A história da construção naval é tão antiga quanto nos lembramos, assim como os navios. Eles são usados para comércio e transporte não apenas de mercadorias, mas também de pessoas de uma parte do mundo para outra. Mas a questão é como esses navios são feitos. Bem, sua construção consiste em diferentes processos, incluindo soldagem.

A soldagem naval inclui a união de diferentes chapas ou componentes metálicos para formar cascos e outras estruturas. Ela precisa ser feita com perfeição, pois os navios precisam suportar pressões e condições extremas dos oceanos e mares.

Anteriormente, os navios eram construídos manualmente e fixados por rebites. A situação mudou agora com a tecnologia automatizada. Hoje, técnicas avançadas de soldagem facilitam a construção de embarcações do zero, ainda mais resistentes do que antes. No entanto, isso exige habilidades especiais e precisão.

Discutiremos como realizar soldagem na construção naval, as técnicas utilizadas, desafios comuns e outros detalhes relevantes.

Evolução da Soldagem na Construção Naval

A soldagem na construção naval realmente mudou a indústria naval, tornando os navios mais resistentes, eficientes e seguros. A soldagem não era comum há muito tempo, então as pessoas costumavam construir navios por meio de rebites. A técnica envolve a união de diferentes metais com a ajuda de parafusos. Embora servissem para esse propósito, essas conexões eram frágeis e suscetíveis à ferrugem e vazamentos.

A soldagem naval surgiu no século XX e transformou tudo. Ela permite que soldadores navais produzam estruturas metálicas sem emendas e sem defeitos, o que não apenas reduz o peso dos navios, mas também aumenta sua resistência. A soldagem tornou essas embarcações muito eficientes em termos de combustível e oferece resistência a condições adversas.

A soldagem tornou-se parte integrante da construção naval em todas as suas etapas. A soldagem em navios de todos os tipos, independentemente do tamanho, seja em pequenos barcos de pesca ou cargueiros, depende de métodos avançados de soldagem para garantir segurança e confiabilidade. Os avanços na soldagem naval, incluindo a automação, tornam a construção naval ainda mais eficiente e segura.

Processos de Soldagem na Construção Naval

Soldador de navios realizando soldagem em navios

A durabilidade e a resistência da construção naval dependem inteiramente do método de soldagem utilizado. Assim como na soldagem padrão, existem diferentes técnicas de soldagem utilizadas na construção de navios, de acordo com os requisitos estruturais, as condições ambientais e os tipos de metal.

As seguintes são as técnicas utilizadas para soldagem na construção naval:

1. Soldagem a arco

O método de soldagem mais utilizado em navios é a soldagem a arco. É amplamente utilizado devido à sua capacidade de produzir soldas mais resistentes em chapas metálicas mais espessas. Um arco elétrico é usado para gerar calor. Esse calor derrete e funde ambas as peças. Existem vários tipos de soldagem a arco utilizados por soldadores navais, incluindo:

Soldagem por arco metálico blindado (SMAW)

Também conhecida como soldagem a arco, é amplamente utilizada no reparo e na construção de navios. Este método é eficaz em ambientes externos, tornando-o perfeito para estaleiros, já que as condições são bastante ventosas. Graças à sua versatilidade, você pode manusear diferentes materiais.

É particularmente bom para ferro e aço. No entanto, os soldadores navais precisam substituir o eletrodo constantemente e limpar o acúmulo de escória também.

Soldagem a arco metálico a gás (GMAW/MIG)

Assim como a soldagem a arco elétrico com blindagem, ela também utiliza um eletrodo de arame contínuo. Utiliza um gás de proteção, que pode ser dióxido de carbono ou argônio, para fornecer proteção contra contaminações.

Este método tem um desempenho excepcionalmente bom na construção naval de grande porte, pois oferece maior velocidade e eficiência de soldagem do que a soldagem a arco metálico blindado. A produção de escória é mínima nesta técnica, eliminando a necessidade de limpeza após a soldagem.

No entanto, ele não é adequado para ambientes externos, pois você não quer dispersar o gás de proteção no ar, sem o qual a solda fica exposta a contaminantes.

Soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW/TIG)

Este método de soldagem naval proporciona alta precisão e é bastante adequado para juntas críticas na construção naval. Funciona muito bem para materiais não ferrosos, como alumínio e aço inoxidável.

Soldadores navais o utilizam em áreas sensíveis, como sistemas de tubulação, tanques de combustível e componentes de motor, porque ele produz soldas limpas, de alta qualidade e com maior resistência.

