Sebenta · Soldar peças em metal (UC04876)

Introdução

Esta sebenta ensina a unir e cortar peças metálicas por soldadura, a técnica central do ofício do artesão das artes do metal. Um portão, uma grade, uma escultura ou uma peça de mobiliário em metal nascem quase sempre de chapas e perfis que foram cortados, preparados e soldados até formarem uma estrutura sólida.

Vamos trabalhar com três processos de soldadura: a soldadura oxiacetilénica (O.A.), feita com uma chama de oxigénio e acetileno; a soldadura por elétrodo revestido (SER), feita com um arco elétrico e um elétrodo que se consome; e a soldadura MIG/MAG, feita com um arco elétrico, um arame contínuo e um gás de proteção. Vamos ainda dominar o oxi-corte, que usa os mesmos gases da soldadura O.A. para cortar em vez de unir.

Objetivos de aprendizagem (referencial): efetuar linhas de fusão com e sem adição de metal; executar soldaduras oxiacetilénicas com juntas topo a topo e juntas de ângulo; executar ligações de peças por pontos ou por pequenos cordões de soldadura por SER ou MIG/MAG; e cumprir rigorosamente as normas de segurança e saúde no trabalho e as normas da qualidade em todas as operações.

1. O ofício do artesão soldador

O artesão das artes do metal trabalha em oficinas e ateliês, mas também entrega e apresenta o seu trabalho em galerias de arte e exposições, estúdios de design e arquitetura, espaços públicos e parques e feiras e mercados de artesanato. A soldadura é a competência que transforma matéria-prima (chapas, perfis, varões) em peça acabada.

Os três processos, em resumo

Cada processo tem características próprias de equipamento, de parâmetros e de risco. Dominar os três é o que dá ao artesão a flexibilidade para escolher a técnica certa em cada peça.

2. Segurança e equipamento de proteção individual

Nenhuma soldadura começa sem o equipamento de proteção individual (EPI) completo. É um critério de desempenho explícito da UC: cumprir rigorosamente as normas de segurança e saúde no trabalho, utilizando os EPI adequados e seguindo práticas seguras durante toda a operação.

EPI obrigatório

• Máscara de soldadura, com vidro filtrante da tonalidade correta para o processo e a corrente usada.
• Óculos de proteção, para operações sem máscara: esmerilar e lixar (óculos de impacto) e oxi-cortar (óculos com vidro filtrante, nunca óculos transparentes).
• Luvas de couro, avental e botas de segurança, para proteger de salpicos e projeções.
• Protetores auriculares, em ambientes ruidosos como a esmerilhadora ou a rebarbadora.

Riscos por processo

• O.A. e oxi-corte: chama aberta, acetileno inflamável, oxigénio comburente (não arde, mas faz arder tudo o resto), cilindros sob pressão.
• SER e MIG/MAG: arco elétrico (radiação ultravioleta e infravermelha, risco de queratoconjuntivite, a queimadura da córnea e da conjuntiva conhecida por "olho de soldador", sem máscara adequada), choque elétrico, fumos de soldadura.

3. Postos de soldadura: características e componentes

Cada processo tem o seu posto de soldadura, com componentes específicos que é preciso conhecer antes de ligar qualquer máquina.

Posto oxiacetilénico (O.A.)

• Cilindro de oxigénio e cilindro de acetileno (corpo poroso, nunca deitado nem em pé sem prender).
• Reguladores de pressão, um por cilindro, com manómetros de alta e baixa pressão.
• Mangueiras codificadas por cor (azul, oxigénio; vermelha, acetileno) com válvulas antirretorno.
• Maçarico com bicos intermutáveis, escolhidos conforme a espessura da chapa.

Posto SER

• Máquina de soldadura (transformador ou inversor), cabos de elétrodo e de massa, porta-elétrodos.
• Elétrodos revestidos, com diâmetro e tipo de revestimento a escolher conforme o metal base.

