Artigos Técnicos




Soldagem MIG/MAG de chapas de aço ARBL com uso de delineamento Box-Behnken

O presente trabalho consiste no estudo e desenvolvimento do processo de soldagem MIG/MAG de passe de raiz com modo de transferência de metal goticular projetada em uma junta de topo tipo “V”, confeccionada em aço de alta resistência e baixa liga (ARBL) Quend 700 com 10 mm de espessura, em uma caçamba de empurre para mineração, na empresa Beltz do Brasil Ltda. Foi usado o delineamento de experimentos (DOE) do tipo Box-Behnken e os fatores variáveis foram velocidade de soldagem, distância do bico de contato à peça, e ângulo de deslocamento. Os valores de tensão e velocidade de arame foram fixados em 33 V e 8,5 m/min, respectivamente.

25/08/2023



Validação do processo de simulação computacional aplicado à estampagem incremental

Nas últimas décadas, a área de estampagem tem aprimorado seus conhecimentos tanto em termos de materiais utilizados como de flexibilidade e redução de custo de processo. Novos processos de estampagem vêm sendo estudados, como a estampagem incremental (incremental sheet forming, ISF), usada basicamente para produção de pequenos lotes de peças e prototipagem rápida, tendo como vantagens a grande flexibilidade e o custo operacional reduzido. Este trabalho compara a simulação computacional do processo de estampagem com experimentos reais. Os resultados dos caminhos de deformação das três principais simulações foram compatíveis com os experimentos na manufatura de uma peça com geometria simétrica.

11/04/2023



Aços TWIP/TRIP são tendência na indústria automotiva

Este trabalho tem como objetivo apresentar os novos tipos de aço que provavelmente assumirão posição de destaque nas estruturas automotivas do futuro, alterando a forma com que os elementos estruturais são projetados. Primeiramente serão descritas suas propriedades mais significativas. A seguir, os ganhos ambientais decorrentes de sua aplicação. Finalmente, as conclusões mostrarão sua adequabilidade para uma ampla variedade de aplicações em que se requer aumento da segurança com redução de peso.

11/04/2023



Avaliação da exposição a fumos de soldagem e de seus efeitos

Este trabalho apresenta um modelo para a avaliação da exposição de operadores aos fumos de soldagem e dos efeitos provocados por ela. O modelo e a quantificação dos danos não fazem uma avaliação voltada à medicina ocupacional e à toxicologia; a ideia foi descrevê-los com ferramentas técnicas e efetuar, do ponto de vista técnico, comparações entre processos, materiais, fatores específicos do local de trabalho e, ao fazê-lo, tentar explicar por que sempre permanece um risco residual no caso de alguns trabalhos de soldagem. Deve-se reconhecer que o uso de equipamentos para proteção pessoal (neste caso, de dispositivos respiratórios) constitui uma medida de proteção suplementar necessária(1).

11/04/2023



Análise de falha em juntas soldadas de alumínio submetidas a colisões

Foram feitos ensaios experimentais e investigações numéricas sobre a deformação e o comportamento de falha com o objetivo de melhorar o projeto e o desempenho de juntas de alumínio soldadas pelo processo MIG expostas a solicitações mecânicas de colisão. Os testes foram realizados usando-se corpos de prova nos metais-base AW 6060 (AlMgSi) e AW 7003 (AlZn6Mg0.8Zr). No caso de ligas de alumínio envelhecidas, a junta soldada apresentou limite de escoamento menor do que o do metal-base. A falha ocorreu na junta soldada e na região da linha de fusão e as tensões residuais determinadas por simulação numérica do processo de soldagem foram consideradas conforme as condições de simulação de colisão. Os resultados mostraram que as tensões residuais decorrentes da soldagem sobre a falha ocorrida frente a solicitações mecânicas de colisão são insignificantes. Para o caso de simulação computacional de falhas sob tração e cisalhamento, foi determinada uma curva de falha que consiste na combinação do modelo de Gurson e do critério de deformação de JohnsonCook. Com base no valor constante do limite inferior da deformação de falha, a abordagem possibilitou a descrição da falha do metal de soldagem.

30/01/2023



Uso de software CAD 3D no desenvolvimento de ferramenta de dobra

Desenvolver ferramentas de dobra não é uma tarefa fácil, principalmente quando a peça final possui uma geometria complexa e o prazo para o desenvolvimento do produto é curto. Este trabalho apresenta as soluções encontradas para desenvolver e fabricar o sistema de catracas da linha 4 do Metrô de São Paulo. O projeto foi chamado de Catraca Bloqueio, sendo a estrutura do equipamento fabricada em aço AISI 304. A principal dificuldade foi a fabricação da ponteira, acoplada na parte frontal da catraca, devido à sua geometria complexa, sendo necessário criar uma ferramenta especial de dobra. Todo o projeto foi desenvolvido por meio do software SolidWorks e posteriormente foram confeccionadas e testadas as ferramentas.

30/01/2023



Determinação do retorno elástico de chapas metálicas dobradas ao ar

trabalho descrito neste artigo buscou a determinação experimental e numérica do efeito mola de chapas metálicas submetidas a um processo de dobramento ao ar. Na sua fase prática foram feitos experimentos com o processo de dobramento ao ar usando três tipos diferentes de aço, diversas profundidades de dobramento e larguras de matriz, de forma a investigar as influências dessas variáveis. Em seguida foi realizada a simulação numérica do dobramento ao ar usando as versões explícita e implícita do método de elementos finitos. O trabalho também comparou dois diferentes programas baseados no método de elementos finitos quanto à sua precisão de cálculo.

30/01/2023



Efeito de tratamentos termomecânicos no refino de grão de um aço C-Mn

O refino de grão ferrítico durante o processo de fabricação de chapas de aço é de grande interesse para a obtenção de propriedades mecânicas adequadas ao uso industrial, pois ele aumenta, ao mesmo tempo, a resistência mecânica e a tenacidade dos aços. Com o objetivo de estudar o refino de grão de um aço de baixo carbono, um aço C-Mn foi submetido a um tratamento termomecânico a morno. A evolução do tamanho de grão ferrítico e o comportamento mecânico desse aço foram avaliados por microscopia óptica, microspia eletrônica de varredura e por testes de microdureza Vickers e Rockwell B. O processamento termomecânico a morno mostrou-se eficaz para a obtenção de uma microestrutura refinada.

21/11/2022



Análise do comportamento de chapas de titânio em estampagem incremental

Este artigo relata um experimento realizado para determinar os parâmetros de processo adequados para a conformação de uma chapa de titânio pelo processo de estampagem incremental, tendo em vista a aplicação em implantes ortopédicos. Amostras de chapas de titânio Ti-CP grau 2 com espessura de 0,5 mm foram estampadas incrementalmente na modalidade de processo sem ponto de apoio (SPIF) e submetidas a testes que verificaram as deformações na espessura, o ângulo-limite de parede e a rugosidade superficial.

21/11/2022



Estudo descreve união por arco voltaico de aço e alumínio

A comparação entre aço e alumínio como materiais para construção demanda que sejam considerados critérios técnicos e econômicos. Na chamada “construção leve” normalmente o mais simples é selecionar a combinação mais adequada de ambos os materiais: o componente submetido a altas solicitações é feito com aço, que é mais resistente, e os componentes menos solicitados são feitos de alumínio, que é mais leve. Até hoje não se considerava seriamente a união desses dois materiais por processos envolvendo arco voltaico em decorrência de restrições, tanto técnicas como econômicas. Um novo processo resolve esse impasse.

21/11/2022



Soldagem TIG de alta performance em chapas finas

O uso de vasos de pressão é muito difundido na indústria para o armazenamento de gases e líquidos. Entretanto, a construção desses recipientes é muito complexa, pois é esperado que eles tenham paredes finas e alta resistência à pressão, o que ocasiona dificuldades na soldagem, comumente feita pelo processo de arco submerso. Este estudo aborda a aplicabilidade da soldagem TIG de chapas finas de aço-carbono usadas na construção de compressores.

20/10/2022



Estudo analisa o uso de aços estruturais resistentes à corrosão atmosférica

Os aços patináveis, também conhecidos como aços Cor-ten, foram introduzidos no mercado no início da década de 1930, nos Estados Unidos, sendo utilizados na fabricação de vagões de carga. Dadas as suas características e qualidades, que combinam alta resistência mecânica e à corrosão atmosférica, eles podem apresentar uma resistência oito vezes maior que a dos aços-carbono. Esses aços são amplamente utilizados na arquitetura e construção civil, por características estéticas e tecnológicas. Quando expostos à atmosfera, desenvolvem em sua superfície uma camada de óxidos compacta e aderente denominada “pátina”, que funciona como barreira de proteção contra a corrosão e possibilita sua utilização sem qualquer tipo de revestimento.

05/10/2022



Parâmetros geométricos da junta do clinching atuam nos mecanismos de separação de chapas

O clinching é um processo de união que possibilita a junção de chapas metálicas, ainda que elas sejam compostas de materiais distintos, pela deformação localizada dessas chapas. Sua utilização no cenário industrial tem crescido devido aos requisitos de sustentabilidade e ao emprego de novos materiais na composição de carrocerias automotivas. Com o objetivo de avaliar a resistência ao desabotoamento (separação) das chapas unidas por esse processo, e identificar os diferentes modos de falha possíveis para a junta do tipo clinching, esta falha foi simulada pelo método dos elementos finitos, utilizando o software Deform. Verificou-se a influência da dimensão de alguns parâmetros geométricos da junta em relação à carga necessária para o desabotoamento entre as chapas e aos mecanismos de separação.

