Josephs Strategien

Do ponto de vista metodológico, inicialmente foram estudados os princípios e mecanismos de formação dos canais. Foram avaliadas diferentes técnicas de confecção de canais subsuperficiais (internos), assim como superficiais (técnicas alternativas), tanto retilíneos como curvilíneos, em peças metálicas usando três técnicas de soldagem, a saber, por recobrimento de calhas pré-confeccionadas pelo processo MIG/MAG, por recobrimento pelo processo MIG/MAG de cordões-paredes paralelos pré-depositados pelo mesmo processo de soldagem e por confecção de canal superficial pelo tecimento especial do arco usando o processo MIG/MAG.

A proposta metodológica se baseia nos seguinte procedimento: buscar e avaliar os diferentes métodos e técnicas de soldagem (MIG/MAG usando calhas pré-confeccionadas, MIG/MAG com tecimento especial do arco e usando cordões-paredes paralelos pré- depositados e recobertos pelo processo MIG/MAG).

Para as técnicas alternativas (MIG/MAG usando calhas pré-confeccionadas, MIG/MAG com tecimento especial e deposição por soldagem MIG/MAG sobre cordões-paredes pré- depositados) foi utilizada a soldagem MIG/MAG semi-automática (Fig. 4.41), usando o arame ER 5181 de aço inoxidável de 1,0 mm de diâmetro e o arame AWS A5.18 ER70S-6 de aço carbono com diâmetro de 0,8 mm.

Os gases de proteção foram escolhidos conforme o tipo de arame e o metal de base, com vazão de gás na faixa de 10,5 a 12,0 l/min. Todas as soldagens com as técnicas alternativas foram realizadas na posição plana. Chapas de aço inoxidável 304 e aço carbono com dimensões de 200 x 32 x 6,4 mm, foram utilizadas como metal base. Foi usado também um bloco de aço ao carbono simulando uma matriz.

A distância bico de contato-peça foi de 16 mm e a velocidade de alimentação de arame foi de 3 m/min.

A Tabela 4.31 mostra os parâmetros e as características de soldagem MIG/MAG que foram utilizados para realizar estes testes.

Tabela 4.31 - Condições utilizadas para as técnicas alternativas

Parâmetro _Aço Material da peça

Carbono Inoxidável Aço Matriz de aço carbono Metal de adição ER70S-6 ER 430 ER70S-6

Diâmetro do eletrodo, [mm] 0,8 1,0 0,8

Veloc. de alimentação, [m/min] 3,0 3,5 3,0

Tensão, [V] 22,0 25,0 22,0

Corrente Média, [A] 64 76 64

Gás de proteção Ar + 5CO2 Ar + 2O2 Ar + 5CO2

Dist. eletrodo-peça, [mm] 16-21 16-21 16-21

4.17.1 Técnica de confecção de canais superficiais com calhas pré-confeccionadas recobertas pelo processo MIG/MAG

Nesta técnica, como observado nas Figs 4.42 e 4.43, o canal superficial é feito a partir de uma calha pré-fabricada no metal de base (por exemplo, por goivagem a Plasma ou por fresamento) que é em seguida recoberta com um cordão de recobrimento com o processo de soldagem MIG/MAG semi-automático, deixando assim um canal superficial dentro da calha. Para evitar que o metal fundido do cordão de recobrimento escorra para dentro da calha, entupindo assim o canal superficial, o cordão de recobrimento deve ser feito com um arco curto e uma poça de fusão pequena (baixo calor imposto). O soldador deve possuir um certo nível de destreza para utilizar esta técnica. Nesta técnica o cordão de recobrimento também pode ser confeccionado com o processo de soldagem MIG/MAG automático.

