) situa-se na gama de 1-5%, o que aumenta a molhabilidade da solução, minimiza a porosidade e estabiliza o arco. Este método é adequado para soldadura de aço inoxidávelincluindo aço de baixo carbono e aço de baixa liga.
Ar+O2 (elevado teor) tem um teor de oxigénio de aproximadamente 20%, o que aumenta a eficiência da produção, reduz a porosidade e melhora a resistência ao impacto das soldaduras. Este método é adequado para a soldadura de aço-carbono e de aço estrutural de baixa liga.
5)Ar + CO2
Arco estável, salpicos mínimos, transferência de pulverização axial simples de obter, óptima formação da soldadura e uma vasta gama de aplicações (adequado tanto para transferência por pulverização como por curto-circuito).
6)Ar + CO2 + O2
Foi confirmado que a mistura de gases ideal para a soldadura de materiais com baixo teor de carbono e baixo teor de liga de aço é 80% Árgon, 15% Dióxido de Carbono e 5% Oxigénio. Esta mistura proporciona excelentes resultados em termos de formação da soldadura, qualidade da junta, transferência de metal e estabilidade do arco, e é altamente satisfatória.
7)CO2 + O2
Elevada taxa de deposição, penetração profunda, baixo teor de hidrogénio no metal de solda, soldadura forte com especificações de corrente elevadas, arco estável e salpicos mínimos.
Uma ranhura criada ao longo da ponta ou da raiz de uma soldadura.
1) Corrente de soldadura excessiva;
2) O arco de soldadura é demasiado longo;
3) O ângulo do elétrodo está incorreto.
Penetração incompleta da raiz da junta durante a soldadura.
1) Tamanho incorreto da ranhura;
2) Seleção incorrecta dos parâmetros do processo de soldadura;
3) O elétrodo desvia-se do centro da ranhura ou o ângulo é incorreto.
Fusão e ligação incompletas entre o metal de solda e o metal de base ou cordão de soldadura metal.
1) A corrente de soldadura é demasiado pequena ou a velocidade de soldadura é demasiado elevado;
2) Limpeza não qualificada antes da soldadura;
3) O elétrodo desvia-se do centro da soldadura.
Uma depressão formada na extremidade de uma soldadura ou numa junta.
Durante a soldadura, o metal fundido flui para fora da parte de trás da ranhura para formar a perfuração.
Um nódulo metálico formado quando o metal fundido flui para o metal de base não fundido no exterior da soldadura.
Escória ou não metálico impurezas deixadas na soldadura após a soldadura.
Um orifício formado por gás que permanece na soldadura após a soldadura.
Fonte de gás que forma o poro:
1) Ar exterior;
2) Humidade;
3) Contaminação e impurezas do óleo.
(1) De acordo com a posição de soldadura
(2) De acordo com a direção da fenda
① A fenda longitudinal é paralela à soldadura
② Fenda transversal perpendicular à soldadura
(3) De acordo com as condições de formação de fissuras
① Fenda quente Fenda próxima da temperatura de solidificação da soldadura e zona afetada pelo calor
② Uma fenda arrefecida abaixo da temperatura de transformação martensítica
③ Fissura de reaquecimento
④ Fissuras em forma de escada ao longo da direção de laminagem da placa devido à rutura lamelar
No CO2 a maior parte do metal fundido do fio de soldadura é transferido para o banho de fusão, mas uma parte escapa e forma salpicos. Quando se utiliza fio de soldadura grosso para a soldadura com CO2 soldadura com proteção gasosa com parâmetros grandes, o salpico pode tornar-se particularmente grave, com uma taxa tão elevada como 20%.
Isto resulta na incapacidade de efetuar uma soldadura normal. Os salpicos são prejudiciais, uma vez que diminuem a eficiência da soldadura, afectam a qualidade da soldadura e criam más condições de trabalho.
Perigo de salpicos
A perda de salpicos de metal em CO2 A soldadura com proteção gasosa pode ser responsável por qualquer coisa entre 10% e 30-40% do metal fundido do fio de soldadura. A perda ideal é controlada para 2-4%.
Esta perda tem vários impactos negativos:
Prevenir e reduzir os salpicos de metal é uma consideração crucial nos processos de produção de CO2 soldadura com proteção gasosa.
Medidas para reduzir os salpicos
(1) Seleção correcta dos parâmetros do processo
Existe uma correlação entre a taxa de salpicos e a corrente de soldadura para cada diâmetro de fio de soldadura na soldadura por arco de CO2. Na área de baixa corrente (área de transição de curto-circuito), a taxa de salpicos é baixa. Quando a corrente entra na área de alta corrente (área de transição de partículas finas), a taxa de respingos diminui novamente. No entanto, a taxa de salpicos é mais elevada na zona intermédia.
A taxa de salpicos é baixa quando a corrente de soldadura é inferior a 150A ou superior a 300A, e é elevada entre estes dois valores. Para minimizar a taxa de salpicos, é melhor evitar selecionar correntes de soldadura nesta área de elevada taxa de salpicos.
Uma vez determinada a corrente de soldadura, deve ser escolhida a tensão adequada para garantir a menor taxa de salpicos possível.
A quantidade de salpicos é mínima quando a pistola de soldadura é mantida na vertical. À medida que o ângulo de inclinação da pinça aumenta, a taxa de salpicos também aumenta. Recomenda-se que não se incline a pinça de soldadura para a frente ou para trás mais de 20 graus.
A taxa de salpicos também é afetada pelo comprimento da extensão do fio de soldadura. É melhor manter o comprimento do fio de soldadura o mais curto possível para minimizar os salpicos.
(2) Selecione o material de arame de soldagem apropriado e a composição do gás de proteção.
Por exemplo:
A experiência mostra que quando o teor de carbono no fio de soldadura é reduzido para 0,04%, os salpicos podem ser significativamente reduzidos.
O núcleo de fluxo no fio de soldadura tubular inclui desoxidantes e estabilizadores de arco, fornecendo proteção da junta de escória de gás, tornando o processo de soldadura mais estável e reduzindo significativamente os salpicos. A taxa de salpicos de metal do fio fluxado é aproximadamente um terço da do fio sólido.
(3) CO2 é utilizada como gás de proteção durante a soldadura por arco longo.
Embora a taxa de salpicos possa ser reduzida através da seleção adequada dos parâmetros de especificação e da utilização do método de arco submerso, a quantidade de salpicos produzidos continua a ser significativa.
A incorporação de uma certa quantidade de gás árgon (Ar) no dióxido de carbono (CO2) é o método mais eficaz para reduzir os salpicos de metal causados pela soldadura excessiva de partículas.
As propriedades físicas e químicas do CO2 são alterados quando o árgon é adicionado à mistura.
À medida que a proporção de gás árgon aumenta, a quantidade de salpicos diminui gradualmente.
As emissões de CO2O gás de mistura +Ar não só reduz os salpicos como também melhora a formação da soldadura, influenciando a penetração, a altura e o reforço da soldadura.
Quando o teor de árgon atinge 60%, o tamanho das gotículas de transferência pode ser visivelmente reduzido e pode conseguir-se uma transferência uniforme por pulverização, melhorando assim as características de transferência de gotículas e reduzindo os salpicos de metal.
1. Escala de soldadura
Método de reparação
Superfície de soldadura após descalcificação
2. Orifício de ar
Método de reparação: Retificar e remover a soldadura e voltar a soldar.
3. Cratera com orifício de ar em forma de agulha
4. Orifício de ar (orifício de areia)
5. Cavidade de contração
6. Fissura de extremidade/fissura de soldadura
7. Aparecimento de soldaduras de má qualidade
8. Sobreposição e flash
9. Corte inferior
10. Soldadura irregular
11. Mau aspeto
O símbolo de soldadura é composto por um símbolo de base e uma linha de referência e, se necessário, por símbolos adicionais, símbolos suplementares e símbolos que indicam a dimensão da soldadura.
O símbolo básico representa a forma da secção transversal da soldadura e é semelhante ao símbolo para a forma da secção transversal da soldadura que se encontra na Tabela 4-2.
Os símbolos auxiliares são símbolos que indicam as características da forma da superfície da soldadura. Estes símbolos podem ser omitidos se não for necessário especificar a forma da superfície da soldadura.