09/09/2022



Como as trincas induzidas pelo processo afetam a resistência à fadiga de juntas soldadas a ponto

Sob as condições severas da fabricação industrial de carrocerias automotivas nem sempre é possível evitar as imperfeições decorrentes das operações de soldagem, tais como as trincas, cujo conhecimento sobre a resistência à fadiga é insuficiente, no caso dos aços austeníticos. Foi desenvolvida uma investigação sobre a influência das trincas de soldagem em várias posições e configurações, levando-se em conta também a evolução padronizada da rigidez dos corpos de prova, bem como a comparação entre os números de ciclos aplicados até a ocorrência de falha. O estudo apontou que as trincas superficiais produzidas sem quaisquer salpicos nas regiões central, de transição e periférica do botão de solda não exercem qualquer influência negativa sobre a resistência à fadiga do aço austenítico com alta resistência mecânica.

09/09/2022



Métodos alternativos para a soldagem de ligas à base de níquel

Neste trabalho, várias ligas totalmente austeníticas à base de níquel e ferro foram estudadas para verificar a aplicabilidade de processos selecionados de soldagem com arco curto modificado para a soldagem de topo de componentes com paredes grossas. Os resultados indicaram que essa tecnologia viabiliza a confecção econômica de juntas soldadas com excelente qualidade. Elas apresentaram alta resistência à tração, tenacidade à fratura e resistência à corrosão. Contudo, observações microestruturais mostraram que o problema do trincamento a quente não pôde ser completamente evitado, uma vez que ficou evidente a presença de microtrincas no material.

29/08/2022



Uma alternativa para a análise térmica da soldagem de alumínio

Este trabalho traz uma alternativa para a análise térmica do processo de soldagem TIG em uma liga de alumínio 6065 T5. Para tanto, foi desenvolvido um código em C++ baseado em um modelo de transferência de calor tridimensional transiente com uma fonte de calor móvel, considerando as perdas de calor por convecção e radiação. Para estimar o aporte de calor na chapa, foi usada a técnica de função especificada. A metodologia foi validada por meio da realização de experimentos controlados em laboratório. Os resultados numéricos apresentaram baixos desvios quando comparados aos obtidos, o que atesta a validade da metodologia para o estudo do processo de soldagem apresentado.

29/08/2022



Avaliação da tenacidade à fratura de uma junta soldada circunferencial de tubos de aço API X70

Estudos sobre integridade estrutural são de suma importância quando se deseja prevenir desastres associados às falhas dos materiais. As juntas soldadas circunferenciais dos tubos de aço empregados no transporte de petróleo e gás correspondem às regiões de maior susceptibilidade a falhas. Este artigo foi elaborado para avaliar a integridade estrutural de um tubo de aço classe API 5L grau X70 usado em sistemas de dutos. Essa avaliação foi realizada por meio da metodologia do parâmetro CTOD (crack tip opening displacement). Os testes foram realizados em corpos de prova do tipo SE(B) – single edge bend – extraídos de uma junta soldada circunferencial, cujo passe de raiz foi obtido pelo processo TIG, seguido pelos passes subsequentes (preenchimento e acabamento) obtidos pelo processo de arame tubular, e do metal-base localizado a 90° da junta soldada. Os corpos de prova foram retirados na direção L-C em relação ao eixo longitudinal do tubo. O objetivo do trabalho foi determinar a tenacidade à fratura das regiões mencionadas anteriormente a partir da simulação sob condições reais de carregamento. Os resultados de CTOD calculados pelas normas ASTM E 1820 (2008) e BS 7441 (1991) foram comparados e constatou-se que os valores convergiam para um fator comum.

29/07/2022



Uma revisão dos processos de soldagem a arco e dos métodos de transferência de material

A utilização de modernos equipamentos de soldagem com controle de pulso por meio de temporizadores eletrônicos e sistemas inovadores de controle digital de processo permite a obtenção de um aporte de calor adequado à união que está sendo confeccionada, além de uma transferência otimizada de metal no arco do processo de soldagem sob gás de proteção. Devido ao grande número e diversidade dos nomes dos processos, mesmo os usuários mais experientes têm dificuldades para encontrar uma descrição geral que, sobretudo, estabeleça uma classificação e a correspondência entre as novas tecnologias e os tipos anteriores de arcos, bem como seus respectivos métodos de transferência de metal. O objetivo deste trabalho foi efetuar uma revisão independente e neutra sobre o assunto, além de auxiliar no estabelecimento de relações entre os novos nomes de processo e os tipos de arco anteriormente conhecidos, tais como os arcos curtos, pulsantes e aspergidos.

04/07/2022



Um modelo analítico para a previsão da distribuição de tensões em vigas unidas por adesivo

É apresentado neste trabalho um modelo analítico para prever a distribuição de tensões em vigas unidas por sobreposição simples por meio de adesivos. Pode-se obter o sistema global de equações de processo pela combinação das equações que governam cada componente unido com adesivo com a cinemática da junta. Assume-se que tanto os componentes unidos por adesão como o adesivo encontram-se sob condição de deformação plana. Foi determinada a distribuição de tensões na direção longitudinal do adesivo por meio da adoção de condições de contorno adequadas.

01/07/2022



Comportamento dos eletrodos de cobre-molibdênio obtidos por metalurgia do pó

O diferencial da eletroerosão é a sua precisão e capacidade de erodir superfícies complexas, conforme pré-modelada pelo eletrodo. O trabalho apresentado tem como objetivo estudar o comportamento do processo de eletroerosão do aço-ferramenta AISI H13 utilizado na fabricação de moldes e matrizes industriais. Para isso, foram compactados e testados eletrodos de cobre com 10, 20 e 30% de molibdênio. As tabelas do cobre-tungstênio do fabricante da máquina de eletroerosão foram utilizadas como parâmetros de referência para os ensaios. Ao final, foram medidos os comportamentos das erosões com a adição desses teores de molibdênio. Os parâmetros de saída avaliados foram taxa de remoção de material, desgaste do eletrodo e rugosidade da superfície erodida. Foi observado que a rugosidade e a taxa de remoção não foram satisfatórias, comparando com o eletrodo de cobre-tungstênio. Além disso, pelo menos na metodologia utilizada, foi comprovada a sua não eficiência na erosão convencional.

20/06/2022



As vantagens de arredondar as arestas de corte

Algumas pesquisas confirmam até que ponto a preparação das arestas de corte de lâminas de serra é benéfica para trabalhar com o material Inconel 718. A resistência ao desgaste aumenta, principalmente com avanços maiores, e as quebras do material de corte diminuem.

20/06/2022



Métodos auxiliam a compreensão da formação e redução dos fumos gerados pela soldagem a arco

Os processos de soldagem a arco sob gás de proteção são muito importantes nas manufaturas mecanizada e automatizada. A despeito dos avanços técnicos que ocorreram nos últimos anos, sua aceitação é prejudicada devido ao alto nível de emissões, particularmente de fumos gerados pela soldagem. Além disso, também são emitidos radiação e gases. Atualmente, a exposição dos soldadores e operadores a esses fumos e gases pode ser reduzida pelo uso de sistemas de exaustão, tochas com exaustão e máscaras para respiração. Apesar do processo a arco propriamente dito constituir a fonte das emissões, até hoje ele mesmo não foi aperfeiçoado no sentido de reduzir a geração dos fumos de soldagem. Neste trabalho foram feitas investigações sobre os mecanismos de formação desses fumos, como uma pesquisa básica para o desenvolvimento de futuros processos de soldagem a arco sob gás de proteção com baixa geração de emissões

08/06/2022



Computação evolucionária auxilia a previsão de taxas de corrosão

A corrosão ocorre em muitas estruturas de engenharia, tais como pontes, tubulações de grande diâmetro e refinarias. Ela leva à destruição de materiais de forma gradual e, portanto, reduz sua vida útil. Por isso, é crucial avaliar a integridade estrutural desses itens de engenharia que estão próximos ou além de sua vida útil projetada, para assegurar seu funcionamento correto – por exemplo, sua capacidade de condução e segurança. Uma compreensão adequada sobre corrosão e a capacidade de se prever a taxa de corrosão de um material em um ambiente particular é imprescindível na avaliação da sua vida útil remanescente. Neste trabalho foi investigado o uso da programação genética e de algoritmos genéticos para a derivação de expressões que permitam o cálculo da taxa de corrosão no caso de aço e zinco. A programação genética foi utilizada para deduzir automaticamente expressões para o cálculo da taxa de corrosão, enquanto o algoritmo genético foi usado para deduzir os parâmetros de uma expressão de taxa de corrosão que já havia sido desenvolvida anteriormente. Foi demonstrado que essas duas técnicas evolucionárias permitiram a dedução de expressões para o cálculo da taxa de corrosão, que apresentaram boa precisão em relação aos dados reais.

