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Benedito Araújo de Santarém
1 A UU L AL A Soldagem de manutenção II A recuperação de falhas por soldagem inclui o conhecimento dos materiais a serem recuperados e o conhecimento dos materiais e equipamentos de soldagem, bem como o domínio das técnicas de soldagem. O objetivo desta aula é mostrar exemplos do dia-a-dia envolvendo a recuperação de peças por meio da soldagem de manutenção. Elemento mecânico de ferro fundido com trinca Localização da fratura/trinca A localização da fratura/trinca deve ser feita de modo preciso para identificar claramente onde ela começa e onde termina. Essa identificação pode ser realizada pelo método de ensaio por líquido penetrante. Primeiramente pulveriza-se um líquido de limpeza na peça. Depois, aplica-se o líquido penetrante na região da trinca e aguarda-se alguns minutos para que o líquido penetre no material. A seguir, limpa-se a região da trinca e pulveriza-se um líquido revelador que tornará a trinca e seus limites bem visíveis. Furação das extremidades da trinca As tensões atuantes nas extremidades pontiagudas da trinca devem ser aliviadas. O alívio dessas tensões é obtido por meio de dois furos feitos com uma broca de diâmetro entre 7 mm e 10 mm. Esses furos impedem que a trinca se propague. Esquematicamente:
2 A U L A Goivagem ou chanfragem do local da soldagem Inicialmente deve-se pensar na realização da goivagem - com eletrodo de corte - com formato arredondado para favorecer a distribuição das tensões. Além disso, a preparação com eletrodo de corte proporciona uma solda sem poros, isenta de escórias, areia, óleo ou gordura. Essas impurezas sofrem combustão durante a goivagem e se gaseificam. No caso da preparação por esmerilhamento, devem ser tomadas precauções, principalmente se o disco contiver aglomerantes plásticos. De fato, resíduos de material plástico aderem ao ferro fundido na área de soldagem. A queima desses resíduos, por meio do arco elétrico do aparelho de soldagem, provoca o surgimento de poros na solda. Portanto, se a preparação exigir esmerilhamento, deve-se escovar e limpar a superfície esmerilhada com bastante cuidado. Quando a ligação da solda no ferro fundido apresentar dificuldades de estabilização em coesão e aderência, recomenda-se o uso da técnica de revestimento do chanfro (amanteigamento), conforme mostra a figura a seguir: Para o ferro fundido há duas possibilidades de revestimentos de chanfro (amanteigamento): a) Com eletrodos especiais à base de ferro - Nesse caso a camada de solda absorve o carbono do ferro fundido e endurece. Por essa razão, a própria junta não deve ser soldada com eletrodos especiais à base de ferro. Para completar a solda do reparo, utiliza-se um metal de adição à base de níquel ou de níquelferro. b) Revestimento do chanfro com metal de adição à base de bronze- alumínio - Esse metal de adição adere muito bem ao ferro fundido e apresenta uma ótima afinidade com o metal de adição à base de níquel, que é utilizado posteriormente como complemento do reparo. Conforme esquematização abaixo, soldamos alternadamente e por etapas com cordões retos e curtos com comprimento máximo de 30 mm. A máquina de soldagem deve operar com baixa amperagem. O eletrodo deve ser de pequeno diâmetro e a velocidade de soldagem tem de ser alta para evitar o excesso de calor localizado. A solda alternada com cordões curtos tem a finalidade de manter um baixo aporte de calor na peça e diminuir ao máximo as tensões de soldagem e conseqüentemente a deformação.