Entretanto, a soldagem a arco de gás tungstênio é mais lenta do que os métodos de soldagem discutidos anteriormente e requer soldadores navais experientes para obter um controle preciso.

2. Soldagem por arco submerso (SAW)

Soldagem por arco submerso é uma soldagem naval eficaz devido à sua penetração mais profunda. Também produz soldas de alta qualidade com menos defeitos.

Este método é melhor para chapas de aço mais grossas usadas em estruturas de navios e cascos maiores.

O revestimento de fluxo do arco atua como um gás de proteção e protege a poça de solda contra contaminações, aumenta a resistência da soldagem e proporciona soldagem contínua. Tudo isso aumenta a eficiência na construção naval.

3. Soldagem a arco com núcleo de fluxo (FCAW)

É bastante semelhante à soldagem a arco elétrico a gás. A diferença é que utiliza um eletrodo preenchido com fluxo em vez de um gás de proteção externo.

Devido a essa característica, é altamente adequado para estaleiros com ventos fortes e umidade. Oferece penetração mais profunda e maior taxa de deposição. Por isso, soldadores navais preferem esse método de soldagem para a construção rápida de componentes navais.

4. Soldagem por Resistência

Neste método, a resistência elétrica é usada para gerar calor e fundir peças metálicas. Os soldadores a utilizam para unir componentes menores do navio ou para soldar chapas mais finas.

A soldagem por resistência não é apenas rápida, mas também eficiente, produzindo soldas uniformes. Além disso, a distorção é mínima. Por isso, é ideal para a produção em massa de componentes navais.

5. Soldagem a arco de plasma

A soldagem a arco de plasma é um método de alta precisão utilizado na construção naval. Este método é altamente controlável em comparação com o TIG.

É amplamente utilizado em materiais finos, que exigem soldas mais limpas e resistentes. Sua aplicação pode ser observada em vasos de pressão, peças delicadas de navios e na fabricação de tanques de combustível com distorção mínima.

Importância da Garantia de Qualidade

Manter a qualidade da soldagem na construção naval é fundamental. Isso envolve a adesão a procedimentos e configurações rigorosos e padronizados, soldadores navais experientes e controles de qualidade rigorosos.

Como você sabe, a construção naval envolve a união precisa de chapas metálicas espessas e estruturas complexas. Portanto, para atingir esse objetivo, é necessário seguir regras e regulamentos bem definidos, além de rigorosos controles de qualidade.

Especificações do procedimento de soldagem

Você não pode iniciar nenhum processo de soldagem na construção naval sozinho. É preciso seguir certas diretrizes.

Uma especificação de procedimento de soldagem (EPS) é um documento formal que contém todos os parâmetros e técnicas de soldagem necessários para uma determinada tarefa de soldagem.

Garante a consistência, a conformidade com a indústria e a confiabilidade. Algumas indústrias envolvidas na definição de padrões são: Organização Internacional de Padronização (IOS), o Sociedade Americana de Soldagem (AWS), e o Escritório Americano de Navegação (ABS).

Seguir essas diretrizes é importante e traz inúmeros benefícios. Garante que todas as etapas sejam executadas corretamente para produzir soldas uniformes.

Ajuda a melhorar a qualidade da soldagem e elimina a necessidade de re-soldagem. Além disso, melhora a integridade estrutural dos navios, seguindo as melhores práticas.

Identificar e selecionar o tipo apropriado de material a ser usado na construção naval
Selecione o método correto com base nas configurações e materiais do ambiente de trabalho. Você pode escolher entre GMAW, FCAW, SMAW e SAW.
Defina parâmetros de soldagem, como tensão, corrente, gás de proteção, tipo de eletrodo e velocidade de deslocamento.
Prepare as juntas e verifique os requisitos de encaixe, o tamanho do cordão de solda e os ângulos das ranhuras.
Verifique as diretrizes para tratamentos de aquecimento pré e pós-soldagem para minimizar distorções e rachaduras.

Qualificações do Soldador

A qualidade da soldagem naval pode ser aumentada significativamente se o soldador for certificado e tiver as habilidades necessárias.

As certificações garantem que o soldador naval saiba o que está fazendo e consiga lidar com diferentes materiais de soldagem, parâmetros flutuantes e outros desafios durante a soldagem na construção naval.

Processo de Certificação de Soldadores

Primeiro, os soldadores navais passam por diferentes programas de treinamento relacionados aos processos de soldagem na construção naval, práticas de segurança e metalurgia.

Em seguida, eles realizam testes de soldagem sob supervisão rigorosa. Suas soldas são avaliadas e inspecionadas.

