a3-alunos - aula-metalurgia da soldagem.pdf
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1
METALURGIADA
SOLD
AGEM
P
rofessor:EngHe
nriqueGarciadaSilva
P
ETROBRAS/RH/U
P/ECTAB
C
have:CTM0
2
Cordo
deSolda
-
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Cordo
deSolda
4
Diluio
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Diluio
definida
comoaproporodemetal
baseque
participad
ometalde
solda
(metalba
semaismetaldeadi
o)
100
%
+
=
YX X
D
YX
6
DILU
IO
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Importncia
Conhecend
oadiluio
eospercen
tuaisdee
umdadoelementoqum
iconometa
ldeadio
enometalbase,possvelestimar
asua
porcentage
mnometaldesoldaem
udanas
nasproprie
dadesmec
nicasecara
ctersticas
metalrgica
s.
)(
)
1(
D
a
D
a
A
MB
MA
+
=
A:%doelementoAnometal
desolda
aMA:%
doelementoAno
metaldeadio
aMB:%
doelementoAno
metaldebase
D:Dilui
o
8
DILU
IO
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EXEM
PLOS
Calculardiluioda
juntaesboada
abaixo:
A:2
0mm2
B:4
0mm2
AB
10
Dilu
io
1
00
40
20
4
0
%
+
=
DD
iluio=66,6%
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11
Ex
emplo-DILUI
O
Necessita-serevestirporsoldagem
umachapa
deaocarbonoutilizandoumaoinoxidvel
comoobjetivodeevitaracorroso.
Ometalde
adioapre
senta13%d
eCreo
metalbase
possu0%desteelemento.Supondo
que100%deCrpresen
tenoeletrodo
transferido,qualopercentualdeCr
noMetalde
Solda?
Diluio=33%
12
)33,0(0
)33,0
1(13
%
MS
+
=
Cr
7,8
%
M
S=
Cr
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E
xerccio
-Dilui
o
S
upondoquea
partirde3,0%deNiumm
aterial
comeaafic
arsusceptve
laumdeterm
inadodefeito
metalrgico
queocorreduranteasolid
ificaodo
metaldesolda.Considere
osseguintes
materiais:
Eletrodoreve
stidocom1,5%
deNi.
MetalBasecom6,0%Ni.
C
onsidere100%
detransfern
ciadoNipara
ometalde
solda.
P
araevitartaldefeito,quala
diluiomx
ima
permitida?
33%
14
SolidificaodoMetaldeSolda
Asolidificaodometaldesoldainicia-sea
partirdometalbase.
Osgrosdometaldes
oldaformam
-secomo
prolongamentosdosgrosdometa
lbasej
existente.E
steprocess
odenomina-se
CRESCIME
NTOEPITA
XIAL.
Emfuno,dissoosgrosapresentammesma
orientao
cristalinaeigualtamanh
oaosgros
dometalba
sedosquaisseoriginar
am.
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So
lidificaodoMetaldeSolda
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FormatodaP
oade
Fuso
E
xistemdois
formatosbsicosdapo
adefuso:
ElpticaeG
ota.
Formatoelptico:velocidadesdeso
ldagem
baixas
Formatodegota:veloc
idadesdesoldagem
altas
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Form
atodapoade
fuso
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Form
atodapoade
fuso
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a)Planar
b)Celular
c)CelularD
endrtica
d)ColunarDendrtica
e)EquiaxialDendrtica
Subestr
uturasdeSolidificao
abc
de
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PLANAR
C
ELULAR
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ColunarDen
drtica
EquiaxialDendrtica
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Subest
ruturasdeSolid
ificao
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Subestruturas
deSolidifica
o
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EnergiadeSoldagem
=
v I
U
E
Onde:
E:EnergiadeSoldagem(J/mm)
U:Tenso(V)
I:Corrente(A)
v:velocidadede
soldagem(mm/s)
:rendimentotrmico
quantidad
edeenergiaformadae
transferidapelafontedec
alordurantea
soldagem.
dadapela
seguinteequao:
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REN
DIMENTOTR
MICO
28
Exe
mplo
C
alculeaEnergiades
oldagemp
araa
seguintesituao:
Tensodesoldagem
:30V
Correntedesoldage
m:150A
Velocidad
edesoldagem:4mm
/s
Processo:EletrodoR
evestidoc
om
rendimentotrmicode0,8.
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=
vIU
E
8,0
4 150
30
=E
mm
kJ
E
/
9,0=
30
Zon
aAfetad
apeloCalor
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Condu
odeca
lornas
oldagem
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Condu
odeca
lornas
oldagem
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CONDUTIVIDA
DETRMICA
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COND
UTIVIDADETRM
ICA
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VAR
IAODAVELOCIDADED
E
SOLDA
GEM
40
ModosdeExt
raodeCalor
Existemd
oismodos
bsicosde
extrao
decalord
uranteasoldagem:
T
ridimensio
nal(3D)eBidimensio
nal(2D)
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ModosdeExt
raodeCalor
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Modelode
Rosenthal
[
]
R
w
Rv
kq
T
T
)
(
exp
2
0
+
+
=
(
)
(
)
vr
K
vr
gk
q
T
T
0
0
exp
2
+
=
3D
2D
Onde:
T0=Temperatura
ambienteou
depr-aquecime
nto
q=TensoxCorrente(W)
v=Velocidaded
esoldagem
k=Condutividadetrmica
=1/2
=Difusiv
idadetrmica
R=(x2+y2+z2)1/2
g:espessurada
chapa
r=(x2+y2)1/2
K0:funoBess
elmodificada
desegundaespcieeordem
zero.
w=vt
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0
20
0
40
0
60
0
80
0
100
0
120
0
140
00
,2
1
1,8
2,6
3,4
4,2
5
5,8
6,6
7,4
8,2
9
9,810,611,412,2
1313,814,615,41
6,2
1717,818,619,4
tempo(s)
Temperatura (C)
1,0kJ/mm
1,5kJ/mm
2,0kJ/mm
44
Naprtica
,aprincipalimportnciadas
equaes
deRosenthaladeterminao
datemperaturamximaoudep
ico,taxae
tempode
resfriamen
to.
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Temp
eraturadePico(auma
distnciarxdalin
hadeso
ldagem)
2
0
2
x
Pico
cr E
e
T
T
+
=
3D
cgy
E
e
T
TPico
+
=
2/1
0
2
2D
46
TaxadeResfriam
ento(no
metalde
solda)
(
)3
0
2
2
T
T
E gck
t T
r
=
(
)2
0
2
T
TE k
t T
r
=
2D
3D
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Tem
podeR
esfriam
ento
=
2
0
2
0
2
5/8
)
800
(
1
)
5
00
(
1
4
T
T
ck g E
t
2D
=
0
0
5/8
800
1
500 1
4
T
T
kE
t
3D
48
Decisoentreosdoismodosde
extrao
decalor
2/1
0
0
5/8
80
0 1
500
1
2
+
=
T
T
c E
D
D
8/5>g-----------
2D
D
8/5