Download - Microestrutura de aços inoxidáveis
8202019 Microestrutura de accedilos inoxidaacuteveis
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HERBERT ERNO MARKUS
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2014
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Monografia defendida e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo
membro da banca examinadora
Banca examinadora
________________________________________
Prof Gil Eduardo Guimaratildees Dr Eng - Orientador
________________________________________
Prof Roger Schildt Hoffmann - Mestre
Panambi de marccedilo de 2014
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AGRADECIMENTOS
Agrave Empresa Bruning Tecnomental Ltda pelo auxilio de laboratoacuterio material
maacutequinas e equipamentos na execuccedilatildeo dos ensaios e corpos de prova
Aos colegas de trabalho da empresa Bruning pelo auxiacutelio prestado na
preparaccedilatildeo dos corpos de prova
Aos professores que ajudaram na elaboraccedilatildeo do trabalho
Agrave minha famiacutelia que teve compreensatildeo e me apoiou durante o curso
Ao professor Gil Eduardo Guimaratildees pela orientaccedilatildeo e apoio recebido
durante a elaboraccedilatildeo do trabalho
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ndash Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do material depositado14
Figura 2 ndash Ensaio do corpo de prova15
Figura 3 ndash Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real16
Figura 4 ndash Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento17
Figura 5 ndash Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo17
Figura 6 ndash Reforccedilo soldado20
Figura 7 ndash Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais20
Figura 8 ndash As dimensotildees22
Figura 9 ndash Dimensotildees baacutesicas do filete de solda22
Figura 10 ndash Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparecircncia de fratura24
Figura 11- Concentraccedilatildeo de tensotildees30
Figura 12 ndash Porosidade num filete de solda32
Figura 13 ndash Exemplo de trincas33
Figura 14 ndash Trincas a quente35
Figura 15 ndash Alivio de tensotildees35
Figura 16 ndash Trinca com entalhe obliacutequo36
Figura 17 ndash Tipos baacutesicos de juntas soldadas37
Figura 18 ndash Tipos de chanfros em T38
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 255339
Figura 20 ndash Simbologia usada pela norma de soldagem DIN 2255340
Figura 21 ndash Indicaccedilatildeo de largura de solda41
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta41Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto41
Figura 24 ndash Largura da solda42
Figura 25 ndash Indicadores de solda43
Figura 26 ndash Identificaccedilatildeo das dimensotildees43
Figura 27 ndash Caacutelculo de massa44
Figura 28 ndash Caacutelculo de aacuterea45
Figura 29 ndash Robocirc de solda Motoman46Figura 30 ndash Plasma PMX-105 CSA MULTHITERM47
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Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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71
1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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76
Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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2
HERBERT ERNO MARKUS
983126983105983122983113983105983239983235983119 983108983105 983111983109983119983117983109983124983122983113983105 983108983119 983107983119983122983108983235983119 983108983109 983123983119983116983108983105 983109983117 983114983125983118983124983105983123 983124 983109983117983110983125983118983239983235983119 983108983105 983126983105983122983113983105983239983235983119 983108983119 983120983119983123983113983107983113983119983118983105983117983109983118983124983119 983108983119 983109983116983109983117983109983118983124983119
983126983109983122983124983113983107983105983116
983117983151983150983151983143983154983137983142983145983137 983140983151 983107983157983154983155983151 983140983141 983120983283983155 983111983154983137983140983157983137983271983267983151 983116983137983156983151 983123983141983150983155983157 983141983149
983109983150983143983141983150983144983137983154983145983137 983113983150983140983157983155983156983154983145983137983148 983137983152983154983141983155983141983150983156983137983140983151 983139983151983149983151 983154983141983153983157983145983155983145983156983151 983152983137983154983139983145983137983148
983152983137983154983137 983151983138983156983141983150983271983267983151 983140983141 983156983277983156983157983148983151 983140983141 983109983155983152983141983139983145983137983148983145983155983156983137 983141983149 983109983150983143983141983150983144983137983154983145983137
983113983150983140983157983155983156983154983145983137983148
983119983154983145983141983150983156983137983140983151983154 983111983145983148 983109983140983157983137983154983140983151 983111983157983145983149983137983154983267983141983155 Dr Eng
983120983137983150983137983149983138983145983122983123
2014
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983110983125983118983239983235983119 983108983105 983126983105983122983113983105983239983235983119 983108983119 983120983119983123983113983107983113983119983118983105983117983109983118983124983119 983108983119 983109983116983109983117983109983118983124983119
983126983109983122983124983113983107983105983116
Monografia defendida e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo
membro da banca examinadora
Banca examinadora
________________________________________
Prof Gil Eduardo Guimaratildees Dr Eng - Orientador
________________________________________
Prof Roger Schildt Hoffmann - Mestre
Panambi de marccedilo de 2014
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4
AGRADECIMENTOS
Agrave Empresa Bruning Tecnomental Ltda pelo auxilio de laboratoacuterio material
maacutequinas e equipamentos na execuccedilatildeo dos ensaios e corpos de prova
Aos colegas de trabalho da empresa Bruning pelo auxiacutelio prestado na
preparaccedilatildeo dos corpos de prova
Aos professores que ajudaram na elaboraccedilatildeo do trabalho
Agrave minha famiacutelia que teve compreensatildeo e me apoiou durante o curso
Ao professor Gil Eduardo Guimaratildees pela orientaccedilatildeo e apoio recebido
durante a elaboraccedilatildeo do trabalho
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6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ndash Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do material depositado14
Figura 2 ndash Ensaio do corpo de prova15
Figura 3 ndash Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real16
Figura 4 ndash Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento17
Figura 5 ndash Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo17
Figura 6 ndash Reforccedilo soldado20
Figura 7 ndash Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais20
Figura 8 ndash As dimensotildees22
Figura 9 ndash Dimensotildees baacutesicas do filete de solda22
Figura 10 ndash Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparecircncia de fratura24
Figura 11- Concentraccedilatildeo de tensotildees30
Figura 12 ndash Porosidade num filete de solda32
Figura 13 ndash Exemplo de trincas33
Figura 14 ndash Trincas a quente35
Figura 15 ndash Alivio de tensotildees35
Figura 16 ndash Trinca com entalhe obliacutequo36
Figura 17 ndash Tipos baacutesicos de juntas soldadas37
Figura 18 ndash Tipos de chanfros em T38
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 255339
Figura 20 ndash Simbologia usada pela norma de soldagem DIN 2255340
Figura 21 ndash Indicaccedilatildeo de largura de solda41
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta41Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto41
Figura 24 ndash Largura da solda42
Figura 25 ndash Indicadores de solda43
Figura 26 ndash Identificaccedilatildeo das dimensotildees43
Figura 27 ndash Caacutelculo de massa44
Figura 28 ndash Caacutelculo de aacuterea45
Figura 29 ndash Robocirc de solda Motoman46Figura 30 ndash Plasma PMX-105 CSA MULTHITERM47
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7
Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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3
983126983105983122983113983105983239983235983119 983108983105 983111983109983119983117983109983124983122983113983105 983108983119 983107983119983122983108983235983119 983108983109 983123983119983116983108983105 983109983117 983114983125983118983124983105983123 983124 983109983117
983110983125983118983239983235983119 983108983105 983126983105983122983113983105983239983235983119 983108983119 983120983119983123983113983107983113983119983118983105983117983109983118983124983119 983108983119 983109983116983109983117983109983118983124983119
983126983109983122983124983113983107983105983116
Monografia defendida e aprovada em sua forma final pelo professor orientador e pelo
membro da banca examinadora
Banca examinadora
________________________________________
Prof Gil Eduardo Guimaratildees Dr Eng - Orientador
________________________________________
Prof Roger Schildt Hoffmann - Mestre
Panambi de marccedilo de 2014
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4
AGRADECIMENTOS
Agrave Empresa Bruning Tecnomental Ltda pelo auxilio de laboratoacuterio material
maacutequinas e equipamentos na execuccedilatildeo dos ensaios e corpos de prova
Aos colegas de trabalho da empresa Bruning pelo auxiacutelio prestado na
preparaccedilatildeo dos corpos de prova
Aos professores que ajudaram na elaboraccedilatildeo do trabalho
Agrave minha famiacutelia que teve compreensatildeo e me apoiou durante o curso
Ao professor Gil Eduardo Guimaratildees pela orientaccedilatildeo e apoio recebido
durante a elaboraccedilatildeo do trabalho
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6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ndash Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do material depositado14
Figura 2 ndash Ensaio do corpo de prova15
Figura 3 ndash Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real16
Figura 4 ndash Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento17
Figura 5 ndash Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo17
Figura 6 ndash Reforccedilo soldado20
Figura 7 ndash Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais20
Figura 8 ndash As dimensotildees22
Figura 9 ndash Dimensotildees baacutesicas do filete de solda22
Figura 10 ndash Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparecircncia de fratura24
Figura 11- Concentraccedilatildeo de tensotildees30
Figura 12 ndash Porosidade num filete de solda32
Figura 13 ndash Exemplo de trincas33
Figura 14 ndash Trincas a quente35
Figura 15 ndash Alivio de tensotildees35
Figura 16 ndash Trinca com entalhe obliacutequo36
Figura 17 ndash Tipos baacutesicos de juntas soldadas37
Figura 18 ndash Tipos de chanfros em T38