Diferentes organizações, incluindo DNV, Lloyd's Register e ABS, fornecem certificações a esses soldadores de acordo com os padrões do setor.

É importante renovar as certificações para mostrar que o soldador naval está evoluindo de acordo com as mudanças tecnológicas e os requisitos da construção naval moderna.

Existem certos requisitos essenciais para um soldador naval. É muito importante que ele domine quatro processos principais de soldagem na construção naval: FCAW, GTAW, GMAW e SMAW.

Um soldador deve ser capaz de trabalhar em espaços confinados e lidar com condições adversas. Também é essencial que o soldador de navios esteja familiarizado com todos os tipos de defeitos de soldagem e saiba como corrigi-los.

Inspeção e Teste

Assim como a soldagem padrão, as soldas em navios também são inspecionadas e testadas quanto à qualidade e aos defeitos, garantindo que a soldagem seja realizada de acordo com os requisitos padrão da indústria. Os métodos de ensaios não destrutivos (END) são usados principalmente para detectar defeitos na soldagem de navios e garantir a integridade estrutural.

Os ensaios não destrutivos comuns são:

Inspeção Visual

Como o nome indica, esta inspeção é feita visualmente, sem auxílio de nenhuma ferramenta. É o método de inspeção de primeira linha e é essencial para ser realizada antes e depois da soldagem.

Ele identifica muitos defeitos, como rachaduras, porosidade, rebaixos, inclusão de escória, rugosidade e outros defeitos que podem ser observados visualmente.

No entanto, não é um método confiável para detectar problemas mais profundos ou internos. O inspetor deve ser experiente e realizar a inspeção visual sob boa iluminação.

Teste ultrassônico

Este é um método confiável de inspeção de soldagem de navios que detecta falhas internas com alta precisão. É particularmente indicado para chapas ou chapas metálicas espessas.

É utilizado um transdutor que emite ondas ultrassônicas de alta frequência na solda. Essas ondas são refletidas após a detecção de qualquer defeito. Isso gera um sinal na tela LCD. Os inspetores analisam esses sinais e interpretam a localização e o tamanho do defeito.

Este teste é eficaz para anteparas, cascos e conveses, examinando juntas de tubos, vasos de pressão e tanques de combustível. O teste ultrassônico identifica com eficácia vazios, rachaduras e falta de fusão. No entanto, é difícil de realizar em superfícies rugosas.

Teste radiográfico (RT)

É um dos testes não destrutivos avançados usados para detectar a qualidade da soldagem de navios. Raios X ou raios gama são usados para criar imagens. Essas imagens revelam defeitos como porosidade interna, rachaduras e inclusões.

É comumente utilizado em compartimentos estanques e tubulações de alta pressão. Sua principal característica é a capacidade de detectar defeitos externos e internos. Além disso, proporciona alta precisão na detecção de descontinuidades de soldagem.

Este método tem certas limitações. Além de ser caro, ele também consome mais tempo do que outros métodos. Como envolve exposição à radiação, apresenta um risco maior à segurança. Portanto, medidas de segurança rigorosas devem ser seguidas. Além disso, não é um método de teste in loco, especialmente em espaços confinados.

Teste de Partículas Magnéticas

Este método é usado para detectar defeitos de soldagem superficiais e próximos à superfície em materiais ferromagnéticos, como o aço. Este teste é eficaz para anteparas, cascos e conveses, detectando defeitos relacionados a tensões, rachaduras e descontinuidades.

Corrente contínua ou alternada é passada para tornar a área de solda magnética.

Partículas magnéticas são espalhadas e distorcem na presença de defeitos, criando um campo de vazamento. As partículas formam um padrão de defeitos e podem ser vistas ou identificadas visualmente sob luz ultravioleta.

O teste fornece resultados rápidos e fáceis e pode ser realizado em qualquer lugar. No entanto, você não pode usar esses métodos de inspeção de soldagem de navios para materiais não ferrosos.

Teste de penetração de corante

O teste de penetração de tinta identifica rachaduras superficiais, descontinuidades e posteridade em materiais não ferrosos de construção naval, como aço inoxidável e alumínio.

Primeiro, a superfície é limpa para remover sujeira, graxa ou quaisquer outras impurezas. Em seguida, um corante é derramado sobre a solda, que penetra nela.

Após algum tempo, o excesso de líquido corante é removido. O inspetor aplicará um revelador. Ele seca o corante retido e pode ser visto sob luz UV, identificando rachaduras. No entanto, ele detecta apenas falhas de soldagem superficiais.

