UNIJU Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande
do Sul DeTec Departamento de Tecnologia Curso de Ps Graduao Lato
Sensu em Engenharia Industrial HERBERT ERNO MARKUS VARIAO DA
GEOMETRIA DO CORDO DE SOLDA EM JUNTAS T EM FUNO DA VARIAO DO
POSICIONAMENTO DO ELEMENTO VERTICAL Panambi RS, Maro de 2014 2
HERBERT ERNO MARKUS VARIAODAGEOMETRIADOCORDODESOLDAEMJUNTASTEM
FUNODAVARIAODOPOSICIONAMENTODOELEMENTO VERTICAL
MonografiadoCursodePsGraduaoLatoSensuem
EngenhariaIndustrialapresentadocomorequisitoparcial
paraobtenodettulodeEspecialistaemEngenharia Industrial. Orientador:
Gil Eduardo Guimares, Dr. Eng. Panambi/RS 2014 3
VARIAODAGEOMETRIADOCORDODESOLDAEMJUNTASTEM
FUNODAVARIAODOPOSICIONAMENTODOELEMENTO VERTICAL
Monografiadefendidaeaprovadaemsuaformafinalpeloprofessororientadorepelo
membro da banca examinadora Banca examinadora
________________________________________ Prof.Gil Eduardo Guimares,
Dr. Eng. - Orientador ________________________________________
Prof. Roger Schildt Hoffmann - Mestre Panambi de maro de 2014 4
AGRADECIMENTOS Empresa Bruning Tecnomental Ltda. pelo auxilio de
laboratrio, material, mquinas e equipamentos na execuo dos ensaios
e corpos de prova.
AoscolegasdetrabalhodaempresaBruningpeloauxlioprestadona preparao
dos corpos de prova. Aos professores que ajudaram na elaborao do
trabalho. minha famlia que teve compreenso e me apoiou durante o
curso. AoprofessorGilEduardoGuimarespelaorientaoeapoiorecebido
durante a elaborao do trabalho. 5 RESUMO A qualidade dos produtos
finais passa, inevitavelmente, pelo controle de qualidade
dosprocessosdefabricao.Naindstria metalomecnica oprocessode
soldagemdevitalimportnciae,portantodeve-seterespecialcuidadono
controledesseprocesso.Essetrabalhosefocanavariaodageometriado
cordodesoldaemsoldagensMIG/MAGrobotizadasdejuntasTdechapasde
ao,emfunodavariaodoposicionamentodoelementoverticaldajunta.A faixa
de variao foi de 0 a 2 mm com a avaliao da variao correspondente na
rea do cordo de solda em cada junta. O objetivo do trabalho mostrar
o quanto
essavariabilidadeemcadajuntaafetaageometriadocordodesolda,emsua
rea,oquepodelevaraumadeterioraodaresistnciamecnicadajunta soldada.
6 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Direes de solidificao do material
depositado...................................14 Figura 2 Ensaio do
corpo de
prova.......................................................................15
Figura 3 Curva de tenso de deformao
real......................................................16 Figura
4 Limite elstico e limite convencional de
escoamento.............................17Figura 5 Fratura de corpos
de prova para ensaio de trao.................................17
Figura 6 Reforo
soldado......................................................................................20
Figura 7 Concentrao de tenses
superficiais....................................................20
Figura 8 As
dimenses..........................................................................................22
Figura 9 Dimenses bsicas do filete de
solda.....................................................22 Figura
10 Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparncia de
fratura....24 Figura 11- Concentrao de
tenses.......................................................................30
Figura 12 Porosidade num filete de
solda.............................................................32
Figura 13 Exemplo de
trincas................................................................................33
Figura 14 Trincas a
quente...................................................................................35
Figura 15 Alivio de
tenses...................................................................................35
Figura 16 Trinca com entalhe
oblquo...................................................................36
Figura 17 Tipos bsicos de juntas
soldadas.........................................................37
Figura 18 Tipos de chanfros em
T........................................................................38
Figura 19 Simbologia usada pela norma ISO
2553..............................................39 Figura 20
Simbologia usada pela norma de soldagem DIN
22553.......................40 Figura 21 Indicao de largura de
solda...............................................................41
Figura 22 Indicao do lado da
seta.....................................................................41
Figura 23 Indicao do lado
oposto......................................................................41
Figura 24 Largura da
solda...................................................................................42
Figura 25 Indicadores de
solda.............................................................................43
Figura 26 Identificao das
dimenses.................................................................43
Figura 27 Clculo de
massa..................................................................................44
Figura 28 Clculo de
rea.....................................................................................45
Figura 29 Rob de solda
Motoman.......................................................................46
Figura 30 Plasma PMX-105 CSA
MULTHITERM.................................................47 7
Figura 31 Lixadeira Cinta 2 x25 ACE
RBI.............................................................47
Figura 32 Politriz lixadeira DP
10..........................................................................48
Figura 33 Soluo Nital 10%-25
lcool.................................................................48
Figura 34 Microscpio
Mitutoyo............................................................................49
Figura 35 Gabarito de
solda..................................................................................50
Figura 36
Calo.....................................................................................................51
Figura 37
Calo.....................................................................................................51
Figura 38 Posicionamento da
tocha......................................................................52
Figura 39 Altura da
solda......................................................................................52
Figura 40 Pea
usinada........................................................................................54
Figura 41
Amostra................................................................................................54
Figura 42
Ensaio...................................................................................................56
Figura 43 Corpo de
prova.....................................................................................57
Figura 44 Dimenses da
lente..............................................................................61
Figura 45 Efeito do deslocamento sentido
A........................................................73 Figura
46 Corpo de prova padro 1 A
10..............................................................74
Figura 47 Efeito de deslocamento sentido
B.........................................................74 Figura
48 Corpo de prova padro 1 B
10..............................................................74
Figura 49 Efeito de deslocamento sentido
C........................................................75 Figura
50 Corpo de prova padro 1 C
10..............................................................75
Figura 51
Comparativo..........................................................................................76
Figura 52
Padro...................................................................................................76
Figura 53 1 A
10....................................................................................................77
Figura 54 1 B
10....................................................................................................77
Figura 55 1 C
10....................................................................................................78
Figura 56 Comparativo entre as reas de corpo de
prova....................................79 Figura 57 Comparativo
entre a rea um dos corpos de prova..............................79
Figura 58 Comparativo entre a rea dois dos corpos de
prova............................80 Figura 59 Comparativo entre a
rea trs dos corpos de prova.............................80 8 LISTA
DE TABELAS
Tabela1-Propriedademecnicaespecificadaparametaisdepositadosde
eletrodos revestidos para
aos................................................................................19
Tabela 2 - Resistncia a trao de juntas de
soldadas............................................23
Tabela3-Exemplosdetensesadmissveis,semconsiderarfraturapor
fadiga........................................................................................................................25
Tabela 4 - Expresses para clculo da resistncia de juntas
soldadas...................27 Tabela 5 - Densidade de algumas
ligas...................................................................44
Tabela 6 -
Materiais..................................................................................................53
Tabela 7 - Parmetros de
solda...............................................................................55
Tabela 8 -
Macrografia.............................................................................................59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de
prova...............................................................61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de
prova........72 Tabela 11 - reas dos corpos de
prova...................................................................7
9 SUMRIO
INTRODUO......................................................................................11
Objetivos..............................................................................................12
Objetivo
Geral......................................................................................12
Objetivos
Especficos.........................................................................12
1 REVISO
BIBLIOGRFICA..............................................................13
1.1 Fundamentos tericos da metalurgia de
soldagem..................13 1.1.1 Solidificao e estrutura da zona
de fuso..................................13 1.1.2 Reaes metalrgicas
na solidificao........................................14 1.1.3
Resistncia esttica da junta
soldada..........................................15 1.1.4
Resistncia do metal
depositado.................................................19 1.1.5
propriedades de trao de juntas de
topo....................................19 1.1.6 Tenacidade da
junta de
solda......................................................23 1.1.7
Tenso admissvel e coeficiente de
segurana...........................24 1.1.8 Eficincia da junta de
solda.........................................................25
1.1.9 Clculo da resistncia estrutural das juntas
soldadas.................26 1.1.10 Problemas potenciais e cuidados
que devem ser tomados no projeto de estruturas
soldadas..............................................................29
1.1.10.1
Metal-base..............................................................................29
1.1.10.2 Materiais de
consumo.............................................................29
1.1.11. Distores e tenses residuais
................................................29 1.1.12
Concentrao de
tenses..........................................................30
1.1.13 Reaes metalrgicas na
solidificao......................................31 1.1.14
Porosidade.................................................................................31
1.1.15 Propagao de trincas na zona de
solda...................................32 1.1.16 Propagao de
trincas do metal depositado..............................32 1.1.17
Trincas que ocorrem na zona de
solda......................................33 10 1.1.18 Trincas a
frio na zona termicamente afetada.............................35
1.1.19 Classificao das juntas
soldadas.............................................36 1.1.20
Simbologia de
soldagem............................................................38
1.1.21 Posicionamento dos
smbolos...................................................40 1.1.22
Indicao do lado da
seta..........................................................41
1.1.23 Garganta (a) Perna (z) e Penetrao
(s)...................................42 1.1.24 Clculo de massa
depositada....................................................442.