Os símbolos suplementares são utilizados para complementar os símbolos que representam determinadas características da superfície da soldadura. Os métodos de representação destes símbolos são apresentados na Tabela 4-3.
Se o tamanho da soldadura tiver de ser especificado durante o projeto ou a produção, é indicado pelo símbolo do tamanho da soldadura, conforme ilustrado na Tabela 4-4.
Tabela 4-2 Símbolos básicos de formas de soldadura
Número de série | Nome da soldadura | Tipo de soldadura | Símbolos básicos |
1 | Soldadura em forma de I | ||
2 | Soldadura em V | ||
3 | Soldadura em V sem corte | ||
4 | Soldadura unilateral em forma de V | ||
5 | Soldadura em V simples com bordo rombo | ||
6 | Soldadura em U | ||
7 | Soldadura unilateral em U | ||
8 | Soldadura de alargamento | ||
9 | Soldadura de filete | ||
10 | Tampão de soldadura | ||
11 | Soldadura por pontos | ||
12 | Soldadura por costura | ||
13 | Conta de trás |
Tabela 4-3 Símbolos auxiliares e símbolos suplementares de soldaduras
Número de série | Nome | Tipo | Símbolo auxiliar | Explicar |
1 | Símbolo do avião | Indica que a superfície de soldadura está nivelada | ||
2 | Símbolo de depressão | Representa a depressão da superfície da soldadura | ||
3 | Símbolo em relevo | Indicação de abaulamento da superfície da soldadura |
Número de série | Nome | Tipo | Símbolo suplementar | Explicar |
1 | Símbolo com placa de suporte | Indica que existe uma placa de apoio na parte inferior da soldadura | ||
2 | Símbolo de soldadura de três lados | É necessário que a direção de abertura do símbolo de soldadura de três lados seja basicamente consistente com a direção real da soldadura de três lados | ||
3 | Símbolo de soldadura periférica | Indica a soldadura à volta da peça de trabalho | ||
4 | Símbolos do sítio | Indica a soldadura no local ou no estaleiro |
Tabela 4-4 Símbolos de tamanho das soldaduras
Símbolo | Nome | Mapa de esboço |
δ | Espessura da folha | |
α | Ângulo de ranhura | |
b | Folga da extremidade | |
p | Altura da aresta romba | |
c | Largura da soldadura | |
K | Tamanho do filete | |
d | Diâmetro da pepita | |
S | Espessura efectiva da soldadura | |
N | Símbolo do número de soldaduras idênticas | |
K | Tamanho do filete | |
R | Raio da raiz | |
l | Comprimento da soldadura | |
n | Número de segmentos de soldadura | |
H | Profundidade da ranhura | |
h | Reforço de soldadura | |
β | Ângulo da face da ranhura |
(1) A linha principal é composta por uma linha de seta com uma ponta de seta e duas linhas de referência (uma é uma linha sólida fina e a outra é uma linha pontilhada).
(2) A linha pontilhada pode estar localizada acima ou abaixo da linha sólida fina.
A linha de ponto de referência é normalmente paralela ao lado comprido do bloco de título, mas também pode ser perpendicular ao lado comprido do bloco de título, se necessário.
A linha da seta é desenhada utilizando uma linha sólida fina e a seta aponta para o cordão de soldadura relevante. Se necessário, a linha da seta pode ser dobrada uma vez.
Se for necessário descrever o método de soldadura, pode ser acrescentado um símbolo de cauda no final da linha de referência.
(1) As dimensões ao longo da secção transversal da soldadura estão marcadas no lado esquerdo do símbolo de base.
(2) As dimensões ao longo do comprimento da soldadura estão marcadas no lado direito do símbolo de base.
(3) O ângulo da ranhura (α), o ângulo da face da ranhura (β) e a folga da raiz (b) estão marcados acima ou abaixo do símbolo de base.
(4) A mesma quantidade de soldadura e o mesmo código de método de soldadura são indicados na cauda.
(5) Se houver uma grande quantidade de dados de dimensão a marcar e for difícil de distinguir, podem ser acrescentados símbolos de dimensão correspondentes à frente dos dados para ajudar a clarificar a informação.
Tabela 12-1 Símbolos de soldadura e métodos de marcação
O comum juntas soldadas são a junta de topo, a junta em T, a junta de canto e a junta sobreposta, como mostra a figura.
A seleção de juntas soldadas baseia-se principalmente na estrutura da soldadura, na espessura da soldadura, nos requisitos de resistência da soldadura e nas condições em que a construção está a decorrer.
Método de estiramento especificado para a soldadura
A linha formada após a soldadura das peças de trabalho é designada por cordão de soldadura.
Se for necessária uma representação simples da soldadura num desenho, esta pode ser representada utilizando uma vista, uma vista de secção ou um diagrama axonométrico.
O método específico de representação da soldadura num desenho é mostrado na figura.
A soldadura estrutural resulta sempre em deformação e tensão de soldadura.
Durante o processo de soldadura, a deformação e a tensão interna gerados na soldadura que se alteram ao longo do tempo são referidos como deformação transitória e tensão de soldadura transitória, respetivamente.
A deformação e a tensão que permanecem na soldadura depois de a temperatura ter arrefecido até à temperatura ambiente após a soldadura são conhecidas como deformação residual de soldadura e tensão residual de soldadura, respetivamente.
A causa principal da tensão e deformação da soldadura é o aquecimento e arrefecimento irregulares da zona de soldadura.
Durante o processo de soldadura, a soldadura é aquecida localmente, provocando a deformação devido à caraterística do metal de se expandir e contrair.
No entanto, o chapa de aço é uma peça sólida, e esta expansão não pode ocorrer livremente.
O fim do chapa de aço só pode expandir-se uniformemente por uma quantidade de Δι.
(a) Durante a soldadura;
(b) Após a soldadura.
Durante o arrefecimento, o metal próximo da soldadura sofreu uma deformação plástica compressiva permanente durante a soldadura e é também restringido pelo metal de ambos os lados.
Para manter a consistência global, Δι' é reduzido uniformemente, o que gera uma certa quantidade de tensão elástica na área de soldadura e uma certa quantidade de compressão elástica no metal em ambos os lados.
Como resultado, há tensão de tração na zona de soldadura e no metal circundante, e há tensão de compressão no metal em ambos os lados.
A tensão na barra está num estado de equilíbrio. Pode ser observado que após soldadura topo a topo numa placa plana, o comprimento de Δι' é mais curto do que era antes da soldadura.
Ao mesmo tempo, é gerada tensão de tração na zona de soldadura e o metal de ambos os lados, longe da soldadura, sofre tensão de compressão.
Por outras palavras, a tensão e a deformação da soldadura são mantidas à temperatura ambiente e são conhecidas como tensão e deformação residuais da soldadura.
A tensão de soldadura pode ser dividida em quatro categorias: tensão térmica, tensão de restrição, tensão de mudança de fase e tensão de soldadura residual. A tensão residual de soldadura é frequentemente muito elevada.
Em estruturas com soldadura espessa, a tensão residual de soldadura pode normalmente atingir os limite de elasticidade do material.
(1) Tensão longitudinal: Tensão ao longo do comprimento da soldadura.
(2) Tensão transversal: Tensão perpendicular ao comprimento da soldadura e paralela à superfície do componente.
(3) Tensão na direção da espessura: Tensão perpendicular ao comprimento da soldadura e à superfície do componente.
(1) Tensão longitudinal da soldadura σ x
A tensão ao longo da direção longitudinal da soldadura é designada por tensão longitudinal (σ x).
A tensão perpendicular à direção longitudinal da soldadura é designada por tensão transversal (σ y).
Na zona de deformação plástica compressiva perto da soldadura, a tensão longitudinal (σ x) é uma tensão de tração, que pode tipicamente atingir os limite de elasticidade do material.
(2) Tensão transversal da soldadura
A figura ilustra a distribuição da tensão transversal (σy) numa soldadura de placas de um determinado comprimento.
σy é a tensão de tração na soldadura e a zona de deformação plástica compressiva perto da soldadura, enquanto as duas extremidades sofrem tensão de compressão.
Quanto mais longe do centro da soldadura, mais rapidamente σy diminui.