Posto MIG/MAG

• Fonte de energia, alimentador de arame, tocha e cabo de massa.
• Arame de soldar, conforme o metal base.
• Gases de proteção: árgon (MIG, metais não ferrosos) ou dióxido de carbono e misturas (MAG, aço ao carbono).

4. Preparação de peças e juntas

Selecionar as peças metálicas e limpar a área de trabalho para remover qualquer contaminação ou ferrugem são os primeiros passos de qualquer soldadura, em qualquer processo.

Métodos de preparação de juntas

• Chanfro: bisel no bordo da peça, necessário em chapas espessas para garantir penetração até à raiz.
• Esquadria e folga: alinhamento correto e pequeno espaço entre peças, controlado conforme a espessura.
• Limpeza de superfícies e posicionamento das juntas: remoção de óxidos, tinta e gordura com escova de aço ou raspador.

Ferramentas de fixação

5. Soldadura oxiacetilénica: chama, linhas de fusão e juntas

Regular o equipamento

Antes de soldar por O.A.: verificar e ajustar o equipamento, selecionar os bicos de soldar apropriados à espessura e regular a pressão e a mistura de gases (oxigénio e acetileno).

Os três tipos de chama

A chama neutra, com um cone interno bem definido e sem penacho, é a referência para a maioria das soldaduras de aço.

Linhas de fusão com e sem adição de metal

Efetuar linhas de fusão com e sem adição de metal é o exercício base do soldador oxiacetilénico:

• Sem adição: funde-se apenas o metal base das duas peças, que se juntam por fusão direta. Usa-se em chapas finas.
• Com adição: uma vareta de metal de adição é mergulhada na poça de fusão, reforçando ou preenchendo a junta.

Juntas topo a topo e juntas de ângulo

Executar soldaduras oxiacetilénicas com juntas topo a topo e juntas de ângulo, garantindo a penetração e a resistência necessárias para uma ligação sólida e durável:

• Junta topo a topo: duas peças alinhadas na mesma superfície, bordo a bordo; chanfro em V nas peças mais espessas.
• Junta de ângulo: duas peças formando um canto (tipicamente 90°), muito comum em cantoneiras, caixilhos e grades. O calor tem de chegar às duas peças por igual.

6. Oxi-corte

O oxi-corte parte dos mesmos gases da soldadura O.A., mas tem um objetivo diferente: cortar, não unir.

Princípios e fundamentos

• Uma chama de aquecimento leva o aço à temperatura de ignição.
• Um jato de oxigénio puro de alta pressão queima o metal e sopra a escória, abrindo o corte.
• Só funciona em aços ao carbono: depende da oxidação rápida do ferro. Não corta alumínio nem aço inoxidável por este processo, porque o óxido que se forma não funde à temperatura do corte.

Equipamentos e técnica de oxi-corte

• Conjuntos de oxi-corte com maçaricos de corte, bicos de corte próprios (diferentes dos de soldadura) e reguladores de pressão.
• Regular a chama de aquecimento antes de abrir o gatilho do oxigénio de corte.
• Deslocar o maçarico a velocidade constante, perpendicular à peça.

7. Soldadura por elétrodo revestido (SER)

Preparar e regular o posto

Preparar o equipamento de soldadura adequado (SER), selecionar o elétrodo apropriado e definir a corrente conforme o diâmetro do elétrodo, indicado pelo fabricante na embalagem.

O revestimento do elétrodo funde ao mesmo tempo que o núcleo metálico, gerando um gás protetor e uma camada de escória que protegem a poça de fusão do ar. Sem esta proteção, a soldadura fica porosa e frágil.

Técnica de arco e movimento

• Abrir o arco por raspagem ou toque rápido, mantendo depois uma distância curta e constante.
• Ângulo do elétrodo entre 70° e 80°, na direção do avanço.
• Movimento uniforme, sem paragens, para um cordão regular.
• No fim de cada elétrodo, picar a escória com o martelo próprio antes de continuar.

