Inspeção de Soldagem, Notas de aula de Tecnologia de Soldagem

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INSPETOR DE

SOLDAGEM

INSPETOR DE

SOLDAGEM

Rio de Janeiro ^2012

INSPETOR DE

SOLDAGEM

SENAI-RJ GEP Gerência de Educação Profissional Rua Mariz e Barros, 678 – Tijuca 20270-903 – Rio de Janeiro – RJ Tel.: (21) 2587-1223 ^ Fax: (21) 2254- mdigep@firjan.org.br www.firjan.org.br

Inspetor de Soldagem

© 2012 – SENAI-BA ^ SENAI-MG ^ SENAI-RJ

Qualquer parte desta obra pode ser reproduzida, desde que citada a fonte.

INSPETOR DE SOLDAGEM

Publicação em consonância com o Acordo Ortográfico da Língua Portuguesa de 2008

SENAI-BA CIMATEC Núcleo de Soldagem, Inspeção e Materiais Av. Orlando Gomes, 1.845 – Piatã 41650-010 – Salvador – BA Tel.: (71) 3462-9500 ^ Fax: (71) 3462- cimatec@fieb.org.br www.senai.fieb.org.br

SENAI-MG CFP Alvimar Carneiro de Rezende Via Sócrates Mariani Bitencourt, 711 Bairro Cinco 32010-010 – Contagem – MG Tel: (31) 3352-2384 ^ Fax: (31) 3391- cfp-acr@fiemg.com.br www.fiemg.com.br

S474i SENAI-BA Cimatec Inspetor de Soldagem / SENAI-BA/SENAI-MG/SENAI-RJ Rio de Janeiro: 2012. 440 p.: il. 1.Soldagem 2. Inspetor de Soldagem I. Título CDD 671.

FICHA CATALOGRÁFICA

Eletrodos Revestidos

Gases de Proteção

Inspeção de Recebimento de Consumíveis de Soldagem

Armazenamento, Manuseio e Tratamento de Consumíveis

CAPÍTULO 5

Metalurgia da Soldagem

Estruturas Cristalinas

Ligas Metálicas

Difusão

Nucleação e Crescimento de Grãos

Diagrama de Fase Ferro – Fe 3 C

Curvas TTT (Transformação, Tempo, Temperatura)

Diagramas de Transformação por Resfriamento Contínuo (TRC)

Aspectos Térmicos da Soldagem

Transformações Associadas à Fusão

Solidificação da Zona Fundida

Pré-Aquecimento

Pós-Aquecimento

Trincas Induzidas pelo Hidrogênio (Fissuração a Frio)

Decoesão Lamelar (Fissuração Lamelar)

Fissuração a Quente

Tensões Residuais e Deformações em Soldagem

Tratamentos Térmicos

Particularidades Inerentes aos Aços-Carbono

Particularidades Inerentes aos Aços de Baixa Liga e de Média Liga

Particularidades Inerentes aos Aços de Alta Liga

Diagrama de Schaeffler

CAPÍTULO 6

Tensões Residuais e Deformações

Deformações e Tensões

Razões das Deformações

Deformações em Juntas Soldadas

Tipos de Deformações

Prevenção e Controle de Deformação

Planejamento da Sequência de Soldagem de Equipamentos

Correção da Deformação

CAPÍTULO 7

Metais de Base

Noções sobre Especificações ASTM Relativas a Metais de Base

Noções sobre Classificação AISI para Aços Inoxidáveis

Diferença entre Classificação e Especificação

CAPÍTULO 8

Ensaios Mecânicos e Metalográficos

Ensaios Mecânicos

Ensaio de Tração

Ensaio de Impacto

Ensaio de Dobramento

Ensaio de Dureza

Metalografia

CAPÍTULO 9

Ensaios Não Destrutivos

Definição

Ensaio Visual

Ensaio por Líquido Penetrante

Teste por Pontos e Teste Magnético

Ensaio de Estanqueidade

Ensaio Radiográfico

Ensaio por Partículas Magnéticas

Ensaio por Ultrassom

CAPÍTULO 10

Normas e Qualificação em Soldagem

Normalização

Normas na Soldagem

Qualificação X Certificação

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ APRESENTAÇÃO

SENAI-BA ^ SENAI-MG ^ SENAI-RJ 9

V

Apresentação

ocê está recebendo o caderno que contém a parte

teórica do curso de Inspetor de Soldagem. O outro livro da

coleção traz a parte prática do curso, com procedimentos e

instruções para sua realização.

O estudo destas informações é imprescindível para seu

desenvolvimento nessa função; para isso, elas foram organizadas em

capítulos que abordam a terminologia e a simbologia da soldagem,

o processo de fabricação, os consumíveis, a metalurgia da soldagem,

suas tensões e deformações, os metais, os ensaios, as qualificações,

o instrumental e as medições, os documentos e aspectos da segurança

na prática da soldagem.

