Soldadura autógena
o termo soldadura autógena ou, melhor soldadura
por autogênese, foi a princípio
apenas empregado para designar a soldadura ao maçarico oxiacetilénica, mas
atualmente, é utilizado para designar qualquer processo de soldadura por fusão
dos bordos das peças a unir, como a soldadura elétrica por arco, a soldadura a hidrogênio
atômica, etc.
A soldadura autógena é o resultado
deu m conjunto de operações em que se obtém quer por fusão (chama de maçarico,
arco elétrico, hidrogênio atômico ou metal liquido), quer por pressão (com a
forja, com o gás de agua, ou elétrica por resistência) a união de peças
metálicas da mesma natureza, com ou sem adição de metal complementar da mesma
natureza das peças a soldar ou contendo elementos melhorados, de modo a conseguir-se
um conjunto homogêneo tal como a zona de soldadura apresente as mesmas características
físicas, químicas ou mecânicas do metal ou liga que constitui as peças a soldar.
Soldadura autógena oxiacetilénica
A soldadura oxiacetilénica é
atualmente a que permite todos os trabalhos, desde os mais simples aos mais
complicados, oferecendo soldaduras perfeitas de todos os metais ou ligas usuais
quando executada por soldadores competentes.
A fusão dos bordos das peças e da
vareta do metal de adição obtém-se pela chama resultante da combustão duma
mistura do acetileno e do oxigênio em proporções sensivelmente iguais. Os dois
gases são inflamados a saída dum aparelho chamado maçarico e, portanto, para a realização duma soldadura oxiacetilénica
é preciso dispor:
- Oxigênio.
- Acetileno.
- Aparelhos e acessórios
para utilização destes gases.
Oxigênio – O oxigênio, que não
soldadura oxiacetilénica serve de comburente, é um elemento que existe em
grande quantidade a superfície da terra e sob diversas formas. Encontra-se no
ar misturado com o azoto numa percentagem de 1:5 do seu volume e na agua
combinado com o hidrogênio na relação de 8:9 do deu peso.
Industrialmente obtêm-se o oxigênio
quer pala eletrólise da agua por meio duma corrente elétrica, quer pela
destilação fraccionada do ar, sendo este último processo o mais utilizado por
ser mais rápido e econômico.
Sendo, como todos os gazes, compressível,
o oxigênio é fornecido a indústria comprimido a uma pressão considerável em
tubos de aço, a que se dá o nome de garrafas.
Numa das extremidades da garrafa
existe um bocal apropriado que não só possui torneiras ou válvulas para fechar
a saída do oxigênio, também, tem uma parte roscada para a montagem dum redutor de pressão ou mano-redutor o
qual, normalmente, possui dois manômetros: um para dar a pressão dentro da
garrafa e o outro para dar a pressão de utilização do oxigênio após a redução
verificada.
As garrafas de oxigênio não devem
estar ao sol nem próximas de fontes calorificas o que provocaria um grande
aumento da pressão. A válvula deve ser aberta lentamente e manejada com as mãos
limpas. O oxigênio sob pressão oxida violentamente as substâncias gordas
(óleos) podendo provocar a sua inflamação.
Acetileno – O acetileno é um gás incolor que
contem 92,3% de carbono e 7,7% de hidrogênio. Desde que não esteja misturado
com o oxigênio, à pressão normal ou a baixas pressões não é explosivo; porém a
altas pressões pode originar uma explosão desde que se bata com violência no
invólucro que o a contém. A mistura de oxigênio e acetileno é explosiva
bastando uma pequeníssima chama para provocar a explosão.
Industrialmente o acetileno obtém-se
fazendo atuar a agua sobre a Carbide – carboneto de cálcio – o qual se obtêm na
indústria fundindo, em fornos elétricos, uma mistura de carvão e cal em certas
proporções. O carboneto de cálcio é fornecido à indústria em tambores ou
barricas de chapa de aço, hermeticamente fechados. Recomenda-se a abertura
desses tambores com um escopro de bronze extra-duro afim de não provocar
quaisquer chispas ao cortar o aço. As quais poderiam dar origem a uma explosão.
É que dentro pode haver uma mistura explosiva do oxigênio do ar que tenha
ficado entre as pedras do carboneto e de algum acetileno que se possa ter
formado pela humidade desse ar com o carboneto.
