Sebenta · Executar operações simples de corte, ligação e soldadura (UC04877)

Introdução

Esta sebenta prepara para o trabalho central do artesão das artes do metal: cortar metais com ferramentas manuais e mecânicas, preparar superfícies metálicas para processos de ligação e soldadura, e executar operações elementares de soldadura. São as três realizações desta UC, e todo o conteúdo que se segue serve, direta ou indiretamente, para as concretizar com segurança e qualidade.

O percurso segue a ordem real de um trabalho de oficina: conhecer materiais e utensílios, planificar a peça a construir, medir e traçar com rigor, cortar com a ferramenta certa, preparar a superfície antes de ligar, escolher a técnica de ligação e o processo de soldadura adequados, e fechar tudo com segurança, EPI e normas de qualidade. O exemplo que atravessa toda a sebenta é o de uma pequena estrutura de gradeamento, porque reúne, numa só peça, todas as etapas do referencial.

Objetivos de aprendizagem (referencial): realizar cortes em metais com ferramentas manuais e mecânicas; preparar superfícies metálicas para processos de ligação e soldadura; executar operações elementares de soldadura, sempre com respeito pelas normas de segurança e saúde no trabalho e pelas normas da qualidade.

1. O ofício, os contextos de trabalho e as atitudes

O artesão das artes do metal transforma chapa, barra e tubo em peças e estruturas, muitas vezes decorativas: grades, portões, vedações, esculturas de jardim. O trabalho combina rigor técnico (medidas exatas, cortes limpos, soldas sólidas) com sentido estético, porque a peça acabada é vista e usada.

O trabalho acontece em contextos variados, cada um com exigências próprias:

As atitudes exigidas atravessam todo o trabalho: responsabilidade pelas próprias ações, autonomia no âmbito das funções, autocontrolo (sobretudo perto do fogo e de máquinas), sentido de organização, iniciativa, empenho e persistência na resolução de problemas, cooperação com a equipa e respeito pelas regras e normas definidas. Nenhuma técnica substitui estas atitudes: um corte perfeito feito sem EPI, ou uma solda bem executada mas sem cooperação com a equipa, não cumprem o referencial.

2. Materiais e utensílios

Os metais e os seus formatos

Os metais chegam à oficina em três formatos principais:

• Chapas: superfícies planas de espessura variável, cortadas e dobradas conforme o desenho.
• Barras: secção maciça (quadrada, redonda, retangular), a base de grades e estruturas.
• Tubos: secção oca, mais leves do que a barra para o mesmo volume, muito usados em gradeamentos.

Os três metais mais comuns no ofício são o aço (resistente, económico, solda com facilidade pela maioria dos processos), o alumínio (leve, resiste bem à corrosão, mas exige técnica e gás de proteção próprios) e o cobre (dúctil, condutor, usado em peças decorativas e artísticas de detalhe).

Ao lado destes aparecem, em peças decorativas, as ligas de cobre e o aço inoxidável, e vale a pena não os confundir:

Utensílios da bancada

A bancada de trabalho reúne ferramentas de fixação, medição, corte e acabamento: morsas e prensas (fixam a peça com segurança), martelos, limas e escovas de metal (conformam, alisam e limpam superfícies), pinças e alicates (seguram e dobram peças pequenas) e ferramentas de medição diversas. Completam o conjunto os guias e manuais de operação segura das máquinas, sempre consultados antes de uma primeira utilização.

Exemplo resolvido: identificar o formato e o metal certos

Uma peça precisa de uma moldura rígida, exposta ao exterior, e de barras decorativas finas no interior.

Resolução: a moldura, que suporta a carga estrutural, é feita em barra de aço (resistente, económica). As barras decorativas finas são feitas no mesmo metal, em barra de aço de secção menor, porque vão ser soldadas à moldura: o alumínio e o aço não se soldam entre si pelos processos de fusão correntes (formam compostos intermetálicos frágeis) e, em contacto no exterior, dão origem a corrosão galvânica. Se o cliente quiser mesmo elementos em alumínio, ligam-se por meios mecânicos com isolamento entre os dois metais, nunca por soldadura. A exposição ao exterior confirma a escolha do aço para tudo, desde que se preveja um acabamento anticorrosivo (pintura ou galvanização) numa fase posterior ao trabalho desta UC.

3. Planificação do trabalho

Antes de cortar uma única chapa ou barra, planifica-se o trabalho. As fases de uma planificação seguem sempre a mesma lógica:

1. Interpretar o desenho ou plano da peça a construir.
2. Definir as medidas de cada componente.
3. Calcular as quantidades de material e de consumíveis necessários (elétrodos, fios de soldar, gás).
4. Sequenciar as operações: o que se corta primeiro, o que se solda depois.
5. Verificar os meios: ferramentas, máquinas e EPI disponíveis antes de começar.

Exemplo resolvido: planificar uma grelha simples

Uma grelha decorativa de 40x60 cm, com moldura e três barras verticais espaçadas de forma igual.