Para que seu estudo tenha o maior êxito, você deve acompanhar com

atenção as explicações do seu professor e seguir as orientações indicadas

neste caderno. A qualidade de sua profissionalização depende de sua

dedicação; ao mesmo tempo, garante exatidão nos resultados obtidos.

Esperamos que este material ajude você a alcançar sua

realização profissional, contribuindo para torná-lo um

inspetor competente e reconhecido.

Crescimento profissional somente

com aprendizado adequado

Para não esquecer... anote sempre

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM

12 SENAI-BA  SENAI-MG  SENAI-RJ

Na Tabela 1 estão listadas as abreviações das designações dos principais processos de solda-

gem, conforme estabelecido na norma AWS A3.0 e sua correspondência na língua portuguesa.

Designação abreviada dos processos

de soldagem AWS A3.0-

TABELA

1

DESIGNAÇÃO AWS PROCESSOS DE SOLDAGEM

A terminologia apresentada a seguir é baseada na norma AWS A3.0 – Standard Welding

Terms and Definitions e na norma Petrobras N-1438 – Soldagem. Foram selecionados destas

normas os termos principais para aplicação do inspetor de soldagem.

Esses termos foram organizados em ordem alfabética, constando, sempre que aplicável, o

seu correspondente na língua inglesa colocado entre parênteses. O conhecimento dos termos

na língua inglesa é importante para o profissional da área, pois eles fazem parte da comuni-

cação rotineira.

ABERTURA DA RAIZ ( ROOT OPENING )

Mínima distância que separa os componentes a serem unidos por soldagem ou processos

afins (Figura 1).

ACOPLADEIRA

Maquinário empregado geralmente nas operações de montagem de componentes a serem

soldados.

ALICATE DE ELETRODO ( ELECTRODE HOLDER )

Dispositivo para prender mecanicamente o eletrodo enquanto conduz corrente através dele.

ÂNGULO DO BISEL ( BEVEL ANGLE )

Ângulo formado entre a borda preparada do componente e um plano perpendicular à super-

fície do componente (Figura 1).

EGW ESW FCAW GMAW GTAW OAW OFW PAW RW SAW SMAW SW

Eletrogas Welding Eletroslag Welding Fluxcored Arc Welding Gas Metal Arc Welding Gas Tungsten Arc Welding Oxyacetylene Welding Oxyfuel Gas Welding Plasma Arc Welding Resistance Welding Submerged Arc Welding Shielded Metal Arc Welding Stud Welding

Soldagem por eletrogás Soldagem por eletroescória Soldagem com arame tubular Soldagem MIG/MAG Soldagem TIG Soldagem oxiacetilênica Soldagem a gás Soldagem a plasma Soldagem por resistência elétrica Soldagem a arco submerso Soldagem com eletrodo revestido Solda de pino FONTE: AWS, 1998

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM

SENAI-BA ^ SENAI-MG ^ SENAI-RJ 13

Abertura da raiz, ângulo do bisel e ângulo do chanfro

FIGURA

1

ÂNGULO DO CHANFRO ( GROOVE ANGLE )

Ângulo integral entre as bordas preparadas dos componentes (Figura 1).

ÂNGULO DE DESLOCAMENTO OU DE INCLINAÇÃO DO ELETRODO ( TRAVEL ANGLE )

Ângulo formado entre uma reta de referência, perpendicular ao eixo da solda, no plano co-

mum ao eixo da solda e ao eixo do eletrodo (Figura 2 A, B, C).

ÂNGULO DE TRABALHO ( WORK ANGLE )

Ângulo formado entre o eixo do eletrodo e a reta de referência normal (perpendicular) à su-

perfície do metal de base (Figura 2 A, B e C).

ARAME

Ver definição de eletrodo nu.

ARAME TUBULAR

Ver definição de eletrodo tubular.

ALMA DO ELETRODO ( CORE ELECTRODE )

Eletrodo nu componente do eletrodo revestido.

BISEL ( BEVEL )

Borda do componente a ser soldado preparado na forma angular (Figura 1).

BRASAGEM ( BRAZING, SOLDERING )

Processo de união de materiais em que apenas o metal de adição sofre fusão, ou seja, o me-

tal de base não participa da zona fundida. Após fundir-se, o metal de adição se distribui por

capilaridade na fresta formada pelas superfícies da junta.

FONTE: PETROBRAS N-1438 REV. D, 2003

A Ângulo do chanfro B

Ângulo do Bisel

Abertura da raiz

Bisel

Abertura da raiz

Raio do chanfro Bisel

Ângulo do Bisel

Ângulo do chanfro

ILUSTRAÇÕES: SENAI-RJ

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM

SENAI-BA ^ SENAI-MG ^ SENAI-RJ 15

Camada, cordão de solda ou passe de solda e

sequência de passes

FIGURA

3

FONTE: AWS, 1998

A

B

CAMADA ( LAYER )

Deposição de um ou mais passes consecutivos situados aproximadamente num mesmo pla-

no (Figura 3).