Para além das tensões longitudinais e transversais, existem também tensões ao longo da direção da espessura em estruturas soldadas de chapa espessa.
A distribuição de tensões nas três direcções é muito desigual na direção da espessura.
A soldadura por electroslag de chapa espessa resulta em três tensões axiais de tração no centro da soldadura, que aumentam com o aumento da espessura da chapa, mas a superfície sofre tensões de compressão.
(1) Impacto na resistência e estabilidade das peças de compressão
Quando o componente está sob carga de tração, a tensão residual de soldadura será adicionada à tensão de carga, afectando a resistência do componente.
(2) Influência na fratura frágil dos componentes
O aumento da tensão nominal do componente, combinado com a diminuição da tenacidade do material na área da junta de soldadura e a presença de defeitos de soldaduraaumentará a probabilidade de fratura frágil sob cargas externas reduzidas.
(3) Efeito sobre Resistência à fadiga
A tensão de tração residual na zona de soldadura pode aumentar o valor médio da tensão de tração da estrutura e reduzir a sua vida à fadiga.
(4) Impacto na precisão da maquinagem e na estabilidade dimensional das soldaduras
(5) Efeito na propagação da fenda
Ao avaliar o estado de fissuração da zona de soldadura, a tensão residual de soldadura deve ser tida em consideração.
Ao calcular o fator de intensidade de tensão (KI) que impulsiona o crescimento da fenda, o tensão residual (σr) é tida em conta utilizando a tensão de tração equivalente (σ3), que representa a contribuição da tensão residual para o crescimento da fenda:
σ3 = αrσr
Em que σr está relacionado com o tipo de fissura (fissura passante, fissura enterrada, fissura superficial) e com a direção da fissura (fissuras paralelas à linha de fusão, fissuras perpendiculares à linha de fusão e fissuras de filete) fissuras de soldadura).
Reduzir Tensão residual de soldadura através da conceção e do processo de soldadura
(1) A chave para reduzir a tensão de soldadura no projeto é organizar adequadamente as soldaduras para evitar a sobreposição de tensões e reduzir a tensão de pico.
① Minimizar o número de soldaduras e reduzir o tamanho e o comprimento das mesmas.
② As soldaduras devem ser suficientemente espaçadas e evitar o cruzamento, tanto quanto possível, para evitar tensões tridimensionais complexas.
③ As soldaduras não devem estar localizadas em áreas com grande tensão e mudanças abruptas na secção transversal para evitar a concentração de tensão.
④ Deve ser utilizada a junta de tipo mesa, mais flexível, e flangeamento deve substituir o tubo de inserção.
(2) Técnicas para reduzir a tensão de soldadura no processo
① Adotar uma sequência e direção de soldadura razoáveis e realizar a maioria das soldaduras com menor rigidez.
② Minimizar a diferença de temperatura entre a área de soldadura e toda a estrutura para reduzir a tensão interna de soldadura. Use pré-aquecimento geral e baixa energia linear.
③ Utilize a soldadura com martelo para reduzir a tensão e a deformação da soldadura.
④ Diminuir o teor de hidrogénio e eliminar o hidrogénio.
(3) O método de eliminação das tensões residuais consiste essencialmente na eliminação das tensões residuais após a soldadura. Para caldeiras e recipientes sob pressão com uma espessura de componente sob pressão superior a um determinado tamanho, é necessário um tratamento térmico pós-soldadura para eliminar tensão interna.
De um modo geral, a soldadura provoca a deformação da peça de trabalho. Se a deformação exceder o limite aceitável, afectará a funcionalidade.
A principal causa da deformação é o aquecimento e arrefecimento irregulares da soldadura durante a soldadura.
Durante a soldadura, a soldadura só é aquecida em áreas locais, mas o metal na área aquecida não pode expandir-se livremente devido ao metal com temperatura mais baixa à sua volta.
Quando arrefece, não pode encolher livremente devido ao confinamento pelo metal circundante.
Como resultado, esta parte do metal aquecido sofre tensões de tração, enquanto outras partes do metal sofrem tensões de compressão em equilíbrio com ela.
Quando estas tensões excedem o limite de elasticidade do metal, ocorre a deformação da soldadura.
As fissuras surgem quando o limite de resistência do metal é ultrapassado.
1. Formas de deformação da soldadura
As formas de deformação da soldadura podem ser variadas. As formas mais comuns são cinco formas básicas, ou combinações destas formas.
A figura (a) ilustra a deformação por contração longitudinal e transversal numa placa plana após a soldadura topo a topo;
A figura (b) ilustra a deformação angular numa placa plana após o acoplamento;
A figura (c) ilustra a deformação por flexão causada pelo desvio da disposição da soldadura num cilindro em relação ao eixo centróide da soldadura;
A figura (d) ilustra a deformação ondulada numa soldadura de parede fina após a soldadura.
Além disso, as estruturas viga-pilar são susceptíveis de distorção durante a soldadura.
A deformação por contração e a deformação por flexão são formas de deformação global, enquanto as outras formas são consideradas deformação local.
2. Factores que influenciam a deformação da soldadura
(1) O efeito da posição da soldadura na deformação da soldadura
Quando as soldaduras estão dispostas simetricamente na estrutura, apenas ocorre o encurtamento longitudinal e transversal. No entanto, se as soldaduras estiverem dispostas assimetricamente na estrutura, ocorrerá deformação por flexão. A deformação angular ocorrerá quando o centro de gravidade da secção de soldadura se desviar do centro de gravidade da secção da junta.
(2) Influência da rigidez estrutural
Sob a mesma força, as estruturas com grande rigidez têm menos deformação, enquanto as estruturas com baixa rigidez têm mais deformação. A deformação da soldadura é sempre realizada na direção com a menor restrição de rigidez estrutural ou de soldadura.
(3) Efeito da sequência de montagem e soldadura
A restrição de rigidez ao soldar uma tira de soldadura depende do procedimento de montagem e de soldadura. Para estruturas com secções e soldaduras simétricas, pode ser utilizado um método de primeira montagem num todo. Para estruturas de soldadura complexas, devido às múltiplas soldaduras, a deformação causada por cada soldadura afecta as outras soldaduras, tornando difícil o seu controlo. Assim, deve ser adotado um procedimento de montagem parcial, soldadura, remontagem e nova soldadura para controlar a deformação global da soldadura.
(4) Outros factores influentes
A deformação está também intimamente relacionada com o tipo de ranhura, a folga de montagem, as especificações de soldadura e o método de soldadura.
3. Métodos de controlo da deformação da soldadura
Para controlar e minimizar a deformação da soldadura, é essencial adotar esquemas de conceção e medidas de processo adequados.
(1) Reduzir tanto quanto possível o número, o comprimento e a dimensão das soldaduras, assegurando simultaneamente uma conceção razoável da capacidade de suporte.
Organizar a posição das soldaduras de uma forma razoável, de modo a que todas as soldaduras na estrutura sejam simétricas ou tão próximas quanto possível do eixo neutro da secção. Isto ajudará a reduzir a deformação da soldadura.
(2) Medidas processuais necessárias:
① Reserva de Retração:
Ao preparar a peça de trabalho, adicionar uma margem de retração adequada.
Normalmente, a retração longitudinal da soldadura é calculada com base no comprimento da soldadura e depende de factores como a ranhura, o tipo de junta e a espessura da chapa.
② Método de deformação inversa:
Utilizar a experiência ou métodos de cálculo para determinar o método de deformação inversa.
Antes da soldadura, é crucial avaliar a dimensão e a direção da deformação potencial da peça de trabalho. Para evitar a deformação residual, colocar a soldadura na direção oposta à da deformação ou aplicar previamente uma deformação artificial durante a montagem. Um controlo adequado ajudará a garantir que a peça de trabalho atinja a forma correcta.
③ Selecione métodos e especificações de soldagem apropriados:
Utilizar fontes de calor com concentração de energia e métodos de soldadura rápida para reduzir a deformação.
④ Sequência óptima de montagem e soldadura:
Dividir a grande estrutura em partes mais pequenas, montar e soldar cada parte separadamente e, em seguida, juntar as partes num todo completo.
⑤ Fixação robusta:
Fixar e prender a estrutura antes da soldadura para reduzir a deformação devido a restrições externas. No entanto, as estruturas rígidas fixação pode impedir a contração livre da soldadura, conduzindo a tensões internas elevadas no interior do componente.
