Soldadura: Técnicas e Aplicações
A soldadura é uma actividade complexa e essencial na indústria actual, exigindo um profundo conhecimento técnico e uma prática constante. Para os profissionais da soldadura, a busca pela excelência é um objetivo contínuo, impulsionado pela evolução dos materiais, equipamentos e processos.
A soldadura é uma técnica vital na indústria que tem como objetivo unir materiais por fusão ou pressão. Dominar os seus diversos processos é essencial para soldadores profissionais. Este artigo explica algumas técnicas chave da soldadura, as suas aplicações e a importância dos gases industriais, bem como os cuidados de segurança a ter no desenvolvimento desta atividade.
O que é a soldadura?
A soldadura é um processo de fabrico que une de forma permanente materiais, geralmente, mas não exclusivamente metais, por fusão ou pressão. Este procedimento cria uma ligação molecular entre as peças, resultando numa estrutura contínua e resistente. Ao contrário de uniões mecânicas, a soldadura industrial proporciona uma integridade estrutural superior.
O objetivo primordial da soldadura é assegurar uma ligação sólida e duradoura entre duas ou mais peças. Esta ligação deve garantir a continuidade mecânica, mantendo a integridade estrutural quando sujeita a cargas e tensões, e a continuidade elétrica, permitindo a passagem de corrente sem perdas.
Em aplicações críticas, como na construção de pontes ou aeronaves, a qualidade da solda é fundamental para a segurança e o desempenho. A escolha de consumíveis de boa qualidade (ex: elétrodos) influencia de forma decisiva o resultado final da soldadura.
Os gases de proteção, como o árgon, o hélio ou misturas, são usados em muitos processos de soldadura para proteger a poça de fusão e o arco elétrico da contaminação atmosférica, dado que o oxigénio e o azoto existente no ar atmosférico podem causar defeitos.
Em alguns processos, como a soldadura MIG/MAG, o gás também influencia as características do arco e a transferência do metal de adição.
No caso da soldadura com elétrodo revestido (SMAW) e a soldadura por arco submerso (SAW), um fluxo é usado em vez de um gás de proteção. O fluxo é um material granulado que derrete durante a soldadura, formando uma camada protetora sobre a soldadura.
No que se refere à soldadura a laser, embora utilize um feixe de luz altamente concentrado como fonte de calor, também faz uso de gases de proteção para garantir a qualidade e a eficiência do processo. O gás, neste caso, desempenha funções importantes para garantir a qualidade da soldadura: proteção da solda e controlo do plasma. Os gases mais comuns utilizados na soldadura a laser incluem árgon, hélio, azoto e dióxido de carbono, ou misturas destes gases.
Quais são os diferentes tipos de soldadura e como funcionam
Entre as técnicas comuns, podemos citar a soldadura por arco elétrico, que utiliza um arco elétrico para gerar o calor necessário para fundir os metais.
A soldadura com elétrodos revestidos (SMAW) é amplamente utilizada na construção e manutenção. A escolha do tipo de revestimento do elétrodo é fundamental para definir a penetração, e características mecânicas da solda.
A soldadura MIG/MAG é um processo semi-automático em que um arame elétrodo é alimentado continuamente, protegido por um gás inerte (MIG) ou ativo (MAG). Esta técnica é versátil e eficiente, adequada para uma ampla gama de materiais. O uso de gás de proteção adequado, e a correta velocidade de arame, definem o resultado final.
A soldadura TIG utiliza um elétrodo de tungsténio não consumível e um gás inerte (árgon) para proteger a zona de soldadura, oferecendo alta precisão e controle. É ideal para materiais delicados e aplicações de alta qualidade. É especialmente utilizada para soldar aços inoxidáveis e alumínio e suas ligas. A escolha do diâmetro do tungsténio, assim como a amperagem a utilizar são cruciais para um bom resultado.
Existem ainda outros tipos de soldadura:
- A soldadura por fusão une metais através do aquecimento até à fusão, permitindo a mistura dos materiais, sendo comum em estruturas metálicas, tubagens e construção naval, utilizando gases inertes (árgon) ou ativos (CO2) para proteção do arco e poça de fusão.
- A soldadura por pressão junta metais por pressão, com ou sem calor adicional, aplicada na soldadura de tubos e fabricação de componentes eletrónicos, podendo usar gases de proteção em algumas variantes para evitar oxidação.
- A soldadura por fricção une metais pelo calor gerado pela fricção entre as peças, utilizada na união de eixos, componentes de automóveis e indústria aeroespacial, podendo usar gases inertes para proteger a área de soldadura da oxidação.
- A soldadura por pontos é uma soldadura por resistência que une chapas metálicas em pontos localizados, comum na montagem de carroçarias automóveis e eletrodomésticos, não usando gases de proteção diretamente no processo.
- A soldadura autógena solda sem material de adição, usando fusão do metal base, aplicada na reparação de pequenas peças e soldadura de bordos em chapas finas, podendo utilizar gases de proteção para proteger a fusão da contaminação atmosférica.
- A soldadura heterogénea utiliza um metal de adição diferente do metal base, aplicada na brasagem e soldadura de reparação em metais diferentes, podendo usar gases de proteção ou fluxos dependendo do processo.