Desafios na soldagem de navios

Sem dúvida, a soldagem de navios é um procedimento importante, mas traz consigo seus próprios desafios que precisam ser resolvidos.

Caso contrário, você não obterá estruturas navais de boa qualidade. A seguir, alguns dos desafios mais comuns que ocorrem durante os processos de soldagem na construção naval.

Deformação e distorção de soldagem

Distorção de soldagem

Os navios possuem estruturas metálicas grandes e espessas que podem ficar expostas ao calor durante a soldagem. Essa exposição repentina ao calor faz com que certos materiais se expandam e contraiam, causando distorção. Essa distorção ou deformação afeta negativamente a integridade do navio.

Existem diferentes causas de distorção, incluindo distribuição desigual de calor, soldagem excessiva da área concentrada e alta entrada de calor sem tempo suficiente para resfriamento.

Solução: Para resolver esse problema, pré-aqueça o material antes da soldagem para melhorar a condutividade térmica. Realize soldagem intermitente em vez de soldagem constante para controlar o aporte térmico e utilize técnicas de soldagem que operem com menores aportes térmicos, como o MIG/MAG.

Trincas em juntas soldadas

Trincas na Soldagem

Junta de soldagem Trincas prejudicam a qualidade da soldagem e enfraquecem a estrutura. Isso levanta diversas preocupações de segurança e exige reparos dispendiosos. Trincas ocorrem devido à técnica de soldagem incorreta, concentração de tensões e material de baixa qualidade.

Essas fissuras podem ser de três tipos: fissuras a quente, fissuras a frio e ruptura lamelar. As fissuras a quente ocorrem devido às altas temperaturas durante a solidificação. As fissuras a frio ocorrem após o resfriamento da soldagem, devido ao hidrogênio aprisionado. Já as fissuras lamelares estão presentes em materiais espessos devido à baixa ductilidade e às altas tensões.

Solução: Utilize eletrodos com baixo teor de hidrogênio e incorpore tratamento térmico pós-soldagem para alívio de tensões residuais. Além disso, selecionar aço de boa qualidade para a construção naval é importante, pois apresenta melhor ductilidade e tenacidade.

Condições de trabalho severas

A construção naval envolve estruturas maiores e mais espessas que precisam ser soldadas ao ar livre. Além da soldagem, outros procedimentos também são realizados ao ar livre. Consequentemente, os trabalhadores enfrentam muitos desafios devido às condições adversas. Às vezes, trabalham em espaços confinados, expostos a vapores tóxicos.

Condições de vento e umidade interferem no gás de proteção e permitem a entrada de contaminantes, além de reduzir a qualidade da soldagem. O espaço de trabalho é limitado para trabalhar em diferentes seções do navio.

Solução: Utilize a soldagem a arco com núcleo de fluxo, pois não necessita de gás de proteção externo e é adequada para condições de vento. Você também pode implementar a soldagem automática em espaços confinados, onde há áreas de difícil acesso. Além disso, é importante fornecer ventilação adequada em espaços confinados para que os soldadores do navio trabalhem corretamente e os vapores tóxicos sejam extraídos constantemente.

Resistência à corrosão e durabilidade

Corrosão de soldagem

A água do mar e a umidade aumentam as chances de corrosão em navios mais do que em condições secas. Portanto, os navios são mais suscetíveis à ferrugem e à corrosão, especialmente em suas juntas, que podem causar danos graves à estrutura do navio ao longo do tempo.

Solução: Recomenda-se o uso de aço inoxidável ou aço revestido como materiais de construção naval, pois são materiais resistentes à corrosão. Aplique revestimentos protetores ou tinta para tornar os materiais resistentes à corrosão.

Conclusão

A construção naval é incompleta sem a soldagem. Ela garante que as embarcações sejam estruturalmente fortes e resistentes o suficiente para suportar as duras condições marítimas.

Assim como a soldagem comum, a soldagem naval também possui etapas diferentes que precisam ser executadas seguindo padrões rigorosos da indústria.

Existem diferentes processos de soldagem na construção naval, incluindo soldagem a arco metálico a gás, soldagem a arco de tungstênio a gás, soldagem a arco com núcleo de fluxo, soldagem a arco de plasma, soldagem por resistência, soldagem a arco metálico blindado e soldagem a arco submerso.

No entanto, apenas selecionar a técnica adequada não garante soldas de qualidade. Você também precisa de soldadores navais qualificados e da adesão às especificações de procedimentos de soldagem (WPS).

Tudo o que você precisa saber sobre soldagem em navios