Resolução:

1. Ler o plano: moldura 40 cm de altura x 60 cm de largura, em barra quadrada de 15 mm; 3 barras verticais internas.
2. Medir e cortar: 2 barras de 40 cm e 2 de 60 cm (moldura, cantos a 45 graus); 3 barras de 37 cm (verticais: 40 cm de altura menos duas vezes os 15 mm da moldura).
3. Calcular consumíveis: elétrodos ou fio suficientes para 4 juntas de canto (moldura) + 6 juntas de topo a topo/canto (verticais à moldura).
4. Sequência: cortar tudo -> preparar superfícies -> pontear e soldar a moldura -> posicionar, pontear e soldar as verticais -> inspecionar.
5. Confirmar EPI e máquina de soldar disponíveis antes de iniciar.

Planificar por escrito, mesmo num trabalho pequeno, evita paragens a meio do trabalho e desperdício de material já cortado.

4. Medição, leitura e transporte de medições

Técnicas de medição e leitura

Medir bem é a base de todo o trabalho em metal. Os instrumentos mais comuns são a fita métrica e a régua (comprimentos, lidos sempre ao milímetro), o esquadro (confirmação de ângulos retos), o paquímetro (espessuras, diâmetros exteriores e interiores, profundidades) e o compasso (que transporta medidas, não as lê). Uma regra de ouro evita a maioria dos erros: ler a escala de frente, nunca em ângulo, para não incorrer no chamado erro de paralaxe, e confirmar a medida duas vezes antes de cortar.

O paquímetro e a leitura do nónio

O paquímetro é o instrumento desta UC para tudo o que exija tolerância: mede exteriores com os bicos, interiores com as orelhas e profundidades com a vareta. A resolução está no nónio (vernier), a escala móvel, e calcula-se dividindo o menor valor da escala fixa pelo número de divisões do nónio: um nónio de 20 divisões dá 1 mm / 20 = 0,05 mm, e um de 50 divisões dá 1 mm / 50 = 0,02 mm. A leitura faz-se em duas partes: os milímetros inteiros na escala fixa, até ao zero do nónio, mais a divisão do nónio que coincide com um traço da escala fixa, multiplicada pela resolução. Uma fita métrica lê ao milímetro; o paquímetro lê aos centésimos, e é por isso que é ele que confirma uma cota apertada.

Transporte de medições

Transportar uma medição é passar uma medida do plano, ou de uma peça já feita, para o material a trabalhar, mantendo a exatidão. Pode fazer-se do plano em papel para a chapa, com régua e esquadro, ou de peça para peça, usando uma peça já cortada como gabarito para as seguintes. Marcar sempre com um ponto ou traço fino, nunca "a olho".

Exemplo resolvido: calcular e transportar uma medida

Um plano indica uma barra vertical com 38,5 cm, mas a fita métrica disponível só tem escala em milímetros até 40 cm, sem marcação de meios centímetros.

Resolução: 38,5 cm equivalem a 385 mm. Lendo a escala em milímetros de frente, mede-se 385 mm a partir de uma extremidade da barra e marca-se com um traço de riscador. Repete-se a operação nas restantes barras verticais, usando sempre a mesma extremidade como referência, para que todas fiquem exatamente iguais entre si (transporte de medição por gabarito, evitando acumular pequenos erros de barra para barra).

5. Traçagem e marcação

Traçar é desenhar sobre o metal as linhas que orientam o corte; marcar é assinalar pontos precisos, como o centro de um furo. As ferramentas principais são o riscador (linhas finas e permanentes), o punção (marca um ponto de referência, útil para guiar uma broca) e o conjunto esquadro e régua, que garante linhas retas e ângulos corretos.

Quando o trabalho parte de uma chapa, a sequência é sempre a mesma: traçagem sobre o plano em chapa primeiro, depois corte sobre o plano em chapa. Na prática:

1. Traçar o contorno completo de todas as peças sobre a chapa, com as medidas do plano.
2. Marcar os pontos de corte e, se necessário, os de dobragem.
3. Verificar o traçado por completo, antes de cortar, confrontando com o plano original.
4. Só depois cortar sobre a linha traçada, com a ferramenta adequada ao material e à espessura.

Exemplo resolvido: traçar duas peças na mesma chapa

Numa chapa retangular é preciso traçar duas peças: um retângulo de 20x10 cm e um quadrado de 8x8 cm.

Resolução: traçam-se as duas peças de uma só vez, antes de qualquer corte, deixando uma margem de pelo menos 5 mm entre elas para a folga da ferramenta de corte. O retângulo fica encostado a um dos cantos da chapa (melhor aproveitamento) e o quadrado fica ao lado, alinhado por um dos lados com o retângulo, usando o esquadro para confirmar os ângulos retos de ambas as peças antes de qualquer corte.

6. Interseções e corte sobre o plano em chapa

Uma interseção é o ponto ou linha onde dois traçados, duas barras ou dois tubos se cruzam ou se encontram. Este conceito aparece em três momentos do trabalho: no desenho (onde duas linhas traçadas se cruzam, definindo um vértice), na montagem (onde duas peças se encontram, definindo um ponto de ligação ou soldadura) e no gradeamento (onde cada cruzamento de barras é, ao mesmo tempo, uma interseção geométrica e um ponto de soldadura).