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Soldadura e precauções e medida de segurança
Como qualquer actividade industrial, a soldadura comporta riscos.
Entre os riscos mais comuns associados, citamos a exposição a fumos e gases que podem conter partículas metálicas e substâncias tóxicas, como óxidos de azoto e monóxido de carbono, causando problemas respiratórios e outras doenças. A exposição prolongada a fumos de soldadura pode levar a doenças pulmonares crónicas e outras complicações de saúde.
Os outros riscos físicos incluem: queimaduras, lesões oculares devido à radiação ultravioleta e infravermelha, cortes e esmagamento, comuns no ambiente de soldadura. A radiação do arco elétrico pode causar queimaduras na pele e danos irreversíveis aos olhos. A falta de proteção auditiva pode levar a danos auditivos permanentes.
Os riscos da actividade de soldadura podem obviamente ser mitigados, graças a:
- Utilização de equipamento de proteção individual (EPI) ao longo de toda actividade, como máscaras de soldadura (máscaras de soldadores) com filtros adequados, luvas de couro, vestuário ignífugo, proteção auditiva e respiratória. A escolha do filtro da máscara de soldadura deve ser adequada ao tipo de soldadura e à intensidade da luz emitida.
- Ventilação adequada da zona de trabalho, utilizando exaustores e sistemas de filtragem, é fundamental. É importante realizar medições regulares da qualidade do ar para garantir que os níveis de contaminantes estejam dentro dos limites seguros.
- Formação em segurança: os soldadores devem receber formação completa em técnicas de soldadura e protocolos de segurança, incluindo o manuseio de equipamentos (por exemplo de máquinas de soldadura e um dos seus principais elementos as tochas de soldadura), a identificação de riscos e a utilização de EPI. Um bom curso de formação pode fazer toda a diferença. É importante que os soldadores estejam familiarizados com as normas de segurança aplicáveis e que recebam formação contínua sobre novas técnicas e equipamentos.
- Manutenção regular dos equipamentos, verificando e mantendo as ferramentas e as máquinas em boas condições, realizando inspeções periódicas e substituindo peças desgastadas, é essencial.
- Finalmente, a escolha de consumíveis de boa qualidade também é muito importante para a redução dos riscos associados à activadade de soldadura. Consumíveis de baixa qualidade podem comprometer a segurança e a qualidade da soldadura.
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As principais aplicações da soldadura
As aplicações da soldadura são vastas.
Na indústria automóvel, a soldadura é essencial na montagem de chassis, carroçarias, sistemas de escape e outros componentes, com técnicas como a soldadura por pontos e MIG/MAG. A soldadura robotizada tem cada vez mais aplicação nesta industria.
Na construção naval, é fundamental para a fabricação e reparação de navios, plataformas marítimas e outras estruturas navais, com soldadura por arco submerso e MIG/MAG. A soldadura de grandes estruturas navais exige soldadores altamente qualificados e equipamentos especializados.
Na aeronáutica, a produção de aeronaves exige soldaduras de alta qualidade para garantir a leveza e a resistência das peças, com soldadura TIG e a laser em materiais como o alumínio e o titânio, e suas ligas. Os componentes aeronáuticos são frequentemente submetidos a testes rigorosos para garantir a integridade da soldadura.
No setor da energia, a soldadura é crucial na construção e manutenção de infraestruturas, como condutas de petróleo e gás, centrais elétricas e turbinas eólicas, com soldadura por arco elétrico e MIG/MAG. A soldadura de condutas de gás e petróleo exige soldadores certificados e procedimentos de soldadura rigorosos.
Os objetivos destas soldaduras são normalmente de alta complexidade. A soldadura subaquática, por exemplo, é utilizada na reparação de estruturas offshore e na construção de oleodutos subaquáticos e é considerada uma das técnicas de soldadura mais complexas de realizar dado que exige diferentes competências.
Diversos outros setores utilizam a soldadura, e diversos tipos de soldadura são aplicados. Os níveis de qualidade dependem do tipo de soldadura, do ambiente onde são realizados os serviços, e dos materiais utilizados.
Existem por exemplo soldaduras que são efectuadas em baixo de água. A soldadura por fricção, é aplicada em peças onde não se podem fundir os materias, solda se através da fricção.
Em conclusão, a escolha do tipo de soldadura certo não é apenas uma questão de preferência, mas sim uma decisão técnica que depende de vários fatores importantes. Primeiro, há que olhar para o material que quer soldar. Cada material tem as suas próprias características, e o que funciona bem para o aço pode não ser o ideal para o alumínio, por exemplo. Depois, a espessura das peças é crucial. Peças de maior espessura exigem mais calor e uma técnica de soldadura que garanta uma boa penetração. A posição em que vai soldar também faz toda a diferença. Soldar na vertical ou por cima da cabeça exige técnicas e habilidades diferentes de soldar numa superfície plana.
Claro que a qualidade pretendida no resultado final e o prazo para concluir o trabalho também contam muito. Se necessita de um acabamento perfeito ideal é optar por um processo diferente daquele que cai utilizar para soldar muitas peças rapidamente. Cada tipo de soldadura tem as suas vantagens e desvantagens. Por isso, um bom soldador deve conhecer várias técnicas e saber qual usar em cada situação. É esta capacidade de adaptação que distingue um soldador especialista.
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