08/06/2022



Aplicação de FMEA de projeto no desenvolvimento de ferramentas para estampagem de metais

Este trabalho trata da importância da aplicação da análise de modo e efeito de falha (FMEA) no desenvolvimento e melhoria de produtos, bem como dos seus dispositivos de fabricação como, por exemplo, moldes de injeção e ferramentas para estampagem de metais. Considerando a complexidade e o alto valor de investimento na fabricação de tais dispositivos, seu projeto deve ser à prova de falhas, pois qualquer erro na etapa de desenvolvimento pode impactar diretamente o produto final. Dessa maneira, por meio de FMEA, e com uma equipe de profissionais qualificados, pode-se minimizar os riscos ainda na fase de desenvolvimento. O método FMEA é um resumo dos objetivos da equipe responsável pelo desenvolvimento de um produto, que consiste em análises dos itens que podem apresentar falha, baseadas em problemas passados. Dessa forma, documenta-se a linha de pensamento seguida durante o projeto. Para que essa análise seja facilitada e mais elaborada, o uso de software de desenho em  3D se mostra importante na detecção de falhas e no dimensionamento por meio do uso de modelo gráfico

23/05/2022



Tecnologia permite a redução do aporte de calor durante a soldagem por eletrogás

A soldagem por eletrogás é um processo mecanizado, de alta produtividade e indicado para folgas estreitas, por meio do qual podem ser confeccionadas longas juntas verticais soldadas sob baixos custos. Devido ao alto aporte de calor que incide sobre o metal-base durante o processo clássico de soldagem por eletrogás, ainda hoje são preferidos outros processos relativamente lentos e economicamente dispendiosos, como a soldagem manual a arco ou a arco sob gás de proteção, particularmente no caso dos aços com resistência mecânica alta e ultra alta. Várias modificações no processo de soldagem por eletrogás estão sendo estudadas no Instituto de Tecnologia de Soldagem e União da Escola Superior Técnica RWTH Aachen para viabilizar seu uso também no caso desses materiais, por meio, por exemplo, da adoção da tecnologia de dois eletrodos em forma de fio para reduzir o aporte de calor. Essas modificações serão discutidas neste trabalho

20/05/2022



Como otimizar a velocidade de avanço da ferramenta para soldagem por fricção linear

Este trabalho apresenta uma solução numérica para a equação de difusão de calor bidimensional transiente para o processo de soldagem por fricção linear. Foi usado um termo não linear de geração de calor baseado em um modelo linear arbitrário segmentado de fricção em função da temperatura. A solução desenvolvida calcula a distribuição de temperatura em peças feitas com liga de alumínio AA6061-T6. Este método fornece uma estimativa dos parâmetros otimizados de soldagem após menos de trinta minutos de cálculo.

09/05/2022



Princípios da perfilação com reconfiguração flexível para chapas metálicas

Peças feitas a partir de chapas metálicas que apresentam superfície com múltiplas curvas para estruturas em casca geralmente são fabricadas por meio de conformação convencional, em matriz instalada em prensa, conforme o formato do produto a ser produzido. Entretanto, esse tipo de processo é considerado economicamente ineficiente devido aos custos adicionais do desenvolvimento e gestão do ferramental de conformação. Existem processos alternativos, porém, que apresentam problemas como, por exemplo, o surgimento de depressões e rugas na chapa. O objetivo deste trabalho é propor o processo de perfilação com reconfiguração flexível como uma alternativa para a conformação de chapas metálicas, que pode reduzir os custos de produção decorrentes da perda de material e a ocorrência de falhas na conformação. Além disso, ele envolve o uso de um equipamento de menor porte.

06/05/2022



Características dos revestimentos de TiAlN e AlCrN em aço para caldeiras

Revestimentos de TiAlN e AlCrN foram depositados sobre aço para caldeiras do tipo ASTM-SA210 grau A-1. O foco do presente trabalho foi a caracterização desses revestimentos com espessura convencional (aplicados por aspersão a plasma e nitretação gasosa) e nanoestruturado fino (pelo processo de deposição física de vapor). A morfologia superficial das amostras revestidas foi estudada usando-se microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo, dotada de análise por energia dispersiva de raios-X (energy dispersive X-ray analysis, EDAX), difração de raios-X, microscopia de força atômica e mapeamento por raios-X. A presença de fases de nitreto metálico, identificadas por meio da difração de raios-X, indicou que foram obtidos os revestimentos desejados. Foram determinadas a resistência mecânica na interface, a rugosidade superficial e a microdureza dos revestimentos convencionais, os quais haviam sido aplicados por meio de aspersão a plasma e nitretação gasosa. A partir dos resultados dos ensaios de interface, ficou evidente a boa adesão ao substrato dos revestimentos de TiAlN e AlCrN com espessura convencional.

25/04/2022



União de metais não-ferrosos dissimilares por processos a arco sob gás de proteção

O objetivo deste trabalho foi efetuar uma revisão sobre os princípios fundamentais da soldagem por fusão entre metais. O estudo investiga os desafios impostos pela soldagem das principais combinações possíveis de categorias de metais não-ferrosos. A seguir é feita uma revisão sobre alguns experimentos efetuados com metais dissimilares usando os processos de soldagem a arco sob gás de proteção, com destaque para aqueles feitos usando as versões avançadas desse processo.

25/04/2022



O desempenho de ferramentas confeccionadas em aços AISI D2 e VF800AT

Os processos de estampagem de metais de alta resistência requerem o uso de aços-ferramenta de alto desempenho, uma vez que a aplicação de pressões elevadas leva ao desgaste acelerado das ferramentas de conformação e à ocorrência de falhas prematuras. Geralmente, o desgaste das ferramentas é superado pelo aumento da dureza dos punções e matrizes, o que implica a diminuição da tenacidade. O recurso, entretanto, não pode ser aplicado em operações de conformação de alta solicitação em que os componentes devem ser tenazes o suficiente para suportar cargas elevadas. Este estudo buscou avaliar a vida útil de punções e matrizes manufaturados em aços-ferramenta AISI D2 e VF800AT, que pode ser comprometida por trincas e “lascamentos” típicos de processos de estampagem.

08/04/2022



Influência de trincas superficiais sobre a resistência de juntas em forma de ponto

A soldagem a ponto por resistência elétrica pode induzir o surgimento de trincas em aços austeníticos com alta resistência mecânica devido às condições específicas que predominam durante a fabricação de carrocerias automotivas. Ainda hoje, a influência de tais trincas sobre a resistência mecânica dinâmica não é totalmente conhecida. Neste trabalho foi investigado o efeito de trincas induzidas pelo processo de soldagem em vários locais e configurações sobre a resistência mecânica e o comportamento da fratura de uniões em forma de ponto soldadas por meio de resistência elétrica submetidas a solicitações de cisalhamento sob tração em alta velocidade. A análise das evoluções de força versus deslocamento, a resistência ao cisalhamento sob tração e a capacidade de absorção de energia provou que as trincas superficiais na região de transição e na região periférica da endentação do eletrodo não exercem qualquer influência negativa sobre a resistência mecânica dinâmica dentro das condições adotadas.

08/04/2022



Uma análise do desempeno de peças soldadas – Parte 2

São necessárias estratégias específicas para o desempeno por chama de diferentes materiais. Estas são adaptadas conforme as propriedades específicas de cada um deles. Esta segunda parte do artigo descreve o grau de adequação de diversos tipos de materiais a esse processo e fornece informações a respeito dos respectivos métodos de trabalho, bem como sobre o treinamento nessa área.

28/03/2022



Soldagem de chapas finas com aporte de calor reduzido visando ao aumento da qualidade e à redução de custos

A redução de peso de 20% dos componentes estruturais feitos de aço usados no encosto dos assentos de automóveis de um fabricante de carros de luxo constitui uma estratégia para a redução da emissão de gás carbônico. Simultaneamente, o uso de peças leves em veículos possibilita um maior conforto, bem como segurança, aos seus ocupantes. Os fabricantes e usuários de automóveis devem a possibilidade do uso desses componentes aos especialistas em materiais, projetos e fabricação. A união de chapas de aço extra-finas contribuiu para o aumento da demanda de tecnologia de soldagem para esse tipo de aplicação.

28/03/2022



União de peças metálicas por colagem – Parte 1: Fundamentos

Geralmente, o processamento de metais depende mais de técnicas convencionais de união, tais como soldagem, aparafusamento ou rebitagem, do que de colagem, como processo para unir componentes de forma estável. Atualmente, porém, são plenamente demonstradas as vantagens do uso da colagem em relação a outras técnicas. Esses desenvolvimentos remetem a inúmeras possibilidades nas áreas de configuração de produto e de processo de fabricação.

11/03/2022



Visualização de fluxos de gás na soldagem por meio de fotografia Schlieren

Os fluxos de gás dentro e ao redor dos arcos de soldagem exercem forte influência sobre o processo. Os gases atmosféricos alcançam o arco devido à ocorrência de turbulências e aos mecanismos de difusão, o que afeta o arco e a poça de fusão. Por meio da análise óptica do fluxo de gás durante a soldagem, e sem a presença do arco, foi possível detectar uma provável mistura e, consequentemente, determinar as causas da contaminação. Neste trabalho são descritos o arranjo de um sistema de medição por fotografia Schlieren e a influência dos parâmetros mais relevantes de ajuste sobre as imagens geradas por esse método.

11/03/2022



Recomendações para uso dos diferentes tipos de arco na soldagem

O comportamento do arco elétrico é um fator significativo em todos os processos de soldagem baseados nesse fenômeno. O entendimento sobre os diversos tipos de arco e suas propriedades inerentes pode ajudar a melhorar a previsão das propriedades e a qualidade da junta soldada, reduzindo os custos e o tempo de ciclo associados a esse processo. Este trabalho analisa os tipos de arcos usados na indústria de soldagem, explica as características e pontos específicos correspondentes, fornece orientações para aplicações adequadas e apresenta comparações entre tipos, benefícios e pontos fracos dos vários tipos de arco.

