Atividades envolvendo soldagens são inevitáveis para manter a vida útil de equipamentos pesados. Seja para o reparo de trincas ou recuperação de componentes, em algum momento as máquinas passam por esse processo.

Para garantir a continuidade da operação em condições seguras (e evitar danos provocados pelas variações térmicas inerentes ao processo) é imprescindível valer-se do procedimento mais adequado a cada necessidade.

A definição desse procedimento, como observa Tiago Vieira da Cunha, professor de soldagem da UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina), deve decorrer da análise de fatores como tipo de material que será soldado e sua espessura, posição de soldagem, temperatura que a peça atingirá em regiões próximas, técnica utilizada – incluindo tipo de consumível –, geometria da solda e corrente aplicada, entre outros.


Eletrodos revestidos e MIG/MAG são as tecnologias mais usuais em soldagens de manutenção

Qualquer trinca, ressalta Cunha, deve ser imediatamente submetida à solda (ou, ao menos, acompanhada atentamente dependendo da solicitação a que o componente é submetido e seu grau de risco para a operação). “Uma trinca é algo sério, pois é extremamente difícil prever sua evolução”, ressalta. “Pode permanecer por muito tempo no estágio inicial ou evoluir rapidamente.”

TÉCNICAS

Felizmente, já existem diversas técnicas para detectar trincas e outras necessidades de solda. Uma delas, aponta Régis Henrique Gonçalves e Silva, coordenador do LabSolda (Instituto de Soldagem e Mecatrônica), é a inspeção visual.

Todavia, na maioria das vezes são utilizados recursos como calibres de solda, líquidos penetrantes e ultrassom. “Há ainda técnicas mais sofisticadas, como a videoscopia, que permite verificar a raiz da solda, dificilmente observável visualmente”, explica. “Ou mesmo raio X e gamagrafia, que exigem acesso ao outro lado da chapa para a colocação do filme em que serão impressas as imagens.”

Cada técnica, explica Silva, pode ser mais ou menos adequada para a detecção de determinado problema. Em juntas de topo, por exemplo, o ultrassom funciona bem, mas em juntas de canto, nas quais as chapas formam ângulos, pode ser melhor utilizar um calibre ou raio X.

Técnicas de observação do comportamento da peça e de seu material também podem indicar a necessidade de soldagem. “Peças que já passaram por vários processos de soldagem devem ser acompanhadas mais atentamente, pois os ciclos de aquecimento e resfriamento, muitas vezes em temperaturas diferentes, geram tensões residuais que podem provocar trincas por fadiga”, acrescenta.

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Revestimento preventivo de caçambas requer controle mais preciso de arco

Mesmo a limpeza do equipamento, necessária após cada uso, permite observar possíveis trincas, lembra João Guilherme Ferreira, especialista da fabricante de equipamentos e consumíveis de soldagem ESAB. “Antes da soldagem, é necessário limpar a área que será soldada e lixá-la bem, para permitir a penetração da solda”, recomenda. “No caso de soldagem direta, sem a colocação de chapa, é indicado fazer um furo no início e outro no final da trinca, para evitar a propagação.

EFICÁCIA

Eletrodos revestidos e processos como MIG/MAG são as tecnologias mais empregadas em soldagens de manutenção de máquinas pesadas. A última é mais usual em oficinas, enquanto os eletrodos prevalecem no campo de operação, pois as máquinas são facilmente transportáveis e seu processo é menos sujeito a fatores ambientais como ventos.

Atualmente, o uso é favorecido pela possibilidade de utilização sem pontos de fornecimento de energia, como ocorre, por exemplo, com os equipamentos movidos a bateria da linha AccuPocket, da Fronius.

“Imagine a quebra da ponta de eixo de um equipamento fora de estrada em uma mina, em que a retirada do equipamento é fundamental para a continuidade da operação”, diz Remer Reis, gerente de engenharia de aplicação da unidade Perfect Welding da marca. “Esses equipamentos podem solucionar o problema.”

Para soldagens MIG/MAG, a linha mais comercializada pela Fronius é a TransSteel, que permite a soldagem de qualquer liga metálica – ferrosa ou não ferrosa –, o que a torna interessante para ações de manutenção preventiva. Inclusive, para revestimento preventivo de caçambas, que requer controle mais preciso de arco, com diluição controlada. “Horas de funcionamento, vibração dos sistemas mecânicos, temperatura dos sistemas elétricos e mecânicos, níveis de ruído, além de inspeções regulares, são indicadores geralmente considerados na manutenção preventiva”, destaca Reis.

Seja feita com eletrodos ou pelo processo MIG/MAG, as soldagens são igualmente eficazes, desde que executadas por profissionais qualificados, com os materiais adequados e procedimentos corretos, afirma Ferreira, da ESAB.

Até porque, ele ressalta, os atuais equipamentos de eletrodos revestidos permitem um controle eletrônico muito preciso, equivalente ao MIG/MAG. “Máquinas antigas de eletrodos trabalhavam comfaixas muito grandes de variação da amperagem, tipo de 20 em 20 A”, diz. “Hoje, temos máquinas dotadas de inversor de frequência, que permitem variar a amperagem até de 0,1 em 0,1 A.”

Casos de trincas mais propagadas e com maior área oxidada requerem a soldagem de chapas

Por outro lado, Silva, do Labsolda, vê a tecnologia MIG/MAG ganhando espaço sobre a opção mais tradicional – ainda a mais usual – dos eletrodos. “Proporciona vantagens como maior produtividade e grau de automação, e até mesmo maior potencial de qualidade”, justifica.

Mas a tecnologia dos eletrodos não tende a desaparecer, até porque em muitas aplicações ainda é mais adequada, como locais onde é mais difícil levar o equipamento MIG/MAG, geometrias onde é mais fácil o acesso com os eletrodos e soldagens sob a água, entre outras.