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 255339
Figura 20 ndash Simbologia usada pela norma de soldagem DIN 2255340
Figura 21 ndash Indicaccedilatildeo de largura de solda41
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta41Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto41
Figura 24 ndash Largura da solda42
Figura 25 ndash Indicadores de solda43
Figura 26 ndash Identificaccedilatildeo das dimensotildees43
Figura 27 ndash Caacutelculo de massa44
Figura 28 ndash Caacutelculo de aacuterea45
Figura 29 ndash Robocirc de solda Motoman46Figura 30 ndash Plasma PMX-105 CSA MULTHITERM47
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7
Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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32
Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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4
AGRADECIMENTOS
Agrave Empresa Bruning Tecnomental Ltda pelo auxilio de laboratoacuterio material
maacutequinas e equipamentos na execuccedilatildeo dos ensaios e corpos de prova
Aos colegas de trabalho da empresa Bruning pelo auxiacutelio prestado na
preparaccedilatildeo dos corpos de prova
Aos professores que ajudaram na elaboraccedilatildeo do trabalho
Agrave minha famiacutelia que teve compreensatildeo e me apoiou durante o curso
Ao professor Gil Eduardo Guimaratildees pela orientaccedilatildeo e apoio recebido
durante a elaboraccedilatildeo do trabalho
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6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ndash Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do material depositado14
Figura 2 ndash Ensaio do corpo de prova15
Figura 3 ndash Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real16
Figura 4 ndash Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento17
Figura 5 ndash Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo17
Figura 6 ndash Reforccedilo soldado20
Figura 7 ndash Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais20
Figura 8 ndash As dimensotildees22
Figura 9 ndash Dimensotildees baacutesicas do filete de solda22
Figura 10 ndash Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparecircncia de fratura24
Figura 11- Concentraccedilatildeo de tensotildees30
Figura 12 ndash Porosidade num filete de solda32
Figura 13 ndash Exemplo de trincas33
Figura 14 ndash Trincas a quente35
Figura 15 ndash Alivio de tensotildees35
Figura 16 ndash Trinca com entalhe obliacutequo36
Figura 17 ndash Tipos baacutesicos de juntas soldadas37
Figura 18 ndash Tipos de chanfros em T38
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 255339
Figura 20 ndash Simbologia usada pela norma de soldagem DIN 2255340
Figura 21 ndash Indicaccedilatildeo de largura de solda41
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta41Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto41
Figura 24 ndash Largura da solda42
Figura 25 ndash Indicadores de solda43
Figura 26 ndash Identificaccedilatildeo das dimensotildees43
Figura 27 ndash Caacutelculo de massa44
Figura 28 ndash Caacutelculo de aacuterea45
Figura 29 ndash Robocirc de solda Motoman46Figura 30 ndash Plasma PMX-105 CSA MULTHITERM47
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7
Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ndash Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do material depositado14
Figura 2 ndash Ensaio do corpo de prova15
Figura 3 ndash Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real16
Figura 4 ndash Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento17
Figura 5 ndash Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo17
Figura 6 ndash Reforccedilo soldado20
Figura 7 ndash Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais20
Figura 8 ndash As dimensotildees22
Figura 9 ndash Dimensotildees baacutesicas do filete de solda22
Figura 10 ndash Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparecircncia de fratura24
Figura 11- Concentraccedilatildeo de tensotildees30
Figura 12 ndash Porosidade num filete de solda32
Figura 13 ndash Exemplo de trincas33
Figura 14 ndash Trincas a quente35
Figura 15 ndash Alivio de tensotildees35
Figura 16 ndash Trinca com entalhe obliacutequo36
Figura 17 ndash Tipos baacutesicos de juntas soldadas37
Figura 18 ndash Tipos de chanfros em T38
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 255339
Figura 20 ndash Simbologia usada pela norma de soldagem DIN 2255340
Figura 21 ndash Indicaccedilatildeo de largura de solda41
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta41Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto41
Figura 24 ndash Largura da solda42
Figura 25 ndash Indicadores de solda43
Figura 26 ndash Identificaccedilatildeo das dimensotildees43
Figura 27 ndash Caacutelculo de massa44
Figura 28 ndash Caacutelculo de aacuterea45
Figura 29 ndash Robocirc de solda Motoman46Figura 30 ndash Plasma PMX-105 CSA MULTHITERM47
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7
Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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12
processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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37
Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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6
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 ndash Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do material depositado14
Figura 2 ndash Ensaio do corpo de prova15
Figura 3 ndash Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real16
Figura 4 ndash Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento17
Figura 5 ndash Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo17
Figura 6 ndash Reforccedilo soldado20
Figura 7 ndash Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais20
Figura 8 ndash As dimensotildees22
Figura 9 ndash Dimensotildees baacutesicas do filete de solda22
Figura 10 ndash Corpo de prova ensaio de Impacto de Charpy aparecircncia de fratura24
Figura 11- Concentraccedilatildeo de tensotildees30
Figura 12 ndash Porosidade num filete de solda32
Figura 13 ndash Exemplo de trincas33
Figura 14 ndash Trincas a quente35
Figura 15 ndash Alivio de tensotildees35
Figura 16 ndash Trinca com entalhe obliacutequo36
Figura 17 ndash Tipos baacutesicos de juntas soldadas37
Figura 18 ndash Tipos de chanfros em T38
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 255339
Figura 20 ndash Simbologia usada pela norma de soldagem DIN 2255340
Figura 21 ndash Indicaccedilatildeo de largura de solda41
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta41Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto41
Figura 24 ndash Largura da solda42
Figura 25 ndash Indicadores de solda43
Figura 26 ndash Identificaccedilatildeo das dimensotildees43
Figura 27 ndash Caacutelculo de massa44
Figura 28 ndash Caacutelculo de aacuterea45
Figura 29 ndash Robocirc de solda Motoman46Figura 30 ndash Plasma PMX-105 CSA MULTHITERM47
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7
Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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12
processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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13
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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14
formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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7
Figura 31 ndash Lixadeira Cinta 2 x25 ACE RBI47
Figura 32 ndash Politriz lixadeira DP 1048
Figura 33 ndash Soluccedilatildeo Nital 10-25 aacutelcool48
Figura 34 ndash Microscoacutepio Mitutoyo49
Figura 35 ndash Gabarito de solda50
Figura 36 ndash Calccedilo51
Figura 37 ndash Calccedilo51
Figura 38 ndash Posicionamento da tocha52
Figura 39 ndash Altura da solda52
Figura 40 ndash Peccedila usinada54
Figura 41 ndash Amostra54
Figura 42 ndash Ensaio56
Figura 43 ndash Corpo de prova57
Figura 44 ndash Dimensotildees da lente61
Figura 45 ndash Efeito do deslocamento sentido A73
Figura 46 ndash Corpo de prova padratildeo 1 A 1074
Figura 47 ndash Efeito de deslocamento sentido B74
Figura 48 ndash Corpo de prova padratildeo 1 B 1074
Figura 49 ndash Efeito de deslocamento sentido C75
Figura 50 ndash Corpo de prova padratildeo 1 C 1075
Figura 51 ndash Comparativo76
Figura 52 ndash Padratildeo76
Figura 53 ndash 1 A 1077
Figura 54 ndash 1 B 1077
Figura 55 ndash 1 C 1078
Figura 56 ndash Comparativo entre as aacutereas de corpo de prova79Figura 57 ndash Comparativo entre a aacuterea um dos corpos de prova79
Figura 58 ndash Comparativo entre a aacuterea dois dos corpos de prova80
Figura 59 ndash Comparativo entre a aacuterea trecircs dos corpos de prova80
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8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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12
processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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13
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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14
formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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16
Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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17
Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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18
A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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19
114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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71
1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos19
Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas de soldadas23
Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por
fadiga25
Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resistecircncia de juntas soldadas27
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas44Tabela 6 - Materiais53
Tabela 7 - Paracircmetros de solda55
Tabela 8 - Macrografia59
Tabela 9 - Macrografia e corpos de prova61
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova72
Tabela 11 - Aacutereas dos corpos de prova7
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9
SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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12
processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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13
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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14
formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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16
Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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17
Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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20