8. Soldadura MIG/MAG e parâmetros

Preparar e regular o posto

Preparar o equipamento de soldadura adequado (MIG/MAG), selecionar o arame de soldar apropriado e o gás de proteção: árgon para MIG (metais não ferrosos e inoxidável), dióxido de carbono ou misturas para MAG (aço ao carbono).

Definir os parâmetros

Definir a corrente, a voltagem e a velocidade de alimentação do arame conforme a espessura e a posição de soldadura:

Técnica MIG/MAG

• Distância do bico de gás à peça curta e constante (10 a 15 mm).
• Ângulo da tocha entre 10° e 15°.
• Verificar sempre a saída correta de gás antes de iniciar o cordão.

9. Deposição de cordões e ligações por pontos

Técnicas de deposição de cordões

As técnicas de deposição de cordões de soldadura com processos SER e MIG/MAG incluem diferentes movimentos:

• Cordão reto (stringer): sem oscilação, para juntas estreitas ou várias passagens.
• Cordão em zigue-zague ou em C: cobre juntas mais largas numa só passagem.
• Multipasse: várias camadas sobrepostas em peças espessas, com limpeza de escória entre cada passagem.

Ligações de peças por pontos ou pequenos cordões

Executar ligações de peças por pontos ou por pequenos cordões de soldadura por SER ou MIG/MAG:

• Ponto de soldadura: fusão curta e localizada, só para fixar a posição.
• Pequeno cordão: uma passagem curta, mais resistente que o ponto, usada em ligações de menor esforço.

10. Inspeção, medição, acabamento e normas de qualidade

Inspeção da soldadura

• Inspeção visual: forma do cordão, ausência de fissuras, poros ou faltas de fusão à superfície.
• Equipamentos de inspeção não destrutiva: lupas e líquidos penetrantes, que revelam fissuras invisíveis a olho nu.

Uma falta de fusão na raiz é mais grave do que um poro à superfície, porque compromete a resistência estrutural da peça.

Medição e acabamento

Normas da qualidade

Aplicar as normas de segurança e saúde no trabalho e as normas da qualidade em toda a operação: seguir os manuais de procedimentos e as especificações técnicas dos materiais garante que a peça é segura e repetível, não só bonita.

Erros comuns

• Trocar as mangueiras de cor no posto oxiacetilénico (acetileno na entrada de oxigénio), risco grave de explosão.
• Chama oxidante em vez de neutra ao soldar aço, o que queima o metal e fragiliza a junta.
• Soldar sobre ferrugem, tinta ou massa lubrificante, resultando em cordão poroso e frágil.
• Não pontear antes do cordão final, deixando a peça empenar com o calor.
• Corrente ou voltagem erradas em SER ou MIG/MAG, dando arco instável, salpicos ou falta de penetração.
• Não picar a escória entre passagens num cordão multipasse, aprisionando inclusões no metal.
• Dispensar o EPI "só desta vez", expondo os olhos e a pele a radiação, calor e projeções.

Glossário

• Soldadura: união de peças metálicas por fusão do metal na zona de junção.
• O.A.: soldadura oxiacetilénica, feita com uma chama de oxigénio e acetileno.
• SER: soldadura por elétrodo revestido, feita com arco elétrico e um elétrodo consumível.
• MIG/MAG: soldadura por arco elétrico com arame contínuo e gás de proteção.
• Oxi-corte: técnica de corte de aço por combustão, usando os gases da soldadura O.A.
• Chama neutra: chama com proporção equilibrada de oxigénio e acetileno, referência para a maioria dos aços.
• Chanfro: bisel preparado no bordo de uma peça, para garantir penetração em chapas espessas.
• Junta topo a topo: duas peças alinhadas na mesma superfície, unidas bordo a bordo.
• Junta de ângulo: duas peças que formam um canto, tipicamente a 90°.
• Cordão: linha de metal fundido depositada ao longo de uma junta.
• Ponto de soldadura: fusão curta e localizada, usada para fixar a posição antes do cordão final.
• Multipasse: técnica de soldadura em várias camadas sobrepostas.
• Líquido penetrante: produto usado em inspeção não destrutiva para revelar fissuras.
• EPI: equipamento de proteção individual (máscara, óculos, luvas, avental, botas, protetores auriculares).
• Penetração: profundidade a que a fusão atinge o interior da junta, decisiva para a resistência final.
• Escória: camada de resíduos que se forma sobre o cordão de soldadura em SER, e que se pica antes de continuar.
• Vareta de adição: metal extra, em forma de vareta, usado para reforçar ou preencher uma linha de fusão em O.A.
• Gabarito: dispositivo que fixa as peças na posição correta durante a soldadura, garantindo repetibilidade numa série.
• Arco elétrico: descarga elétrica entre o elétrodo (ou arame) e a peça, usada como fonte de calor em SER e MIG/MAG.