24/02/2022



O efeito da velocidade da soldagem TIG autógena no aço inoxidável superduplex UNS S32750

Os aços inoxidáveis superduplex (AISD) aliam boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão, sendo muito utilizados na indústria petroquímica. Os reparos dos equipamentos desse setor, geralmente, são realizados por soldagem, o que torna importante a escolha dos parâmetros. Para essa classe de aço, o teor apropriado de ferrita no metal de solda é importante, considerando que a variação da energia de soldagem pode influenciar de forma direta a sua microestrutura e resistência à corrosão. Este trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos decorrentes da variação da velocidade de soldagem conforme as características do aço AISD UNS S32750. Foi avaliado o balanço de fases, relacionando esse efeito com a resistência à corrosão e realizada soldagem em chapas pelo processo TIG autógeno em três níveis de energia de soldagem (5, 10 e 18 kJ/cm), variando a velocidade do processo, de modo a obter três condições distintas e a possibilidade de analisar as variáveis-resposta diretamente relacionadas a esse parâmetro. A análise da microestrutura foi realizada por microscopia óptica e o teor de ferrita foi quantificado pela utilização de duas técnicas: ferritoscópio e quantificação por imagem. Foram realizados ensaios de temperatura crítica de pite para a análise de resistência à corrosão.

24/02/2022



Como soldar os aços para trabalho a quente

Nos últimos anos foram desenvolvidos novos materiais para aplicações na construção de usinas termelétricas. Entre eles se encontram os aços ferríticos[1]bainíticos da série 10CrMo9-10 e os martensíticos X10CrMoVNb9-1 ou X20CrMoV11-1. Os novos desenvolvimentos do metal-base e dos materiais de adição para soldagem, como também da análise dos correspondentes componentes, permitiram aumentar a temperatura do vapor usado nas termelétricas acionadas por combustíveis fósseis, elevando o seu rendimento. Portanto, para que se possa elaborar o projeto dos componentes, a resistência à fluência do material dos cordões de solda e das juntas soldadas constituem parâmetros essenciais a serem observados.

14/02/2022



Os efeitos da evolução térmica e de tensões mecânicas na união de aços de alta resistência

As estruturas metálicas modernas, cada vez mais, estão sendo construídas com aços estruturais com grão fino e alta resistência mecânica, com limite de resistência igual ou superior a 960 MPa, cujo processamento é determinado pelas suas propriedades mecânicas, e em função dos requisitos de segurança das juntas soldadas. As altas tensões mecânicas na junta soldada reduzem o nível de segurança do componente. Elas podem alcançar níveis críticos e possibilitar a nucleação de trincas no material. Para estudar esse problema foram efetuados ensaios usando um aparato experimental especial, com capacidade de carga de 2 MN, para a soldagem de componentes sob níveis de restrições externas à contração. Durante a soldagem com múltiplas camadas foi possível mensurar simultaneamente a temperatura, as forças de reação e o resfriamento posterior, típicos desse processo. As tensões residuais na junta foram determinadas por difração de raios-X, antes e depois do alívio da restrição. As tensões globais observadas, bem como as locais, foram claramente influenciadas pelo controle da evolução térmica

14/02/2022



Aplicação de aços de alto desempenho visando à redução de peso e aumento da eficiência de veículos comerciais

Estima-se que aproximadamente 50% do combustível importado anualmente pela China será consumido pelo transporte rodoviário. A longo prazo essa situação irá agravar problemas de escassez de combustível e, ao mesmo tempo, será parcialmente responsável pela poluição, cujos índices não param de subir. Sob tais circunstâncias, é essencial reduzir o consumo de combustível dos veículos e aumentar a eficiência do transporte. Portanto, a solução chave consiste na implementação de projetos de veículos comerciais de baixo peso, da mesma forma como foi praticado com sucesso ao longo da última década nos carros de passeio. Este trabalho compila os destaques que foram apresentados durante o “Seminário Internacional sobre a Aplicação de Aços com Alta Resistência em Veículos Comerciais Leves”, tendo como foco o desenvolvimento e a aplicação de aços com alto desempenho ligados com nióbio feitos para veículos comerciais com baixo peso.

28/01/2022



Como a soldagem automatizada influencia as propriedades do alumínio 5083-O

Este trabalho apresenta uma avaliação dos efeitos dos parâmetros de soldagem MIG sinérgica sobre a resistência mecânica, tenacidade ao dobramento e microdureza de juntas confeccionadas por esse processo. As variáveis analisadas foram o tipo de corrente de soldagem empregado (contínua e pulsada) e vazão de gás de proteção (12 l/min e 18 l/min). O material analisado foi a liga de alumínio 5083-O com metal de adição ER 5183, e a soldagem foi realizada automaticamente por um robô com fonte sinérgica. A posição de soldagem selecionada para o estudo foi a plana com utilização de backing de aço inoxidável, e foram realizadas macrografias para a avaliação da seção transversal dos cordões de solda. A avaliação consistiu em análises fatoriais 2k realizadas por meio do software Minitab, o qual possibilitou prever as tendências dos parâmetros principais e sua influência na resistência mecânica das uniões. Também pôde ser observado que o uso de corrente contínua contribuiu para o surgimento de uma grande quantidade de poros nos cordões, ao passo que o emprego de corrente pulsada surtiu efeito contrário

27/01/2022



Uma revisão do processo de fineblanking visando ao seu aprimoramento

A produção de componentes de aço de baixa ou alta resistência, ou mesmo de outros materiais, por estampagem e corte requer um conhecimento profundo e o controle do procedimento. Isso faz com que as etapas posteriores de usinagem sejam desnecessárias e reduz o tempo e o custo de produção. Desse modo, buscam-se resultados em razão dos diferentes parâmetros do processo de corte fino. Esse artigo traz uma revisão a respeito dos procedimentos gerais e das potenciais investigações e inovações no campo do corte fino.

14/01/2022



A influência do corte a plasma sobre a ductilidade e tenacidade do aço S460

Geralmente, os processos térmicos de corte e soldagem de chapas de aço são considerados fatores influentes na microestrutura e distribuição de tensões residuais, determinando as propriedades mecânicas de bordas cortadas. Tais processos também afetam a qualidade dessas bordas, agravando esse problema, uma vez que, na maioria dos casos, a superfície é sujeita a tensões elevadas. Este trabalho analisa as influências do processo de corte por arco de plasma sobre o comportamento mecânico das bordas cortadas de chapas grossas de aço, em função do comportamento de fadiga sob condições alternadas de carregamento mecânico.

13/01/2022



Uma análise do desempeno de peças soldadas

O desempeno feito com chama é um processo efetivo para eliminar, por exemplo, contrações e abaulamentos em construções soldadas. A primeira parte deste trabalho descreve o princípio do desempeno com chama. Outros temas aqui tratados são o ajuste para se obter uma chama adequada, o tipo de aporte de calor e os equipamentos necessários para a execução do desempeno. A segunda parte, que será publicada na próxima edição, descreve a adequação dos materiais para este processo e fornece informações sobre os procedimentos corretos de trabalho.

28/03/2022



Modelamento para a conformação de chapas de aço com alta resistência – Parte 2

A previsão de falhas em componentes estruturais é essencial para viabilizar o projeto de peças industriais feitas a partir de chapas metálicas. Portanto, a previsão precisa dos danos que precedem as trincas permite o prolongamento dos limites de conformação pela estratégia de manufatura formulada com base nos resultados de simulações. O modelo apresentado na primeira parte deste trabalho (Corte e Conformação de Metais, edição 132, abril de 2016) foi aplicado para prever a ocorrência de trincas durante a estampagem profunda de uma peça usando matriz em formato de cruz, cuja capacidade foi demonstrada pela comparação de experimentos. A segunda parte deste trabalho trata da previsão de falhas devido à ocorrência de trincas.Foi observado em particular que a melhoria dos resultados da simulação em termos da previsão de falha pode ser atribuída ao fato de ter sido considerado o efeito dos estados de tensão de compressão sobre a evolução do dano. Em uma segunda aplicação foram analisados os limites de conformação num processo de dobramento ao ar usando o mesmo modelo de dano.

26/11/2021



Critérios de estampabilidade de chapas metálicas

Atualmente são realizados muitos testes para caracterizar as propriedades de chapas metálicas, tendo em vista que tais procedimentos podem auxiliar tanto profissionais como, por exemplo, o projetista de peças feitas a partir delas, como contribuir para que o desenvolvimento e a fabricação de um produto ocorram de forma otimizada e com o mínimo possível de defeitos na peça final. Entretanto, não existe um teste específico que possa fornecer todas as informações necessárias, sendo comumente empregados vários tipos de ensaios para a correta caracterização do processo de estampagem. --

12/11/2021



Como a instabilidade da temperatura na soldagem por fricção influencia a qualidade da junta

Durante a soldagem por fricção é necessário evitar a distribuição não-uniforme de altas temperaturas. A distribuição instável de temperaturas afeta as tensões térmicas e residuais presentes na junta soldada, as quais precisam ser aliviadas. Este trabalho apresenta um método para evitar o surgimento de diferenças significativas de temperatura ao longo da linha de solda e também para eliminar alguns tipos de defeitos típicos deste tipo de soldagem, tais como “furo final”, início de junta não-soldada e áreas deformadas. Durante as investigações experimentais foram utilizados sensores de calor e força e um dinamômetro, enquanto foram aplicados modelos termomecânicos de campo acoplado para determinar as temperaturas e sua distribuição, deformação plástica e deslocamento de material. O método sugerido gerou distribuições uniformes de temperatura, cujos resultados das medições são apresentados e discutidos neste estudo, tendo mostrado boa correlação com os valores previstos.