Por conseguinte, é crucial selecionar cuidadosamente o material e a estrutura da soldadura.
⑥ Utilizar uma sequência de soldadura razoável
4. Correção da deformação da soldadura
Apesar da adoção de métodos de controlo da deformação, continua a ser difícil evitar a deformação após a soldadura. Quando a deformação da soldadura excede os limites especificados nos requisitos técnicos do produto, é necessário efetuar a correção pós-soldadura para cumprir os padrões de qualidade do produto.
O objetivo da correção é induzir uma nova deformação nos componentes de soldadura para contrariar a deformação que ocorreu durante a soldadura. No entanto, o processo de correção aumenta frequentemente as tensões internas nos componentes.
Para evitar fracturas locais durante a correção, é aconselhável aliviar tensão residual de soldadura antes de corrigir a deformação. Isto ajudará a garantir a integridade e a estabilidade do componente.
Métodos comuns de correção mecânica e por chama na produção:
(1) Método de correção mecânica:
O método de correção mecânica envolve a utilização de pressão mecânica ou martelagem a frio para produzir deformação plástica e corrigir a deformação da soldadura.
(2) Método de correção da chama:
O método de correção por chama utiliza a contração causada pelo aquecimento local com uma chama para contrariar o alongamento e a deformação na área afetada. É crucial identificar corretamente a posição de aquecimento, e a temperatura de aquecimento para a correção por chama situa-se normalmente entre 600-800°C.
(3) Prestar especial atenção ao tipo de aço durante a correção:
Ao efetuar a correção, é importante ter em conta a tipo de aço que está a ser utilizado:
Tecnologia de soldadura é um fator crítico para garantir a qualidade das juntas soldadas. Num contexto de fabrico, os elementos do processo de soldadura são delineados nas directrizes detalhadas do procedimento de soldadura.
O cartão detalhado do procedimento de soldadura é criado com base nos resultados do teste de qualificação do procedimento de soldadura correspondente.
Os elementos especificados no cartão de procedimento de soldadura pormenorizado incluem:
① Preparação antes da soldadura;
② Marca e especificações de materiais de soldadura;
③ Parâmetros de especificação do procedimento de soldadura;
④ Técnica de soldadura;
⑤ Inspeção pós-soldadura, etc.
Parâmetros eléctricos de soldadura:
(1) Quando se utiliza a soldadura contínua AC ou DC, os principais parâmetros eléctricos nas especificações de soldadura são tensão de soldadura e atual.
(2) Para a soldadura por corrente pulsada, os parâmetros eléctricos adicionais incluem a frequência alternada, a relação de ligar/desligar, a corrente de base e o valor da corrente de pico.
(3) O princípio para a seleção dos parâmetros de especificação da soldadura é assegurar uma penetração adequada e um cordão de soldadura sem fissuras, satisfazendo simultaneamente os requisitos de desempenho especificados nas condições técnicas.
Ao selecionar os parâmetros eléctricos, é importante ter em conta o impacto de calor de soldadura contributo para o desempenho conjunto.
Consulte a Tabela 4-8 para a seleção dos diâmetros do elétrodo de soldadura por arco manual e a gama de corrente de soldadura correspondente.
Tabela 4-8 Seleção do diâmetro do elétrodo e da corrente de soldadura para a soldadura por arco manual
Espessura das peças de aço (mm) | 1.5 | 2 | 3 | 4~5 | 6~8 | 9~12 | 12~15 | 16~20 | >20 |
Diâmetro do elétrodo (mm) | 1.6 | 2 | 3 | 3~4 | 4 | 4~5 | 5 | 5~6 | 6~10 |
Corrente de soldadura (A) | 25~40 | 40~65 | 65~100 | 100~160 | 160~210 | 160~250 | 200~270 | 260~300 | 320~400 |
Tabela 4-9 Seleção de especificações de soldadura automática por arco submerso de dupla face para peças biseladas
Soldadura automática por arco submerso | Forma da ranhura | Diâmetro do fio de soldadura (mm) | Sequência de soldadura | corrente de soldadura(A) | Tensão do arco(V) | Velocidade de soldadura(m/h) |
14 | 5 | positivo | 830~850 | 36~38 | ||
5 | negativo | 600~620 | 36~38 | |||
16 | 5 | positivo | 830~850 | 36~38 | ||
5 | negativo | 600~620 | 36~38 | |||
18 | 5 | positivo | 830~850 | 36~38 | ||
5 | negativo | 600~620 | 36~38 | |||
22 | 6 | positivo | 1050~1150 | 38~40 | ||
5 | negativo | 600-620 | 36~38 | |||
24 | 6 | positivo | 1100 | 38~40 | ||
5 | negativo | 800 | 36~38 | |||
30 | 6 | positivo | 100~1100 | 36~40 | ||
5 | negativo | 900~1000 | 36~38 |
Fissuras de soldadura referem-se à separação do material metálico (fratura local) no interior da junta de soldadura devido a causas relacionadas com a soldadura, como a metalurgia, os materiais ou as forças internas e externas, durante ou após a soldadura.
As fissuras são um dos factores mais perigosos defeitos de soldaduracaracterizada por extremidades afiadas e uma largura de separação (deslocamento de abertura) muito menor do que o comprimento da fenda.
A prevenção de fissuras de soldadura é um aspeto crucial na conceção e produção de estruturas de soldadura.
Existem vários tipos de soldadura As fissuras e os seus métodos de classificação evoluíram à medida que o nosso conhecimento da natureza das fissuras se foi aprofundando.
O quadro seguinte apresenta uma classificação geral com base no momento e na localização das fissuras.
Quadro 4-11 Método atual de classificação de fissuras
Período de ocorrência de fissuras | Local de ocorrência | Nome | ||
Processo de soldadura | Perto da linha sólida | linha de soldadura | Fissura de solidificação | Crack quente |
Zona afetada pelo calor | Fissura de liquefação | |||
Abaixo da linha de fase sólida | linha de soldadura | Fenda poligonal | ||
Próximo da temperatura de recristalização T | Zona afetada pelo calor | Fissura plástica a alta temperatura | ||
Quase à temperatura ambiente | Zona afetada pelo calor | Fenda fria | ||
Zona afetada pelo calor e camada de laminagem do metal de base | Laceração lamelar | |||
Durante o aquecimento de têmpera a alta temperatura após a soldadura | Zona afetada pelo calor | Fenda de reaquecimento | ||
Durante a utilização de meios corrosivos | Soldaduras, zona afetada pelo calor | Fissuração por corrosão sob tensão |
As fissuras nas pontes de aço de alta resistência e nas estruturas de aço para a construção naval são principalmente fissuras a frio, representando 90% de todas as fissuras. Em instalações petroquímicas e equipamentos eléctricos, fissuras quentes são mais prevalecentes. O aço perlítico resistente ao calor é propenso a fissuras de reaquecimento.
Há duas razões principais para o aparecimento de fissuras:
(1) A tensão e a deformação resultantes da restrição são uma das principais causas da fissuração. É necessário um certo nível de tensão para que ocorra a fissuração, e o processo de aquecimento desigual durante a soldadura pode levar a tensões e deformações de tração na junta devido à restrição de toda a estrutura durante o processo de arrefecimento da soldadura.
(2) Numa determinada gama de temperaturas, devido à presença de factores de fragilidade, determinadas partes da junta irão fissurar sob tensão de tração.
(1) Características das fissuras por soldadura a quente:
As fissuras a quente têm as seguintes características morfológicas, que as distinguem das outras fissuras:
① A maioria das fissuras abre-se na superfície da soldadura e tem uma cor oxidada.
② As fissuras ocorrem frequentemente na junção das dendrites e ao longo da direção longitudinal no centro da secção transversal da soldadura.
③ As fissuras são tipicamente intergranulares e apresentam propriedades de fratura intergranular a alta temperatura.
④ Ocorrem principalmente durante e após a solidificação.
(2) Mecanismo de formação:
Na solidificação processo de soldaduraQuando existe um eutéctico de baixo ponto de fusão, a rápida velocidade de arrefecimento da soldadura pode fazer com que o limite do grão seja afastado e forme fissuras quando o grão solidificou e o limite do grão ainda está no estado líquido com uma resistência à deformação quase nula, e a tensão de tração da soldadura é elevada.