MTODOS E
MATERIAIS................................................................46
2.1 Gabarito de
solda............................................................................59
2.1.1 Origem do
teste............................................................................50
2.1.2 Posicionamento da
tocha.............................................................51
2.2
Materiais..........................................................................................52
2.2.1 Corpo de
prova............................................................................53
2.2.2 Resultado do
ensaio....................................................................55
2.2.3 Cuidados na aquisio dos corpos de
prova...............................58 2.2.4 Anlise dos
resultados.................................................................58
3. RESULTADOS
OBTIDOS................................................................59
4. DISCUSSO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS.........73 5.
CONCLUSO...................................................................................81
6. REFERNCIAS
BIBLIOGRFICAS.................................................82 11
INTRODUO A soldagem hoje em dia amplamente aplicada em unies e
componente
deestruturametlicaeequipamentosparadiversasfinalidades.Agrande
vantagemdasoldagemsobreosdemaisprocessosconsistenasuasimplicidade
da junta a ser
soldada.Osprocessosdesoldagemtmumamplocampodeaplicao,incluindo,
entreoutros,construonaval,estruturascivis,tubulaeseequipamentos
diversos. Asoldagemencontraumavastaaplicaoemserviosdereparode
manuteno, como enchimento de falhas em peas. Deve-se alertar, porm,
que a soldagememsiumelementoimportantenanossaeconomiadehojeaplicado
nosdiversossegmentosdeconstruo.Osestudossetornamcadavezmais
importante,sendoconsideradoumdositensprincipaisnoprocessoglobalda
construo tanto em peas como em estruturas. importante ter alguns
cuidados
nodesenvolvimentodoprojetodajuntadesolda.necessrioseguiruma
sequnciadeoperaes,queincluiaqualificaodosprocedimentosedos
soldadores,mtododeinspeo,paragarantircaractersticasfuncionais
consideradas no projeto.
Oprocessodesoldagemaparentementesimples,masenvolveuma
grandegamadeconhecimentoquesoimplicitamenteempregadosnaexecuo
deumajuntadesolda.Assim,aengenhariadesoldagem,podeserconsiderada um
somatrio de conhecimento que englobam as reas das engenharias
eltricas,
estrutural,mecnica,metalrgica,qumicaefsica.Osconhecimentosdesse
assuntonessareasodefundamentalimportnciaparadesenvolverumprojeto
deumajuntasoldada,considerandoaescolhadosmateriaisdeconsumo,
estabelecendoasequnciadesoldagem,eosprocedimentosdeinspeoede
controle de qualidade.
Asoldagemdefinidadevriasmaneiras,easdiferentesdefiniesso quase
equivalentes. As normas definem como um processo metalrgico de
unies
demateriaisouligasmetlicasdevemseencontraremseuestadofundido.A
definioprocedenteimplica,portanto,dizerqueauniodaspartesmetlicasse
12 processamedianteaenergiatrmica,parapromoverareferidafusodos
materiais.
Atualmentesoconhecidosinmerosdiferentesprocessosdesoldagem
quepodemseraplicadosemdiferentesjuntasasersoldado,ondeofereceas
melhorescondiesdeaplicaoparacadacasoprocurandoosmeiosmais seguros e
econmicos.
Estetrabalhotemcomoobjetivodemostraroquantoavariaodefolga
podeimpactarnauniodesolda,semcomprometeraspropriedadesmecnicas dos
materiais. Objetivos Objetivo geral
Otrabalhotemcomoobjetivogeraldesenvolverumestudodeuniesde
chapa,focadonavariabilidadedeat2mmdefolganajuntaasersoldada,
comparando as diferenas entre as reas. Isso um dos fatores
determinantes na
resistnciadaqualidadedoprodutofinal.Ajuntadesoldaserdesenvolvidaem
um rob de solda, com um dispositivo de posicionamento correto das
peas, para obter uma preciso na junta soldada. Objetivos especficos
Os objetivos especficos deste trabalho so:
Realizaroestudoerevisobibliogrfica dosconceitos,dasuniesde junta de
solda; Identificar os modos de falha das unies de junta de solda;
Realizartestesexperimentaisdelaboratrioparaestimarmedidasda
confiabilidade das juntas de solda.
Estesresultadosseroobtidosatravsdeensaiosmetalogrficosque permitem
avaliar a regio onde houve a fuso do material. 13 1 REVISO
BIBLIOGRFICA 1.1 Fundamentos tericos da metalurgia de soldagem A
soldagem conhecida, usualmente, como processo de unio de duas ou
maispartesmetlicas.Essasuniesquandosoldadassoexpostasaciclos
trmicos, transformando a estrutura metlica do material induzindo
deformaes e tenses residuais, que so importantes no desempenho da
construo soldada.
Todasessasrelaespodemtrazerdefeitosdesoldagem,como aparecimento de
trincas ou outros problemas relacionados estrutura do material, com
consequncias que podem influenciar na segurana das juntas soldadas.
1.1.1 Solidificao e estrutura da zona de fuso
Nasoldagempodemocorrervriosdefeitoscomo,porosidade,trincas em
funodavelocidadedasolidificaodomaterialsoldado.Estemecanismode
solidificao por fuso pode ser considerado semelhante ao processo de
fundio de metais, diferindo apenas nos seguintes pontos: a - maior
velocidade de solidificao; b fuso e solidificao do material
ocorrendo simultaneamente; c movimentao da fonte de calor; d a
solidificao do material inicia no contorno do metal base onde
ocorre a fuso e a liga do metal base.