Teoricamente 1 quilograma de
carboneto dá cerca de 350 litros de acetileno. Porém, na prática, devido as
impurezas do carboneto de cálcio, apenas se obtêm 250 a 300 litros de
acetileno.
Geradores de acetileno – dos geradores utilizados
na indústria existem variadíssimos tipos que, fundamentalmente, se reduzem a
três:
- Geradores de contato.
- Geradores de queda de
água no carboneto.
- Geradores de queda do
carboneto na água.
Vejamos resumidamente cada um destes
três tipos de geradores.
Geradores de contato – neste tipo de
geradores a carga do carboneto é levada ao contato com a agua sempre que haja
consumo de gás.
Este contato pode ser efetuado de uma
maneira. Ou o carboneto é fixo e a égua móvel a qual é, então, arrastada pela
pressão do gás; ou o carboneto é móvel e a agua fixa e, neste caso, a carga do
carboneto é ligada a campânula do gasômetro seguindo os movimentos deste.
Geradores de queda de água no
carboneto
– são dos mais utilizados na indústria e podem ser de campânula móvel ou de
gasômetro fixo.
Nestes geradores a agua escoa-se,
automaticamente e por fracções, na gaveta do carboneto consoante as
necessidades do consumo.
Nos geradores de campânula móvel o
movimento descendente da campânula comanda a queda de agua por um dispositivo
de torneira ou de sifão.
Nos geradores de gasômetro fixo o
funcionamento automático é produzido pelo desnivelamento da agua ou pela
diferença de pressão.
Geradores de queda do carboneto na
agua –
este geradores tem vários inconvenientes principalmente os de alimentação
mecânica. Se a válvula de distribuição parar, toda a carga de carboneto cairá
na agua e isso poderá causar acidentes graves. Outro inconveniente é de
necessitar carboneto partindo em pequenos pedaços o que dá algum prejuízo e
necessitar de frequentes paragens para limpeza.
Têm, no entanto, vantagens como o de
ocuparem pouco espaço e serem de uma grande variabilidade de débito devido a
rapidez de decomposição do carboneto granulado.
Podem ser de queda de carboneto
manual ou automática. O automatismo é realizado por meio de alcatruzes que
recebem o carboneto e cuja abertura é provocada pela descida da campânula móvel
quando o gás contido no gasômetro é consumido. Assim, o carboneto cai na agua
que pode ser a do gasômetro ou outra contida num recipiente separado.
Depurador de acetileno – mesmo que o carboneto
de cálcio seja considerado bastante puro, o gás produzido pelos geradores contém
sempre impurezas sob a forma de hidrogênio fosforado e hidrogênio sulfurado que
são muito prejudiciais. Se o acetileno não for depurado o fosforo e o enxofre,
no momento da soldadura serão absorvidos pelo metal, tornando aquele menos
resistente.
Por esse motivo faz-se a depuração do
acetileno na própria oficina, logo a saída do gerador, fazendo-o travessar várias
camadas de materiais capazes de fixar aquelas impurezas por reação química.
Como produto depurador citamos o catalisol
que tem a vantagem de se poder recuperar expondo-o ao sol mas recomenda-se a sua substituição periódica pois, como é
evidente, a passagem do gás através da substância depuradora enfraquecida
torna-se inútil. Por essa razão deve controlar-se de tempos a tempos a
regularidade da depuração.
Válvula hidráulica – numa representação
esquemática duma instalação de vários postos de soldadura a baixa pressão
podemos verificar que geralmente o gerador fica instalado fora da oficina. Isto
tem por fim evitar qualquer emanação de gás o que poria em risco a segurança
dos operários. Além disso, verificamos mais que, no trajeto de distribuição
através da oficina, o acetileno é só utilizado após a passagem duma válvula hidráulica. A missão desta
válvula é impedir qualquer retorno de oxigênio da garrafa até ao gerador
causado pelo mau funcionamento do maçarico, retorno esse que poderia causar a
explosão do gerador com todas as lamentáveis consequências.
Maçarico soldador – os maçaricos soldadores oxiacetilénicos
são aparelhos muito simples, leves para poderem ser facilmente manejáveis, nos
quais se opera a mistura do oxigênio e do acetileno nas proporções e condições
de segurança exigidas para a execução do trabalho.