do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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21
Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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22
Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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SUMAacuteRIO
INTRODUCcedilAtildeO11
Objetivos12
Objetivo Geral12
Objetivos Especiacuteficos12
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA13
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem13
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo13
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo14
113 Resistecircncia estaacutetica da junta soldada15
114 Resistecircncia do metal depositado19
115 propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo19
116 Tenacidade da junta de solda23
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila24
118 Eficiecircncia da junta de solda25
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas26
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no
projeto de estruturas soldadas29
11101 Metal-base29
11102 Materiais de consumo29
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais 291112 Concentraccedilatildeo de tensotildees30
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo31
1114 Porosidade31
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda32
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado32
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda33
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1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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31
No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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32
Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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10
1118 Trincas a frio na zona termicamente afetada35
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas36
1120 Simbologia de soldagem38
1121 Posicionamento dos siacutembolos401122 Indicaccedilatildeo do lado da seta41
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)42
1124 Caacutelculo de massa depositada44
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS46
21 Gabarito de solda59
211 Origem do teste50212 Posicionamento da tocha51
22 Materiais52
221 Corpo de prova53
222 Resultado do ensaio55
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova58
224 Anaacutelise dos resultados583 RESULTADOS OBTIDOS59
4 DISCUSSAtildeO SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS73
5 CONCLUSAtildeO81
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS82
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12
processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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13
1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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14
formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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16
Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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processa mediante a energia teacutermica para promover a referida fusatildeo dos
materiais
Atualmente satildeo conhecidos inuacutemeros diferentes processos de soldagem
que podem ser aplicados em diferentes juntas a ser soldado onde oferece as
melhores condiccedilotildees de aplicaccedilatildeo para cada caso procurando os meios mais
seguros e econocircmicos
Este trabalho tem como objetivo de mostrar o quanto a variaccedilatildeo de folga
pode impactar na uniatildeo de solda sem comprometer as propriedades mecacircnicas
dos materiais
Objetivos
Objetivo geral
O trabalho tem como objetivo geral desenvolver um estudo de uniotildees de
chapa focado na variabilidade de ateacute 2mm de folga na junta a ser soldada
comparando as diferenccedilas entre as aacutereas Isso eacute um dos fatores determinantes na
resistecircncia da qualidade do produto final A junta de solda seraacute desenvolvida emum robocirc de solda com um dispositivo de posicionamento correto das peccedilas para
obter uma precisatildeo na junta soldada
Objetivos especiacuteficos
Os objetivos especiacuteficos deste trabalho satildeobull Realizar o estudo e revisatildeo bibliograacutefica dos conceitos das uniotildees de
junta de solda
bull Identificar os modos de falha das uniotildees de junta de solda
bull Realizar testes experimentais de laboratoacuterio para estimar medidas da
confiabilidade das juntas de solda
Estes resultados seratildeo obtidos atraveacutes de ensaios metalograacuteficos que
permitem avaliar a regiatildeo onde houve a fusatildeo do material
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA
11 Fundamentos teoacutericos da metalurgia de soldagem
A soldagem eacute conhecida usualmente como processo de uniatildeo de duas ou
mais partes metaacutelicas Essas uniotildees quando soldadas satildeo expostas a ciclos
teacutermicos transformando a estrutura metaacutelica do material induzindo deformaccedilotildees e
tensotildees residuais que satildeo importantes no desempenho da construccedilatildeo soldada
Todas essas relaccedilotildees podem trazer defeitos de soldagem como
aparecimento de trincas ou outros problemas relacionados agrave estrutura do material
com consequecircncias que podem influenciar na seguranccedila das juntas soldadas
111 Solidificaccedilatildeo e estrutura da zona de fusatildeo
Na soldagem podem ocorrer vaacuterios defeitos como porosidade trincas em
funccedilatildeo da velocidade da solidificaccedilatildeo do material soldado Este mecanismo de
solidificaccedilatildeo por fusatildeo pode ser considerado semelhante ao processo de fundiccedilatildeo
de metais diferindo apenas nos seguintes pontos
a - maior velocidade de solidificaccedilatildeo
b ndash fusatildeo e solidificaccedilatildeo do material ocorrendo simultaneamente
c ndash movimentaccedilatildeo da fonte de calor
d ndash a solidificaccedilatildeo do material inicia no contorno do metal base onde ocorre
a fusatildeo e a liga do metal base
A figura 1 mostra esquematicamente a estrutura de uma junta solda do
metal fundido com o metal-base O ponto A representa o iniacutecio da geraccedilatildeo da
estrutura do metal-base Esta linha de fusatildeo eacute de acordo com a fonte de calor
gerado durante o processo de soldagem Essa linha de fusatildeo os gratildeos grosseiros
satildeo parcialmente fundidos pelo calor gerado no arco eleacutetrico
Como os gratildeos cristalinos remanescem do metal-base que natildeo se fundem
pelo arco que atua no nuacutecleo durante a solidificaccedilatildeo natildeo haacute necessidade de se
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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formarem novos nuacutecleos para geraccedilatildeo da estrutura na linha de fusatildeo sendo
somente necessaacuteria agrave presenccedila dos gratildeos cristalinos do metal-base
Figura 1 - Direccedilotildees de solidificaccedilatildeo do metal depositado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p66)
112 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e micros segregaccedilatildeo
Os macros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo
ateacute o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes de vida a solidificaccedilatildeo descontiacutenua no cordatildeo de soldaOs micros segregaccedilatildeo indicam a transformaccedilatildeo dos componentes dentro
do contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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32
Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 3 - Curva de tensatildeo de deformaccedilatildeo real
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p206)
A figura 3 mostra um diagrama de tensotildee e deformaccedilotildees de um corpo deprova cilindrico de um accedilo doce quando submetido ao ensaio de traccedilatildeo O ponto P
representa o limite proporcionalidade do material ou seja ateacute esse ponto as
tensotildees crecem linearmente com as deformaccedilotildees segundo a lei de Hooke O
ponto E representa o limite elaacutesticidade do material isto eacute se o corpo de prova for
carregado ateacute esse ponto e em seguida aliviado natildeo permaneceraacute qualquer
deformaccedilatildeo plastica permanente revelando portanto o comportamento elaacutestico do
material ateacute aquele ponto No ensaio convencional de trasatildeo eacute dificil determinareste ponto pois estes valores satildeo estipulados a um valor da tensatildeo
correspondente a uma deformaccedilatildeo de 0005 a 001 como sendo o limite de
elasticidade do material O ponto S1 por sua vez eacute o valor maacuteximo de tensatildeo que
se atinge antes de iniciar o escoamento e se caracteriza pelo fato da tensatildeo se
manter constante ou sofrer uma raacutepida queda em sua velocidade de crescimento
No ponto S1 eacute o limite de escoamento ou limite superior de escoamento O ponto
S2 as tensotildees comeccedilam a crescer novamente correspondente ao aumento de
deformaccedilotildees que eacute o limite inferior de escoamento
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 4 - Limite elaacutestico e limite convencional de escoamento
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
Eacute dificil distinguir de alguns materiais qual o ponto das tensotildees-
deformaccedilotildees encontrado no diagrama atraveacutes de ensaios de traccedilatildeo Eacute comum
especificar para materiais um limite de escoamento convencional que eacute definido
como uma tensatildeo correspondente a uma deformaccedilatildeo de 02 conforme indica na
figura 4
Figura 5 - Fratura de corpos de prova para ensaio de traccedilatildeo
(seccedilatildeo transversal) (seccedilatildeo transversal)
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p207)
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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56
Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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A ductilidade do material eacute estimado atraveacutes da medida da alongamento
obtido no ensaio de traccedilagraveo medida eacute efetuada entre os pontos de referecircncia
marcado sobre a parte uacutetil do corpo de prova conforme figura 5 O alongamento eacute
calculado pela equaccedilatildeo
- Comprimento da base de referecircncia
ndash Comprimento entre os pontos de referecircncia apoacutes ruptura do
corpo de prova
Nos corpos circulares pode se estimar a ductilidade do material por meio
de reduccedilatildeo da aacuterea que ocorre durante o ensaio de traccedilatildeo A reduccedilatildeo da aacuterea
expressa em porcentagem da aacuterea original do corpo de prova calculado pela
equaccedilatildeo
X 100 ()
- aacuterea de seccedilatildeo transversal original do corpo de prova