Afigura1mostraesquematicamenteaestruturadeumajuntasoldado
metalfundidocomometal-base.OpontoArepresentaoinciodageraoda
estruturadometal-base.Estalinhadefusodeacordocomafontedecalor
gerado durante o processo de soldagem. Essa linha de fuso, os gros
grosseiros so parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco
eltrico. Como os gros cristalinos remanescem do metal-base, que no
se fundem
peloarcoqueatuanoncleoduranteasolidificao,nohnecessidadedese 14
formaremnovosncleosparageraodaestruturanalinhadefuso,sendo somente
necessria presena dos gros cristalinos do metal-base. Figura 1 -
Direes de solidificao do metal depositado Fonte: Okumura &
Tamighuchi (1982, p.66) 1.1.2 Reaes metalrgicas na solidificao
Nasolidificaoexistemtrstiposdesegregao:macrossegregao,na ondulao do
cordo e micros segregao. Os macros segregao indicam a transformao
gradual na linha de fuso at o centro cordo de solda. A segregao na
ondulao do cordo indica o tipo de transformao dos componentes de
vida a solidificao descontnua no cordo de solda.
Osmicrossegregaoindicamatransformaodoscomponentesdentro do contorno
de gro cristalino ou nos gros menores. 15 1.1.3 Resistncia esttica
da junta soldada Aspropriedadesdetraodeumajuntasoldadasofunesdas
propriedades mecnicas do metal-base da zona termicamente afetada,
bem como do metal depositado e as caractersticas dinmicas da junta,
e as quais variam de acordo com a geometria da junta, e o nvel de
tenses nelas atuantes. Os corpos de prova para ensaios de trao da
junta soldada so retirado no sentido longitudinal incluindo a junta
soldada, e o outro retirado de modo que o cordo de solda fica
perpendicular ao eixo longitudinal do corpo de prova incluindo a
junta de solda conforme mostra a figura 2. Figura 2 - Ensaio corpo
de prova
Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p.205)
Osensaiossoefetuadosdemodoconvercional,aplicandogradualmente
umaforanocorpodeprovaatoseurompimento,eolimitederuptuar,,
determinado,dividindo-seacargaderuptura,P,pelareaseccionada,S,do
corpo de prova antes de submeter ao ensaio. =(kg/mm) 16 Figura 3 -
Curva de tenso de deformao real Fonte: Okumura & Tamighuchi
(1982, p.206) A figura3mostra um diagrama detenseedeformaesdeum
corpo de prova cilindrico de um ao doce, quando submetido ao ensaio
de trao. O ponto P
representaolimiteproporcionalidadedomaterial,ouseja,atessepontoas
tensescrecemlinearmentecomasdeformaes,segundoaleideHooke.O ponto E
representa o limite elsticidade do material, isto , se o corpo de
prova for
carregadoatessepontoe,emseguida,aliviado,nopermanecerqualquer
deformao plastica permanente, revelando, portanto, o comportamento
elstico do
materialataqueleponto.Noensaioconvencionaldetrasodificildeterminar
esteponto,poisestesvaloressoestipuladosaumvalordatenso
correspondenteaumadeformaode0,005a0,01%comosendoolimitede
elasticidade do material. O ponto S1, por sua vez, o valor mximo de
tenso que
seatingeantesdeiniciaroescoamento,esecaracterizapelofatodatensose
manterconstanteousofrerumarpidaquedaemsuavelocidade decrescimento.
No ponto S1 o limite de escoamento ou limite superior de
escoamento. O ponto
S2astensescomeamacrescernovamente,correspondenteaoaumentode
deformaes que o limite inferior de escoamento. 17 Figura 4 - Limite
elstico e limite convencional de escoamento Fonte: Okumura &
Tamighuchi (1982, p.207)
dificildistinguirdealgunsmateriaisqualopontodastenses-deformaesencontradonodiagrama,atravsdeensaiosdetrao.comum
especificarparamateriaisumlimitedeescoamentoconvencional,quedefinido
como uma tenso correspondente a uma deformao de 0,2% conforme
indica na figura 4. Figura 5 - Fratura de corpos de prova para
ensaio de trao
(seo transversal)(seo transversal) Fonte: Okumura &
Tamighuchi (1982, p.207) 18
Aductilidadedomaterialestimadoatravsdamedidadaalongamento
obtidonoensaiodetrao,medidaefetuadaentreospontosdereferncia,
marcado sobre a parte til do corpo de prova, conforme figura 5. O
alongamento calculado pela equao: - Comprimento da base de
referncia. Comprimentoentreospontosdereferncia,apsrupturado corpo
de prova.
Noscorposcirculares,podeseestimaraductilidadedomaterialpormeio
dereduodareaqueocorreduranteoensaiodetrao.Areduodarea
expressaemporcentagemdareaoriginaldocorpodeprovacalculadopela
equao:X 100 (%) - rea de seo transversal original do corpo de
prova. rea de seo transversal do corpo de prova, aps a ruptura. 19
1.1.4 Resistncia do metal depositado Emjuntassoldadasdeao,o
material-basetemumaresistncia menor
traodoqueometaldepositado,desdequeoprocessodesoldagemeos materiais
de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitosconsiderveiscondenveis.Ometaldepositadovarianoalongamentoe
ductilidadedependendodoprocessodesoldagemeosmateriaisdeconsumo
utilizado.Dessaforma,osdoisparmetrosdeveroserselecionadosdeacordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser
soldado. A resistncia do metal depositado varia de acordo onde ele
for depositado
najuntasoldada,importanteespecificardeondedeveserretiradoocorpode
prova,paraarealizaodoensaiodetraoconformefigura4.Atabela1
apresentaosvaloresdaspropriedadesmecnicasdometaldepositadocom
eletrodos revestidos.
Tabela1-Propriedademecnicaespecificadaparametaisdepositadosde
eletrodos revestidos para aos Fonte: Okumura & Tamighuchi
(1982, p.208) 1.1.5 Propriedades de trao de juntas de topo A
resistncia trao de junta de solda pode ser considerada equivalente
a dometal-base,desdequeosprocessosemateriaisdesoldagemsejam
recomendadosparacadacasoconsiderado.Emumajuntadesoldadependendo 20
docasopodeserexecutadoporumoumaispasses,desdequeocordofinal tenha
uma salincia em relao superfcie do metal-base, denominada reforo do
cordooudasolda.Aalturadoreforonorecomendvelaexcederos3mm figura 6.
Figura 6 - Reforo soldado Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982,
p.209) Atransioentreometal-baseereforo,denominadapdasolda,
considerada uma descontinuidade de forma, o que pode originar uma
concentrao detenses.Essaconcentraodependedoformatodopdocordoeda
existnciademordeduras.Dependendodoformatodocordo,ograude
concentraodetensesnaordemde1,3a1,8vezesatensosuperficial, conforme
figura 7. Figura 7 - Concentrao de tenses superficiais Fonte:
Okumura & Tamighuchi (1982, p.209) 21 Pode se formar uma
concentrao de tenses residuais na rea adjacente da junta soldada
que pode afetar a resistncia da junta. Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a
resistncia trao da junta soldada, o mesmo no acontece no caso de
porosidades, tendo um efeito menor sobre a resistncia da junta.A
distribuio de tenses que se formam na junta devido ao seu formato,
a concentrao de tenses so de alta intensidade que podem ocorrer na
raiz ou no p da solda. O fator de concentrao de tenses pode atingir
valores da ordem de
6a8naraizede2a6nopdofiletedesolda.Aresistnciatraodajunta soldada
definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta da
seo transversal, expressa sob a forma de tenso, pela equao: P carga
de ruptura do filete (Kg) comprimento efetivo da solda nnnn nmeros
de filete efetivos - garganta terica do filete HHHH altura do
filete
22 Figura 8 - As dimenses
Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p.210) Figura 9 -
Dimenses bsicas no filete de solda Fonte: Okumura & Tamighuchi
(1982, p.210) Comprimento ou altura da perna do filete Dimenso
bsica do filete - 0,707 garganta terica do filete Garganta real 23
Tabela 2 - Resistncia a trao de juntas soldadas Fonte: Okumura
& Tamighuchi (1982, p.210) Na tabela2 h uma comparao entre as
resistencias do metal depositado de juntas em filete e de topo.
