AT429 - Aula09

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ELEMENTOS DE MÁQUINASELEMENTOS DE MÁQUINAS ATAT--429429

Universidade Federal do ParanáUniversidade Federal do Paraná Curso de Engenharia Industrial MadeireiraCurso de Engenharia Industrial Madeireira

M.Sc. Alan M.Sc. Alan SulatoSulatode Andrade de Andrade alansulato@gmail.comalansulato@gmail.com

Uniões fixas são aquelas que se caracterizam pela impossibilidade de separar as peças previamente unidas sem danificar o conjunto.

BA BA União de dois elementosTentativa de separação

Junção de peças

Os procedimentos que são mais utilizados e que merecem destaque são:

Consiste na união de dois materiais pela fusão do material na região de contato entre as partes, com ou sem adição de material, isto ocorre mediante o emprego de calor e/ouforça, formando assim, uma ligação permanente, a qual não pode ser dissolvida por um meio não destrutivo.

UNIÕES FIXAS: SOLDAGEMLinha de solda

Elemento AElemento B

A definição da AmericanWeldingSociety-AWS nos diz: "Processo de união de materiais usado para obter coalescência (junção de duas ou mais partes) localizada de metais e não-metais, produzida por aquecimento até uma temperatura adequada, com ou sem a utilização de pressão e/oumaterial de adição."

Solda manual

Solda semi-mecanizada

Solda mecanizada

Uma das principais características das uniões soldadas é que quando devidamente projetadas são mais leves que as peças fundidas e que as peças rebitadas de mesma rigidez e resistência.

Os principais inconvenientes seriam quanto a dificuldade de se verificar a qualidade da junção soldada. Outro ponto seria quanto a sua execução, esta requer cuidados especiais principalmente com o repuxamentoe as tensões de contração.

Há dois processos distintos de soldagem:

Processo de fusão, Processo de caldeamento.

Processo de fusão:

Consiste em aquecer a área a ser soldada com uma fonte concentrada de calor que leva à fusão incipiente do metal, devendo-se adicionar metal de enchimento na junta.

Processo de fusão: Solda

Processo de caldeamento:

As peças a serem unidas são aquecidas somente até o estado plástico avançado, ao mesmo tempo em que são forçadas umas contra as outras pela aplicação de pressão externa. Este processo exige metais de boa condutibilidade térmica, para evitar o surgimento de tensões internas.

Processo de caldeamento:

Solda

Fontes de calor para o processo de soldagem:

A fonte de calor é proveniente de diversas formas como: combustão de um gás (acetileno, hidrogênio, gás de iluminarão, propano ou benzol), arco voltaico, resistência elétrica ou pós de alumínio e óxido de ferro.

Outro processo que merece destaque é a soldagem pela infusão de ferro fundido, que consiste em verter ferro fundido em pontos defeituosos de peças fundidas.

Infusão de ferro fundido:

Formato das junções e dos cordões de solda:

Os cordões são classificados segundo o formato da junção, que é posição relativa das peças a serem soldadas uma à outra. Os cordões de solda pode ser de dois tipos: angulares e de topo.

Solda de topo e angular

Essas junções são utilizadas em chapas e vigas contínuas. São mais caros, mas suportam maiores cargas estática ou dinâmica que os cordões angulares. Pode-se elevar a resistência com a soldagem das raízes dos cordões e posterior usinagem dos cordões.

Essa junção é feita com cordões de solda angulares planos, suportando menores cargas que a junção de topo. Para resistir a cargas dinâmicas, prefere-se o cordão angular côncavo em relação aos de outros tipos.

Junção angular de extremidade

A junção angular de extremidade suporta menores cargas que a junção T.

Dimensionamento da solda: inicialmente existe a necessidade de se conhecer os tipos de solicitações encontradas nos elementos que serão unidos. Estas solicitações podem ser frontais, obliquas e laterais.

Com esta informação pode-se calcular as tensões e compará-las com as tensões admissíveis (A tensão admissível é uma característica do material que está sendo utilizado e indica até quanto o material agüenta antes de se romper após um carregamento).

Diferentes classes de solicitação M

Tração e Compressão:

Os esforços de tração como de compressão podem ser obtidos por:

Observe que o valor de h não incluí o reforço, que é utilizado para compensar possíveis falhas e produz concentrações de tensões.

Tensões nos filetes de solda:

Cisalhamento: A tensão média de cisalhante é:

Tensões nos filetes de solda:

Quando numa solda é aplicada uma torção, a tensão de corte é o resultado vetorial da tensão de corte direto (primário) e da tensão de corte de torção (secundário). Assim a reação nos apoios da viga é uma força cisalhante V e um momento M.

Tensões nos filetes de solda:

A força cisalhante causa um cisalhamento primário nas soldas:

O momento causa uma torção, cujo valor será:

Onde:

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