(3) Factores de influência:
① Efeito da composição química da solda:
Muitos cristais eutécticos na soldadura são o resultado de reacções metalúrgicas de soldadura.
Os elementos que podem produzir eutécticos são elementos que promovem a fissuração a quente.
Os elementos que podem refinar os grãos, produzir compostos de elevado ponto de fusão ou distribuir eutécticos de baixo ponto de fusão em formas esféricas ou em blocos são eficazes na inibição da fissuração a quente.
Tabela 4-12 Efeito de elementos de liga tendência para o crack quente
Afetar seriamente a formação de fissuras a quente | Uma pequena quantidade tem pouco efeito, enquanto uma grande quantidade promove a fissuração a quente | Reduzir a tendência de fissuração a quente da soldadura | Indeterminado |
Carbono, enxofre, fósforo, cobre, hidrogénio, níquel, nióbio | Silício (>0,4%) Manganês (>0,8%) Crómio (>0,8%) | Titâniozircónio, alumínio, elementos raros, manganês (até 0,8%) | Nitrogénio, oxigénio, arsénio |
② Influência da forma da secção de soldadura:
As fissuras a quente são propensas a formar-se em soldaduras profundas e estreitas devido à macro segregação que se concentra no meio da soldadura. Por conseguinte, ao realizar a soldadura automática por arco submerso em placas espessas, é crucial ajustar a proporção da corrente de soldadura e da tensão do arco para garantir que o coeficiente de forma da soldadura é superior a 1,3~1,5.
Na soldadura por arco manual, a secção de soldadura é pequena e a corrente é baixa, o que torna menos provável a ocorrência de soldaduras profundas e estreitas.
③ Influência do processo de soldadura e da estrutura da soldadura:
A estrutura da soldadura e o processo de soldadura têm um impacto direto na restrição da junta soldada, que se reflecte na tensão de tração da soldadura. O seu efeito nas fissuras a quente é considerado um fator mecânico.
(4) Medidas de prevenção de fissuras por soldadura a quente:
① As medidas básicas para evitar fissuras a quente são controlar rigorosamente a composição química da solda, limitar o conteúdo de impurezas de carbono, enxofre e fósforo e adicionar dessulfurizadores suficientes aos materiais de soldagem.
② Implementar medidas de processo, tais como pré-aquecimento antes da soldadura, traçado térmico e soldadura com elevada energia do fio (assegurando que o fator de forma da soldadura não é demasiado pequeno).
③ Reduzir a rigidez da soldadura tanto quanto possível para minimizar a tensão interna da soldadura.
(1) Características da fissuração a frio:
As fissuras a frio são os defeitos de soldadura mais comuns na soldadura de aço de baixa liga e alta resistência, aço de liga média, aço de carbono médio e outros aços facilmente temperados.
① Ocorrem após a solidificação do metal de solda, geralmente abaixo da martensite temperatura de transformação ou à temperatura ambiente.
② Ocorrem principalmente na zona afetada pelo calor e raramente na zona de soldadura.
③ São frequentemente atrasados.
(2) Causa: A causa principal das fissuras a frio é o efeito combinado da estrutura de baixa plasticidade (estrutura de endurecimento) na zona afetada pelo calor da soldadura, do hidrogénio na junta soldada e da tensão de soldadura.
(3) Factores de influência:
① Efeito de endurecimento:
Quando o aço facilmente temperado é soldado, a zona sobreaquecida forma uma estrutura de martensite grosseira, reduzindo a plasticidade do metal na zona afetada pelo calor e aumentando a sua fragilidade. Isto torna-o propenso a fissuras sob tensão de tração elevada na soldadura.
② Papel do hidrogénio:
As fissuras a frio induzidas pelo hidrogénio apresentam as características da fratura retardada, desde a latência até à iniciação, propagação e fissuração. A duração do tempo de atraso está relacionada com a concentração de hidrogénio e o nível de tensão da junta soldada.
③ Efeito da tensão de soldadura:
As fissuras a frio são mais prováveis de ocorrer quando a tensão de soldadura é de tração e acontece simultaneamente com a precipitação de hidrogénio e o endurecimento do material.
A soldadura de chapas grossas é mais suscetível a fissuras a frio na raiz. Isto deve-se à rigidez da chapa espessa e ao arrefecimento rápido, que leva à formação de uma estrutura de arrefecimento e resulta numa elevada tensão de soldadura.
(1) Características das fissuras de reaquecimento
① As fissuras de reaquecimento ocorrem na faixa de temperatura de 540-930°C após o tratamento térmico de alívio de tensão pós-soldagem.
② As fissuras propagam-se ao longo dos limites de grão na zona de grão grosso da zona afetada pelo calor.
③ As fissuras intergranulares com uma forma ramificada param quando atingem a área de grão fino da soldadura ou do metal de base.
(2) Mecanismo de formação de fissuras de reaquecimento
Após o tratamento térmico de alívio de tensões pós-soldadura e o reaquecimento, os carbonetos de liga são dispersos e precipitados nas linhas de deslocação após a preservação do calor a 550-700°C, o que reforça a estrutura intragranular.
Ao mesmo tempo, a resistência dos limites do grão na zona de grão grosso é baixa e a sua plasticidade é fraca.
Durante o processo de reaquecimento, a tensão residual é libertada e a resistência do limite do grão é mais fraca do que a do grão, resultando na fissuração do limite do grão.
(3) Factores de influência
Existem vários factores que afectam as fissuras de reaquecimento:
Estes incluem a composição química, o estado de restrição e as especificações de soldadura, vareta de soldadura resistência, especificações de alívio de tensões e temperatura de serviço do metal de base.
① A composição química afecta principalmente a plasticidade dos limites de grão na zona afetada pelo calor.
② O estado de restrição e as especificações de soldadura afectam a tensão residual de soldadura.
③ As especificações do tratamento térmico de alívio de tensão e a temperatura de serviço afetam principalmente a deformação plástica e o grau de precipitação de carboneto de liga causado pelo reaquecimento.
Por conseguinte, a capacidade de deformação plástica da zona de grão grosso na zona afetada pelo calor, a tensão residual da soldadura e a tensão plástica causada pelo reaquecimento são os três factores básicos que influenciam as fissuras de reaquecimento.
(4) Medidas de prevenção de fissuras de reaquecimento
① A principal medida é selecionar um metal de base com baixa sensibilidade a fissuras de reaquecimento.
② Tomar todas as medidas necessárias para reduzir o stress residual.
③ Evite combinar a tensão residual da soldadura com outras tensões, como a tensão estrutural e a tensão térmica durante o reaquecimento.
④ A utilização de materiais de soldadura de baixa correspondência ajuda a absorver a deformação.
⑤ Sob a condição de garantir o alívio do stress, utilize a temperatura de reaquecimento mais baixa possível e o tempo de espera mais curto.
Se possível, substituir o reaquecimento por um pós-aquecimento ligeiramente inferior ao temperatura de pré-aquecimento para obter melhores resultados.
(1) Características da laceração lamelar
① Durante o arrefecimento rápido da soldadura, ocorrem fissuras paralelas à superfície de laminagem do metal de base na chapa de aço devido à tensão de tração da soldadura na direção da espessura da chapa. Estas fissuras são conhecidas como rasgamento lamelar e ocorrem frequentemente em juntas de chapa espessa em forma de T e K.
② O rasgo lamelar é um tipo de fissura que ocorre à temperatura ambiente, normalmente após o arrefecimento até menos de 150°C ou à temperatura ambiente após a soldadura. No entanto, quando a restrição estrutural é muito alta e o aço é altamente sensível ao rasgo lamelar, ele também pode ocorrer a temperaturas entre 300-250°C.
(a) Posição típica da rotura lamelar na articulação em "T
(b) Rasgão lamelar na junta do Downcomer do tambor da caldeira
(2) Principais factores que provocam a laceração lamelar
① Influência das inclusões
As inclusões são a principal causa da anisotropia do aço e a origem da rotura lamelar.
② Efeito das propriedades do metal de base
A plasticidade e a tenacidade da própria matriz metálica têm um impacto significativo na rotura lamelar. Uma plasticidade e uma tenacidade fracas resultam numa fraca resistência à rotura lamelar.