12/11/2021



Soldagem sob campo magnético permite o uso de pinos de maior diâmetro

Na soldagem de pinos sob campo magnético com simetria radial, o arco voltaico é protegido das influências externas por meio da combinação da atmosfera formada pelo gás de proteção e de um campo magnético com simetria radial. O resultado disso são menores custos de processo devido à maior reprodutibilidade dos níveis de qualidade da junta soldada, sem os problemas causados pelo sopro magnético. Na prática isso significa a ocorrência de fusão muito uniforme e definida na região entre o pino e a chapa, sob aporte de energia significativamente menor na junta soldada, menor geração de salpicos e menores cordões de solda

28/10/2021



Produção de juntas “T” em ligas de alumínio por soldagem unilateral a laser

As juntas em forma de “T” entre ligas de alumínio adotadas na indústria aeronáutica são confeccionadas por meio de rebitagem, ou pelo processo de soldagem bilateral a laser. Este trabalho descreve o uso de soldagem unilateral a laser de Nd:YAG para a confecção de juntas de topo e em formato de “T” entre a fuselagem externa-clipe e entre combinações das ligas de alumínio AA6156-T4/ AA6013-T6 e AA2139-T3/AA6013-T6. Um dos problemas associados a esse procedimento é o alto nível de porosidade observado nas juntas de topo em forma de “T” confeccionadas por meio desse processo. Foi demonstrado que a formação de poros é determinada não apenas pelos tipos de ligas de alumínio envolvidas, pelas variações nas direções de soldagem e pela preparação das faces a serem unidas, como também pela adoção de um ângulo excessivo de incidência do feixe de laser sobre a área da fuselagem externa. É necessário que o feixe de laser incida sobre a região de união entre o clipe e a área da fuselagem externa, reduzindo o nível de porosidade pela diminuição do ângulo de incidência do laser.

28/10/2021



União estrutural usando adesivos sobre superfícies pintadas

Neste trabalho foram analisados procedimentos de união adesiva entre componentes pintados e não pintados. Foi possível, desta forma, definir como as propriedades da junta são influenciadas pelo tipo de revestimento.

19/10/2021



Como as progressões influenciam o desempenho de punções utilizados no corte de metais

Este trabalho visa proporcionar uma melhor previsão da força de corte no processo de furação de chapas por meio de estampagem. Foram realizados ensaios de compressão com punções de seção cilíndrica e de mesmo diâmetro, porém com diferentes tipos de progressões. Dessa maneira, foi possível avaliar o comportamento e a variação da força de corte necessária para o processamento de chapas feitas de diferentes materiais com variados tipos de punções.

19/10/2021



Como a temperatura da matriz e a espessura definem a conformabilidade de TWB’s

Este estudo examina o aço ao boro, muito usado na confecção de chapas de alta resistência mecânica para a fabricação de peças por estampagem a quente. Embora esse material apresente alta resistência mecânica, seu alongamento é relativamente baixo, o que reduz sua capacidade de absorção de energia no caso de colisão. Para resolver esse problema, foram soldadas duas chapas com diferentes espessuras, de forma tal que a chapa fina absorvesse a energia da colisão e a grossa atuasse como suporte mecânico, configurando um blanque soldado a laser (TWB, de tailor welded blank). Contudo, o aço ao boro pode apresentar enfraquecimento na junta soldada devido à presença do revestimento de alumínio-silício que é usado para evitar a ocorrência de oxidação durante o processo de austenitização e soldagem. Por esse motivo, foi removida, por meio de ablação a laser, uma determinada parte da camada do revestimento de um blanque de chapa de aço ao boro com dupla espessura durante o processo de estampagem a quente, para que então fosse estudada a conformabilidade desse material.

04/10/2021



Arcos defletidos e seu potencial de aplicação na brasagem de chapas de aço galvanizadas

Foi investigada a estabilidade da fixação do arco por meio de oscilação magnética como parte de um projeto patrocinado pela Associação dos Grupos de Trabalho em Pesquisa Industrial da Alemanha. Para alcançar esse objetivo, foi desenvolvida e testada uma nova tocha TIG para demonstração, dotada de refrigeração especial, cobertura ajustada de gás para proteção e um módulo para permitir uma rápida oscilação magnética do arco. Neste estudo também são apresentados vários métodos de diagnóstico para a caracterização da deflexão do arco e do aporte de energia para a peça sob processamento. Somente com auxílio do procedimento do anodo dividido foi possível quantificar a deflexão exata do arco e do aporte de energia. A avaliação óptica do arco não se revelou adequada para a previsão desse parâmetro na peça sob soldagem. Foi possível destacar o potencial de melhoria promovido em cordões de brasagem em flanges de chapas de aço galvanizado pela utilização do arco oscilado magneticamente em comparação com o processo convencional de soldagem com eletrodo de tungstênio sob gás inerte (TIG).

20/09/2021



Como evoluem a força e a espessura de um copo de aço IF no processo de embutimento profundo

O embutimento profundo é um dos mais importantes processos de conformação. Neste trabalho foi analisada a evolução da força em função do deslocamento do punção e da variação da espessura ao longo da altura do copo, por meio de experiências e de simulação numérica. Foi construído um ferramental com prensa-chapa fixo para realizar o embutimento de um copo cilíndrico, utilizando um blanque de 100 mm de diâmetro, de aço IF, com espessura nominal de 1,78 mm. A parte numérica foi conduzida utilizando o método dos elementos finitos por meio de um aplicativo, no qual se utiliza uma nova formulação para o elemento de casca, capaz de identificar e determinar os valores da redução da espessura nas regiões sujeitas ao ironing – semelhante ao processo de trefilação. Os resultados numérico-computacionais são comparados aos experimentais a fim de validar o modelo numérico proposto

20/09/2021



Processo alternativo prepara superfície de chapas de cobre para a colagem

Superfícies metálicas – por exemplo, de cobre – oxidam-se quando expostas à atmosfera. De acordo com o tipo e densidade da camada de óxido, ela atua como barreira contra o ingresso adicional do oxigênio do ar e protege o metal puro localizado abaixo da frente de oxidação. Dependendo das estruturas dessas camadas de óxido, outras substâncias, tais como óleos, graxas, ceras, sais etc., podem se depositar sobre esta camada ou se incorporar a ela. Na tecnologia de união adesiva, é necessário que a superfície esteja limpa, ou seja, isenta, tanto quanto possível, de carbono, graxas ou óleos, para viabilizar a confecção de juntas por adesão duráveis e de alta qualidade. Por isso, é imperativo tratar a superfície antes da união adesiva. Por outro lado, uma camada de óxido uniforme, fina e firmemente aderente promoverá a formação da junta adesiva. Ao contrário do que ocorre com a influência dos óxidos sobre superfícies de alumínio, ainda não foram conduzidas investigações mais precisas sobre esse tópico no caso do cobre. Assim, a adequabilidade do tratamento a arco como pré-tratamento de cobre antes da confecção de uniões adesivas foi estudada neste trabalho.

31/08/2021



Uma análise dos processos de pintura para estruturas metálicas

A utilização de estruturas metálicas apresentou um grande avanço em todo o mundo nos últimos anos. No Brasil, a tendência quanto ao uso dessas estruturas foi igualmente notada, o que levou empresas a desenvolverem técnicas de proteção anticorrosiva para essas superfícies. Ainda assim, existe uma demanda crescente de informações sobre esse tipo de produto, sobretudo em relação à quantidade necessária para determinados projetos que envolvem a pintura anticorrosiva de novos empreendimentos. Este artigo apresenta alguns métodos utilizados para atender a esta demanda.

31/08/2021



Combinação de processos de soldagem para a fabricação de equipamentos e tanques

A soldagem a arco sob gás de proteção é raramente usada na fabricação de equipamentos e tanques. Entre as razões para esse fato estão a fraca penetração que ocorre no início do cordão de solda, dependendo das condições do processo, e possíveis falhas decorrentes da fusão incompleta entre passes. Contudo, ao longo dos últimos anos, ocorreram grandes avanços nas tecnologias de processo e de equipamentos para esse tipo de soldagem. O processo híbrido de soldagem a plasma e a arco sob gás de proteção pode evitar os riscos associados a este último processo usado de forma isolada. Este novo método foi investigado sistematicamente no Instituto Técnico de Ensino e Ensaios de Soldagem de Munique e aperfeiçoado para aplicação na fabricação de equipamentos e tanques.

20/08/2021



Comportamento mecânico de juntas soldadas a ponto por fricção linear

Foram investigadas as propriedades mecânicas e o comportamento de fratura de juntas soldadas por fricção linear de duas ligas ferrosas dissimilares, a saber, aço-carbono laminado a frio (JIS SPCC) e aço inoxidável 409L (JIS SUS 409L), sob cargas combinadas com caráter dominante de abertura. A textura cristalográfica dessas juntas depende do material da chapa superior. Os contornos da fratura para esse tipo de junta sob cargas combinadas são definidos em termos da carga axial e cisalhante, por critérios de fratura propostos anteriormente para o processo convencional de soldagem a ponto por resistência elétrica. O formato do contorno da fratura também depende do material da chapa superior. Os contornos da fratura apresentaram formato aproximadamente elíptico quando a chapa superior foi de aço com baixo carbono ou em forma de linhas relativamente retas, quando a chapa superior foi de aço inoxidável SUS 409L.

