CONEXÃO DE COMPONENTES METÁLICOS COM SOLDADURA

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS

FACULDADE DE ENGENHARIA MEC‰NICA

ELEMENTOS DE MÁQUINAS I

A

POSTILA PARA O CURSO

2

Semestre de 2001

o

UNIÀO DE COMPONENTES METÊLICOS POR SOLDAGEM

:

AUTOR

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NTUNES DOS

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- F E M - UNICAMP

EPARTAMENTO DE

ROJETO

EC‰NICO

Resumo:

Essa apostila trata da união por soldagem de elementos mecânicos, abordada na

Disciplina EM 718 - Elementos de Máquinas I. Descreve os tipos principais de uniões

por soldagem encontrados na prática e os esforços que sofrem. A partir da estimativa

da resistência, seja para o carregamento estático ou dinâmico, demonstra como

projetar a união, permitindo o cálculo das dimensões das soldas ou da segurança em

utilizar soldas préviamente dimensionadas. Trata-se de um resumo, sendo necessária a

consulta a textos especializados para aprofundamento.

1. Introdução

A união de elementos metálicos é desejável na montagem de estruturas que transmitam ou

suportem os esforços que surgem na execução do trabalho mecânico pela máquinas. A seleção da

forma adequada de transmitir esses esforços entre as disponíveis está relacionada a possibilidade

técnica de aplicação, a possibilidade construtiva, ao custo, a disponibilidade de materiais e ao

conhecimento, entre outros aspectos de menor peso. Assim, um cubo poderia ser preso a um eixo

por um pino passante, mas isso concentraria tensões; o mesmo cubo poderia ser preso por

soldagem, mas causaria problemas na estrutura do material, impediria que o mesmo fosse

retirado sem destruição e reduziria a flexibilidade do conjunto; o mesmo poderia ser preso ainda

por interferência, não concentraria tensões mas não poderia ser retirado e montado novamente;

também poderia ser preso por chaveta, o que também introduziria o concentrador de tensões. A

análise econômica mostra que o custo da montagem, observado somente como o custo para a

instalação do cubo no eixo, seria bem menor para a soldagem do que para as demais soluções, e

que a chaveta poderia ser a solução de maior custo, já que inclui usinagem do eixo, do cubo e a

confecção da chaveta.

Essa apostila é sobre soldagem. Em particular, descreve o projeto de uniões soldadas, já

que os tipos e características das soldas foram vistos em disciplinas anteriores a Elementos de

Máquinas. No decorrer do texto são descritas as principais formas de unir elementos metálicos

encontradas na construção de máquinas e o projeto para os casos de carregamento estático e

dinâmico. Ao engenheiro compete analisar cada um dos tipos de união soldada apresentados e

classificar sua união em algum deles. Com isso poderá dimensionar suas uniões com os

conceitos apresentados nessa apostila. Os conceitos aqui expostos estão baseados em livros

tradicionais de Elementos de Máquinas e Projeto de Sistemas Mecânicos.

1

2. Tipos de Solda e suas Características

Os tipos de solda, ou processos de soldagem, mais comuns são:

Solda Elétrica: usa varetas de solda com revestimento que se vaporiza, protegendo a

soldagem (Ex. CO

, Argônio).

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MIG (Solda com gás inerte) - Utiliza um eletrodo consumível e um gás circunda eletrodo

durante a soldagem. O gás serve para a proteção do arco.

TIG - Utiliza um eletrodo não consumível. A solda é colocada na região de soldagem

manualmente, na forma de uma vareta. Usa hélio ou argônio que envolve o

eletrodo. Da mesma forma que para a MIG, o gás serve para a proteção do arco.

Arco Submerso: Principalmente utilizado para superfícies planas. Um material granular é

depositado na frente da solda e cobre a região a ser soldada. O eletrodo consumível

é protegido pelo filme que é criado pelo material granular aquecido. Permite

soldagem de qualidade superior quando comparada aos processos descritos

anteriormente.

Soldagem por resistência: Baseia-se na passagem de corrente elétrica pelas superfícies em

contato. Essa corrente aquece