③ Influência da tensão de restrição
Todas as fissuras de soldadura ocorrem sob a ação de tensões de tração e a rutura lamelar não é exceção. A rotura lamelar só é causada quando as juntas de canto e as juntas em T são propensas a formar grandes tensões de restrição bidireccionais.
(3) Precauções para a laceração lamelar
A laceração lamelar é difícil de reparar, pelo que a prevenção deste defeito é o principal objetivo.
① Quando a junta soldada é propensa a causar rasgamento lamelar, avalie a sensibilidade ao rasgamento lamelar da placa de aço utilizada e escolha uma placa de aço com baixa sensibilidade.
② Adotar um tipo de ranhura razoável para alinhar a linha de fusão da soldadura o mais próximo possível da placa de aço.
③ Para os tipos de aço que são sensíveis à rutura lamelar, se possível, utilize materiais de soldadura com um grau de resistência inferior, melhor plasticidade e tenacidade para reduzir a tensão na direção da espessura da chapa de aço.
④ Para tipos de aço com elevada sensibilidade à rutura lamelar, depositar previamente várias camadas de metal de solda de baixa resistência na superfície da placa de aço na ranhura de soldadura.
A disposição dos cordões de soldadura num estrutura de soldadura tem um impacto significativo na qualidade e eficiência das juntas soldadas.
A disposição da soldadura deve proporcionar um espaço livre para que os soldadores possam trabalhar livremente e para que o equipamento de soldadura possa funcionar normalmente.
Ao efetuar a soldadura por arco submerso, tenha em conta a facilidade de armazenamento do fluxo de soldadura.
Para soldadura por pontos e soldadura por costuraA facilidade de inserção dos eléctrodos deve ser tida em consideração.
Para componentes com tensões grandes e complexas, as soldaduras não devem ser colocadas em posições com tensão máxima e concentração de tensões.
Por exemplo, a soldadura de emenda de uma viga e chapa de aço soldada de grande vão não deve estar localizada no centro da viga, mas sim, deve ser acrescentada uma soldadura adicional.
As soldaduras densas ou cruzadas podem causar sobreaquecimento, aumentar a zona afetada pelo calor e enfraquecer a estrutura.
Normalmente, a distância entre duas soldaduras deve ser superior a três vezes a espessura da placa e não inferior a 100 mm.
Se for necessário maquinar antes de soldar, a posição da soldadura deve ser concebida o mais afastada possível da superfície maquinada.
Em superfícies com elevados requisitos de maquinagem, é preferível evitar soldaduras de fixação.
Para evitar a fusão durante a soldadura, não deve haver ângulos agudos na extremidade da soldadura. A transição entre dois juntas de soldadura deve ser suave para evitar a concentração de tensões.
GB/T 19804-2005/ISO 13920:1996
(1) Tolerância dimensional geral e tolerância geométrica gama de estruturas soldadas
Tabela 1 Tolerância da dimensão linear Unidade: mm
Gama de dimensões nominais l |
Classe de tolerância |
A |
B |
C |
D | |
2~30 |
Tolerância t |
± 1 | ||||
>30~120 |
± 1 |
± 2 |
± 3 |
± 4 | ||
>120~400 |
± 1 |
± 2 |
± 4 |
± 7 | ||
>400~1000 |
± 2 |
± 3 |
± 9 | |||
± 6 | ||||||
>1000~2000 |
±3 |
±4 |
±8 |
±12 | ||
>2000~4000 |
±4 |
±6 |
±11 |
±16 | ||
>4000-~8000 |
±5 |
±8 |
±14 |
±21 | ||
>8000~12000 |
±6 |
±10 |
±18 |
±27 | ||
>12000~16000 |
±7 |
±12 |
±21 |
±32 | ||
>16000~20000 |
±8 |
±14 |
±24 |
±36 | ||
>20000 |
±9 |
±16 |
±27 |
±40 |
(2) Tolerância da dimensão angular
O lado mais curto do ângulo deve ser utilizado como aresta de referência e o seu comprimento pode ser prolongado até um ponto de referência designado. Neste caso, o ponto de referência deve ser marcado no desenho. Consulte a Tabela 2 para obter as tolerâncias. As figuras 1 a 5 apresentam exemplos específicos.
Tabela 2 Tolerância das dimensões angulares
Classe de tolerância | Tamanho nominal (comprimento da peça de trabalho ou comprimento do lado curto) gama/mm | ||
0~400 | >400~1000 | >1000 | |
Tolerância no ângulo △ a/(°) | |||
A | ± 20 | Bolseiros 15 | ±10 |
B | ± 45 | ±30 | ± 20 |
C | ± 1 ° | ± 45 | ± 30 |
D | ±130 | Shi 115 | Solo 1 |
Tolerância no comprimento t/(mm/m) | |||
A | Solo 6 | Solo 4.5 | ±3 |
B | Bolseiros 13 | ±9 | Bolseiros 6 |
C | Académico 18 | Bolseiros 13 | ±9 |
D | Bolseiros 26 | Solo 22 | Solo 18 |
(3) Retilinearidade, planicidade e paralelismo
O retidãoAs tolerâncias de coaxialidade, planicidade e paralelismo listadas na Tabela 3 aplicam-se a todas as dimensões de soldaduras, conjuntos soldados ou componentes soldados, bem como às dimensões marcadas nos desenhos. As tolerâncias de coaxialidade e simetria não são especificadas. Se estas tolerâncias forem necessárias para a produção, elas devem ser marcadas no desenho de acordo com GB/T1182.
Tabela 3 Tolerâncias para retilinearidade, planeza e paralelismo Unidade: mm
Grau público | E | F | G | H | ||
Gama de dimensão nominal l (correspondente ao lado mais comprido da superfície) | >30~120 | Tolerância t | ± 0.5 | ±1 | ± 1.5 | ± 2.5 |
>120~400 | ±1 | ± 1.5 | ±3 | ±5 | ||
>400~1000 | ±1.5 | ±3 | ± 5.5 | ±9 | ||
>1000~-2000 | ±2 | ± 4.5 | ±9 | ±14 | ||
>2000~4000 | ±3 | ±6 | ±11 | ±18 | ||
>4000~8000 | ±4 | ±8 | ±16 | ±26 | ||
>8000~-12000 | ±5 | ±10 | ± 20 | ±32 | ||
>12000~16000 | ±6 | ±12 | ±22 | ±36 | ||
>16000~20000 | ±7 | ±14 | ± 25 | ±40 | ||
>20000 | ±8 | ±16 | ± 25 | ±40 |
1.1.1 Chapas metálicas Espessura e qualidade A espessura e a qualidade da chapa metálica devem estar em conformidade com a norma nacional e devem ser fornecidos o relatório de ensaio de desempenho e o certificado do fabricante da chapa metálica utilizada.
1.1.2 Aspeto do material O material deve ser plano, sem ferrugem, fissuras e deformações.
1.1.3 Dimensões As dimensões devem estar em conformidade com os desenhos ou requisitos técnicos. Se não forem fornecidas pela nossa empresa, devem estar em conformidade com as normas nacionais em vigor.
1.2.1 Consistência do pó de plástico Todo o lote de pó de plástico deve ter uma boa consistência, com um certificado de fábrica e um relatório de inspeção que inclua o número do pó, o número da cor e vários parâmetros de inspeção.
1.2.2 Requisitos de ensaio O pó de plástico deve cumprir os requisitos do produto após o ensaio, incluindo a cor, o brilho, o nivelamento, a aderência, etc.
1.3.1 Aspeto A superfície deve estar livre de bordados e rebarbas e o aspeto de todo o lote de materiais recebidos deve ser consistente.
1.3.2 Dimensões As dimensões devem corresponder aos requisitos dos desenhos e das normas nacionais.
1.3.3 Desempenho O desempenho deve satisfazer os requisitos do produto após a montagem experimental e o desempenho em serviço.
Todos os cantos afiados, arestas e superfícies ásperas que possam causar danos devem ser rebarbados.
As rebarbas resultantes da estampagem não devem apresentar saliências, reentrâncias, asperezas, riscos, ferrugem ou outras imperfeições visíveis nas superfícies expostas e visíveis dos painéis das portas e dos painéis.