1.1.6 Tenacidade da junta soldada
Aresistnciadomaterialacarregamentoesttico,diferenteno comportamento
em relao a solicitaes dinmicas. A tenacidade a capacidade
domaterialabsorverconsidervelnveldeenergiaantesderomper.Existeuma
consideraodifundida,quantomaioraresistnciaarupturadomaterial,maior
sersuatenasidade.Mesmoassim,considerandodoismetaiscomvaloresde
limitederupturaigual,suatenacidadepodevriarconsideravelmente,emfuno
da composio qumica. Uma avaliao quantitativa da tenacidade dos
materiais pode ser feita pela
energiaabsorvidapeloscorposdeprovaduranteoensaiodeimpacto.A
tenacidadedometaldiminuiemfunodatemperaturadomeioatum
determinadovalor.Essadiminuiodatenacidadedenominadatransio
caractersticadometal,quandoatemperaturadomeiosetornainferior
estabelecido o material se torna frgil. Figura 10.
24 Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy
aparncia de fratura Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p.212)
1.1.7 Tenso admissvel e coeficiente de segurana Num projeto
estrutural deve-se conhecer qual a tenso mxima admissvel
queaestruturapodetrabalhar.Essastensesdevemserconsideradascom
valores mximos na faixa de trabalho e, para considerar seguras,
sempre levar em considerao as propriedades mecnicas do
material-basee do metal depositado
eotipodeesforoutilizadonajunta.Ovalordatensoadmissveldomaterial
dependedaimportnciaeaconfiabilidadequeaestruturadevesuportar,sendo
normalmenteespecificadocomoumafraoadequadaaresistnciaatraodo
material-base.Ocoeficientedesegurananumprojetoaserconsideradooregime
elstico, e a relao entre a tenso de escoamento e de ruptura. Estes
coeficientes so considerados como uma incerteza na capacidade de
deformao ou de ruptura
daestrutura,eestabelecidoparafazerfrenteadiversosfatoresdesconhecidosque
podem influenciar na estrutura. No caso de juntas soldadas, a
prpria flutuao
daqualidadedasoldaconsideradaumfatordeincerteza,quepodeinfluirna
determinao do coeficiente de segurana conforme tabela 3. 25 Tabela
3 - Exemplos de tenses admissveis, sem considerar fratura por
fadiga Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p.214) 1.1.8
Eficincia da junta soldada
Aeficinciadajuntaconsideradapeloclculodatensoadmissvelda junta
soldada, e pode ser definida como sendo um fator de reduo de tenso
em relao atenso admissveldo metal-base. determinado em funo do
material
soldado,procedimento,mtododeinspeoedascondiesdeserviodajunta
soldada, sendo expressa pela relao: Os fatores que influenciam na
eficincia da junta soldada so: - material de solda; 26
-processodesoldagem(arcoeletricocomeletrodorevestido,MIG/MAG, etc);
- ambiente de soldagem e posio (plana, vertical,sobrecabea, etc.);
- tratamento trmico (alivio de tenses, etc.); - acabamento; - tipo
de junta a ser soldada. 1.1.9 Clculo da resistncia estrutural das
juntas soldadas O cculo da resistncia das juntas soldadas feito com
base nos critrios
dastensesadmissveis.Sendoassim,soconsideradastodasaspequenas
deformaes, e a relao entre as tenses e deformaes obedecendo a lei
Hooke. Oesforoqueinduznaestruturaumatensomxima,valorigualatenso
admissvelpreviamenteestabelecida.Osclculossorelativamentecomplicados,
masparasimplificarseadotaovaloratuantenagargantadofiletecomosendoa
tensomdianajunta.Atabela4,abaixomostraasformulassimplificadaspara
clcular a junta soldada adotado pela ISO. 27 Tabela 4 - Expresses
para clculo da resitncia de juntas de soldadas 28 Continuao Fonte:
Okumura & Tamighuchi (1982, p.216) 29
1.1.10Problemaspotenciaisecuidadosquedevemsertomadosnoprojetode
estruturas soldadas 1.1.10.1 Metal-base
Umdospontoscrticosconhecerclaramenteosrequesitosdeprojeto,
esfororequerido,ambientedetrabalho,condiesextremas,seleocorretados
materiaisaseremempregados.Estescuidadossonecessriosparaobteruma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas. O bom desempenho
de uma estrutura soldada, depende de cada junta nela
existenteecomaescolhacorretademateriais-basecomexelentesoldabilidade,
processo,qualificaodoprocedimentoecontrolesadequadosefundamentais
para a construo de estruturas que oferecem alta confiabilidade.
1.1.10.2 Materias de consumo A seleo do material de consumo a ser
empregado, deve-se efetuar com
critriosrigorososparaasseguraraqualidaderequeridapelasjuntassoldadas.
Paraisso,oprojetistadeestruturadeveestaratualizadonosltimos
desenvolvimentos e tcnicas de soldagem para a escolha adequada dos
materiais a serem empregados. Uma escolha de material baseado
somente nas propriedaes
mecnicas,poderedundarnoempregodemateriaisdedifcilprocessamento,
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem. 1.1.11
Distores e tenses residuais
Asjuntassoldadassedeformamdevidoaociclostrmicosqueocorrem durante a
soldagem, o metal se aquece e se expande plasticamente e, na fase
de esfriamento o material sofre uma contrao na tentativa de
retornar ao seu estado
natural,criandoumcomplexocampodedeformao,oqueocasionaagerao das
tenses residuais. As distores e tenses residuais no processo de
soldagem
fazempartedoprojeto,osmesmosdevemterumcuidadoespecialparano 30
comprometeremaqualidadedaestrutura.Algunscuidadosparaminimizaras
tenses: - selecionar materiais com alta tenacidade; - evitar
executar juntas prximas entre si, no convergir as juntas para um
nico ponto. - usar uma sequncia de soldagem que atenuem os
efeitosde uma junta excessivamente vinculada;
-projetarasjuntassoldadasparaopteromnimodematerialde enchimento; -
reduzir o nmero de passes no preenchimento da junta.
-adotaromelhorprocessodesoldagemqueseadapteaestrutura soldada.
1.1.12 Concentrao de tenses
Semprequehouverumamudananageometriaestrutural,existeuma
tendnciaqueastensesseconcentremnestelocal.Ofatordeconcentraode
tenses ou coeficiente de forma definido como quociente entre a
mxima tenso elstica atuante, devida a descontinuidada,, e a tenso
mdia , , resultante da diviso do valor do esforo solicitante pela
rea seccional mnima da regio em estudo. Figura 11 - Concentrao de
tenses Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p.232) 31
Noprocessodesoldagemosaspectosgeomtricosprovocammudanas nas
propriedades fsicas e mecnicas do metal, devidoaos ciclos trmicos a
que sosubmetidos.Devidoaestesfatores,oprojetoeaexecuodasjuntas
soldadasdevemmerecerosdevidoscuidadoscomasconcentraesdetenses, para
garantir uma estrutura segura. 1.1.13 Reaes metalrgicas na
solidificao
Nasolidificaoexistemtrstiposdesegregao:macrossegregao,na ondulao do
cordo e microssegregao. A macrossegregao indica a transformao
gradual na linha de fuso at o centro cordo de solda. A segregao na
ondulao do cordo indica o tipo de transformao dos componentes
devida solidificao descontinua no cordo de solda.