CERTIFICADO DE QUALIFICAÇÃO DE SOLDADOR ( WELDER CERTIFICATION )

Documento escrito certificando que o soldador executa soldas de acordo com padrões pre-

estabelecidos.

CHANFRO ( GROOVE)

Abertura ou sulco na superfície de uma peça ou entre dois componentes que determina o es-

paço para conter a solda. Os principais tipos de chanfros são (Figura 4):

Chanfro em J ( single-J-groove ) Chanfro em duplo J ( double-J-groove ) Chanfro em U ( single-U-groove ) Chanfro em duplo U ( double-U-groove ) Chanfro em V ( single-V-groove ) Chanfro em X ( double-V-groove ) Chanfro em meio V ( single-bevel-groove ) Chanfro em K ( double-bevel-groove )

Chanfro reto, ou sem chanfro ( Square-groove )

Cordão de solda e passe de solda

Cordão de solda e passe de solda

Camadas

Camadas

ILUSTRAÇÕES: SENAI-RJ

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM

16 SENAI-BA  SENAI-MG  SENAI-RJ

Tipos de Chanfros

FIGURA

4

FONTE: AWS, 1998

Chanfro em J (single-J-groove)

Chanfro em U (single-U-groove)

Chanfro em V (single-V-groove)

Chanfro em meio V (single-bevel-groove)

Chanfro reto, ou sem chanfro (Square-groove)

Chanfro em duplo J (double-J-groove)

Chanfro em duplo U (double-U-groove)

Chanfro em X (double-V-groove)

Chanfro em K (double-bevel-groove)

ILUSTRAÇÕES: SENAI-RJ

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM

18 SENAI-BA  SENAI-MG  SENAI-RJ

ELETRODO NU ( BARE ELECTRODE )

Metal de adição; consiste em metal ligado ou não, em forma de arame, tira ou barra, sem qual-

quer revestimento ou pintura além daquele concomitante à sua fabricação ou preservação.

ELETRODO REVESTIDO ( COVERED ELECTRODE )

Metal de adição composto; consiste de uma alma de eletrodo na qual é aplicado um revesti-

mento suficiente para produzir uma camada de escória no metal de solda. Esse revestimento

pode conter materiais que formam uma atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabilizam

o arco e servem de fonte de adições metálicas à solda.

ELETRODO PARA SOLDA A ARCO ( ARC WELDING ELECTRODE )

Componente do circuito de solda pelo qual a corrente é conduzida entre o alicate de eletro-

do e o arco.

ELETRODO TUBULAR ( FLUX CORED ELECTRODE, METAL CORED ELECTRODE )

Metal de adição composto; consiste de um tubo de metal ou outra configuração com cavida-

de interna; contém produtos que formam atmosfera protetora, desoxidam o banho, estabili-

zam o arco, formam escória ou que contribuem com elementos de liga para o metal de sol-

da. Pode ser usada (ou não) proteção adicional externa.

ELETRODO DE TUNGSTÊNIO ( TUNGSTEN ELECTRODE )

Eletrodo metálico usado em soldagem ou corte a arco elétrico, feito principalmente de tungstênio.

EQUIPAMENTO ( WELDMENT )

Produto da fabricação, construção e/ou montagem soldada, tais como equipamentos de cal-

deiraria, tubulação, estruturas metálicas, oleodutos e gasodutos.

ESCAMA DE SOLDA ( STRINGER BEAD, WEAVE BEAD )

Aspecto da face da solda semelhante a escamas de peixe. Em deposição sem oscilação trans-

versal ( stringer bead ), é semelhante a uma fileira de letras V; em deposição com oscilação

transversal ( weave bead ), assemelha-se a escamas entrelaçadas (Figura 5).

FACE DA RAIZ ( ROOT FACE )

Porção da face do chanfro adjacente à raiz da junta (Figura 6).

FACE DA SOLDA ( FACE OF WELD )

Superfície exposta da solda, pelo lado por onde a solda foi executada (Figura 8).

FACE DE FUSÃO ( FUSION FACE )

Superfície do metal de base que será fundida na soldagem (Figura 7).

FACE DO CHANFRO ( GROOVE FACE )

Superfície de um componente preparada para conter a solda (Figura 6).

INSPETOR DE SOLDAGEM ❚ TERMINOLOGIA DA SOLDAGEM

SENAI-BA ^ SENAI-MG ^ SENAI-RJ 19

Escamas de solda, passe estreito e

passe oscilante

Face da raiz e face do chanfro

FIGURA

5

FIGURA

6

FONTE: FBTS, 2003

A

B

FONTE: AWS, 1998

Face do chanfro Face da raiz

Face do chanfro Face da raiz

Deslocamento do eletrodo

Deslocamento do eletrodo

ILUSTRAÇÕES: SENAI-RJ

ILUSTRAÇÃO: SENAI-RJ