Rebarbas: Após o apagamento, a altura da rebarba não deve exceder 5% da espessura da chapa (t).
Riscos e marcas de faca: O produto é considerado qualificado se não apresentar quaisquer riscos visíveis quando tocado à mão e se os riscos não forem superiores a 0,1.
As especificações relativas à tolerância de superfície são apresentadas no quadro I.
Tabela 1 em anexo. Requisitos de tolerância de planeza
Dimensão da superfície (mm) | Tamanho da deformação (mm) |
Abaixo de 3 | Inferior a ±0,2 |
Mais de 3 mas menos de 30 | Inferior a ±0,3 |
Mais de 30 e menos de 400 | Inferior a ±0,5 |
Mais de 400 e menos de 1000 | Inferior a ±1,0 |
Mais de 1000 e menos de 2000 | Inferior a ±1,5 |
Mais de 2000 e menos de 4000 | Inferior a ± 2,0 |
2.2.1 Rebarba: A altura da rebarba extrudida após a dobragem não deve exceder 10% da espessura da chapa (t). Salvo indicação em contrário, a raio de curvatura deve ser R1.
2.2.2 Indentação: O produto pode apresentar vincos visíveis, mas estes não devem ser perceptíveis ao toque. O produto pode ser comparado com uma amostra de referência.
2.2.3 Normas de deformação por flexão: As normas de deformação por flexão devem estar de acordo com os quadros II, III e IV.
2.2.4 Direção e dimensão da dobragem: A direção e a dimensão da dobragem devem ser coerentes com os desenhos.
Tabela 2 em anexo: Requisitos de tolerância diagonal
Dimensão diagonal (mm) | Diferença de dimensão da diagonal (mm) |
Inferior a 300 | Inferior a ±0,3 |
Mais de 300 e menos de 600 | Inferior a ±0,6 |
Mais de 600 e menos de 900 | Inferior a ±0,9 |
Mais de 900 e menos de 1200 | Inferior a ±1,2 |
Mais de 1200 e menos de 1500 | Inferior a ± 1,5 |
Mais de 1500 e menos de 1800 | Inferior a ± 1,8 |
Mais de 1800 e menos de 2100 | Inferior a±2,1 |
Mais de 2100 e menos de 2400 | Inferior a±2,4 |
Mais de 2400 a 2700 | Inferior a ±2,7 |
O ângulo deve ser verificado e medido de acordo com as especificações dos desenhos. A tolerância para o ângulo é apresentada no Quadro III.
Valor do desvio limite da dimensão angular
Valor do desvio limite da dimensão angular | |||||
Classe de tolerância | Segmentação básica por tamanho | ||||
0-10 | >10-50 | >50-120 | >120-400 | >400 | |
Precisão f | ± 1 ° | ±30' | +20' | ±10' | ±5' |
Médio m | |||||
Grosso c | +1°30 | +1° | +30 | +15′ | +10' |
Mais grosseiro v | +3° | ±2° | +1° | +30' | +20' |
As dimensões devem ser inspeccionadas de acordo com os requisitos do desenho e a tolerância dimensional é indicada no quadro IV.
Tabela 4 em anexo: Requisitos de tolerância dimensional
Tamanho padrão | Tolerância dimensional (mm) |
Abaixo de 3 | ±0.2 |
Mais de 3 mas menos de 30 | ±0.3 |
Mais de 30 e menos de 400 | ± 0.5 |
Mais de 400 e menos de 1000 | ±1.0 |
Mais de 1000 e menos de 2000 | ± 1.5 |
Mais de 2000 e menos de 4000 | ± 2.0 |
2.5.1 As soldaduras devem ser fortes e consistentes, sem defeitos como soldadura inadequada, fissuras, penetração incompleta, penetração da soldadura, entalhes ou cortes inferiores.
O comprimento e a altura das soldaduras não devem exceder 10% do comprimento e da altura exigidos.
2.5.2 Requisitos dos pontos de soldadura: O comprimento de cada ponto de soldadura deve ser entre 8mm e 12mm, com uma distância de 200 ± 20mm entre dois pontos de soldadura. O ponto de soldadura V deve ser simétrico e ter posições superior e inferior uniformes.
Se os desenhos de processamento tiverem requisitos especiais para os pontos de soldadura, esses requisitos têm precedência.
2.5.3 A distância entre os pontos de soldadura deve ser inferior a 50mm, o diâmetro do ponto de soldadura deve ser inferior a φ5, e os pontos de soldadura devem estar uniformemente espaçados. A profundidade de indentação nas soldas por pontos não deve exceder 15% da espessura real da placa, e nenhuma cicatriz de solda percetível deve permanecer após a soldagem.
2.5.4 Após a soldadura, nenhuma outra peça que não seja de soldadura pode ser danificada por escória de soldadura ou arco, e todas as soldadura de superfícies a escória e os salpicos devem ser removidos.
2.5.5 Após a soldadura, a superfície exterior das peças deve estar isenta de inclusões de escória, orifícios de ar, sobreposições, protuberâncias, depressões ou quaisquer outros defeitos. Os defeitos na superfície interior não devem ser perceptíveis e não devem afetar a montagem.
A tensão pós-soldadura de peças importantes, como os painéis das portas e os painéis, também deve ser aliviada para evitar a deformação da peça de trabalho.
2.5.6 A superfície externa das peças de soldadura deve ser alisada por retificação. No caso das peças pulverizadas com pó e das peças galvanizadas, a rugosidade após a retificação deve ser de Ra3,2-6,3 e, no caso das peças pintadas, deve ser de Ra6,3-12,5.
3.1.1 Antes da pulverização, a superfície da peça de trabalho deve ser desengordurada, despojado, fosfatizado e limpo.
3.1.2 A superfície da peça de trabalho não deve apresentar marcas de água ou resíduos de solução de limpeza.
3.1.3 A superfície da peça de trabalho não deve apresentar manchas de óleo, poeiras, fibras ou outros fenómenos indesejáveis que possam afetar a qualidade ou a aderência da superfície pulverizada.
3.1.4 A cor deve corresponder à placa de amostra (não deve ser observada nenhuma diferença de cor óbvia à luz natural ou a uma lâmpada fluorescente de 60 watts para uma visão normal) e não deve haver nenhuma diferença de cor para o mesmo lote de produtos (nota: a diferença de cor inclui a cor e o brilho).
3.1.5 A superfície do revestimento deve ser lisa, plana e homogénea e não deve apresentar os seguintes defeitos
Não secagem e colagem posterior: a superfície parece seca, mas na realidade não está completamente seca, com (ou suscetível de) marcas de grãos na superfície e penugem de tecido;
Flacidez: existem saliências líquidas na superfície que têm a forma de grânulos na parte superior;
Partículas: a superfície tem um aspeto arenoso e é bloqueada ao tato;
Casca de laranja: a superfície apresenta-se irregular e irregular como a pele de uma laranja;
Fuga de fundo: a superfície é transparente e a cor do substrato é visível;
Furos: pequenos orifícios (buracos) na superfície devido ao encolhimento, também designados por pinholes;
Com padrão: a cor da superfície varia em profundidade, apresentando padrões;
Rugas: a superfície está localmente empilhada e elevada, apresentando rugas (exceto no caso do pó para rugas);
Inclusão: existem objectos estranhos no revestimento;
Danos mecânicos: arranhões, abrasões e contusões causados por forças externas.
3.1.6 Normas de classificação da superfície:
Superfície de grau A: a superfície externa que é frequentemente vista após a montagem, como o painel do armário, a porta do armário, os lados à volta do armário, a superfície superior visível para as pessoas comuns e a superfície baixa visível sem se dobrar.
Superfície de grau B: a superfície que raramente é vista mas que pode ser vista em determinadas condições, como os acessórios interiores, as nervuras de reforço e o lado interior do portão que pode ser visto após a abertura.
Superfície de grau C: a superfície que geralmente não é vista ou que só é vista durante a montagem, como a superfície de contacto entre o carro e a calha de guia no armário.
3.1.7 Condições de inspeção:
Requisitos da fonte de luz: Luz diurna árctica ou lâmpada fluorescente de alta eficiência para interior com duas fontes de luz (iluminância de 1000 lúmenes).