Amicrossegregaoindicaatransformaodoscomponentesdentrodo contorno de
gro cristalino ou nos gros menores. 1.1.14 Porosidade
Aporosidadenometaldepositadonumajuntadesoldaprovocadapela
aodosgasesqueseformamduranteoprocessodesoldagemtrazendo
inconvenincias na junta tais como:
aliberaodegasespeladiferenadesolubilidadeentrelquidose slidos na
temperatura de solidificao na junta de solda; b liberao de gases
nas reaes qumicas no metal depositado na fuso dos materiais; c os
gases fsicos da atmosfera do arco; Osgasessogeradosna fusodesolda
pelasdiferenasdesolubilidade
entreonitrognioepelohidrogniocontidonosaos.Osgasesgeradospela
reaoqumicasorepresentadospelomonxidodecarbononapoadefuso.
Essascausassocompreendidaspelosgasesinertesnasoldagem,oupela
atmosfera externa na junta de solda.32 Figura 12 - Porosidade num
filete de solda Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p.67) 1.1.15
Propagao de trincas na zona de solda Nas juntas de solda forma-se
uma regio com alta sensibilidade com uma
estruturafrgilissoocorreprincipalmentenosaos.Seumafraturafrgilocorre
nosaoscomresistnciainsuficiente,elapodesepropagarcomumavelocidade
muito alta, na ordem de 2000m/s, atingindo toda estrutura quase
instantaneamente.
Najuntadesoldaamicroestruturatorna-sefrgilpodendoprovocar
fraturas,concentraodetenseseexistnciadedefeitosdesoldagem.Dessa
forma,muitoimportanteestimararesistncianazonadesoldacontraa nucleao
da fratura para garantir a segurana da solda. Outros fatores
influenciam
naocorrnciadafraturataiscomo:velocidadededeformao,tensesresiduais,
entalhes,concentraodetensesedescontinuidadesestruturais.Estesfatores
devem ser estudados atravs de ensaios e corpos de prova. 1.1.16
Propagao de trincas do metal depositado
desnecessriolembrarqueaspropriedadesdometaldepositado
dependemdesuaestrutura,comonocasoometal-basedazonatermicamente
afetada. Para melhorar a qualidade do metal depositado, necessrio
controlar os diferentes fatores que influenciam na propagao da
fratura. O metal depositado se
diferenciatermicamentenazonaafetada,poiselasefundeesolidificaduranteo
processo de soldagem, incluindo grande quantidade de impureza como
oxignio. 33 Acomposioqumicadomaterialdepositadodependedoprocessode
soldagem,eamesmaseconstituidomaterial-basedeconsumo.Importante
considerarainflunciadasimpurezasincludasnomaterialasersoldado,
particularmenteooxignio,comoaestruturadomaterialbaseparaevitar
propagao de trincas. 1.1.17 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existemvriostiposdetrincasquepodemocorrerduranteoprocessode
soldagem, podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a
quente. A fratura a frio se origina temperaturas inferiores a 300
graus, ela ocorre na zona termicamente afetada, e na regio do
material depositado. A fratura a frio que ocorre na zona de solda
so mostrados na Figura
13.Asprincipaistrincasqueocorremnazonatermicamenteafetadaso:
trincasnocordo,trincasnaraiz,trincasnopdasoldaetrincaslamelar.As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou
transversais.
Astrincasaquentepodemserencontradaseseoriginamnometalde
soldaounazonatermicamenteafetadaemaltastemperaturas,superioresa900
graus, durante a solidificao da zona de solda. Figura 13 - Exemplo
de trincas Trincas no cordo
Trincas na raiz 34 Fonte: Filho (2008, p.35) Alm das trincas
mencionadasacima temosastrincasdevido ao aliviode tenses, que
ocorre na zona afetada quando o ao de baixa liga e soldado aps o
reaquecido entre 550-700graus, para efeito de alivio de tenses. As
trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra
na fasedesolidificaonazonasoldada,sotrincasnacratera,eastrincas
longitudinaisconformeFigura14.Astrincasoriginadasnoaliviodetenses
ocorrem geralmente durante o tratamento trmico, e se inicia no p do
cordo, na zona termicamente afetada, como mostrado na Figura 15. 35
Figura 14 - Trincas a quente
Trincas longitudinais Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982,
p.90) Figura 15 - Alvio de tenses
Trinca devido alivio de tenses Fonte: Okumura & Tamighuchi
(1982, p.89) 1.1.18 Trincas a frio na zona termicamente afetadas
Astrincasafrionazonatermicamenteafetadassoconhecidascomo
trincasretardadas,ocorremgeralmenteemperodosat48horasapsa
soldagem.Pode-seobservarumatrincaafriotipicamentenazonatermicamente
afetada conforme a Figura 16. Essa trinca se propaga tanto ao redor
dos contornos de gro, como nos prprios gros. 36 Figura 16 - Trinca
com entalhe oblquo Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982, p. 91)
Astrincasafrionazonatermicamenteafetadasocausadaspelaao conjunta
dos seguintes fatores: a estrutura da zona trmica afetada; b ao do
hidrognio na junta soldado; c tenso na junta; 1.1.19 Classificao
das juntas soldadas
Asoldarealizadanapeasobreasjuntas.Devido,primeiramente,ao
requisitodeprojeto;espessuradaspeas;eaoprocessodesoldagemea
distoroadmissvel,asjuntasdevemapresentarnasbordasdiferentes
configuraes para serem unidas de forma econmica e tecnicamente
aceitvel.
Asjuntasdesoldamaisutilizadosemestruturasdeaosoclassificadas como
junta de topo, juntas em T, juntas de canto e sobrepostas. 37
Figura 17 - Tipos bsicos de juntas soldadas Junta de topo Junta em
T Junta em cruz Junta em quina Junta com reforo Junta de arresta
paralela 38 Junta sobreposta Fonte: Okumura & Tamighuchi (1982,
p.179) Podese mencionarpadresdejuntadesoldacomchanfro, essaspodem
variar entre si conforme o tipo de aplicao, e ser decisivamente na
preparao de um chanfro para manter a qualidade da junta soldada.
Figura 18 - Tipos de chanfros em T Fonte: Okumura & Tamighuchi
(1982, p.181) 1.1.20 Simbologia de soldagem
Asimbologiadesoldagemumaferramentaimportanteparauma
especificaodeumajuntadesoldaemdesenho,atravsdasimbologiao
projetista transmite as instrues necessrias ao soldador para execuo
da junta de solda com qualidade e segurana. O smbolo de solda uma
forma de transmitir ao soldador as informaes necessrias para obter
o formato da junta de solda, os 39
meios,aparncia,acabamentodocordoeoseucomprimento.Existemvrias
normasinternacionaisparaossmbolosreferentessolda,dentrodasquaisse
destacamasAWS,JIS,DIN,ISOeABNT.AsimbologiausadapelanormaISO 2553
representado na Figura 19. Figura 19 Simbologia usada pela norma
ISO 2553 Fonte: ISO 2553 A simbologia usada na representao de
solda, segundo a norma DIN e da ISO, so baseadas nas seguintes
regras. A os smbolos de solda devero indicar o tipo de junta ou
unio de duas peas a ser soldado; b os smbolos devem ser indicados
sobre a linha de referencia do cordo de solda; 40 c a linha
descrita deve ser indicada na linha de referncia e de chamada,
indicandoondeauniodevesersoldado.Alinhaderefernciadeveserretae
horizontal.Alinha de chamadadeve formarumngulode 60grausemrelao
linha de referencia, ela deve ser reta. Figura 20 Simbologia de
soldagem DIN em ISO 22553 Fonte: ISO 2553 1.1.21 Posicionamento dos
smbolos a na solda simtrica, a linha tracejada pode ser omitida;
bpreferencialmente,osmbolodasoldasempresercolocadonolado inferior
da linha cheia. c quando no indicado o processo de solda
considerado MAG; d quando no indicado o comprimento do cordo de
solda, significa que a solda deve ser executada em toda a extenso
indicada pela seta; e a indicao da largura da solda feita atravs do
dimensionamento no desenho, Figura 21. 41 Figura 21 - Indicao da
largura da solda
Fonte: ISO 2553 1.1.22 Indicao do lado da seta
Quandoosmboloforcolocadoemcimadalinhaderefernciacheia, indica que a
solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta, Figura 22.