Síntese

Soldar peças em metal segue sempre a mesma lógica, em qualquer processo: preparar (selecionar peças, limpar superfícies, chanfrar juntas) → fixar e pontear → escolher o processo (O.A., SER ou MIG/MAG) e regular os parâmetros (chama, corrente, voltagem, velocidade do arame) → soldar o cordão definitivo, com técnica e movimento controlados → inspecionar (visual e não destrutiva), medir e acabar → tudo isto sob normas de segurança e saúde no trabalho e normas da qualidade. Domina este fluxo e aplicas-lhe a escala certa, de uma dobradiça a um portão inteiro.

Exercícios resolvidos

1. Um colega troca a mangueira de acetileno para a entrada de oxigénio do maçarico. Que risco corre e como se evita?

Resolução: risco de explosão ou retorno de chama, porque os gases ficam misturados na ligação errada. Evita-se pelo código de cores das mangueiras (azul para oxigénio, vermelha para acetileno) e pelas roscas diferentes de cada ligação, que a norma prevê exatamente para impedir esta troca.

2. Vais soldar uma junta de ângulo em cantoneira de aço, por O.A. Descreve os passos, da preparação ao cordão final.

Resolução: limpar as superfícies com escova de aço, alinhar as peças a 90° num gabarito ou com esquadro, pontear os extremos da junta, verificar o esquadro, regular a chama neutra e o bico adequado à espessura, e só depois fazer o cordão de ângulo completo, distribuindo o calor pelas duas peças por igual.

3. Por que razão o oxi-corte não serve para cortar alumínio, mesmo usando o equipamento correto?

Resolução: o oxi-corte depende da oxidação rápida do ferro pelo jato de oxigénio. O alumínio forma um óxido que não funde à temperatura do processo, o que impede o corte. Para alumínio usam-se outros processos, fora do âmbito desta UC.

4. Um cordão MIG sai estreito e alto, com o arco a "estalar". Que parâmetro ajustas primeiro e em que sentido?

Resolução: a voltagem. Um cordão estreito e alto com arco irregular indica voltagem demasiado baixa para a corrente e a velocidade do arame usadas; aumentar ligeiramente a voltagem alarga e achata o cordão e estabiliza o arco.

5. Antes de dar uma peça soldada por terminada, que dois tipos de inspeção fazes e o que procuras em cada um?

Resolução: inspeção visual, à procura de forma irregular do cordão, fissuras ou poros visíveis; e inspeção não destrutiva com líquido penetrante, para revelar fissuras finas invisíveis a olho nu, sobretudo em peças com função estrutural.

6. Uma peça em cantoneira sai do gabarito ligeiramente fora de esquadro depois da soldadura. O que correu mal e como se evita da próxima vez?

Resolução: o mais provável é que a estrutura não tenha sido ponteada em todos os cantos antes do cordão definitivo, ou que os cordões tenham sido feitos sempre pela mesma ordem, concentrando o calor de um lado. Evita-se ponteando todos os cantos, verificando o esquadro com régua e esquadro metálico antes de soldar, e alternando a ordem dos cordões definitivos entre cantos opostos, para distribuir o calor e reduzir a deformação.