Cortar "sobre o plano em chapa" implica pensar na chapa como um todo: aproveitamento (dispor as peças traçadas para desperdiçar o mínimo de material), ordem de corte (peças maiores primeiro, para manter a chapa estável na bancada) e margem entre peças traçadas, para a folga da ferramenta.

Exemplo resolvido: identificar interseções num gradeamento

Uma grelha tem uma moldura retangular e três barras verticais internas, ligadas ao topo e à base da moldura.

Resolução: cada barra vertical cria duas interseções com a moldura, uma no topo e outra na base, ou seja, 3 barras x 2 = 6 interseções, cada uma correspondendo a um ponto de soldadura a preparar e a executar. Identificar estas interseções no plano, antes de cortar, garante que as barras verticais têm o comprimento exato para encaixar entre o topo e a base da moldura, sem folgas nem sobreposições.

7. Corte manual e mecânico de metais

Ferramentas manuais de corte

As primeiras operações de corte fazem-se com ferramentas manuais: serra de arco (corte reto em barras e tubos de secção pequena a média), tesoura de chapa (corte de chapas finas), talhadeira e martelo (corte por impacto em chapa mais grossa) e a lima, para o acabamento final da aresta. Manter as ferramentas afiadas, manual ou mecanicamente, é essencial: uma ferramenta cega obriga a forçar e escorrega com mais facilidade do que uma afiada.

Máquinas manuais de serralharia civil

As máquinas manuais aumentam a rapidez e a precisão do corte: serra mecânica de bancada, quinadora manual (dobra a chapa sem aquecer), furadora de bancada e rebarbadora. Todas exigem formação prévia, EPI e o cumprimento das regras: ler o manual, fixar bem a peça, manter as mãos afastadas da zona de corte e desligar antes de retirar aparas ou a peça.

Largura de corte (kerf), sobreespessura e discos

Nenhuma ferramenta corta com espessura zero: a lâmina, o disco ou o jato consomem uma faixa de material, a largura de corte ou kerf. Daí duas regras de traçagem. Corta-se ao lado da linha, pelo lado do desperdício, e não em cima dela. E deixa-se uma sobreespessura de alguns décimos de milímetro até cerca de 1 mm, que é o material que o acabamento à lima ou à rebarbadora vai retirar para levar a peça à cota final. Quem corta em cima da linha entrega a peça sistematicamente curta.

Na rebarbadora há três regras que não se negociam:

• O disco de corte é fino e trabalha pelo bordo. Não serve para desbastar de lado: a pressão lateral parte o disco. Para desbastar usa-se um disco de desbaste, mais espesso e feito para esse esforço.
• O resguardo nunca se retira, seja o corte curto ou longo, e orienta-se de modo a afastar as faíscas do operador.
• A velocidade máxima marcada no disco, em rotações por minuto e em m/s (marcação obrigatória pela norma EN 12413), tem de ser igual ou superior à velocidade em vazio da máquina. Um disco com velocidade inferior à da máquina desfaz-se em serviço.

Corte mecânico de precisão: plasma, serra e oxiacetileno

Para cortes mais rápidos ou em material mais espesso, usam-se máquinas próprias:

Exemplo resolvido: escolher a técnica de corte certa

É preciso cortar uma chapa fina de alumínio para uma peça decorativa de detalhe.

Resolução: a cortadora a plasma é a escolha mais indicada: corta metais condutores como o alumínio com grande precisão, mesmo em espessuras finas, e deixa uma aresta limpa própria para peças decorativas. A cortadora oxiacetileno não serve: o oxi-corte funciona em aços ao carbono e outros metais ferrosos, porque vive da oxidação exotérmica do ferro, e no alumínio a camada de óxido (que funde perto de 2050 °C, contra 660 °C do metal) é refratária e trava o corte. A serra mecânica funcionaria, mas com menor precisão de forma em contornos curvos ou detalhados.

8. Preparação de superfícies para ligação e soldadura

A segunda realização da UC, preparar superfícies metálicas, é o que decide se uma solda pega bem ou fica frágil. Os passos são sempre os mesmos: limpar (remover óxidos, gordura, tinta e sujidade com escova de metal, lixa ou solvente), desbastar (remover rebarbas do corte, deixando a aresta lisa), alinhar (posicionar as peças exatamente como o plano exige) e fixar (morsas, prensas ou pontos de soldadura provisórios, chamados pontear).

Preparação da junta: chanfro, folga de raiz e revestimentos

Limpar a superfície é metade do trabalho. A outra metade é dar à junta a geometria que deixa o metal fundido chegar à raiz.