Figura 22 Indicao do lado da seta
Fonte: ISO 2553 Quando o smbolo for includo na linha de
referncia tracejada, indica que a solda deve ficar diretamente no
lado oposto face indicada pela seta, Figura 23. Figura 23 Indicao
do lado oposto Fonte: ISO 2553 42
Nopermitidoindicarasoldaparaindicaodalarguradasolda,esta indicao
estar errada, figura 24. Figura 24 - Largura da solda Fonte: ISO
2553 1.1.23 Garganta (a) Perna (z) e Penetrao (s)
Aindicaodeumasoldaemnguloexistedoismtodosdeindicaras
dimensestransversais.Poressemotivoaletraaouzdevepreceder respectiva
dimenses. As soldas de ngulo, principalmente de grande penetrao, a
espessura da
soldadengulo,principalmentedegrandespenetraes,aespessuradesolda
podeserindicadoporsfigura25.Paracasosespeciaisondenecessriauma
penetrao efetiva e paralela a superfcie da pea pode ser indicada
por se figura 26. 43 Figura 25 Indicaes de solda Fonte: ISO
2553
Figura 26 - Identificao de dimenses Fonte: Fonte: ISO 2553 44
1.1.24 Clculo de massa depositada ( ) =L = densidade da solda
(tabela 1.5). =areatransversaldocordoassociadocomometal depositado.
L= comprimento do cordo. Figura 27 Clculo da massa Fonte:
Modenesi(2001, p. 2) Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
Densidades aproximadas de algumas ligas Liga Densidade (g/ )Ao
carbono7,8 Ao inoxidvel8,0 Ligas de Cobre8,6 Ligas de Nquel8,6
Ligas de Alumnio2,6 Ligas de Titnio4,7 Fonte: Modenesi(2001, p. 2)
45 Clculo de: = + + + = + = = = t f = wr / 4 ou, alternativamente:
= (+ 1)[ 2( t -+] =ou, alternativamente: = Figura 28 Clculo da
rea
Fonte: Modenesi(2001, p. 2) 46 2MTODOS E MATERIAIS
Oprocessofoidesenvolvidonumamquinaestacionriarobdesolda motoman,
com as seguintes caractersticas: Fabricante: YASKAWA MOTOMEN
ROBOTICA DO BRASIL Modelo: CLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO, MA 1900
A00 Tipo de Controle: DX100 Nmero de Srie: 24093940 Ano de
Fabricao: 2013 Figura 29 - Rob de solda Motoman Fonte: Bruning,
2014 Outros equipamentos utilizados para a anlise dos corpos de
provas foram: 47 Figura 30 - PLASMA PMX 105 CSA MULTHITERM Fonte:
Bruning, 2014 Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI Fonte:
Bruning, 2014 48 Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP 10 Fonte:
Bruning, 2014 Figura 33 - SOLUO NITAL 10%25 10%25HNO3 90%25ALCOOL
49 Fonte: Bruning, 2014 Figura 34 - MICROSCPIO: Mitutoyo; Modelo:
70520; Ampliao 200x Fonte: Bruning, 2014 2.1. Gabarito de solda
Acessrio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do
corpo de prova no momento de soldar, e para garantir o
posicionamento dos demais corpos
deprova,paraqueasvariveisdesteprocessosejamsempreasmesmas,eos
resultados obtidos sejam confiveis. Figura 35. 50 Figura 35 -
Gabarito de solda. Fonte: Bruning, 2014 2.1.1 Origem do teste
Calousadoparadaroespaamentode0,2mmdecadacorpodeprova, chegando at
os dois milmetros conforme os testes realizados. Figura 36 e 37. 51
Figura 36 - Calo Fonte: Fonte: Bruning, 2014 Figura 37 - Calo Calo
Fonte: Fonte: Bruning, 2014 2.1.2 Posicionamento da tocha 52 O
posicionamento da tocha e a altura do cordo foram efetuados
conforme a figura 38 e 39. Figura 38 Posicionamento de tocha Fonte:
Fonte: Bruning, 2014 Figura 39 Altura da solda Fonte: Bruning, 2014
2.2 Materiais 53 O material utilizado para os corpos de prova uma
chapa de ao CGT DIN EM 10025 5275 JRARS.2 de espessura de 9,50mm,
este material adquirido da Usiminas, podem variar at 10% da
espessura do material. A composio qumica do material conforme
fabricante, mostrada na tabela 6. Tabela 6 - Materiais Composies
qumicas Propriedades mecnicas % C % Mn % P % Si Limite de
escoamento Alongamento % 0,110,890,00220,00927836,00 Fonte:
Bruning, 2014 2.2.1 Corpo de prova
Paradefinirotamanhodocorpodeprova,foiutilizadaanormaDINEM
ISO156141.OscorposdeprovaforamcortadosnoPlasmaedepoisendireitadosnumaplanqueadeira,apsfoifresadoumadasextremidadespara
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40. Figura 40 Pea
usinada Face usinada 54 Fonte: Bruning, 2014.
Paraidentificarasamostra,oscorposdeprovaforamidentificados
conformeafigura30,comasseguintessimbologias,1A1amostra,ea
identificao 1 a 1 correspondente ao corpo de prova A1, A2 e A3
conforme a sequencia conforme figura 41. Figura 41 - Amostra 1 A 1
B A C 1 a 11 a 1 55 Fonte: Bruning, 2014 Para iniciar o processo de
soldagem foram utilizados os valores da tabela 7 e aps ajustados os
parmetros at atingir uma solda desejada. Tabela 7 -Parmetros de
solda Fonte: ISO 2553 2.2.2 Resultado do ensaio
OsensaiosrealizadosnolaboratriodaBruning,conformerelatriode inspeo
figura 42. 56 Figura 42 Ensaio 57 Fonte: Bruning, 2014 Figura 43
Corpo de prova Fonte: Bruning, 2014 58 2.2.3 Cuidados na aquisio
dos corpos de prova
Aschapasforamcortadasnasdimensesconformefigura42,foram
planificadasefresadas,apsforamlimpasremovendooexcessodesujeira.Em
seguida se utilizou o gabarito de soldapara garantir o melhor
posicionamento dos corpos de prova. O cuidado na construo do
dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhorcentragempossvelentreoscorpos deprova,paraqueo resultadoseja
o mais confivel possvel com a menor variao na junta de solda. No
ponto de vista prtico, diversas soldas foram efetuadas, e os
parmetros
cuidadosamentecontroladosatobteromelhorresultadonoscorposprova
conformefigura1.34.TodasasvariveisforammantidasconstantesnoseixosA,
B, C figura 43, com exceo de uma, a qual uma foi modificada dentro
de limites estabelecidos0,2mmacadacorpodeprovachegandoat2,00mmde
deslocamento,eosresultadosdesenvolvidosdevidamenteanotados,eforam
modificados uma de cada vez.