ndash aacuterea de seccedilatildeo transversal do corpo de prova apoacutes a ruptura
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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114 Resistecircncia do metal depositado
Em juntas soldadas de accedilo o material-base tem uma resistecircncia menor agrave
traccedilatildeo do que o metal depositado desde que o processo de soldagem e os
materiais de consumo sejam apropriados para uma junta de solda sem apresentar
defeitos consideraacuteveis condenaacuteveis O metal depositado varia no alongamento e
ductilidade dependendo do processo de soldagem e os materiais de consumo
utilizado Dessa forma os dois paracircmetros deveratildeo ser selecionados de acordo
com o procedimento de soldagem e as propriedades do material a ser soldado
A resistecircncia do metal depositado varia de acordo onde ele for depositado
na junta soldada eacute importante especificar de onde deve ser retirado o corpo de
prova para a realizaccedilatildeo do ensaio de traccedilatildeo conforme figura 4 A tabela 1
apresenta os valores das propriedades mecacircnicas do metal depositado com
eletrodos revestidos
Tabela 1 - Propriedade mecacircnica especificada para metais depositados de
eletrodos revestidos para accedilos
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p208)
115 Propriedades de traccedilatildeo de juntas de topo
A resistecircncia agrave traccedilatildeo de junta de solda pode ser considerada equivalente a
do metal-base desde que os processos e materiais de soldagem sejamrecomendados para cada caso considerado Em uma junta de solda dependendo
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20
do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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32
Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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33
A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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do caso pode ser executado por um ou mais passes desde que o cordatildeo final
tenha uma saliecircncia em relaccedilatildeo agrave superfiacutecie do metal-base denominada reforccedilo do
cordatildeo ou da solda A altura do reforccedilo natildeo eacute recomendaacutevel a exceder os 3mm
figura 6
Figura 6 - Reforccedilo soldado
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
A transiccedilatildeo entre o metal-base e reforccedilo denominada peacute da solda eacute
considerada uma descontinuidade de forma o que pode originar uma concentraccedilatildeo
de tensotildees Essa concentraccedilatildeo depende do formato do peacute do cordatildeo e da
existecircncia de mordeduras Dependendo do formato do cordatildeo o grau de
concentraccedilatildeo de tensotildees na ordem de 13 a 18 vezes a tensatildeo superficial
conforme figura 7
Figura 7 - Concentraccedilatildeo de tensotildees superficiais
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p209)
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Pode se formar uma concentraccedilatildeo de tensotildees residuais na aacuterea adjacente
da junta soldada que pode afetar a resistecircncia da junta Na junta pode se originar
trincas no metal depositado o que diminui consideravelmente a resistecircncia agrave traccedilatildeoda junta soldada o mesmo natildeo acontece no caso de porosidades tendo um efeito
menor sobre a resistecircncia da junta
A distribuiccedilatildeo de tensotildees que se formam na junta devido ao seu formato a
concentraccedilatildeo de tensotildees satildeo de alta intensidade que podem ocorrer na raiz ou no
peacute da solda O fator de concentraccedilatildeo de tensotildees pode atingir valores da ordem de
6 a 8 na raiz e de 2 a 6 no peacute do filete de solda A resistecircncia agrave traccedilatildeo da junta
soldada eacute definida como sendo uma carga que ocasiona a ruptura da garganta daseccedilatildeo transversal eacute expressa sob a forma de tensatildeo pela equaccedilatildeo
P ndash carga de ruptura do filete (Kg)
ndash comprimento efetivo da solda
983150983150983150983150 991251991251991251991251 983150983290983149983141983154983151983155 983140983141 983142983145983148983141983156983141 983141983142983141983156983145983158983151983155
983085 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983112983112983112983112 991251 983137983148983156983157983154983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 8 - As dimensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Figura 9 - Dimensotildees baacutesicas no filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
991251 983107983151983149983152983154983145983149983141983150983156983151 983151983157 983137983148983156983157983154983137 983140983137 983152983141983154983150983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983108983145983149983141983150983155983267983151 983138983265983155983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
983085 983088983084983095983088983095 991251 983143983137983154983143983137983150983156983137 983156983141983283983154983145983139983137 983140983151 983142983145983148983141983156983141
991251 983111983137983154983143983137983150983156983137 983154983141983137983148
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Tabela 2 - Resistecircncia a traccedilatildeo de juntas soldadas
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p210)
Na tabela 2 haacute uma comparaccedilatildeo entre as resistencias do metal depositado
de juntas em filete e de topo
116 Tenacidade da junta soldada
A resistecircncia do material a carregamento estaacutetico eacute diferente no
comportamento em relaccedilatildeo a solicitaccedilotildees dinacircmicas A tenacidade eacute a capacidade
do material absorver consideraacutevel niacutevel de energia antes de romper Existe uma
consideraccedilatildeo difundida quanto maior a resistecircncia a ruptura do material maior
seraacute sua tenasidade Mesmo assim considerando dois metais com valores de
limite de ruptura igual sua tenacidade pode vaacuteriar consideravelmente em funccedilatildeo
da composiccedilatildeo quiacutemica
Uma avaliaccedilatildeo quantitativa da tenacidade dos materiais pode ser feita pela
energia absorvida pelos corpos de prova durante o ensaio de impacto A
tenacidade do metal diminui em funccedilatildeo da temperatura do meio ateacute um
determinado valor Essa diminuiccedilatildeo da tenacidade eacute denominada transiccedilatildeo
caracteriacutestica do metal quando a temperatura do meio se torna inferior
estabelecido o material se torna fraacutegil Figura 10
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24
Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 10 - Corpo de prova para ensaio de impacto Charpy aparecircncia de fratura
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p212)
117 Tensatildeo admissiacutevel e coeficiente de seguranccedila
Num projeto estrutural deve-se conhecer qual a tensatildeo maacutexima admissiacutevelque a estrutura pode trabalhar Essas tensotildees devem ser consideradas com
valores maacuteximos na faixa de trabalho e para considerar seguras sempre levar em
consideraccedilatildeo as propriedades mecacircnicas do material-base e do metal depositado
e o tipo de esforccedilo utilizado na junta O valor da tensatildeo admissiacutevel do material
depende da importacircncia e a confiabilidade que a estrutura deve suportar sendo
normalmente especificado como uma fraccedilatildeo adequada a resistecircncia a traccedilatildeo do
material-base
O coeficiente de seguranccedila num projeto a ser considerado eacute o regime
elaacutestico e a relaccedilatildeo entre a tensatildeo de escoamento e de ruptura Estes coeficientes
satildeo considerados como uma incerteza na capacidade de deformaccedilatildeo ou de ruptura
da estrutura e eacute estabelecido para fazer frente a diversos fatores desconhecidos
que podem influenciar na estrutura No caso de juntas soldadas a proacutepria flutuaccedilatildeo
da qualidade da solda eacute considerada um fator de incerteza que pode influir na
determinaccedilatildeo do coeficiente de seguranccedila conforme tabela 3
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Tabela 3 - Exemplos de tensotildees admissiacuteveis sem considerar fratura por fadiga
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p214)
118 Eficiecircncia da junta soldada
A eficiecircncia da junta eacute considerada pelo caacutelculo da tensatildeo admissiacutevel da
junta soldada e pode ser definida como sendo um fator de reduccedilatildeo de tensatildeo em
relaccedilatildeo a tensatildeo admissiacutevel do metal-base Eacute determinado em funccedilatildeo do material
soldado procedimento meacutetodo de inspeccedilatildeo e das condiccedilotildees de serviccedilo da junta
soldada sendo expressa pela relaccedilatildeo
Os fatores que influenciam na eficiecircncia da junta soldada satildeo
- material de solda
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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- processo de soldagem (arco eletrico com eletrodo revestido MIGMAG
etc)
- ambiente de soldagem e posiccedilatildeo (plana verticalsobrecabeccedila etc)
- tratamento teacutermico (alivio de tensotildees etc)
- acabamento
- tipo de junta a ser soldada
119 Caacutelculo da resistecircncia estrutural das juntas soldadas
O caacuteculo da resistecircncia das juntas soldadas eacute feito com base nos criteacuterios
das tensotildees admissiacuteveis Sendo assim satildeo consideradas todas as pequenas
deformaccedilotildees e a relaccedilatildeo entre as tensotildees e deformaotildees obedecendo a lei Hooke
O esforccedilo que induz na estrutura uma tensatildeo maacutexima valor igual a tensatildeo
admissiacutevel previamente estabelecida Os caacutelculos satildeo relativamente complicados
mas para simplificar se adota o valor atuante na garganta do filete como sendo a
tensatildeo meacutedia na junta A tabela 4 abaixo mostra as formulas simplificadas para
caacutelcular a junta soldada adotado pela ISO
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Tabela 4 - Expressotildees para caacutelculo da resitecircncia de juntas de soldadas
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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30
comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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31
No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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74
Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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76
Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Continuaccedilatildeo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p216)
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29
1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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30
comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1110 Problemas potenciais e cuidados que devem ser tomados no projeto de
estruturas soldadas
11101 Metal-base
Um dos pontos criacuteticos eacute conhecer claramente os requesitos de projeto
esforccedilo requerido ambiente de trabalho condiccedilotildees extremasseleccedilatildeo correta dos
materiais a serem empregados Estes cuidados satildeo necessaacuterios para obter uma
estrutura livre de problemas nas juntas soldadas
O bom desempenho de uma estrutura soldada depende de cada junta nela
existente e com a escolha correta de materiais-base com exelente soldabilidade
processo qualificaccedilatildeo do procedimento e controles adequados e fundamentais
para a construccedilatildeo de estruturas que oferecem alta confiabilidade
11102 Materias de consumo
A seleccedilatildeo do material de consumo a ser empregado deve-se efetuar com
criteacuterios rigorosos para assegurar a qualidade requerida pelas juntas soldadas
Para isso o projetista de estrutura deve estar atualizado nos uacuteltimos
desenvolvimentos e teacutecnicas de soldagem para a escolha adequada dos materiais
a serem empregados Uma escolha de material baseado somente nas propriedaes
mecacircnicas pode redundar no emprego de materiais de difiacutecil processamento
gerando defeitos potenciais no processo de soldagem
1111 Distorccedilotildees e tensotildees residuais
As juntas soldadas se deformam devido ao ciclos teacutermicos que ocorrem
durante a soldagem o metal se aquece e se expande plasticamente e na fase de
esfriamento o material sofre uma contraccedilatildeo na tentativa de retornar ao seu estado
natural criando um complexo campo de deformaccedilatildeo o que ocasiona a geraccedilatildeo
das tensotildees residuais As distorccedilotildees e tensotildees residuais no processo de soldagem
fazem parte do projeto os mesmos devem ter um cuidado especial para natildeo
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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comprometerem a qualidade da estrutura Alguns cuidados para minimizar as
tensotildees
- selecionar materiais com alta tenacidade
- evitar executar juntas proacuteximas entre si natildeo convergir as juntas para um
uacutenico ponto
- usar uma sequecircncia de soldagem que atenuem os efeitos de uma junta
excessivamente vinculada
- projetar as juntas soldadas para opter o miacutenimo de material de
enchimento
- reduzir o nuacutemero de passes no preenchimento da junta
- adotar o melhor processo de soldagem que se adapte a estrutura
soldada
1112 Concentraccedilatildeo de tensotildees
Sempre que houver uma mudanccedila na geometria estrutural existe uma
tendecircncia que as tensotildees se concentrem neste local O fator de concentraccedilatildeo de
tensotildees ou coeficiente de forma eacute definido como quociente entre a maacutexima tensatildeo
elaacutestica atuante devida a descontinuidada e a tensatildeo meacutedia resultante
da divisatildeo do valor do esforccedilo solicitante pela aacuterea seccional miacutenima da regiatildeo em
estudo
Figura 11 - Concentraccedilatildeo de tensotildees
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p232)
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31
No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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37
Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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No processo de soldagem os aspectos geomeacutetricos provocam mudanccedilas
nas propriedades fiacutesicas e mecacircnicas do metal devido aos ciclos teacutermicos a que
satildeo submetidos Devido a estes fatores o projeto e a execuccedilatildeo das juntas
soldadas devem merecer os devidos cuidados com as concentraccedilotildees de tensotildees
para garantir uma estrutura segura
1113 Reaccedilotildees metaluacutergicas na solidificaccedilatildeo
Na solidificaccedilatildeo existem trecircs tipos de segregaccedilatildeo macrossegregaccedilatildeo na
ondulaccedilatildeo do cordatildeo e microssegregaccedilatildeo
A macrossegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo gradual na linha de fusatildeo ateacute
o centro cordatildeo de solda
A segregaccedilatildeo na ondulaccedilatildeo do cordatildeo indica o tipo de transformaccedilatildeo dos
componentes devida agrave solidificaccedilatildeo descontinua no cordatildeo de solda
A microssegregaccedilatildeo indica a transformaccedilatildeo dos componentes dentro do
contorno de gratildeo cristalino ou nos gratildeos menores
1114 Porosidade
A porosidade no metal depositado numa junta de solda eacute provocada pela
accedilatildeo dos gases que se formam durante o processo de soldagem trazendo
inconveniecircncias na junta tais como
a ndash liberaccedilatildeo de gases pela diferenccedila de solubilidade entre liacutequidos e
soacutelidos na temperatura de solidificaccedilatildeo na junta de soldab ndash liberaccedilatildeo de gases nas reaccedilotildees quiacutemicas no metal depositado na fusatildeo
dos materiais
c ndash os gases fiacutesicos da atmosfera do arco
Os gases satildeo gerados na fusatildeo de solda pelas diferenccedilas de solubilidade
entre o nitrogecircnio e pelo hidrogecircnio contido nos accedilos Os gases gerados pela
reaccedilatildeo quiacutemica satildeo representados pelo monoacutexido de carbono na poccedila de fusatildeo
Essas causas satildeo compreendidas pelos gases inertes na soldagem ou pelaatmosfera externa na junta de solda
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 12 - Porosidade num filete de solda
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p67)
1115 Propagaccedilatildeo de trincas na zona de solda
Nas juntas de solda forma-se uma regiatildeo com alta sensibilidade com uma
estrutura fraacutegil isso ocorre principalmente nos accedilos Se uma fratura fraacutegil ocorre
nos accedilos com resistecircncia insuficiente ela pode se propagar com uma velocidade
muito alta na ordem de 2000ms atingindo toda estrutura quase instantaneamente
Na junta de solda a microestrutura torna-se fraacutegil podendo provocar
fraturas concentraccedilatildeo de tensotildees e existecircncia de defeitos de soldagem Dessaforma eacute muito importante estimar a resistecircncia na zona de solda contra a
nucleaccedilatildeo da fratura para garantir a seguranccedila da solda Outros fatores influenciam
na ocorrecircncia da fratura tais como velocidade de deformaccedilatildeo tensotildees residuais
entalhes concentraccedilatildeo de tensotildees e descontinuidades estruturais Estes fatores
devem ser estudados atraveacutes de ensaios e corpos de prova
1116 Propagaccedilatildeo de trincas do metal depositado
Eacute desnecessaacuterio lembrar que as propriedades do metal depositado
dependem de sua estrutura como no caso o metal-base da zona termicamente
afetada Para melhorar a qualidade do metal depositado eacute necessaacuterio controlar os
diferentes fatores que influenciam na propagaccedilatildeo da fratura O metal depositado se
diferencia termicamente na zona afetada pois ela se funde e solidifica durante o
processo de soldagem incluindo grande quantidade de impureza como oxigecircnio
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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A composiccedilatildeo quiacutemica do material depositado depende do processo de
soldagem e a mesma se constitui do material-base de consumo Importante
considerar a influecircncia das impurezas incluiacutedas no material a ser soldado
particularmente o oxigecircnio como a estrutura do material base para evitar
propagaccedilatildeo de trincas
1117 Trincas que ocorrem na zona de solda
Existem vaacuterios tipos de trincas que podem ocorrer durante o processo de
soldagem podendo ser classificadas em fraturas a frio e fraturas a quente
A fratura a frio se origina agrave temperaturas inferiores a 300 graus ela ocorre
na zona termicamente afetada e na regiatildeo do material depositado A fratura a frio
que ocorre na zona de solda satildeo mostrados na Figura 13
As principais trincas que ocorrem na zona termicamente afetada satildeo
trincas no cordatildeo trincas na raiz trincas no peacute da solda e trincas lamelar As
trincas que ocorrem no metal depositado podem ser longitudinais ou transversais
As trincas a quente podem ser encontradas e se originam no metal de
solda ou na zona termicamente afetada em altas temperaturas superiores a 900
graus durante a solidificaccedilatildeo da zona de solda
Figura 13 - Exemplo de trincas
Trincas no cordatildeo
Trincas na raiz
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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37
Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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34
Fonte Filho (2008 p35)
Aleacutem das trincas mencionadas acima temos as trincas devido ao alivio detensotildees que ocorre na zona afetada quando o accedilo eacute de baixa liga e soldado apoacutes
o reaquecido entre 550-700graus para efeito de alivio de tensotildees
As trincas a quente ocorrem quando o material depositado se encontra na
fase de solidificaccedilatildeo na zona soldada satildeo trincas na cratera e as trincas
longitudinais conforme Figura 14 As trincas originadas no alivio de tensotildees
ocorrem geralmente durante o tratamento teacutermico e se inicia no peacute do cordatildeo na
zona termicamente afetada como mostrado na Figura 15
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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74
Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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36
Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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37
Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 16 - Trinca com entalhe obliacutequo
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p 91)
As trincas a frio na zona termicamente afetada satildeo causadas pela accedilatildeo
conjunta dos seguintes fatores
a ndash estrutura da zona teacutermica afetada
b ndash accedilatildeo do hidrogecircnio na junta soldado
c ndash tensatildeo na junta
1119 Classificaccedilatildeo das juntas soldadas
A solda eacute realizada na peccedila sobre as juntas Devido primeiramente ao
requisito de projeto espessura das peccedilas e ao processo de soldagem e a
distorccedilatildeo admissiacutevel as juntas devem apresentar nas bordas diferentes
configuraccedilotildees para serem unidas de forma econocircmica e tecnicamente aceitaacutevel
As juntas de solda mais utilizados em estruturas de accedilo satildeo classificadas
como junta de topo juntas em T juntas de canto e sobrepostas
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Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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40
c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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74
Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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76
Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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37
Figura 17 - Tipos baacutesicos de juntas soldadas
Junta de topo
Junta em T
Junta em cruz
Junta em quina
Junta com reforccedilo
Junta de arresta paralela
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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40
c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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38
Junta sobreposta
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p179)
Pode se mencionar padrotildees de junta de solda com chanfro essas podem
variar entre si conforme o tipo de aplicaccedilatildeo e ser decisivamente na preparaccedilatildeo de
um chanfro para manter a qualidade da junta soldada
Figura 18 - Tipos de chanfros em T
Fonte Okumura amp Tamighuchi (1982 p181)
1120 Simbologia de soldagem
A simbologia de soldagem eacute uma ferramenta importante para uma
especificaccedilatildeo de uma junta de solda em desenho atraveacutes da simbologia o
projetista transmite as instruccedilotildees necessaacuterias ao soldador para execuccedilatildeo da junta
de solda com qualidade e seguranccedila O siacutembolo de solda eacute uma forma de transmitir
ao soldador as informaccedilotildees necessaacuterias para obter o formato da junta de solda os
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39
meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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40
c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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72
4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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meios aparecircncia acabamento do cordatildeo e o seu comprimento Existem vaacuterias
normas internacionais para os siacutembolos referentes agrave solda dentro das quais se
destacam as AWS JIS DIN ISO e ABNT A simbologia usada pela norma ISO
2553 representado na Figura 19
Figura 19 ndash Simbologia usada pela norma ISO 2553
Fonte ISO 2553
A simbologia usada na representaccedilatildeo de solda segundo a norma DIN e da
ISO satildeo baseadas nas seguintes regras
A ndash os siacutembolos de solda deveratildeo indicar o tipo de junta ou uniatildeo de duas
peccedilas a ser soldado
b ndash os siacutembolos devem ser indicados sobre a linha de referencia do cordatildeo
de solda
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c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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40
c ndash a linha descrita deve ser indicada na linha de referecircncia e de chamada
indicando onde a uniatildeo deve ser soldado A linha de referecircncia deve ser reta e
horizontal A linha de chamada deve formar um acircngulo de 60 graus em relaccedilatildeo agrave
linha de referencia ela deve ser reta
Figura 20 ndash Simbologia de soldagem DIN em ISO 22553
Fonte ISO 2553
1121 Posicionamento dos siacutembolos
a ndash na solda simeacutetrica a linha tracejada pode ser omitida
b ndash preferencialmente o siacutembolo da solda sempre seraacute colocado no lado
inferior da linha cheia
c ndash quando natildeo indicado o processo de solda eacute considerado MAG
d ndash quando natildeo indicado o comprimento do cordatildeo de solda significa que a
solda deve ser executada em toda a extensatildeo indicada pela seta
e ndash a indicaccedilatildeo da largura da solda eacute feita atraveacutes do dimensionamento no
desenho Figura 21
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41
Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 21 - Indicaccedilatildeo da largura da solda
Fonte ISO 2553
1122 Indicaccedilatildeo do lado da seta
Quando o siacutembolo for colocado em cima da linha de referecircncia cheia
indica que a solda deve ficar diretamente no lado indicado pela seta Figura 22
Figura 22 ndash Indicaccedilatildeo do lado da seta
Fonte ISO 2553
Quando o siacutembolo for incluiacutedo na linha de referecircncia tracejada indica que a
solda deve ficar diretamente no lado oposto agrave face indicada pela seta Figura 23
Figura 23 ndash Indicaccedilatildeo do lado oposto
Fonte ISO 2553
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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42
Natildeo eacute permitido indicar a solda para indicaccedilatildeo da largura da solda esta
indicaccedilatildeo estaraacute errada figura 24
Figura 24 - Largura da solda
Fonte ISO 2553
1123 Garganta (a) Perna (z) e Penetraccedilatildeo (s)
A indicaccedilatildeo de uma solda em acircngulo existe dois meacutetodos de indicar as
dimensotildees transversais Por esse motivo a letra ldquoardquo ou ldquozrdquo deve preceder agrave
respectiva dimensotildees
As soldas de acircngulo principalmente de grande penetraccedilatildeo a espessura da
solda de acircngulo principalmente de grandes penetraccedilotildees a espessura de solda
pode ser indicado por ldquosrdquo figura 25 Para casos especiais onde eacute necessaacuteria uma
penetraccedilatildeo efetiva e paralela a superfiacutecie da peccedila pode ser indicada por ldquoserdquo figura
26
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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43
Figura 25 ndash Indicaccedilotildees de solda
Fonte ISO 2553
Figura 26 - Identificaccedilatildeo de dimensotildees
Fonte Fonte ISO 2553
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44
1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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74
Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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76
Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1124 Caacutelculo de massa depositada ( )
= L ρ ρ= densidade da solda (tabela 15)
= eacute a aacuterea transversal do cordatildeo associado com o metal
depositado
L= comprimento do cordatildeo
Figura 27 ndash Caacutelculo da massa
Fonte Modenesi (2001 p 2)
Tabela 5 - Densidade de algumas ligas
983108983141983150983155983145983140983137983140983141983155 983137983152983154983151983160983145983149983137983140983137983155 983140983141 983137983148983143983157983149983137983155 983148983145983143983137983155
983116983145983143983137 983108983141983150983155983145983140983137983140983141 (983143 )
983105983271983151 983139983137983154983138983151983150983151 78
983105983271983151 983145983150983151983160983145983140983265983158983141983148 80
983116983145983143983137983155 983140983141 983107983151983138983154983141 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983118983277983153983157983141983148 86
983116983145983143983137983155 983140983141 983105983148983157983149983277983150983145983151 26
983116983145983143983137983155 983140983141 983124983145983156983266983150983145983151 47
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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76
Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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45
Caacutelculo de
= + + +
= +
= =
= t f
= wr 4 ou alternativamente
= ( + 1)[ 2( t - + ]
= ou alternativamente
= sup2
Figura 28 ndash Caacutelculo da aacuterea
Fonte Modenesi (2001 p 2)
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46
2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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56
Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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2 MEacuteTODOS E MATERIAIS
O processo foi desenvolvido numa maacutequina estacionaacuteria robocirc de solda
motoman com as seguintes caracteriacutesticas
bull Fabricante YASKAWA MOTOMEN ROBOTICA DO BRASIL
bull Modelo CEacuteLULA DE SOLDA COM DOIS ROBO MA ndash 1900 ndash A00
bull Tipo de Controle DX100
bull Nuacutemero de Seacuterie 24093940
bull Ano de Fabricaccedilatildeo 2013
Figura 29 - Robocirc de solda Motoman
Fonte Bruning 2014
Outros equipamentos utilizados para a anaacutelise dos corpos de provas foram
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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47
Figura 30 - PLASMA PMX ndash 105 CSA MULTHITERM
Fonte Bruning 2014
Figura 31 - LIXADEIRA CINTA LX2S ACERBI
Fonte Bruning 2014
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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48
Figura 32 - POLITRIZ LIXADEIRA DP ndash 10
Fonte Bruning 2014
Figura 33 - SOLUCcedilAtildeO NITAL 1025 ndash 1025HNO3 ndash 9025ALCOOL
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49
Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Fonte Bruning 2014
Figura 34 - MICROSCOacutePIO Mitutoyo Modelo 70520 Ampliaccedilatildeo 200x
Fonte Bruning 2014
21 Gabarito de solda
Acessoacuterio desenvolvido para obter um perfeito posicionamento do corpo de
prova no momento de soldar e para garantir o posicionamento dos demais corpos
de prova para que as variaacuteveis deste processo sejam sempre as mesmas e os
resultados obtidos sejam confiaacuteveis Figura 35
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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50
Figura 35 - Gabarito de solda
Fonte Bruning 2014
211 Origem do teste
Calccedilo usado para dar o espaccedilamento de 02mm de cada corpo de prova
chegando ateacute os dois miliacutemetros conforme os testes realizados Figura 36 e 37
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Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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51
Figura 36 - Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 37 - Calccedilo
Calccedilo
Fonte Fonte Bruning 2014
212 Posicionamento da tocha
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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52
O posicionamento da tocha e a altura do cordatildeo foram efetuados conforme
a figura 38 e 39
Figura 38 ndash Posicionamento de tocha
Fonte Fonte Bruning 2014
Figura 39 ndash Altura da solda
Fonte Bruning 2014
22 Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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55
Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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69
1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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53
O material utilizado para os corpos de prova eacute uma chapa de accedilo CGT DIN
EM ndash 10025 5275 JRARS2 de espessura de 950mm este material eacute adquirido da
Usiminas podem variar ateacute plusmn10 da espessura do material A composiccedilatildeo quiacutemica
do material conforme fabricante mostrada na tabela 6
Tabela 6 - Materiais
Composiccedilotildees quiacutemicas
Propriedades mecacircnicas
C Mn P Si Limite de
escoamento
Alongamento
011 089 00022 0009 278 3600