20/08/2021



A influência da geometria do cordão de solda sobre a qualidade de tubos para transporte de gás

Há dois métodos de ensaio consagrados para identificar previamente os danos causados por fluência e por alongamento cíclico em juntas soldadas presentes em tubos para condução de vapor sob alta pressão. O ensaio para detecção de trincas superficiais pelo método magnético de corrente de fuga é capaz de fornecer resultados consistentes assim que surgem as primeiras trincas, enquanto a análise da microestrutura superficial é capaz de prever os danos iniciais decorrentes da fluência. Contudo, isso somente é conseguido quando os danos se localizam na superfície. Essa abordagem não proporciona nenhuma vantagem no caso de juntas soldadas circunferenciais com geometria em forma de “cogumelo”, confeccionadas por meio do processo de soldagem em múltiplas camadas

09/08/2021



Análise comparativa de chapas conformadas em uma matriz em forma de “V”

Este artigo relata um estudo comparativo e numérico sobre a conformabilidade de uma chapa processada em uma matriz em forma de “V” por meio de operações de estampagem convencional ou conformação eletromagnética. Foi utilizado o modelo de plasticidade de material proposto por Gurson-Tvergaard-Needleman para avaliar a evolução dos danos e efetuar a previsão de falha por meio da simulação numérica usando o método de elementos finitos. O impacto da chapa com a matriz gera um complexo estado de tensões durante o processo de conformação eletromagnética. A supressão de danos provocados pela interação ferramental-chapa deve ser um dos principais fatores que contribuem para o aumento de conformabilidade proporcionado pelo processo de conformação eletromagnética em comparação com a operação de conformação convencional. Além disso, os altos níveis de energia cinética produzem elevados efeitos constitutivos e inerciais associados à taxa de deformação, os quais atrasam o limiar da estricção e também podem ser responsáveis pelo maior nível de conformabilidade verificado quando se usa o processo eletromagnético

06/08/2021



Sistemas de resfriamento para ferramental de estampagem a quente

Neste trabalho foi proposto um novo método de simulação em múltiplos campos para projetar um ferramental de estampagem a quente com sistemas de refrigeração. Foi usado esse mesmo método para analisar a deformação desse ferramental. Foram executadas simulações acopladas de forma termofluido e termo-fluido-mecânica com base na interface de acoplamento com código paralelo baseada em malha. Subsequentemente, foram investigados os parâmetros geométricos do sistema de resfriamento em termos de seu projeto. Os resultados obtidos mostraram que tanto a distância entre os dutos quanto o contorno sob carga mecânica do ferramental possuem influência significativa sobre o efeito de resfriamento da peça. Além disso, foi constatado que esse efeito é obtido de forma mais efetiva quanto menor for a distância a partir da superfície do ferramental e quanto menor for a distância entre os dutos. Também foi mostrado que a expansão térmica é a principal razão para a deformação das ferramentas de estampagem a quente, uma vez que ela causa a distorção dos dutos de resfriamento e a concentração de tensão nos seus cantos

27/07/2021



Estudo de falhas em uma peça tubular soldada feita de aço duplex

Com o objetivo de melhorar a segurança de equipamentos técnicos, foram feitas pesquisas sobre os laudos emitidos pela TÜV Rheinland sobre análises de falhas, para determinar o seu real tipo e suas correspondentes causas. Tais publicações sobre as falhas decorrentes da confecção de juntas soldadas estão abertas ao público. Este trabalho descreve os procedimentos e os resultados de uma análise de falha efetuada em uma junta tubular soldada confeccionada com aço duplex.

27/07/2021



Características da soldagem a ponto de chapas de aço-carbono

Corpos de prova feitos de aço-carbono número 1.8902, em forma de chapa com espessura de 0,8 mm, foram submetidos ao processo de soldagem a ponto, obtendo-se juntas de sobreposição ou curvadas e sujeitas a solicitações de descascamento (peeling). Foram investigados alguns parâmetros como intensidade de corrente e tempo de soldagem. Foi apresentada uma relação entre a área da junta soldada e suas características de resistência mecânica. Os resultados obtidos mostraram que a resistência da junta soldada e a área fundida (ou seja, o volume do “botão” de solda) aumentaram à medida que se elevou a corrente de soldagem. Portanto, observou-se uma correlação entre a carga máxima (resistência mecânica) da junta soldada e sua área. Foi feita uma determinação consistente da soldabilidade sob cargas de tração e cisalhamento, sendo apresentados novos limites para ela. Além disso, os resultados experimentais foram comparados com relações empíricas que consideram apenas a espessura das chapas unidas.

08/07/2021



Uma análise dos parâmetros de puncionamento na furação de chapas

A furação de chapas realizada por puncionamento pode causar uma conicidade no furo estampado devido à folga entre punção e matriz de corte. A falta de controle dos parâmetros e as variações do diâmetro inicial e final dos furos podem inviabilizar a utilização deste método.

07/07/2021



Caracterização de juntas de aço DP600 confeccionadas por soldagem a ponto por resistência elétrica

A soldagem a ponto por resistência elétrica, uma técnica comumente usada para unir aços em aplicações automotivas, precisa ser estudada com cuidado para que sejam melhoradas as propriedades mecânicas de uniões produzidas a partir dela. O objetivo deste trabalho é caracterizar as juntas confeccionadas por soldagem a ponto por resistência elétrica de chapas de aço do tipo DP600 (bifásicos). As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram avaliadas por meio de ensaios de cisalhamento sob tração e de tração cruzada, sendo medida a evolução da temperatura ao longo do tempo durante o ciclo de soldagem. Foram correlacionadas as microestruturas observadas em diferentes partes das juntas com os seus registros térmicos realizados por termopares. Foi constatado que as trincas iniciaram na região periférica dos botões de solda com microestrutura martensítica, sendo observado modo de falha por arrancamento. Também foi constatado durante o processo que o revenimento foi o principal fator para a queda de dureza na zona termicamente afetada (ZTA)

25/06/2021



Análise de corrosão detecta a causa de falhas em tubos de caldeiras

Este artigo aborda um processo de avaliação dos fatores que causaram a perfuração por corrosão de tubos metálicos pertencentes a uma caldeira flamotubular, que estava em estado de hibernação, e que apresentou vazamentos quando foi submetida ao teste hidrostático. Foram realizados ensaios macrográficos, micrográficos e visual, bem como uma análise do histórico da caldeira. Constatou-se que a corrosão, localizada sob depósitos, foi causada principalmente pela presença de oxigênio dissolvido, deposição de sais e descontrole do ph.

25/06/2021



Análise da estampagem a quente para o processamento de chapas grossas de aço 22MnB5

A indústria automobilística tem usado peças estampadas a quente na construção de veículos tanto para aumentar a segurança deles como reduzir a emissão de CO2. O uso de aços ligados ao boro temperado na fabricação de componentes é uma maneira econômica de obter significativas melhorias em termos de redução de peso e segurança veicular. Neste estudo é apresentada uma abordagem numérica computacional usando um modelo de elementos finitos para estimar a taxa de transferência de calor entre o blanque (quente) de aço 22MnB5 e a ferramenta (fria), quando ambos estão em contato, sendo as chapas submetidas a diferentes pressões mecânicas e temperaturas da água nos canais de refrigeração. Também buscou-se avaliar a microestrutura das amostras submetidas a diferentes combinações das variáveis de processo, aquecendo-as até a temperatura de austenitização de 950°C e assim as mantendo por cinco minutos, resfriando-as, posteriormente, sob diferentes velocidades, sendo a microestrutura examinada ao microscópio óptico

14/06/2021



Diagnóstico em linha permite a eliminação de defeitos durante a soldagem a arco

A qualidade da junta confeccionada pelo processo automatizado de soldagem a arco depende essencialmente do domínio das variações das condições de contorno do processo, cujas principais causas para a variação dessas condições resultam preponderantemente das alterações geométricas na região da união soldada. Isso ocorre devido à ocorrência de irregularidades no posicionamento dos componentes que estão sendo soldados, às tolerâncias de fabricação associadas à preparação para o cordão de solda e em razão da dilatação térmica do componente durante a soldagem propriamente dita.

14/06/2021



Critérios de estampabilidade de chapas metálicas

Atualmente são realizados muitos testes para caracterizar as propriedades de chapas metálicas, tendo em vista que tais procedimentos podem auxiliar tanto profissionais como, por exemplo, o projetista de peças feitas a partir delas, como contribuir para que o desenvolvimento e a fabricação de um produto ocorram de forma otimizada e com o mínimo possível de defeitos na peça final. Entretanto, não existe um teste específico que possa fornecer todas as informações necessárias, sendo comumente empregados vários tipos de ensaios para a correta caracterização do processo de estampagem.