• Chanfro em V. Numa junta topo a topo, a partir de cerca de 5 mm de espessura o arco já não penetra até à raiz com as arestas a topo. Chanfra-se então cada aresta a cerca de 30°, o que dá um ângulo total na ordem dos 60°, o valor corrente nas juntas em V simples.
• Folga de raiz. Deixa-se uma abertura entre as peças, tipicamente de 1 a 3 mm, para o primeiro cordão penetrar. Folga a menos dá falta de penetração; folga a mais fura a peça ou obriga a enchimento excessivo.
• Revestimentos fora. Antes de soldar removem-se a tinta, o óleo e, com atenção especial, o zinco do galvanizado, numa faixa de cada lado da junta. O zinco ferve muito abaixo do ponto de fusão do aço: fica preso no banho e dá porosidade, e os fumos que liberta são tóxicos.
• Ponteamento contra a distorção. Os pontos de soldadura espaçados prendem a peça na posição antes do cordão contínuo, e é isso que impede o calor de a fechar ou torcer à medida que se solda. Em peças compridas, ponteia-se do centro para as extremidades e alterna-se o lado dos cordões, para o calor não puxar sempre para o mesmo sítio.

Ponteamento e verificação antes de soldar

Antes da soldadura definitiva, confirma-se sempre a montagem: pontear (pequenos pontos de soldadura que fixam as peças sem as soldar por completo), verificar a esquadria com o esquadro, confirmar as medidas contra o plano original, e só depois soldar a junta completa. Corrigir uma peça pontada é fácil; corrigir uma peça já soldada por completo é muito mais difícil e, muitas vezes, obriga a recomeçar.

Exemplo resolvido: diagnosticar uma solda que falhou

Uma junta de canto foi soldada mas partiu-se com pouca força, mostrando uma superfície de fratura com pequenos furos (poros).

Resolução: os poros indicam contaminação da solda, geralmente por superfície mal preparada (óxido, tinta ou gordura não removidos antes de soldar) ou por falha na proteção de gás. A ação corretiva é desbastar a junta partida até ao metal limpo, limpar por completo as duas superfícies, pontear de novo com o esquadro confirmado, e só depois soldar a junta completa, garantindo caudal de gás adequado se o processo for MIG/MAG ou TIG.

9. Técnicas de ligação e processos de soldadura

Técnicas de ligação

Ligar duas peças de metal pode fazer-se de quatro formas: ligação mecânica (parafusos, rebites, roscagem, encaixes, desmontável ou permanente conforme o método, capítulo 11), ligação por soldadura por fusão (o metal das duas peças funde e passa a fazer parte do cordão), ligação por brasagem ou soldadura branca (um metal de adição funde e prende as peças sem fundir o metal de base, capítulo 10) e, em casos específicos, ligação por adesivo estrutural. A escolha depende da carga que a peça vai suportar, do aspeto final e da necessidade, ou não, de desmontar a peça mais tarde.

Os quatro processos elementares de soldadura

O referencial identifica quatro processos, cada um com a sua geometria de junta:

Executar operações elementares de soldadura, passo a passo

A terceira realização da UC segue sempre a mesma sequência: preparar a superfície e pontear, escolher o processo adequado à junta, ajustar a máquina (corrente, tensão ou caudal de gás, conforme o processo), soldar num percurso contínuo e controlado e, por fim, deixar arrefecer e inspecionar a solda. A qualidade de uma solda vê-se pela ausência de poros, fissuras e falta de penetração.

Exemplo resolvido: escolher o processo de soldadura certo

Uma peça precisa de fechar um pequeno rasgo aberto numa chapa já montada, sem juntar duas peças novas.

Resolução: o processo indicado é o de enchimento, que preenche a falha diretamente com metal de adição, em várias passagens se necessário, até nivelar a superfície com o resto da chapa. Depois de arrefecer, a zona é desbastada e lixada para ficar ao nível do metal circundante, pronta para tratamento posterior.

10. Ligar sem fundir o metal de base: brasagem e soldadura branca

Nem toda a ligação feita com metal fundido é soldadura, e confundir as duas é o erro clássico desta matéria. Na soldadura por fusão (elétrodo revestido, MIG/MAG, TIG, oxiacetilénica) o metal de base funde e passa a fazer parte da junta. Na brasagem e na soldadura branca o metal de base nunca funde: funde apenas um metal de adição com ponto de fusão mais baixo, que corre entre as duas peças e as prende ao solidificar.

A fronteira entre as duas é uma temperatura, e é só isso que as distingue na definição:

Nas duas, repita-se, o metal de base fica sólido do princípio ao fim.

Capilaridade, folga e decapante

O metal de adição não se deposita em cima da junta: é puxado para dentro dela por capilaridade, a mesma força que faz subir um líquido num tubo muito fino. Disto saem três consequências práticas.