Figura 4.42 - Sequência de etapas para confecção de canais subsuperficiais com a técnica de calhas pré-confeccionadas recobertas pelo processo MIG/MAG; a) peça de trabalho, (b) peça com calhas e c) peça com canais

Calhas Cordão de recobrimento Canal Metal de base c) a) b) Metal de base

Figura 4.43 - Ilustração da confecção de canal subsuperficial com a técnica de calhas pré- confeccionadas recobertas pelo processo MIG/MAG; a) esquema da técnica e b) canal confeccionado

4.17.2 Técnica de confecção de canais superficiais em peças metálicas usando cordões- paredes paralelos pré-depositados e recobertos pelo processo MIG/MAG

Nesta técnica, como ilustrado nas Figs. 4.44, 4.45 e 4.46, o canal superficial é feito a partir de cordões-paredes paralelos pré-depositados com o processo de soldagem MIG/MAG automático no metal de base que são em seguida recobertos com um cordão de recobrimento feito com o processo de soldagem MIG/MAG semi-automático, deixando assim um canal superficial formado entre os dois cordões-paredes paralelos e o cordão de recobrimento. Para evitar que o metal fundido do cordão de recobrimento escorra entre os cordões-paredes paralelos, entupindo assim o canal superficial, o cordão de recobrimento deve ser feito com um arco curto e uma poça de fusão pequena (baixo calor imposto). O soldador deve possuir certo nível de destreza para utilizar esta técnica. Nesta técnica o cordão de recobrimento também pode ser confeccionado com o processo de soldagem MIG/MAG automático. Calha Calha Canal Cordão do recobrimento Soldagem MIG/MAG semi-automática Metal de base a) b)

Figura 4.44 - Ilustração da confecção de canal superficial com a técnica de cordões-paredes paralelos pré-depositados e recobertos pelo processo MIG/MAG; a) peça de trabalho, b) peça com cordões-paredes paralelos e c) peça com canais

Figura 4.45 - Ilustração da confecção de canal superficial com a técnica de cordões-paredes paralelos pré-depositados e recobertos pelo processo MIG/MAG; a) esquema da técnica e b) canal confeccionado

Figura 4.46 - Canal superficial com a técnica de cordões-paredes paralelos pré-depositados e recobertos pelo processo MIG/MAG (foi feita uma interrupção intencional no processo de recobrimento para demonstrar que é possível evitar o fechamento do canal no recomeço dele) Cordões-paredes paralelos Soldagem MIG/MAG semi-automática Cordões-paredes paralelos Cordão de recobrimento Canal Metal de base a) b) Metal de base Cordões-paredes

paralelos Metal de base recobrimento Cordão de

Canal

4.17.3 Técnica de confecção de canais superficiais em peças metálicas por tecimento especial do arco usando o processo MIG/MAG

Nesta técnica, como mostrado nas Figs. 4.47 e 4.48, o canal superficial é feito por tecimento especial do arco de soldagem do processo MIG/MAG semi-automático formando um canal superficial na superfície do metal de base. Para evitar que o metal fundido do cordão escorra, entupindo assim o canal superficial, o cordão depositado pelo tecimento especial deve ser feito com um arco curto e uma poça de fusão pequena (baixo calor imposto). O soldador deve possuir certo nível de destreza no caso de soldagem MIG/MAG semi-automática. Nesta técnica o cordão depositado também pode ser confeccionado com o processo de soldagem MIG/MAG automático.

Figura 4.47 - Ilustração da confecção de canal superficial com a técnica de tecimento especial do arco usando o processo MIG/MAG; a) peça de trabalho, b) esquema da técnica e c) canal confeccionado

Figura 4.48 - Canal confeccionado com a técnica de tecimento especial do arco usando o processo MIG/MAG

Cordão depositado

Canal Metal de base

Metal de base _{Tecimento especial}

Soldagem MIG/MAG semi-automática Metal de base Cordão depositado Canal a) b) _c)

Verificou-se que estes três técnicas podem ser utilizadas em todas as posições de soldagem (Fig. 4.49).

Figura 4.49 - Possibilidade de aplicação das técnicas alternativas (com calhas (a) e (b) e com cordões-paredes paralelos pré-confeccionadas (c)) em diferentes posições de soldagem

Conclui-se que as técnicas alternativas de soldagem a arco podem ser utilizadas com simplicidade, mas demandam soldadores com certa habilidade ou utilização de processos automáticos. Por fim, todas as técnicas demonstradas são capazes de confeccionar canais em peças metálicas independentemente da dureza das mesmas, já que se trabalha sempre com arco elétrico, portanto fundindo o material ao invés de usiná-lo ou de utilizar processamento por deformação e mistura (Friction Stir Processing).

CAPÍTULO V