28/05/2021



Análise da microestrutura dos cordões de solda de alumínio confeccionados pelo processo TIG

A microestrutura de cordões de solda solidificados possui influência significativa sobre a susceptibilidade do metal-base ao trincamento a quente e sobre as propriedades mecânicas da junta. Grãos refinados e globulares são importantes para aumentar a resistência mecânica, ductilidade e tenacidade, e também para promover a baixa susceptibilidade ao trincamento durante a solidificação, ao contrário de grãos grosseiros e colunares. Este estudo mostrou as principais influências exercidas pelo refino de grão do metal de soldagem. Portanto, foram determinadas as influências das condições térmicas, da composição química do metal de soldagem e do número e tipo de núcleos de solidificação sobre a microestrutura no caso da soldagem TIG de três diferentes ligas de alumínio.

28/05/2021



Press hardening: desafios e potencial de expansão na indústria brasileira

Este trabalho descreve o processo de estampagem a quente comumente denominado press hardening, bem como aborda os principais tópicos de pesquisa e os atuais desenvolvimentos relacionados a ela e realizados no cluster de excelência em Chemnitz, Alemanha. Além disso, são abordados o potencial desta tecnologia no Brasil e a cooperação dos setores envolvidos.

17/05/2021



Confecção de juntas metálicas com alta resistência à fadiga soldadas sob baixo aporte de calor

É possível projetar juntas brasadas confeccionadas sob baixo aporte de calor que apresentem alta resistência à fadiga entre chapas de aço e materiais mistos, como aço e alumínio, desde que sejam selecionados os parâmetros corretos do processo de brasagem. A seleção de um tipo de cálculo adequado requer a consideração do esforço envolvido na execução dessa operação. Os conceitos otimizados de tensão nominal, que consideram a geometria da junta soldada, e a ampliada tensão no entalhe, usando os valores reais dos raios de soldagem, mostraram-se adequados. Os usuários dispõem de formulações em função da combinação selecionada para os membros da junta e do material de adição adequado para a brasagem. Além disso, deve-se observar que todas as influências decorrentes do processo de fabricação já foram consideradas ao usar corpos de prova com formato similar ao dos componentes reais.

17/05/2021



Modelamento para a conformação de chapas de aço com alta resistência – Parte 2

A previsão de falhas em componentes estruturais é essencial para viabilizar o projeto de peças industriais feitas a partir de chapas metálicas. Portanto, a previsão precisa dos danos que precedem as trincas permite o prolongamento dos limites de conformação pela estratégia de manufatura formulada com base nos resultados de simulações. O modelo apresentado na primeira parte deste trabalho (Corte e Conformação de Metais, edição 132, abril de 2016) foi aplicado para prever a ocorrência de trincas durante a estampagem profunda de uma peça usando matriz em formato de cruz, cuja capacidade foi demonstrada pela comparação de experimentos. A segunda parte deste trabalho trata da previsão de falhas devido à ocorrência de trincas. Foi observado em particular que a melhoria dos resultados da simulação em termos da previsão de falha pode ser atribuída ao fato de ter sido considerado o efeito dos estados de tensão de compressão sobre a evolução do dano. Em uma segunda aplicação foram analisados os limites de conformação num processo de dobramento ao ar usando o mesmo modelo de dano

30/04/2021



Confecção de juntas soldadas usando fontes de laser com pulso modulável

O desenvolvimento de fontes de laser de Nd:YAG com pulso modulável tornou possível variar o aporte de energia, tanto na forma de gradientes de potência como na modulação dela sobre curtas escalas de tempo. Assim, é possível adaptar as condições de acoplamento pela superelevação da potência do feixe de laser no início do pulso e influenciar dinamicamente o aporte de energia sobre o componente que está sendo soldado. Esta tecnologia vem sendo utilizada nas áreas médica e de transformação de energia solar, bem como na indústria relojoeira, em função dos materiais utilizados em suas aplicações. A liberdade de modulação estende-se desde o formato retangular normal, passando pela forma “térmica” (formato de pulso constante na região principal), em que ocorre queda contínua de potência, até seu formato “metalúrgico” (formato de pulso variável na região principal), que se caracteriza pela modulação arbitrária da potência sobre curtas escalas de tempo.

30/04/2021



A influência de trincas sobre o comportamento de juntas de aço TWIP soldadas a ponto

Devido às suas propriedades físicas peculiares, os aços TWIP (twinning-induced plasticity), que apresentam plasticidade induzida por maclação, bem como altos teores de manganês, têm alto potencial para uso em construções leves que requeiram maior resistência como, por exemplo, as voltadas para o setor de transportes. A soldagem a ponto por resistência elétrica desses aços pode levar à formação de trincas a quente no botão de solda. No caso do projeto de liga Fe-Mn-Al-Si as trincas podem, sob condições laboratoriais, alcançar até 50% do diâmetro do botão de solda, iniciando a partir do centro da junta. Foram confeccionadas juntas soldadas a ponto que continham defeitos de diferentes tamanhos, que foram submetidas a condições quase estáticas e de cargas cíclicas. Foi constatada uma queda significativa da resistência mecânica das que possuíam trincas com tamanho acima de 50% do diâmetro do botão de solda, além de uma diminuição de 20% da força de amplitude que pode ser suportada.

16/04/2021



Como os lubrificantes atuam sobre a vida útil de ferramentas de conformação de chapas

Este trabalho apresenta um equipamento desenvolvido no setor de P&D da Bruning Tecnometal Ltda., voltado para a simulação de fenômenos tribológicos observados na conformação de chapas metálicas. Foram realizados ensaios sob quatro condições diferentes de lubrificação, sendo uma delas sem esse preparo. O lubrificante utilizado foi o Ferrocote 214 M da fabricante Quaker e o material da ferramenta utilizada foi o VF 800AT. Os corpos de prova foram retirados de uma bobina laminada a frio NBR 5915, na condição decapada e oleada. Houve diferença no valor do coeficiente de atrito e no surgimento de desgaste adesivo nas ferramentas, mostrando que a lubrificação influencia significativamente a vida útil da ferramenta.

16/04/2021



Soldagem por feixe de elétrons usando múltiplas poças de fusão

A soldagem por feixe de elétrons usando múltiplas poças de fusão simultâneas oferece a possibilidade de estabelecer diferentes taxas de resfriamento para um único metal de soldagem. Durante o processamento de aços duplex, os quais se caracterizam pela transformação de fases na faixa de temperatura entre 1.200°C e 800°C, é possível exercer considerável influência sobre as características da junta soldada usando uma técnica específica. Este trabalho apresenta a tecnologia de múltiplas poças de fusão que foi desenvolvida para a soldagem de componentes com paredes espessas feitos com aço duplex, que dispensa o uso de material de adição ou tratamento térmico posterior, bem como uma análise sobre a caracterização de propriedades microestruturais, tecnológicas e mecânicas das juntas confeccionadas.

06/04/2021



Modelamento para a conformação de chapas de aço com alta resistência – Parte 1

Os aços avançados de alta resistência mecânica (advanced high strength steels, AHSS) são amplamente aplicados na confecção de peças estruturais automotivas devido às vantagens que oferecem como, por exemplo, baixo peso e bom desempenho no caso de colisões, mesmo havendo desafios associados à sua conformação e interação com outros materiais. Para que eles sejam efetivamente usados em processos de conformação, é necessário investigar os limites de sua conformabilidade durante todo o processo. Ensaios padronizados, como as curvas limites de conformação, não atendem plenamente a essas necessidades. Portanto, são preferidos modelos de dano cumulativo, acoplados ou não. Neste trabalho é apresentada uma metodologia para a previsão de falhas em ambiente industrial usando a mecânica de dano contínuo (continuum damage mechanics, CDM). A primeira parte deste trabalho enfatiza os conceitos de modelamento, caracterização do material e identificação de parâmetros. A segunda parte, a ser publicada na próxima edição, abordará as propriedades elásticas desses aços e os parâmetros para a conformação deles.

05/04/2021



Parâmetros para simulação da conformação de chapas grossas

Uma formulação de malha de elementos finitos e um algoritmo de aplicação de carga foram implementados em um software de simulação, com o objetivo de criar uma malha de elementos hexaédricos melhorada para chapas de grande espessura. Isso possibilitou maior eficiência na simulação por elementos finitos não-lineares voltada para processos de conformação de chapas grossas de aço, usando elementos sólidos tridimensionais. Um estudo foi realizado na empresa Bruning Tecnometal Ltda. para comparar os diferentes métodos de simulação com os dados experimentais, demonstrando que os elementos em 3D podem representar com razoável precisão a forma após o retorno elástico (springback), a força durante a conformação, a força de calibração e os efeitos do processo sobre a peça.

16/03/2021



Influência da configuração da junta quente no resultado da medição de temperatura por termopar

A soldagem é um processo industrial complexo que requer uma detalhada avaliação antes da sua execução. Sendo assim, para obtenção de juntas de qualidade é necessário o controle sobre as variáveis de entrada e saída. O presente trabalho visa estudar experimentalmente a influência de diferentes configurações de termopares na medição de temperatura na zona afetada pelo calor de uma junta soldada.