1. A folga manda. A capilaridade só funciona numa folga estreita e constante, na ordem dos 0,05 a 0,15 mm. Junta demasiado apertada não deixa entrar o metal de adição; folga demasiado aberta perde a força capilar e a junta sai fraca. Acima de cerca de 0,3 mm a capilaridade deixa praticamente de agir, e o que se obtém é uma gota, não uma junta.
2. A superfície tem de estar limpa e continuar limpa. É a função do decapante, também chamado fluxo: dissolve os óxidos existentes, impede que se formem novos durante o aquecimento e deixa o metal de adição molhar o metal de base. Sem decapante, o metal fundido enrola-se em bola e não corre.
3. Aquece-se a peça, não a vareta. É a peça que tem de chegar à temperatura de trabalho; o metal de adição funde ao tocar-lhe e corre sozinho para a zona mais quente. Quem aquece a vareta com o maçarico deixa cair metal sobre uma junta fria, que não pega.

Quando se prefere brasagem a soldadura

• Metais diferentes: é a saída para pares que não se soldam bem entre si por fusão, como aço com cobre ou com latão.
• Chapa fina e peças pequenas: a temperatura mais baixa deforma menos e não perfura a chapa, o que interessa às peças decorativas desta qualificação.
• Cobre e ligas de cobre: a brasagem é o processo corrente, e aqui conta a alta condutividade térmica do cobre, que espalha o calor e obriga a aquecer uma área maior do que a junta.
• Juntas estanques sem grande esforço mecânico: a soldadura branca chega (canalização, ligações elétricas), mas é a menos resistente das três famílias.

Em contrapartida, uma junta brasada é sempre menos resistente do que uma boa junta soldada por fusão no mesmo metal, e não a substitui numa peça estrutural.

Exemplo resolvido: unir um enfeite de cobre a uma peça de aço

Uma placa decorativa em aço leva um enfeite em chapa fina de cobre, sem carga mecânica, e não pode ficar com a chapa de cobre deformada.

Resolução: a ligação faz-se por brasagem, não por soldadura por fusão. O aço e o cobre não formam uma boa junta soldada por fusão, e o cobre é fino: fundir o metal de base perfurava-o. Prepara-se a junta com uma folga estreita e constante (na ordem do décimo de milímetro), limpam-se as duas superfícies, aplica-se decapante, aquece-se a peça até o metal de adição correr por capilaridade e deixa-se arrefecer sem mexer. No fim, lavam-se os restos de decapante, que são corrosivos se ficarem na peça.

11. Ligações mecânicas: rebite, parafuso e rosca

Quando a peça tem de ser desmontável, quando os metais são diferentes ou quando não se pode aquecer, liga-se por meios mecânicos.

Rebitagem

O rebite é uma ligação permanente: atravessa o furo das duas peças e deforma-se numa segunda cabeça, apertando-as uma contra a outra. Duas variantes interessam a este trabalho:

• Rebite maciço, formado a martelo ou à máquina, com acesso aos dois lados da junta.
• Rebite cego, também dito de expansão, aplicado com pistola de alavanca por um só lado: puxa-se o mandril, que expande a extremidade do rebite na face inacessível e parte pelo estrangulamento. É a solução para tubo fechado ou para qualquer junta onde só se chega a uma face.

O rebite trabalha bem ao corte e mal à tração: numa junta que vá ser puxada na direção do eixo do rebite, escolhe-se parafuso ou soldadura.

Parafuso, porca e anilha

A ligação desmontável por excelência é parafuso com porca. A anilha plana distribui o aperto por uma área maior e protege a superfície da peça. A anilha de pressão, elástica, é a que trabalha contra o desaperto por vibração: comprime-se ao apertar e mantém uma tensão permanente na ligação. Numa peça que vibra, ou que fica ao ar livre a dilatar e a contrair, é ela, uma porca autoblocante ou um travamento equivalente que impede a ligação de se soltar sozinha. Anilha de pressão esquecida é portão que abana ao fim de um ano.

Roscagem com macho

Roscar é abrir uma rosca interior num furo. A regra que mais erros evita é a do diâmetro do furo: o furo é sempre menor do que o diâmetro nominal da rosca, porque o material que sobra é exatamente aquele que vai formar os filetes. Numa rosca métrica de passo normal, a regra prática é diâmetro nominal menos o passo:

Esta regra dá cerca de 75% de altura de filete, que é o compromisso normal entre resistência da rosca e esforço de roscagem. Fora do passo normal, ou em material que não seja aço macio, consulta-se a tabela do fabricante do macho: não se adivinha.

O macho entra numa série, e não de uma só vez: o primeiro (cónico, de entrada) alinha e desbasta, o segundo (intermédio) aprofunda, e o acabador, quase cilíndrico, termina a rosca até ao fundo do furo. Roscar sempre com lubrificante de corte, a esquadro com a peça, e a cada volta e meia recuar meia volta para quebrar a apara. Um macho preso e forçado parte-se dentro do furo, e um macho partido em aço é muito difícil de tirar sem estragar a peça.

Macho e fêmea, dobragem e quinagem

Há ainda a ligação por encaixe macho e fêmea, em que a forma de uma peça entra na outra e é a própria geometria que segura, muitas vezes travada depois por rebite, parafuso ou ponto de soldadura. E há a conformação: dobragem de barra e de tubo, e quinagem de chapa na quinadora, ambas a frio. Uma aba quinada transforma uma chapa mole num perfil rígido, dispensa uma junta soldada e não distorce a peça com o calor, o que muitas vezes é a melhor ligação: a que não é preciso fazer.