A composição da mistura é regulada
por duas torneiras e o débito do aparelho é realizado por meio dum bico, em
cobre, cujo orifício é calibrado. Os maçaricos de débito variáveis são os mais
espalhados e, geralmente como cada aparelho é fornecida uma série de 5 ou 7
bicos que permitem, por exemplo os débitos seguintes: 25; 50; 75; 100; 150 e
250 litros de gás por hora.
A potência dum maçarico é designada
por um número que representa o número de litros de acetileno que o maçarico
queima por hora. O seu débito pode variar desde 10 litros por hora nos
maçaricos mais pequenos até 5000 litros por hora nos grandes maçaricos.
Os maçaricos soldadores do tipo mais
moderno são de débito variável o que se obtêm, como já dissemos, pela simples
mudança da lança ou do bico e, ainda, pela regulação do injetor o qual possui
interiormente uma agulha cônica comandada por um pequeno volante permitindo
regular com precisão, para cada lança ou bico, a mistura do oxigênio com acetileno.
Podemos ainda classificar os maçaricos
em:
- maçaricos de baixa
pressão;
- maçaricos de alta pressão.
Nos primeiros, a pressão do acetileno
é da ordem dos 8g/cm enquanto que nos segundos é de ordem dos 100 a 400g/cm.
Quanto a pressão do oxigênio esta é a mesma qualquer que seja o tipo de
maçarico e o bico que se utiliza, variando de 1 a 3 kg/cm.
Os consumos do oxigênio e do
acetileno são sensivelmente iguais.
Regulação da chama do maçarico soldador –
se o maçarico está afinado há sempre, no momento em que se acende, um excesso
de acetileno que se nota facilmente na chama a qual é carburante apresentando
um dardo irregular.
Para acender um maçarico e, em
seguida regular a chama convenientemente, é preciso proceder primeiro as
seguintes operações:
1 – Verificar se a porca de regulação
do redutos de pressão do oxigênio está toda desapertada.
2 – Em seguida abrir lentamente a
torneira da garrafa de oxigênio.
3 – Depois, pouco a pouco, apertar a
porca de regulação do redutor de pressão até que a agulha do manômetro de baixa
pressão estacione no valor desta que se vai utilizar.
4 – abrir totalmente a torneira do
acetileno e chegar uma chama ao bico que se acende logo com um pequeno
estalido.
Para regular, então, a chama fecha-se
progressivamente a torneira do acetileno do maçarico até se conseguir obter a
saída do bico, um dardo branco de contorno bem definido, que constitui a chama
fundente normal, neutra, sem excesso nem do oxigênio nem do acetileno.
Maçarico de corte – o maçarico de corte
oxiacetilénico destina-se apenas a cortar os metais ferrosos que não contenham
grande percentagem de carbono ou de outros elementos que sejam facilmente
oxidáveis. É que, dentre todos os metais e ligas usuais, o ferro e os aços são
os únicos que se queimam no oxigênio e, por isso, o corte com o maçarico só
pode ser aplicado as peças de ferro e de aço vulgar ao carbono.
Na sua constituição, o maçarico de
corte não é mais do que um maçarico soldador com uma injeção especial do
oxigênio que se destina a oxidar violentamente a zona previamente aquecida pelo
próprio maçarico. É que, para começar a reação, é necessário levar ao
rubro-vivo o ponto a partir do qual deve começar o corte antes de enviar sobre
aquele ponto o oxigênio do corte. No entanto, apesar do calor desenvolvido pela
combustai do material e para compensar a perda por condutibilidade, é
necessário fornecer, durante toda a operação de corte, uma quantidade de calor
suplementar para manter o metal ao rubro vivo sob o jacto de oxigênio, não só à
superfície como em toda a espessura da peça a cortar. Esse excesso de calor,
como é evidente, deve ser proporcional a esta espessura.
Os maçaricos cortadores podem ser de
jato de corte central e chama de aquecimento anular, ou de jacto de corte e
chama de aquecimento separados. Os primeiros oferecem a vantagem de permitir a
execução de cortes em todos os sentidos ao passo que os segundos não.