A soldagem pode criar deformações residuais que afetam a integridade estrutural. Como podemos corrigir essas distorções de forma eficaz? Este artigo explora vários métodos, como técnicas manuais, mecânicas, por chama e eletromagnéticas, para restaurar componentes soldados. Os leitores aprenderão como cada abordagem funciona, suas aplicações e as vantagens dos diferentes métodos para deformações de soldagem específicas. Seja você um soldador novato ou experiente, obterá insights práticos para aprimorar seus projetos de soldagem e garantir a precisão do seu trabalho.
Durante a fabricação de componentes estruturais soldados, embora uma série de medidas necessárias seja tomada, a deformação residual geralmente ocorre de forma inevitável; portanto, quando a deformação residual excede os requisitos técnicos, é preciso tomar medidas para corrigi-la.
Os métodos comuns de correção incluem correção manual, correção mecânica, correção por chama e correção eletromagnética, etc.
O método de correção manual envolve o uso de ferramentas, como martelos, para golpear as partes deformadas da solda. Esse método é usado principalmente para a deformação por flexão de soldas pequenas e simples e para a deformação por onda de placas finas.
Prensas hidráulicas, macacos, máquinas de endireitamento especializadas e martelos são comumente usados. Forças externas são aplicadas para causar deformação plástica no componente oposta à direção da deformação da solda, neutralizando assim uma à outra. A Figura 9-80 mostra um esquema de endireitamento mecânico de uma viga em I dobrada após a soldagem usando uma prensa ou macaco. A deformação angular do flange da viga em I pode ser corrigida usando a máquina de roletes mostrada na Figura 9-81.
a) Correção da prensa b) Correção do macaco
A deformação após a soldagem é causada principalmente pelo encolhimento da solda e de sua área próxima. Se o forjamento ou a laminação forem realizados ao longo da área da solda para obter o alongamento plástico, eles poderão compensar a deformação plástica que ocorre durante a soldagem, eliminando assim a deformação. Peças soldadas pequenas com poucas quantidades são geralmente forjadas com um martelo manual. Para estruturas de chapas finas com soldas regulares, o equipamento de laminação pode ser usado para laminar a solda e suas áreas próximas, obtendo bons efeitos técnicos e econômicos.
A Figura 9-82 mostra um esquema da correção da deformação por flexão de um cilindro de alumínio após a soldagem usando um máquina de laminaçãoonde a costura longitudinal é laminada. Mudar a direção do rolo de pressão também pode laminar a solda circunferencial. O forjamento por laminação da solda não apenas elimina a deformação residual da solda, mas também elimina a tensão residual da solda.
Os métodos de correção mecânica são adequados apenas para estruturas simples de peças soldadas médias e pequenas.
O método de correção por chama, também conhecido como método de correção por aquecimento, usa uma chama como fonte de calor para aquecer localmente o metal, fazendo com que ele sofra deformação plástica compressiva. À medida que o metal esfria, ele se contrai, e a deformação causada por essa contração é usada para neutralizar a deformação residual causada pela soldagem.
Esse método geralmente usa um maçarico a gás e não requer equipamento especializado. É simples e conveniente de operar, flexível e pode ser usado para corrigir estruturas grandes e complexas.
Há três fatores principais que determinam o efeito da correção da chama: a posição de aquecimento, a temperatura de aquecimento e o formato da área aquecida.
1) Posição de aquecimento
Esse é o principal fator para o sucesso ou fracasso. Uma posição de aquecimento incorreta não só não corrigirá a deformação, mas poderá até mesmo piorar a deformação existente. Portanto, a posição de aquecimento selecionada deve causar a deformação na direção oposta à deformação residual da soldagem, para neutralizá-la.
As principais razões para a flexão ou deformação angular são o fato de as soldas estarem concentradas em um lado do eixo neutro da peça de trabalho. Para corrigir essas deformações, a posição de aquecimento deve ser escolhida no lado oposto do eixo neutro, conforme mostrado na Figura 9-83. Quanto mais distante a posição de aquecimento estiver do eixo neutro, melhor será o efeito de correção.
a) Deformação angular da solda de acumulação b) Aletado curvatura de tubos deformação
2) Temperatura de aquecimento
A temperatura da área aquecida deve ser maior do que a da área adjacente não aquecida, fazendo com que o metal aquecido se expanda termicamente e seja obstruído, resultando em deformação plástica compressiva. Para chapas grossas de aço carbono ou componentes soldados com alta rigidez, temperaturas de aquecimento locais acima de 100°C podem produzir deformação plástica compressiva. Na produção, a temperatura para o aquecimento por correção de chama do aço estrutural é geralmente controlada entre 600 e 800°C.
A medição de temperatura no local é inconveniente; geralmente, a cor da peça aquecida é observada com os olhos para estimar a temperatura aproximada. A Tabela 9-13 lista as cores da superfície da chapa de aço durante o processo de aquecimento e suas temperaturas correspondentes.