Fonte Bruning 2014
221 Corpo de prova
Para definir o tamanho do corpo de prova foi utilizada a norma DIN EM
ISO 15614 ndash 1 Os corpos de prova foram cortados no Plasma e depois
endireitados numa planqueadeira apoacutes foi fresado uma das extremidades para
obter a melhor junta de solda mostrado na figura 40
Figura 40 ndash Peccedila usinada
Face usinada
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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70
1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Fonte Bruning 2014
Para iniciar o processo de soldagem foram utilizados os valores da tabela 7
e apoacutes ajustados os paracircmetros ateacute atingir uma solda desejada
Tabela 7 - Paracircmetros de solda
Fonte ISO 2553
222 Resultado do ensaio
Os ensaios realizados no laboratoacuterio da Bruning conforme relatoacuterio de
inspeccedilatildeo figura 42
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Figura 42 ndash Ensaio
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Figura 42 ndash Ensaio
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58
223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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59
3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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223 Cuidados na aquisiccedilatildeo dos corpos de prova
As chapas foram cortadas nas dimensotildees conforme figura 42 foram
planificadas e fresadas apoacutes foram limpas removendo o excesso de sujeira Em
seguida se utilizou o gabarito de solda para garantir o melhor posicionamento dos
corpos de prova
O cuidado na construccedilatildeo do dispositivo de solda tem como finalidade obter a
melhor centragem possiacutevel entre os corpos de prova para que o resultado seja o
mais confiaacutevel possiacutevel com a menor variaccedilatildeo na junta de solda
No ponto de vista praacutetico diversas soldas foram efetuadas e os paracircmetros
cuidadosamente controlados ateacute obter o melhor resultado nos corpos prova
conforme figura 134 Todas as variaacuteveis foram mantidas constantes nos eixos A
B C figura 43 com exceccedilatildeo de uma a qual uma foi modificada dentro de limites
estabelecidos 02mm a cada corpo de prova chegando ateacute 200mm de
deslocamento e os resultados desenvolvidos devidamente anotados e foram
modificados uma de cada vez
Apoacutes a soldagem as amostras foram inspecionadas visualmente e em
seguida cortadas para anaacutelise metalograacutefica e atacadas quimicamente com uma
soluccedilatildeo aacutelcool etiacutelico
224 Anaacutelise dos resultados
Os resultados foram elaborados graficamente ilustrado atraveacutes de uma
macrografia e os valores anotados do menor para o maior de cada variaacutevel de
solda considerado
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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60
B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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63
1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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64
1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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67
1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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68
1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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3 RESULTADOS OBTIDOS
Os paracircmetros iniciais de solda do processo foram baseados na tabela 7Os valores analisados e ajustados ateacute se obter uma solda dentro dos padrotildees
definidos na norma e os modelos de corpo de prova citado na tabela abaixo A
partir dessa definiccedilatildeo foram elaboradas as variaacuteveis para ensaio conforme tabela 8
Tabela 8 - Macrografia
VALORES ENCONTRADOS NO ENSAIO DE MACROGRAFIA
PernaHorizontal =PH
PernaVertical =PV
PenetraccedilatildeoVertical =pV
PenetraccedilatildeoHorizontal =pH
Garganta =G
Amostra CORPO DE PROVA
A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3 A1 A2 A3
Padratildeo 800 800 800 900 900 900 300 200 300 400 350 380 600 600 600
A1=02 90O 900 900 900 800 900 120 12O 200 400 400 300 600 600 600
A2=04 900 800 900 800 800 800 100 200 210 300 310 300 600 520 600
A3=06 900 900 800 880 900 900 100 200 200 400 320 320 600 600 600
A4=08 850 800 800 900 900 900 200 200 300 400 250 250 600 600 600
A5=10 900 870 800 800 900 900 200 300 200 400 350 300 600 600 600
A6=12 900 800 750 900 900 100 180 250 300 400 300 300 600 600 600
A7=14 800 800 800 900 900 100 220 200 280 230 350 200 600 600 600
A8=16 800 800 700 900 100 900 300 400 300 300 200 300 600 600 600
A9=18 800 800 700 900 900 100 200 300 400 350 300 200 600 600 600
A10=20 900 900 900 800 900 800 170 200 170 400 350 400 600 600 600
B1=02 700 700 800 900 900 900 200 300 280 300 300 230 600 600 600
B2=04 800 800 700 850 900 100 250 400 400 400 320 260 600 600 600
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B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
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their alloys (beam welding excluded)
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ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
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imperfections in metallic materials
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B3=06 900 700 700 900 100 900 200 400 400 300 300 220 600 600 550
B4=08 900 700 800 900 900 100 300 300 300 400 200 250 600 500 600
B5=10 700 700 700 900 900 900 400 400 400 400 300 200 600 600 550
B6=12 700 700 700 950 100 100 300 300 400 300 200 200 600 600 600
B7=14 700 600 600 900 800 100 300 400 500 200 200 200 600 600 600
B8=16 700 700 700 100 100 100 400 400 400 300 400 300 600 600 600
B9=18 700 500 600 100 900 900 450 500 480 300 250 150 600 500 600
B10=20 700 600 600 100 950 100 380 400 500 100 110 200 700 600 650
C1=02 900 900 900 900 800 900 180 100 200 400 400 300 600 600 600
C2=04 900 900 800 800 900 900 200 100 200 400 400 400 600 600 500
C3=06 900 800 800 900 900 900 120 200 220 400 400 220 600 600 600
C4=08 900 900 850 800 900 900 200 130 300 400 400 320 600 600 600
C5=10 900 900 900 900 800 900 280 170 300 320 400 400 600 600 600
C6=12 900 900 800 800 900 900 200 100 300 300 400 400 600 600 600
C7=14 900 900 800 800 900 900 300 300 400 130 400 400 600 600 600
C8=16 800 900 800 800 900 900 300 300 300 300 400 400 600 600 600
C9=18 900 900 800 800 800 900 300 300 300 450 400 300 600 600 600
C10=20 900 800 800 800 800 900 400 400 400 300 400 400 600 600 600
Fonte Bruning 2014
A forma e valores foram mantidos constantemente para todos os corpos de
prova sempre considerando os valores da tabela 18
As dimensotildees da lente de solda foram determinadas conforme a figura 44
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
1 a 2 870 900 300 350 600
1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
0
300 300 600
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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66
1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
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1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
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1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
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1 A 5 850 867 233 350 600
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1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 A 4 1 a 1 08 850 900 200 400 600
1 a 2 800 900 200 250 600
1 a 3 800 900 300 250 600
1 A 5 1 a 1 10 900 800 200 400 600
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1 a 3 800 900 200 300 600
1 A 6 1 a 1 12 900 900 180 400 600
1 a 2 800 900 250 300 600
1 a 3 750 100
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
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0
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 A 7 1 a 1 14 800 900 220 230 600
1 a 2 800 900 200 350 600
1 a 3 800 100
0
280 200 600
1 A 8 1 a 1 16 800 900 300 300 600
1 a 2 800 100
0
300 200 600
1 a 3 700 900 400 300 600
1 A 9 1 a 1 18 800 900 200 350 600
1 a 2 800 900 300 300 600
1 a 3 700 100
0
400 200 600
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
1 b 3 700 900 400 200 550
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
0
400 400 600
1 b 3 700 100
0
400 300 600
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
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1 b 2 600 950 400 110 600
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500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
1 c 3 850 900 300 320 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
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1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
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1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
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1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
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1 B 1 733 900 260 277 600
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1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
0
400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
1 b 3 800 100
0
300 250 600
1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
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1 B 8 1 b 1 16 700 100
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
0
500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
1 c 3 900 900 200 300 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
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1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
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1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
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1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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SA e The Association For International Promotion
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metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
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1 B 3 1 b 1 06 900 900 200 300 600
1 b 2 700 100
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400 300 600
1 b 3 700 900 400 220 550
1 B 4 1 b 1 08 900 900 300 400 600
1 b 2 700 900 300 200 500
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1 B 5 1 b 1 10 700 900 400 400 600
1 b 2 700 900 400 300 600
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
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0
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1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
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1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
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1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