Apsasoldagem,asamostrasforaminspecionadasvisualmente,eem
seguidacortadasparaanlisemetalogrficaeatacadasquimicamentecomuma
soluo lcool etlico. 2.2.4 Anlise dos resultados
Osresultadosforamelaboradosgraficamente,ilustradoatravsdeuma
macrografiaeosvaloresanotadosdomenorparaomaiordecadavarivelde solda
considerado. 59 3 RESULTADOS OBTIDOS
Osparmetrosiniciaisdesoldadoprocessoforambaseadosnatabela7.
Osvaloresanalisadoseajustadosatseobterumasoldadentrodospadres
definidosnanormaeosmodelosdecorpodeprovacitadonatabelaabaixo.A
partir dessa definio foram elaboradas as variveis para ensaio
conforme tabela 8. Tabela 8 - Macrografia VALORES ENCONTRADOS NO
ENSAIO DE MACROGRAFIA Perna Horizontal= PH Perna Vertical= PV
Penetrao Vertical=pV Penetrao Horizontal= pH Garganta= G
AmostraCORPO DE PROVA A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3A1A2A3 Padro
8,008,008,009,009,009,003,002,003,004,003,503,806,006,006,00 A1=0,2
9,0O9,009,009,008,009,001,201,2O2,004,004,003,006,006,006,00 A2=0,4
9,008,009,008,008,008,001,002,002,103,003,103,006,005,206,00 A3=0,6
9,009,008,008,809,009,001,002,002,004,003,203,206,006,006,00 A4=0,8
8,508,008,009,009,009,002,002,003,004,002,502,506,006,006,00 A5=1,0
9,008,708,008,009,009,002,003,002,004,003,503,006,006,006,00 A6=1,2
9,008,007,509,009,0010,01,802,503004,003,003,006,006,006,00 A7=1,4
8,008,008,009,009,0010,02,202,002,802,303,502,006,006,006,00 A8=1,6
8,008,007,009,0010,09,003,004,003,003,002,003,006,006,006,00 A9=1,8
8,008,007,009,009,0010,02,003,004,003,503,002,006,006,006,00
A10=2,0
9,009,009,008,009,008,001,702,001,704,003,504,006,006,006,00 B1=0,2
7,007,008,009,009,009,002,003,002,803,003,002,306,006,006,00 B2=0,4
8,008,007,008,509,0010,02,504,004,004,003,202,606,006,006,00 60
B3=0,6 9,007,007,009,0010,09,002,004,004,003,003,002,206,006,005,50
B4=0,8 9,007,008,009,009,0010,03,003,003,004,002,002,506,005,006,00
B5=1,0 7,007,007,009,009,009,004,004,004,004,003,002,006,006,005,50
B6=1,2 7,007,007,009,5010,010,03,003,004,003,002,002,006,006,006,00
B7=1,4 7,006,006,009,008,0010,03,004,005,002,002,002,006,006,006,00
B8=1,6 7,007,007,0010,010,010,04,004,004,003,004,003,006,006,006,00
B9=1,8 7,005,006,0010,09,009,004,505,004,803,002,501,506,005,006,00
B10=2,0
7,006,006,0010,09,5010,03,804,005,001,001,102,007,006,006,50 C1=0,2
9,009,009,009,008,009,001,801,002,004,004,003,006,006,006,00 C2=0,4
9,009,008,008,009,009,002,001,002,004,004,004,006,006,005,00 C3=0,6
9,008,008,009,009,009,001,202,002,204,004,002,206,006,006,00 C4=0,8
9,009,008,508,009,009,002,001,303,004,004,003,206,006,006,00 C5=1,0
9,009,009,009,008,009,002,801,703,003,204,004,006,006,006,00 C6=1,2
9,009,008,008,009,009,002,001,003,003,004,004,006,006,006,00 C7=1,4
9,009,008,008,009,009,003,003,004,001,304,004,006,006,006,00 C8=1,6
8,009,008,008,009,009,003,003,003,003,004,004,006,006,006,00 C9=1,8
9,009,008,008,008,009,003,003,003,004,504,003,006,006,006,00
C10=2,0
9,008,008,008,008,009,004,004,004,003,004,004,006,006,006,00 Fonte:
Bruning, 2014 A forma e valores foram mantidos constantemente para
todos os corpos de prova, sempre considerando os valores da tabela
1.8. As dimenses da lente de solda foram determinadas conforme a
figura 44. 61 Figura 44 Dimenses da lente Fonte: ISO A tabela 9
mostra as macrografias e suas respectivas dimenses da lente dos
corpos de prova. Tabela 9 Macrografias e corpos de prova AMOSTRA
Corpo de prova Medida (mm) PH (mm) PV (mm) Vp (mm) pH (mm) G (mm)
Foto Padro1 a 10,008,009,003,004,006,00 1 a 28,009,002,003,506,00 1
a 38,009,003,003,806,00 62 1 A 11 a 10,29,009,001,204,006,00 1 a
29,008,001,204,006,00 1 a 39,009,002,003,006,00 1 A 21 a
10,49,008,001,003,006,00 1 a 28,008,002,003,105,20 1 a
39,008,002,103,006,00 1 A 31 a 10,69,008,801,004,006,00 1 a
29,009,002,003,206,00 1 a 38,009,002,003,206,00 63 1 A 41 a
10,88,509,002,004,006,00 1 a 28,009,002,002,506,00 1 a
38,009,003,002,506,00 1 A 51 a 11,0 9,008,002,004,006,00 1 a
28.709,003,003,506,00 1 a 38,009,002,003,006,00 1 A 61 a
11,29,009,001,804,006,00 1 a 28,009,002,503,006,00 1 a 37,5010,00
3,003,006,00 64 1 A 71 a 11,48,009,002,202,306,00 1 a
28,009,002,003,506,00 1 a 38,0010,00 2,802,006,00 1 A 81 a
11,68,009,003,003,006,00 1 a 28,0010,00 3,002,006,00 1 a
37,009,004,003,006,00 1 A 91 a 11,88,009,002,003,506,00 1 a
28,009,003,003,006,00 1 a 37,0010,00 4,002,006,00 65 1 A 101 a
12,009,008,001,704,006,00 1 a 29,009,002,003,506,00 1 a
39,008,001,704,006,00 1 B 11 b 10,27,009,002,003,006,00 1 b
27,009,003,003,006,00 1 b 38,009,002,802,306,00 1 B 21 b
10,48,008,502,504,006,00 1 b 28,009,004,003,206,00 1 b 37,0010,00
4,002,606,00 66 1 B 31 b 10,69,009,002,003,006,00 1 b 27,0010,00
4,003,006,00 1 b 37,009,004,002,205,50 1 B 41 b
10,89,009,003,004,006,00 1 b 27,009,003,002,005,00 1 b 38,0010,00
3,002,506,00 1 B 51 b 11,07,009,004,004,006,00 1 b
27,009,004,003,006,00 1 b 37,009,004,002,005,50 67 1 B 61 b
11,27,009,53,003,006,00 1 b 27,0010,00 3,002,006,00 1 b 37,0010,00
4,002,006,00 1 B 71 b 11,47,009,003,002,006,00 1 b
26,008,004,002,006,00 1 b 36,0010,00 5,002,006,00 1 B 81 b
11,67,0010,00 4,003,006,00 1 b 27,0010,00 4,004,006,00 1 b
37,0010,00 4,003,006,00 68 1 B 91 b 11,87,0010,00 4,503,006,00 1 b
25,009,005,002,505,00 1 b 36,009,004,801,506,00 1 B 101 b
12,07,0010,00 3,801,007,00 1 b 26,009,504,001,106,00 1 b 36,0010,00
5,002,006,50 1 C 11 c 10,29,009,001,804,006,00 1 c
29,008,001,004,006,00 1 c 39,009,002,003,006,00 69 1 C 21 c
10,49,008,002,004,006,00 1 c 29,009,001,004,006,00 1 c