Tabela 9-13 Cores da superfície da chapa de aço e suas temperaturas correspondentes
| Cor | Temperatura (°C) |
|---|---|
| Marrom-vermelho escuro | 550-580 |
| Marrom-vermelho | 580-650 |
| Vermelho cereja escuro | 650-730 |
| Vermelho cereja profundo | 730-770 |
| Vermelho cereja | 770-800 |
| Vermelho cereja claro | 800-830 |
| Vermelho cereja brilhante | 830-960 |
| Laranja-Amarelo | 960-1050 |
| Amarelo escuro | 1050-1150 |
| Amarelo brilhante | 1150-1250 |
| Branco-amarelo | 1250-1300 |
3) O formato da área de aquecimento.
As formas da área de aquecimento incluem ponto, faixa e triângulo, conforme mostrado na Figura 9-84, com aquecimento de ponto mostrado na Figura 9-85, aquecimento de linha mostrado na Figura 9-86 e aquecimento de triângulo mostrado na Figura 9-87.
a) Ponto b) Listra c) Triângulo
a) Aquecimento direto b) Aquecimento em cadeia c) Aquecimento em faixa
Os métodos comuns para corrigir a deformação da solda por chama são mostrados na Tabela 9-14.
Tabela 9-14 Métodos para corrigir a deformação da solda por aquecimento
| Método de aquecimento | Métodos | Observação |
| Aquecimento pontilhado (Consulte a Figura 9-85) | Dependendo da deformação, o calor pode ser aplicado em um ou vários pontos d=φ15 a φ30mm a=50~100mm | 1. Geralmente, usa-se chama neutra de oxiacetileno 2. Preste atenção às propriedades do material que está sendo corrigido 3. Preste atenção à temperatura ambiental do local de trabalho 4. Ao corrigir placas finas, use um martelo de madeira para martelar 5. Primeiro, planeje os locais e as etapas de aquecimento de acordo com a deformação 6. Para aços de alta resistência que tenham sido tratados termicamente, a temperatura de aquecimento não deve exceder a temperatura de revenimento 7. Ao usar o resfriamento com água em conjunto com a correção de chamas, o aço deve ser resfriado até perder o estado vermelho antes de despejar a água 8. O local de aquecimento geralmente fica longe da solda 9. Se o processo subsequente após a correção for a soldagem ou o corte a gás, a quantidade necessária de deformação reversa poderá ser feita durante o processo de correção da chama 10. A cor correspondente à temperatura durante o processo de aquecimento é mostrada na Tabela 9-13 |
| Aquecimento linear (Consulte a Figura 9-86) | A chama se move em linha reta e também pode fazer oscilações laterais na direção da largura, com uma largura de aquecimento de 0,5 a 2 vezes a espessura da placa | |
| Aquecimento triangular (veja a Figura 9-87) | Na borda do aço corrigido, aqueça em um triângulo com o vértice apontando para dentro | |
| Calor, água e energia são usados em conjunto. | Ao aquecer e corrigir estruturas de placas finas, o resfriamento com água ou a força externa podem ser usados simultaneamente para melhorar o efeito de correção |
A Figura 9-88 mostra exemplos de correção por chama da deformação da solda.
a) Flexão lateral do arco de aço assimétrico
b) Deflexão para cima de uma viga em I assimétrica
c) Deformação angular da junta do arco de topo
d) Deformação ondulada de uma placa fina média
Os resultados dos testes de correção de chama para alguns aços de baixa liga comumente usados são mostrados na Tabela 9-15.
Tabela 9-15 Resultados parciais de testes de aços estruturais de baixa liga comumente usados após correção de chama
| Grau de aço | Conclusões experimentais e precauções |
| 14MnNb | Testes de correção de chama em vigas soldadas por fadiga mostram que a correção de chama tem pouco efeito sobre as propriedades do aço |
| Q345 (16Mn) | Com boa correção de chamas e placa de flexão hidrotérmica ① desempenho. Quando a temperatura de aquecimento da placa de flexão hidrotérmica está em torno de 650°C, as propriedades mecânicas quase não são afetadas e, mesmo após o aquecimento a 850~900°C, ela ainda tem resistência e plasticidade suficientes |
| Q390(15MnV) | A correção do aquecimento local com chama de oxi-acetileno não afeta as propriedades mecânicas do aço |
| Q420 | A correção do aquecimento local com chama de oxi-acetileno não afeta as propriedades mecânicas do aço |
| 14MnVTiXt | A correção do aquecimento local com chama de oxi-acetileno não afeta as propriedades mecânicas do aço |
| 10MnPNbXt | A correção local com chama de oxi-acetileno não afeta as propriedades mecânicas do aço |
| Q390(15MnTi) | A correção com chama de oxi-acetileno pode ser usada, e placas de aço finas também podem ser usadas para dobrar placas hidrotérmicas |
| 08MnPXt | Ao corrigir a deformação com cozimento por chama local, a temperatura deve estar entre 600~700°C. Porque a 600~700°C, os grãos começam a crescer e a 700~800°C, as estruturas de Widmanstätten aparecem |
| Q345 (09MnCuPTi) | Os grãos da placa fina ainda são finos a 900°C, e as estruturas Widmanstätten aparecem a 900~1000°C, portanto, a temperatura para correção de cozimento local deve ser de 700~800°C, evitando o uso de correção hidrotérmica |
A chapa dobrada a fogo com água é um nome de processo na construção naval. O processo é exatamente o mesmo que o endireitamento por chama; envolve o uso de chama para aquecer localmente a chapa de aço para obter a deformação desejada, com resfriamento rápido por água durante o processo de aquecimento.
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