No entanto, complementa Silva, essa tecnologia gera escória, composta por componentes minerais dos revestimentos e que precisa ser removida, especialmente quando ocorre mais de um passe de solda: “Realizado um passe, deve-se remover a escória antes do passe seguinte, pois compromete a qualidade da solda”, ressalta.

DICAS E CUIDADOS

A maneira mais comum de se reparar uma trinca com solda, lembra Ferreira, da ESAB, é preencher o espaço aberto por uma lixadeira. Em alguns casos, pode-se ainda remover a parte trincada do componente, substituindo-a por uma chapa soldada. “No caso de trinca mais antiga e propagada, com maior área oxidada, é recomendável a solução de soldagem de chapa”, analisa. “Para trinca mais nova e menor, a soldagem direta pode ser suficiente.”

Optando-se pela chapa de reforço, deve-se realizar um cálculo para que não altere o peso ou as dimensões da peça, ressalta Silva, do Labsolda. E a escolha do material com o qual será feita a soldagem, ele prossegue, deve considerar ainda a aplicação que cada equipamento é destinado. “Máquinas para mineração, por exemplo, geralmente são feitas com materiais mais duros, enquanto dutos submarinos demandam maior resistência à corrosão e materiais empregados em sistemas de energia devem ter mais resistência à cavitação”, exemplifica.

Muitas vezes, lembra o especialista do Labsolda, a preparação para soldagem pode requerer um processo de desmagnetização das peças, que geralmente trabalham sob influência de correntes elétricas potencialmente criadoras de campos magnéticos, capazes de alterar o arco de solda. Na maioria dos casos, também é necessário um tratamento térmico pré e pós-soldagem, para não haver choque térmico acentuado, que pode alterar a estrutura dos materiais, como os aços de baixa liga que compõem uma grande parte dos equipamentos pesados.

Atualmente, existem diferentes técnicas para esse tratamento térmico: por meio de maçarico (a mais simples) ou com mantas térmicas dotadas de resistência. “Uma tecnologia mais moderna, entretanto, é a do aquecimento por indução eletromagnética, que já começa a ser mais utilizada”, observa Silva.

Já o professor Cunha lembra que óleo, graxa e outros derivados de petróleo não combinam com soldagem, pois geram gases quando aquecidos e desestabilizam o processo, podendo produzir cordões de soldagem irregulares, além de provocar acidentes, pois são inflamáveis. “Por isso, devem obrigatoriamente ser removidos antes da soldagem”, orienta.

Cada soldagem, ele acentua, deve ser avaliada como um caso específico, para o qual deve ser definido o procedimento mais adequado considerando-se as diversas variáveis e as recomendações das normas. “No caso de equipamentos pesados, a norma mais usual é a AWS D1-1, para soldagem de componentes estruturais”, ressalta Cunha. “Mas existem outras, como o Código ASME, para caldeiras e vasos de pressão, e a norma API, para dutos de óleo e gás.

DIGITALIZAÇÃO
Novas tecnologias permitem controle mais preciso

Quando se fala em soldagem MIG/MAG, o coordenador do LabSolda, Régis Henrique Gonçalves e Silva, ressalta que equipamentos digitais já permitem um controle muito mais preciso dos parâmetros – especialmente da corrente –, possibilitando alta penetração com o mínimo de solda e mesmo um único passe. “No caso de eletrodos, estão sendo desenvolvidos estudos para o uso de corrente pulsada, já utilizada em MIG/MAG, que varia em torno de uma média pré-definida, permitindo assim manter uma geometria do arco que concentra mais a energia e eleva a produtividade”, destaca.

Segundo ele, recentemente surgiram outras opções de soldagem para manutenção de equipamentos pesados. “A tecnologia CMT (Cold Metal Transfer) é adequada para recomposição de espessuras ou correção com deposição de material de solda, nos quais o importante não é a alta penetração, mas sim a homogeneidade da deposição, que deve acompanhar precisamente a geometria da peça”, especifica.

Já a tecnologia TIG, prossegue Silva, dispõe de uma modalidade (Keyhole) que permite alta penetração até determinadas espessuras de chapa, sem necessidade de material de solda, pois permite a fusão dos componentes. “É uma tecnologia ainda nova, mas que vem ganhando espaço”, relata.

Opções de soldagem e novos consumíveis favorecem a manutenção

Também os consumíveis vêm evoluindo, diz o professor Tiago Vieira da Cunha, da UFSC, até pela constante otimização de sua composição química, que melhora a estabilidade do processo. “Além disso, vêm surgindo novas tecnologias como a soldagem híbrida, que combina MIG/MAG com laser, mas que no Brasil ainda não é difundida na soldagem de reparo em âmbito industrial”, afirma.

O especialista ESAB, João Guilherme Ferreira, lembra que muitas empresas têm foco em recuperar e comercializar equipamentos. “Algumas começam inclusive a utilizar robôs na soldagem, seja por demandarem grandes volumes ou soldagens mais complexas, como a recuperação de esteiras com a inserção de outra camada”, relata.

Por sinal, a Fronius, como destaca o gerente de engenharia Remer Reis, já conta com a linha IWS (Industrial Welding System), que se conecta a diversas tecnologias de controle e automação para soldagem robotizada. “Essa linha garante estabilidade e robustez na troca de dados no ambiente da Indústria 4.0, permitindo a combinação dos dados de soldagem com a geração de indicadores, o que traz uma visão mais ampla e realista da produção diária”, finaliza.

Saiba mais:
ESAB: https://esab.com/br/sam_pt
Fronius: www.fronius.com
LabSolda: https://labsolda.ufsc.br
UFSC: https://ufsc.br