38,009,002,004,005,00 1 C 31 c 10,69,009,001,204,006,00 1 c
28,009,002,004,006,00 1 c 38,009,002,202,206,00 1 C 41 c
10,89,008,002,004,006,00 1 c 29,009,001,304,006,00 1 c
38,509,003,003,206,00 70 1 C 51 c 11,09,009,002.803,206,00 1 c
29,008,001,704,006,00 1 c 39,009,003,004,006,00 1 C 61 c
11,29,008,002,003,006,00 1 c 29,009,001,004,006,00 1 c
38,009,003,004,006,00 1 C 71 c 11,49,008,003,001,306,00 1 c
29,009,003,004,006,00 1 c 38,009,004,004,006,00 71 1 C 81 c
11,68,008,003,003,006,00 1 c 29,009,003,004,006,00 1 c
38,009,003,004,006,00 1 C 91 c 11,89,008,003,004,506,00 1 c
29,008,003,004,006,00 1 c 38,009,003,003,006,00 1 C 101 c
12,09,008,004,003,006,00 1 c 28,008,004,004,006,00 1 c
38,009,004,004,006,00 72 4 DISCUSSES SOBRE OS RESULTADOS
ENCONTRADOS Os resultados da tabela abaixo so valores mdios
encontrados nos corpos
deprovaconformemostranatabela10,mostrandoumcomparativoentrecada
ensaio realizado. Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda
em cada corpo de prova Mdia dos corpos de prova AmostraPH
(mm)PV(mm)pV (mm)pH (mm)G(mm) Padro8,009,002,673,776,00 1 A 1
9,008,671,473,676,00 1 A 28,678,001,703,035,73 1 A 3
8,678,931,673,476,00 1 A 48,179,002,333,006,00 1 A
58,508,672,333,506,00 1 A 68,179,332,433,336,00 1 A
78,009,332,332,606,00 1 A 87,679,333,332,676,00 1 A 9
7,679,333,002,836,00 1 A 109,008,331,803,836,00 1 B
17,339,002,602,776,00 1 B 2 7,679,173,503,276,00 1 B
37,679,333,332,735,83 1 B 4 8,009,333,002,835,67 1 B
57,009,004,003,005,83 1 B 6 7,009,833,332,336,00 1 B 7
6,339,004,002,006,00 1 B 87,0010,004,003,336,00 1 B
96,009,334,772,335,67 73 1 B 10 6,339,834,271,376,50 1 C
19,008,671,603,676,00 1 C 2 8,678,671,674,005,67 1 C 3
8,339,001,803,406,00 1 C 4 8,838,672,103,736,00 1 C 5
9,008,672,353,736,00 1 C 68,678,672,003,676,00 1 C 7
8,678,673,333,106,00 1 C 8 8,338,673,003,676,00 1 C 9
8,678,333,003,836,00 1 C 10 8,338,334,003,676,00 Fonte: Bruning,
2014 A partir dos valores mdios encontrados nas macrografias
conforme tabela
10avanandonosentidoA,observa-sequeoPHaumentounalarguraeoPVe
pVdiminuramenquantoopHteveumaleveaumento,oGnoapresentou
alteraesconformefigura45.Pode-seconcluirquehouveumaperdademassa
fundida fragilizando o processo de solda. Figura 45: Efeito do
deslocamento sentido A Fonte: Bruning, 2014 74 Figura 46: (a) Corpo
de prova Padro (b) Corpo de prova 1 A 10
(a)(b) Fonte: Bruning, 2014.
Apartirdosvaloresmdiosencontradosnasmacrografiasconformetabela 10
avanando no sentido B, observa-se que o PH diminuiu na largura e o
PV e pV teve um aumento significativo e o pH diminuiu e o G
apresentou uma alta conforme figura 47. Pode-se concluir que houve
uma perda de massa fundida fragilizando o processo de solda. Figura
47: Efeito do deslocamento no sentido B Fonte: Bruning, 2014 Figura
48: (a) Corpo de prova Padro(b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)Fonte: Bruning, 2014 75
Apartirdosvaloresmdiosencontradosnasmacrografiasconformetabela
10avanandonosentidoC,observa-sequeoPHaumentouquenouma
condionormal,eoPVdiminuiudevidofolgaentreajuntadesoldaeopV aumentou
em funo da folga onde ao do calor maior, enquanto o pH diminuiu
levemente, o G no apresentou alteraes conforme figura 48. Figura
49: Efeito do deslocamento no sentido C Fonte: Bruning, 2014 Figura
50: (a) Corpo de prova Padro (b) Corpo de prova 1 C 10
(a) (b)Fonte: Bruning, 2014
Comparativoentreosquatrotestesrealizadosconformecorpodeprova:
Padro; 1 A 10; 1 B 10 e 1 C 10 figura 50. . 76 Figura 51 -
Comparativo Fonte: Bruning, 2014 Comparativo de rea dos corpos de
prova: origem; 1 A 10; 1 B 10 e 1 C 10, essas reas foram medidas
num programa conforme a figura geomtrica da fuso do material nos
corpo de prova conforme figura 51. Figura 52: Padro Fonte: Bruning,
2014 77 Figura 53: 1 A 10 Fonte: Bruning, 2014 Figura 54 : 1 B 10
Fonte: Bruning, 2014 78 Figura 55 - 1 C 10 Fonte: Bruning, 2014
Tabela 11: reas dos corpos de prova REAS DOS CORPOS DE PROVA reas
em mm Amostra123=4 Padro52,716213,766418,3407 1 A
1050,985811,730214,2807 1 B 1047,609730,03139,6242 1 C
1029,076310,271122,0289 Fonte: Bruning, 2014 79 Figura 56 -
Comparativo entre as reas dos corpos de prova. Fonte: Bruning, 2014
Figura 57: Comparativo entre a rea um dos corpos de prova. Fonte:
Bruning, 2014 80 Figura 58: Comparativos entre a rea dois dos
corpos de prova. Fonte: Bruning, 2014 Figura 59: Comparativo entre
a rea trs=quatro dos corpos de prova. Fonte: Bruning, 2014 81 5.
CONCLUSO
Osresultadosobtidosnosensaiosemdiversoscorposdeprovamostram
claramentequeosdeslocamentos,nossentidosA,BeC,provocaramalteraes
significativasnasreasdecadacorpodeprova.Essasreas,semdvida,tm
participao importante na definio da resistncia mecnica da junta de
solda.Pode-seobservar,atravsdasmacrografias,queasreasnoso
proporcionais entre si em razo dos deslocamentos dos componentes,
mudando a forma geomtrica da rea da junta de solda em cada
modificao.
Osresultadosobtidosdasmacrografiasmostramquehdiminuiesdereae
penetraonajuntadesoldadevidoaodeslocamento.Casoocorramesses
fatores, pode-se chegar concluso de que se tem perda na resistncia
mecnica
najuntadesolda,quedevemserconsideradoscomofatoresdeseguranano
desenvolvimentodoclculo,paranocomprometeraqualidadeeseguranado
produto final. 82 6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS
LTCEngenhariadeSoldagemeAplicaoLivrosTcnicaeCientficaEditora S.A e
The Association For International Promotion.
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