Exemplo resolvido: escolher a ligação para um painel de manutenção

Uma vedação decorativa soldada precisa de um painel que se retire uma vez por ano para limpar a rega por baixo, e a peça fica ao ar livre.

Resolução: o painel liga-se à estrutura com parafuso e porca, com anilha plana contra a superfície e anilha de pressão ou porca autoblocante contra o desaperto provocado pela vibração e pelos ciclos de temperatura. Se os apoios forem furados na estrutura já montada, e não houver acesso ao lado de dentro, usam-se rebites cegos nos apoios fixos e reserva-se o parafuso só para o painel removível. Rebitar o painel todo era erro: seria permanente, e o requisito é desmontar.

12. Equipamentos de soldadura e consumíveis

As três máquinas de soldar por arco elétrico

A UC trabalha com três processos: elétrodo revestido (o mais simples e versátil, usa um elétrodo consumível revestido de fluxo, bom para o exterior e trabalhos de manutenção), MIG/MAG (fio contínuo alimentado automaticamente, protegido por gás, rápido e limpo, ideal para produção) e TIG (elétrodo de tungsténio não consumível, solda muito precisa e limpa, própria para peças finas e decorativas).

Consumíveis, gases de proteção e ventilação

Cada processo tem os seus consumíveis: elétrodos (variam no revestimento e diâmetro), fios de soldar (MIG/MAG) e gases de proteção, como o árgon (TIG e MIG em alumínio e aço inoxidável) e o CO2 ou misturas (MAG em aço ao carbono), que evitam que o oxigénio do ar contamine a solda fundida. Os dispositivos de ventilação são essenciais para remover fumos de soldadura da zona de trabalho.

Exemplo resolvido: escolher processo e gás para uma peça de alumínio

É preciso soldar duas barras de alumínio numa peça decorativa fina, com bom acabamento visível.

Resolução: o processo indicado é o TIG, pela precisão e limpeza que oferece em peças finas, com gás de proteção árgon, adequado ao alumínio. O elétrodo revestido não é boa opção para alumínio nesta finalidade decorativa, e o MIG/MAG, embora possível em alumínio com fio e gás próprios, deixa um acabamento menos fino do que o TIG.

13. Estruturas de gradeamento

Uma estrutura de gradeamento é um conjunto de barras (verticais, horizontais ou em grelha) ligadas entre si, formando um elemento de proteção, delimitação ou decoração: grades de janela, portões, vedações artísticas. É construída a partir de interseções planeadas: cada cruzamento de barras é um ponto de soldadura. A moldura (perímetro) dá rigidez à estrutura; as barras internas definem o padrão visual e a função de proteção. O espaçamento entre barras não é livre: nas guardas de proteção de edifícios, a NP 4491 limita a 9 cm a abertura livre entre elementos verticais, para não permitir a passagem de uma criança nem a introdução da cabeça na abertura. Num gradeamento decorativo em espaço público, é este o critério de referência, e é o número de barras que se ajusta à largura da moldura, não o contrário.

Exemplo resolvido: montar um gradeamento simples, do corte ao acabamento

Uma pequena grade de 40x60 cm com três barras verticais, já planificada no capítulo 3.

Resolução, passo a passo:

1. Cortar a moldura (2 barras de 40 cm, 2 de 60 cm) e as 3 barras verticais (37 cm cada, a medida livre entre o topo e a base), usando serra de arco ou serra mecânica.
2. Preparar as superfícies: limpar e desbastar todas as arestas de corte.
3. Alinhar e pontear a moldura sobre um esquadro rígido, confirmando os quatro ângulos retos.
4. Soldar a moldura por completo, em juntas de canto.
5. Posicionar e pontear as três barras verticais, com espaçamento igual entre elas.
6. Soldar as verticais à moldura, em juntas de canto ou topo a topo, conforme o desenho.
7. Inspecionar todas as soldas e limar as rebarbas finais.

Esta sequência aplica, numa só peça, as três realizações da UC: cortar, preparar superfícies e soldar.

14. Segurança, EPI e normas de qualidade

O corte e a soldadura de metais produzem faíscas, luz intensa, calor e fumos, pelo que o equipamento de proteção individual (EPI) nunca é opcional: máscara de soldar com visor apropriado (protege olhos e face das radiações do arco), luvas de proteção (resistentes ao calor e a projeções de metal fundido), aventais de couro (protegem o tronco de faíscas) e óculos de segurança, usados sempre que se corta, lima ou rebarba, mesmo sem soldar.