Distância de inspeção visual: 300 mm para a superfície de grau A, 500 mm para a superfície de grau B e 1000 mm para a superfície de grau C.
3.1.8 Normas de inspeção:
A superfície de classificação do produto deve ser distinguida de acordo com a norma da fonte de luz.
A película de revestimento de todas as superfícies de qualidade não deve apresentar qualquer exposição do material de base, descamação ou outros defeitos, e todas as superfícies não devem apresentar riscos, bolhas, orifícios, acumulação de pó ou outros fenómenos indesejáveis.
Cor e padrão: o fabricante deve fazer amostras conforme necessário, que devem ser confirmadas por ambas as partes.
A aceitação deve ser efectuada de acordo com a amostra, sem qualquer diferença de cor evidente (não mais de 3 graus), e o grão deve corresponder à amostra.
A inspeção deve ser efectuada ao nível da distância dos olhos, com uma velocidade de varrimento de 3 m/min.
3.1.9 Padrão de defeito de aparência:
Ver o quadro 5 em anexo para os critérios de determinação.
Quadro 5 em anexo: Critérios de julgamento para defeitos de superfície
Número de série | Tipo de defeito | Valor de especificação (mm) | Área limite (mm2) | Ferramentas de inspeção | ||||||||
Inferior a 100 | 100-300 | Acima de 300 | ||||||||||
A | B | C | A | B | C | AB | C | |||||
1 | Abrasão, arranhão, arranhão | 10 de comprimento e menos de 0,1 de largura | 0 | 2 | 2 | 0 | 3 | 1 | 4 | 4 | Fita Vernier | |
Comprimento: 10, largura: inferior a 0,15 | 0 | 1 | 1 | 0 | 2 | 21 | 3 | 3 | ||||
15 de comprimento e menos de 0,1 de largura | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | |||
Mais de 0,15 de largura | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||
2 | Partícula estranha | Abaixo de 1 | 1 | 2 | 3 | 2 | 3 | 4 | 3 | 4 | 5 | vernier |
Inferior a 1,5 | 0 | 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 2 | 3 | 4 | |||
Abaixo de 2 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 2 | 0 | 2 | 3 | |||
3 | Cavidade de retração | Inferior a φ0,3 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | vernier |
Inferior a φ0,5 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | |||
Acima de φ0,5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 2 | |||
4 | Ponto preto Ponto branco Pontos de outras cores | Inferior a 0,3 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | vernier |
5. | Recuo de flexão | 3 de comprimento e menos de 0,2 de largura. | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | 4 | 5. | 5. | vernier |
Comprimento: 5, largura: menos de 0,2 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | |||
Mais de 5 anos | 0 | 1 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | |||
Mais de 0,2 de largura. | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 2 | 0 | 2 | 3 | |||
6. | cor e brilho | - | Para além dos limites superior e inferior da paleta de cores especificada, não são permitidas misturas de cores e sombras | Inspeção visual | ||||||||
7. | brilho | - | Não deve haver desníveis, tal como especificado no projeto. | Inspeção visual | ||||||||
8. | Manchas e nódoas de óleo | - | Não | Inspeção visual | ||||||||
Observações: Os valores nas caixas negras a negrito são os critérios de avaliação. Por exemplo, "2" significa que, nas condições especificadas, não são permitidos mais de 2 pontos..: |
unidade: µm
Projeto | Pó para exterior | Pó para interiores | Pintura | Método de ensaio |
Espessura da superfície do produto | 60~120 | 50~100 | 40~70 | Medidor de espessura do revestimento |
Espessura interior do produto | 60~100 | 50~80 | 30~60 | Medidor de espessura do revestimento |
3.3.1 Fabrico da placa colorida de pulverização
A. Durante a cozedura, devem ser criadas duas placas coloridas para cada forno, a fim de efetuar um ensaio de desempenho. A placa metálica utilizada deve ser do mesmo material que o produto, com uma dimensão de 80 × 120, e deve ser adicionada ao produto em condições normais. O número do pó, as condições de cura, a data e a hora devem ser claramente marcados e assinados pelo Engenheiro de Qualidade (QE).
Após a confirmação, o número, o nome e o registo devem ser registados e geridos. Uma placa deve ser mantida para efeitos de teste e a outra para arquivo.
B. O período de validade da chapa de cores utilizada no processo de fabrico de pulverização de pó é de dois anos, devendo ser armazenada à temperatura ambiente (70 ± 15%) num ambiente isento de luz. O ambiente de armazenamento deve também manter uma temperatura e um nível de humidade constantes.
3.3.2 Método de deteção de brilho e cor
Brilho: O brilho deve ser avaliado utilizando um medidor de brilho com um ângulo de incidência de 60° e uma tolerância de erro de ± 5%. Se os resultados satisfizerem estes critérios, o produto é considerado qualificado.
Cor: A cor do produto deve corresponder ao desenho do projeto ou não ser significativamente diferente da cor padrão da placa.
3.4.1 Método de ensaio Baige
Após o processo de pulverização, deve ser retirada uma placa de cor do forno e devem ser gravadas 11 camadas de revestimento na superfície, tanto na vertical como na horizontal, com um intervalo de 1 mm. O entalhe deve ser efectuado com uma força adequada, de modo a que o risco não atinja o substrato.
Em seguida, a superfície de revestimento deve ser dividida em 100 quadrados e depois fixada com um adesivo forte e transparente num ângulo de 45 graus. A cola deve então ser retirada subitamente. Nesta altura, o conteúdo de cada quadrado deve ser verificado para ver se caiu.
Cada quadrícula representa 1 por cento e o padrão de aceitação é o nível 5, o que significa que o número de quadrados com conteúdos decrescentes não deve exceder 5.
3.4.2 Método de avaliação
Grau 0: Não deve haver desprendimento em nenhuma intersecção.
Grau 1: Menos de 5% do conteúdo das intersecções deve ter caído.
Grau 2: Entre 5% e 15% do conteúdo das intersecções deveria ter caído.
Grau 3: Entre 15% e 25% do conteúdo das intersecções deveria ter caído.
Grau 4: Entre 25% e 35% do conteúdo das intersecções deveria ter caído.
Grau 5: Mais de 35% do conteúdo das intersecções deveria ter caído.
3.4.3 Método de julgamento
Quando a espessura do revestimento é inferior a 40μm, o comprimento lateral de cada quadrado não deve exceder 1mm e deve cumprir os requisitos do Grau 2.
Quando a espessura do revestimento está entre 40μm e 90μm, o comprimento lateral de cada quadrado deve estar entre 1mm e 2mm e deve cumprir os requisitos do Grau 3.
Quando a espessura do revestimento está entre 90μm e 120μm, o comprimento lateral de cada quadrado deve ser de 2mm e deve cumprir os requisitos do Grau 4.
Quando a espessura do revestimento excede os 120μm, a aderência pode ser reduzida. Geralmente, é preferível que a espessura do revestimento não exceda 120μm.
Como norma provisória, se houver um quadrado completo com conteúdo em queda, o produto será considerado não qualificado.
Após o processo de pulverização, deve ser retirada uma placa de cor do forno e dobrada a 180 graus, de modo a que o ângulo de curvatura interno seja igual à espessura (r=t). Em alternativa, a placa de cor pode ser dobrada a 90 graus uma vez, e o revestimento não deve cair.
A superfície de revestimento deve ser limpa repetidamente com um pano de algodão branco embebido em álcool durante 10 vezes (sem pressão excessiva). Após a limpeza, o pano de algodão não deve apresentar qualquer vestígio de revestimento que tenha caído. Quando o álcool tiver evaporado completamente, não deve haver qualquer diferença percetível de cor ou brilho entre a área limpa e a área não limpa.
Utilizando o equipamento de ensaio, um martelo pesado de 500 g deve ser largado livremente de uma altura de 500 mm. Os critérios de avaliação são os seguintes: após o impacto de um quarto do punção na parte da frente, não deve haver fissuras ou queda de película no revestimento da superfície.
Um lápis 2H afiado deve ser utilizado para formar um ângulo de 45 graus com a superfície da película e empurrado para a frente ao longo de uma régua durante 15-30 mm. A superfície da película deve então ser verificada depois de se limpar a marca resultante com uma borracha. O produto será considerado qualificado se não houver substrato exposto.