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1 c 3 800 900 400 400 600
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Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
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1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 B 6 1 b 1 12 700 95 300 300 600
1 b 2 700 100
0
300 200 600
1 b 3 700 100
0
400 200 600
1 B 7 1 b 1 14 700 900 300 200 600
1 b 2 600 800 400 200 600
1 b 3 600 100
0
500 200 600
1 B 8 1 b 1 16 700 100
0
400 300 600
1 b 2 700 100
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
1 b 3 600 900 480 150 600
1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
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500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
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1 C 2 1 c 1 04 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 200 400 500
1 C 3 1 c 1 06 900 900 120 400 600
1 c 2 800 900 200 400 600
1 c 3 800 900 220 220 600
1 C 4 1 c 1 08 900 800 200 400 600
1 c 2 900 900 130 400 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
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1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
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ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
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1 B 9 1 b 1 18 700 100
0
450 300 600
1 b 2 500 900 500 250 500
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1 B 10 1 b 1 20 700 100
0
380 100 700
1 b 2 600 950 400 110 600
1 b 3 600 100
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500 200 650
1 C 1 1 c 1 02 900 900 180 400 600
1 c 2 900 800 100 400 600
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
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Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
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1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
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Figura 51 - Comparativo
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Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
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Figura 54 1 B 10
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AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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their alloys (beam welding excluded)
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welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
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1 c 2 900 900 100 400 600
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1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 C 5 1 c 1 10 900 900 280 320 600
1 c 2 900 800 170 400 600
1 c 3 900 900 300 400 600
1 C 6 1 c 1 12 900 800 200 300 600
1 c 2 900 900 100 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 7 1 c 1 14 900 800 300 130 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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4 DISCUSSOtildeES SOBRE OS RESULTADOS ENCONTRADOS
Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
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Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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1 C 8 1 c 1 16 800 800 300 300 600
1 c 2 900 900 300 400 600
1 c 3 800 900 300 400 600
1 C 9 1 c 1 18 900 800 300 450 600
1 c 2 900 800 300 400 600
1 c 3 800 900 300 300 600
1 C 10 1 c 1 20 900 800 400 300 600
1 c 2 800 800 400 400 600
1 c 3 800 900 400 400 600
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Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
1 B 9 600 933 477 233 567
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
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Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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Os resultados da tabela abaixo satildeo valores meacutedios encontrados nos corposde prova conforme mostra na tabela 10 mostrando um comparativo entre cada
ensaio realizado
Tabela 10 - Valores encontrados na lente de solda em cada corpo de prova
Meacutedia dos corpos de prova
Amostra PH (mm) PV(mm) pV (mm) pH (mm) G(mm)
Padratildeo 800 900 267 377 600
1 A 1 900 867 147 367 600
1 A 2 867 800 170 303 573
1 A 3 867 893 167 347 600
1 A 4 817 900 233 300 600
1 A 5 850 867 233 350 600
1 A 6 817 933 243 333 6001 A 7 800 933 233 260 600
1 A 8 767 933 333 267 600
1 A 9 767 933 300 283 600
1 A 10 900 833 180 383 600
1 B 1 733 900 260 277 600
1 B 2 767 917 350 327 600
1 B 3 767 933 333 273 583
1 B 4 800 933 300 283 567
1 B 5 700 900 400 300 583
1 B 6 700 983 333 233 600
1 B 7 633 900 400 200 600
1 B 8 700 1000 400 333 600
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(a) (b)
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A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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76
Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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77
Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
Fonte Bruning 2014
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78
Figura 55 - 1 C 10
Fonte Bruning 2014
Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
Fonte Bruning 2014
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8202019 Microestrutura de accedilos inoxidaacuteveis
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
Universidade Federal de Minas Gerais ndash Departamento de Engenharia Metaluacutergica
e de Materiais
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74
Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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 Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
Fonte Bruning 2014
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Figura 51 - Comparativo
Fonte Bruning 2014
Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
Fonte Bruning 2014
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Figura 53 1 A 10
Fonte Bruning 2014
Figura 54 1 B 10
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Figura 55 - 1 C 10
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Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
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Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
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DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
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Figura 46 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 A 10
(a) (b)
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A partir dos valores meacutedios encontrados nas macrografias conforme tabela
10 avanccedilando 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
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Figura 47 Efeito do deslocamento no sentido B
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Figura 48 (a) Corpo de prova Padratildeo (b) Corpo de prova 1 B 10
(a) (b)
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Figura 51 - Comparativo
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essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
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Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
1 C 10 290763 102711 220289
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Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
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Figura 51 - Comparativo
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essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
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Figura 54 1 B 10
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Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
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Figura 51 - Comparativo
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Comparativo de aacuterea dos corpos de prova origem 1 A 10 1 B 10 e 1 C 10
essas aacutereas foram medidas num programa conforme a figura geomeacutetrica da fusatildeo
do material nos corpo de prova conforme figura 51
Figura 52 Padratildeo
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Figura 53 1 A 10
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Figura 54 1 B 10
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Tabela 11 Aacutereas dos corpos de prova
AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
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Figura 53 1 A 10
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Figura 54 1 B 10
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AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
1 B 10 476097 300313 96242
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AacuteREAS DOS CORPOS DE PROVA
Aacutereas em mmsup2
Amostra 1 2 3=4
Padratildeo 527162 137664 183407
1 A 10 509858 117302 142807
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8202019 Microestrutura de accedilos inoxidaacuteveis
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80
Figura 58 Comparativos entre a aacuterea dois dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
Figura 59 Comparativo entre a aacuterea trecircs=quatro dos corpos de prova
Fonte Bruning 2014
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82
6 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS
LTC ndash Engenharia de Soldagem e Aplicaccedilatildeo ndash Livros Teacutecnica e Cientiacutefica Editora
SA e The Association For International Promotion
DIN EM ISSO 15614ndash1 Specification and qualification of welding procedures for
metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
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e de Materiais
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SA e The Association For International Promotion
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metallic materials
ISO 5817-02-2006 Welding ndash Fusion ndash Welded Joints in Steel
DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
their alloys (beam welding excluded)
BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
ESAB Mig Welding Handbook ndash ESAB Welding amp Cutting Products
ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
welds in metallic materials
ISO 6220-1-1998 Welding and allied processes ndash classification of geometric
imperfections in metallic materials
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DIN EN ISO 5817-2003-12 Fusion ndash Welded joints in Steel Nickel Titanium and
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BS EN ISO 9692-12003 has the status of a British Standard
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ISO 17635 Non ndash destructive examination of ndash Welds ndash General rules for fusion
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