Quem trabalha com maçarico tem ainda um conjunto de regras próprias dos gases: a garrafa de acetileno usa-se sempre na vertical, nunca deitada; o oxigénio não é inflamável, é comburente, alimenta a combustão, e por isso nunca se aplica óleo ou gordura nas suas ligações e redutores; as mangueiras levam válvulas antirretorno e corta-chamas; e nunca se corta nem solda um recipiente que tenha contido combustíveis ou solventes sem o desgaseificar primeiro. A luz do arco e da chama emite radiação ultravioleta e infravermelha, que provoca queratoconjuntivite (o chamado golpe de arco) mesmo a quem só passa ao lado, pelo que o filtro do capacete tem de ter a tonalidade adequada ao processo e à corrente, de acordo com a norma EN 169, e a zona de trabalho deve ficar resguardada com biombos. Soldar ou cortar metal galvanizado liberta fumos de zinco que causam a febre dos fumos metálicos: exige aspiração local e, quando possível, remoção prévia do revestimento na zona da junta.

O fogo é o risco que fica depois de a máquina ser desligada. As classes de fogo vêm da NP EN 2: A sólidos (madeira, papel, tecido), B líquidos inflamáveis, C gases, D metais combustíveis e F óleos e gorduras alimentares. Os extintores portáteis seguem a NP EN 3-7, que fixa características, desempenho e ensaios, e cuja classificação de rótulo cobre A, B e F: para a classe D o extintor é equipamento à parte, com pó especial para metais. Numa oficina de metal isto tem uma consequência direta: as limalhas e o pó de alumínio e de magnésio são classe D e pedem um agente próprio, pó especial para metais, e nunca água, porque o metal em combustão decompõe a água e o hidrogénio libertado alimenta o fogo. Corte e soldadura são trabalhos a quente: fora de um posto preparado para isso, fazem-se com permissão de trabalho escrita, a zona limpa de combustíveis num raio generoso, extintor ao lado e um vigia de incêndio que continua a vigiar a zona depois de o trabalho acabar. A maioria dos incêndios de trabalhos a quente não começa durante o trabalho: começa depois, numa faísca que ficou a arder fora de vista.

Duas famílias de normas orientam todo o trabalho: as normas de segurança e saúde no trabalho (uso de EPI, ventilação adequada, manuseamento seguro de gases e chamas) e as normas da qualidade (critérios de aceitação de um corte, como medidas e esquadria, e de uma solda, como penetração, ausência de poros e fissuras, e acabamento). Cumprir ambas garante que a peça é segura de fazer e segura de usar.

Erros comuns

• Cortar sem planificar a chapa toda e desperdiçar material que já não chega para as últimas peças.
• Confiar numa leitura em ângulo da fita métrica ou da régua, em vez de ler sempre de frente.
• Soldar sobre uma superfície mal limpa (óxido, tinta, gordura), causando poros e soldas frágeis.
• Saltar o ponteamento e soldar logo a junta completa, descobrindo depois que a peça ficou torta.
• Usar o processo de corte errado para o material (por exemplo, oxi-corte em alumínio ou inox, quando este processo só corta aços ao carbono e outros metais ferrosos).
• Dizer que a brasagem funde as duas peças. É exatamente o contrário: o que define a brasagem e a soldadura branca é o metal de base não fundir.
• Furar ao diâmetro nominal antes de roscar. Um furo de 8 mm para uma rosca M8 não deixa material para os filetes, e a rosca sai sem fio.
• Desbastar de lado com um disco de corte, que é fino e parte com pressão lateral.
• Cortar em cima da linha traçada, sem contar a largura de corte nem deixar sobreespessura para o acabamento.
• Soldar sobre galvanizado sem remover o zinco na zona da junta, o que dá porosidade e fumos tóxicos.
• Trabalhar sem o EPI completo, "só por um instante", perto de faíscas, arco elétrico ou chama aberta.
• Ignorar a ventilação ao soldar em espaço fechado, expondo-se aos fumos.

Glossário

• Traçagem: desenhar sobre o metal as linhas que orientam o corte.
• Interseção: ponto ou linha onde dois traçados ou duas peças se cruzam ou se encontram.
• Ponteamento: fixar duas peças com pequenos pontos de soldadura antes da junta completa.
• Metal de adição: material (elétrodo, fio) que se funde para preencher e reforçar a junta soldada.
• Junta topo a topo: duas peças alinhadas, unidas extremidade com extremidade.
• Junta de canto: duas peças unidas em ângulo, normalmente reto.
• TIG: soldadura com elétrodo de tungsténio não consumível, de grande precisão.
• MIG/MAG: soldadura com fio contínuo protegido por gás.
• Elétrodo revestido: elétrodo consumível revestido de fluxo, usado em soldadura manual.
• Gradeamento: estrutura de barras ligadas entre si, com função de proteção ou decoração.
• EPI: equipamento de proteção individual (capacete, luvas, avental, óculos).
• Cortadora a plasma: máquina que corta metal condutor através de um arco elétrico ionizado.
• Brasagem: ligação com metal de adição que funde acima de 450 °C, sem fundir o metal de base.
• Soldadura branca: o mesmo, com metal de adição que funde a 450 °C ou abaixo (estanhagem).
• Capilaridade: força que puxa o metal de adição fundido para dentro de uma folga estreita.
• Decapante (fluxo): produto que dissolve os óxidos e deixa o metal de adição molhar o metal de base.
• Largura de corte (kerf): faixa de material consumida pela ferramenta ao cortar.
• Sobreespessura: material deixado a mais no corte, para o acabamento levar a peça à cota.
• Chanfro em V: aresta preparada em bisel para o cordão penetrar até à raiz da junta.
• Folga de raiz: abertura deixada entre as peças para o primeiro cordão penetrar.
• Paquímetro: instrumento de medição com nónio, de resolução típica de 0,05 mm ou 0,02 mm.
• Anilha de pressão: anilha elástica que mantém tensão na ligação e trava o desaperto por vibração.
• Rebite cego: rebite aplicado por um só lado da junta, com pistola.