3 Quando a finalidade da solda no ferro fundido é manter apenas a estanqueidade, não há necesssidade de abranger toda a seção, mas sim uma espessura de solda de no mínimo 70% da espessura que será reparada. Esquematicamente: A U L A Martelamento da solda As tensões de contração do cordão de solda são aliviadas por meio de martelamento. Nesse caso, o cordão sofre um escoamento fazendo com que a peça não apresente deformações indesejáveis. As figuras exemplificam o que foi dito. Soldagem a frio de uma alavanca de ferro fundido quebrada sem restrição de contração A figura a seguir mostra uma alavanca com uma trinca. A alavanca pode ser recuperada, por soldagem, por meio da seguinte seqüência de operações: Preparação do local da soldagem A casca de fundição, se existente, deve ser removida do local da trinca mecanicamente. Se a espessura da peça for menor que 10 mm, recomenda-se fazer um chanfro em V. Caso a espessura de parede seja maior que 10 mm, aconselha-se fazer um chanfro em X. No exemplo da trinca da alavanca em questão, usaremos um chanfro em X com ângulo máximo de 60, conforme mostra o esquema:
4 A U L A Preaquecimento Um preaquecimento de aproximadamente 200 C é recomendado com a finalidade de diminuir as tensões residuais que surgirão, por ocasião da soldagem, na região da trinca. Soldagem Recomenda-se soldar com baixa intensidade de calor, utilizando um eletrodo de níquel ou um eletrodo de níquel-ferro. O chanfro deve ser preenchido com cordões curtos e com repetidas viradas para a soldagem no lado oposto. Um martelamento ocasional no cordão de solda, ainda quente, também é recomendável para diminuir as tensões. Se surgirem dificuldades de ligação da solda no ferro fundido, deve ser realizado o revestimento dos chanfros (amanteigamento). Reconstrução de ponta de dentes de escavadeira Os dentes de escavadeiras são componentes que trabalham em condições normalmente severas que envolvem impacto e abrasão. O desgaste e a recuperação dos dentes podem ser visualizados abaixo. Para reconstruir a ponta dos dentes de uma escavadeira, deve-se proceder do seguinte modo: a) Preparar as superfícies a serem soldadas eliminando todos os resíduos que possam prejudicar a soldagem. b) Pontas sobressalentes devem ser soldadas nas pontas já desgastadas com eletrodos que garantam a máxima tenacidade. Um eletrodo recomendado é o tipo AWS E c) Manter a temperatura das pontas abaixo de 200 C durante a soldagem, para evitar a perda de dureza. d) Após a soldagem dos dentes, aplicar líquido penetrante para se certificar de que não apareceu nenhuma trinca superficial. e) Para dentes que trabalham primariamente em solos com granulação fina, o revestimento dos dentes deve ser efetuado com metal duro, isto é, com eletrodo do tipo AWS E 10-60z. Esse eletrodo proporciona um metal de solda muito duro, rico em carbonetos de cromo, resistentes à abrasão. Trincas superficiais poderão surgir, mas sem influência na resistência ao desgaste.
5 Para dentes que trabalham com materiais rochosos, o eletrodo a ser utilizado é o tipo AWS E 6-55 r, que proporciona um metal de solda, ligado ao cromo, bastante tenaz e resistente ao desgaste e com dureza compreendida entre 60 e 65 HRC. A U L A Observações: Os eletrodos especificados como AWS E , AWS E 10-60z e AWS E 6-55r representam eletrodos classificados pela norma da American Welding Society (Associação Americana de Soldagem). Os valores entre 60 e 65 HRC significam que a dureza do material varia de 60 a 65 na escala de dureza Rockwell C. Com a finalidade de manter os dentes afiados, recomenda-se revestir somente a face superior ou o fundo do dente e nunca ambos os lados. O modelo de revestimento é escolhido de acordo com as figuras a seguir, dependendo das condições de trabalho. Marque com um X a alternativa correta. Exercícios Exercício 1 A seqüência do trabalho de localização de uma trinca é: a) ( ) limpeza, aplicação do líquido penetrante e revelação; b) ( ) revelação, limpeza e aplicação do líquido penetrante; c) ( ) aplicação do líquido penetrante, revelação e limpeza; d) ( ) revelação, aplicação do líquido penetrante e limpeza; e) ( ) limpeza, revelação e aplicação do líquido penetrante. Exercício 2 A finalidade da confecção de furos nas extremidades das trincas é: a) ( ) evitar a sobrecarga; b) ( ) evitar o superaquecimento; c) ( ) elaborar uma boa soldagem; d) ( ) aliviar as tensões nas extremidades das trincas; e) ( ) melhorar o acabamento.
6 A U L A Exercício 3 A finalidade do preaquecimento na soldagem de peças de ferro fundido é: a) ( ) facilitar a soldagem; b) ( ) não criar porosidade; c) ( ) reduzir as tensões no local da solda; d) ( ) evitar nova quebra; e) ( ) evitar o preaquecimento. Exercício 4 A importância do martelamento na soldagem de manutenção das peças de ferro fundido é: a) ( ) melhorar o acabamento; b) ( ) facilitar a soldagem; c) ( ) criar tensões trativas; d) ( ) transformar tensões compressivas em trativas; e) ( ) aliviar as tensões de contração do cordão de solda.