Síntese

O trabalho do artesão das artes do metal segue sempre a mesma cadeia: planificar a peça, medir e traçar com rigor (fita métrica ao milímetro, paquímetro aos centésimos), cortar com a ferramenta manual ou mecânica adequada, contando a largura de corte e deixando sobreespessura, preparar a superfície e a junta (limpar, remover zinco e tinta, chanfrar quando a espessura o pedir, desbastar, alinhar, pontear), escolher a técnica de ligação certa (soldadura por fusão, brasagem ou soldadura branca sem fundir o metal de base, ou ligação mecânica por rebite, parafuso e rosca) e o processo de soldadura adequado à junta (topo a topo, canto, enchimento ou rebite), executar a solda com o equipamento apropriado (elétrodo revestido, MIG/MAG ou TIG) e fechar o trabalho com EPI e o cumprimento das normas de segurança e de qualidade. Uma estrutura de gradeamento reúne todas estas etapas numa só peça, do primeiro traço ao acabamento final.

Exercícios resolvidos

1. Uma chapa precisa de três peças traçadas. Qual a ordem correta de trabalho?

Resolução: primeiro traçar as três peças de uma só vez sobre a chapa, verificando o aproveitamento e deixando margem entre elas; só depois cortar, começando pelas peças maiores para manter a chapa estável na bancada.

2. Uma junta soldada partiu com pouca força e mostra pequenos poros na fratura. Qual a causa mais provável?

Resolução: superfície mal preparada antes da soldadura (óxido, tinta ou gordura não removidos) ou falha na proteção de gás. A ação corretiva é desbastar até ao metal limpo, preparar de novo a superfície e soldar com o gás de proteção adequado.

3. Que processo de soldadura escolherias para fechar um pequeno rasgo aberto numa chapa, sem juntar peças novas?

Resolução: o processo de enchimento, que preenche a falha diretamente com metal de adição até nivelar a superfície com o resto da chapa.

4. Porque se ponteiam as peças antes de soldar a junta completa?

Resolução: o ponteamento permite verificar o alinhamento e a esquadria antes de comprometer a peça de forma definitiva; corrigir uma peça pontada é fácil, corrigir uma peça já soldada por completo é muito mais difícil.

5. Para uma peça decorativa fina de alumínio, com bom acabamento visível, que processo e que gás escolherias?

Resolução: processo TIG, pela precisão e limpeza em peças finas, com gás de proteção árgon, adequado ao alumínio.

6. Qual é a diferença entre brasagem e soldadura por fusão, e onde está a fronteira entre brasagem forte e soldadura branca?

Resolução: na soldadura por fusão o metal de base funde e passa a fazer parte da junta; na brasagem e na soldadura branca o metal de base não funde, funde só o metal de adição, que entra na junta por capilaridade. A fronteira entre as duas é a temperatura de fusão do metal de adição: acima de 450 °C é brasagem forte, a 450 °C ou abaixo é soldadura branca (estanhagem).

7. Que broca usas para roscar M8 de passo normal, e porque não furas a 8 mm?

Resolução: 6,8 mm, pela regra do diâmetro nominal menos o passo (8 menos 1,25 = 6,75, arredondado à broca comercial de 6,8). O furo tem de ser menor do que o nominal porque é o material que sobra no furo que forma os filetes da rosca; furar a 8 mm não deixa material nenhum para roscar.

8. Traçaste uma peça com 120 mm. Porque não cortas em cima da linha?

Resolução: por causa da largura de corte (kerf): a ferramenta consome uma faixa de material, e cortar em cima da linha deixa a peça curta. Corta-se ao lado da linha, pelo lado do desperdício, e deixa-se uma sobreespessura que o acabamento à lima ou à rebarbadora retira para levar a peça à cota, confirmada depois ao paquímetro.

9. Uma junta topo a topo em chapa de 8 mm ficou com falta de penetração na raiz. O que faltou na preparação?

Resolução: a preparação da geometria da junta. Acima de cerca de 5 mm de espessura as arestas têm de ser chanfradas em V (cerca de 30° por face, perto de 60° de ângulo total) e tem de se deixar uma folga de raiz de 1 a 3 mm, para o primeiro cordão chegar à raiz. Com as arestas a topo e sem folga, o cordão fica só à superfície.