15/03/2021



Simulação numérica do retorno elástico no dobramento de chapas de aço

A demanda por componentes mais leves tem fomentado pesquisas sobre novos materiais capazes de garantir elevadas propriedades mecânicas. Entre eles, destacam-se os aços de Alta Resistência (AHSS), os aços de Ultra Alta Resistência (UHSS), os aços de Plasticidade Induzida por Transformação (TRIP) e os aços bifásicos Dual Phase (DP). O que diferencia estes aços dos demais é a sua maior resistência, pois permitem a fabricação de peças ou componentes mais robustos, mais resistentes e mais leves devido à menor quantidade de material que possuem. Porém, um dos principais problemas apresentados por estes materiais é o retorno elástico, também conhecido como springback, ou efeito mola, que faz com que o projeto da ferramenta se torne uma tarefa muito complexa. Além disso, problemas de minimização do retorno elástico podem gerar conflito com outros objetivos inerentes ao processo de estampagem. Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento do retorno elástico durante o processo de dobramento de chapas confeccionadas com aços Dual Phase DP 600 e DP 800. Foram realizados ensaios de dobramento e simulação por meio do método de elementos finitos usando o software Abaqus, além de terem sido aplicados cálculos propostos em literatura.

26/02/2021



Aplicação de conceitos de manufatura enxuta para redução do consumo de insumos

Este artigo trata da redução do custo produtivo de uma linha de montagem por meio da diminuição do consumo de gás de proteção para soldagem. Foi realizada uma revisão bibliográfica sobre o tema para verificar a possibilidade de aplicação dos conceitos examinados por meio de uma pesquisa-ação em uma empresa do ramo de autopeças. Foi criado um grupo de trabalho para analisar quais processos de fabricação poderiam ser otimizados, e verificado que o consumo do gás para proteçao de soldagem poderia ser reduzido. Assim, foi proposta e realizada a instalação de um controlador de fluxo de gás de proteção em uma das linhas de montagem. Os resultados obtidos foram analisados para avaliar a viabilidade técnica e econômica da aplicação para a redução do consumo de gás na empresa estudada.

26/02/2021



Análise da estampagem a quente para o processamento de chapas grossas de aço 22MnB5

A indústria automobilística tem usado peças estampadas a quente na construção de veículos tanto para aumentar a segurança deles como reduzir a emissão de CO2.

13/11/2017



Diagnóstico em linha permite a eliminação de defeitos durante a soldagem a arco

A qualidade da junta confeccionada pelo processo automatizado de soldagem a arco depende essencialmente do domínio das variações das condições de contorno do processo, cujas principais causas para a variação dessas condições resultam preponderantemente das alterações geométricas na região da união soldada.

06/11/2017



Confecção de juntas metálicas com alta resistência à fadiga soldadas sob baixo aporte de calor

É possível projetar juntas brasadas confeccionadas sob baixo aporte de calor que apresentem alta resistência à fadiga entre chapas de aço e materiais mistos, como aço e alumínio, desde que sejam selecionados os parâmetros corretos do processo de brasagem...

2016/09/20



Press hardening

Este trabalho descreve o processo de estampagem a quente comumente denominado press hardening, bem como aborda os principais tópicos de pesquisa e os atuais desenvolvimentos relacionados a ela e realizados no cluster de excelência em Chemnitz, Alemanha...

2016/09/26



Desenvolvimento de ligas com alta resistência ao impacto e à abrasão

Este trabalho teve como objetivo desenvolver ligas para deposição superficial, por meio de soldagem, que apresentem altas frações de materiais duros, boa ductilidade e capacidade de encruamento típicas do aço austenítico ao manganês e que, portanto, manifestam excelente índice de resistência a uma combinação de cargas abrasivas e de impacto...

2017/07/21



Reações exotérmicas usadas para desfazer juntas adesivadas

A união de chapas por meio de adesivos tem assumido um papel significativo na confecção de produtos, uma vez que, ao contrário do que ocorre nos processos mecânicos e térmicos, as peças a serem unidas não são afetadas. Em princípio, as juntas coladas eram irreversíveis, o que podia dificultar o reparo de componentes assim unidos...

2017/07/20



Determinação do diâmetro do botão de solda por ensaio magnético não-destrutivo

Um método de avaliação não-destrutiva de juntas soldadas a ponto por resistência elétrica foi desenvolvido por meio de pesquisas. Neste procedimento a junta é magnetizada por bobinas e o campo magnético residual (remanência) é medido subsequentemente sobre a área do ponto soldado...

2017/06/29



Aplicação de filmes DLC a plasma pode aumentar a resistência de aços

Filmes DLC (diamond-like carbon) são revestimentos metaestáveis do carbono que possuem excelentes propriedades mecânicas e tribológicas. Visando à aplicação deles em componentes mecânicos, foram caracterizadas duas camadas de DLC produzidas por deposição física de vapor (PVD/PACVD)...

2017/06/29



Determinação de parâmetros de materiais por ensaio de abaulamento

Conhecer os materiais utilizados para fabricar tubos é necessário tanto para o planejamento da manufatura da peça como para as simulações feitas pelo método de elementos finitos, sendo o ensaio de abaulamento indicado para a determinação das propriedades desses materiais...

2017/05/30



Processamento de componentes eletrônicos por meio de brasagem

A miniaturização de componentes metálicos para a fabricação de equipamentos eletrônicos é uma tendência cujo objetivo abrange processos de união por brasagem.

2017/05/29



Comportamento de tiras laminadas de cobre e alumínio durante a união a laser

Quando se une cobre e alumínio, normalmente tem-se como objetivo conseguir uma junta com as melhores propriedades elétricas possíveis. Contudo, isso leva à formação de fases intermetálicas frágeis devido à baixa solubilidade metalúrgica entre ambos os materiais.

2017/04/18



A influência da atmosfera de proteção sobre as distorções de chapas de aço soldadas pelo processo MIG/MAG

As distorções causadas pela aplicação do processo de soldagem na produção de painéis rígidos que compõem os blocos de uma embarcação constituem uma grande fonte de retrabalho em estaleiros. Com base nisso, torna-se pertinente a investigação dos efeitos que o processo de soldagem exerce sobre essas estruturas metálicas.

2017/04/17



A união sob gás de proteção na fabricação de turbinas

Este artigo trata de um sistema de soldagem a arco sob gás de proteção com folga estreita desenvolvido pela Siemens, em que o arame é guiado mecanicamente entre ambos os lados da folga,...

29/03/2017



Os efeitos da furação convencional e por escoamento em chapas de aço

Este estudo avaliou as influências dos processos de furação convencional e por escoamento em chapas de aço de alta resistência e baixa liga LN 700 com espessura de 4,25 mm.

28/03/2017



Como a composição do gás define o processo de soldagem a arco

Este artigo resume os resultados de um projeto de pesquisa sobre a influência dos gases de proteção sobre o processo de soldagem a arco aspergido. Foram discutidas as influências de gases de proteção constituídos por dois componentes...

2017/03/06



Influência do revenimento duplo sobre as propriedades de aços-ferramenta para corte a frio

O aço SAE D2 é uma das ligas mais utilizadas na indústria metalmecânica devido às suas características, principalmente em processos de conformação e corte a frio. Ele possui alta dureza e excelente estabilidade dimensional, o que dificulta a sua conformação, podendo ser submetido à têmpera convencional...

2017/03/06



VII Inventário do parque de máquinas para corte e conformação de metais

A pesquisa a partir da qual são inventariadas as máquinas-ferramenta voltadas para o corte e conformação de metais instaladas nas empresas que constam do banco de dados da Aranda Editora chega à sua 7a edição, com a apuração de dados obtidos por meio de respostas espontâneas a um questionário aplicado por via eletrônica...

2016/12/21



Uma análise dos parâmetros de puncionamento na furação de chapas

A furação de chapas realizada por puncionamento pode causar uma conicidade no furo estampado devido à folga entre punção e matriz de corte. A falta de controle dos parâmetros e as variações do diâmetro inicial e final dos furos podem inviabilizar a utilização deste método.

2016/12/21



Caracterização de juntas de aço DP600 confeccionadas por soldagem a ponto por resistência elétrica

A soldagem a ponto por resistência elétrica, uma técnica comumente usada para unir aços em aplicações automotivas, precisa ser estudada com cuidado para que sejam melhoradas as propriedades mecânicas de uniões produzidas a partir dela. O objetivo deste trabalho é caracterizar as juntas confeccionadas por soldagem a ponto por resistência elétrica de chapas de aço do tipo DP600 (bifásicos). As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram avaliadas por meio de ensaios de cisalhamento sob tração e de tração cruzada, sendo medida a evolução da temperatura ao longo do tempo durante o ciclo de soldagem. Foram correlacionadas as microestruturas observadas em diferentes partes das juntas com os seus registros térmicos realizados por termopares. Foi constatado que as trincas iniciaram na região periférica dos botões de solda com microestrutura martensítica, sendo observado modo de falha por arrancamento. Também foi constatado durante o processo que o revenimento foi o principal fator para a queda de dureza na zona termicamente afetada (ZTA).

2016/11/24



Análise de corrosão detecta a causa de falhas em tubos de caldeiras

Este artigo aborda um processo de avaliação dos fatores que causaram a perfuração por corrosão de tubos metálicos pertencentes a uma caldeira flamotubular, que estava em estado de hibernação, e que apresentou vazamentos quando foi submetida ao teste hidrostático. Foram realizados ensaios macrográficos, micrográficos e visual, bem como uma análise do histórico da caldeira. Constatou-se que a corrosão, localizada sob depósitos, foi causada principalmente pela presença de oxigênio dissolvido, deposição de sais e descontrole do ph.

2016/11/23



Revestimento à base de pós metálicos aumenta a resistência ao desgaste de componentes

Carbetos grosseiros de tungstênio e cromo, tendo ligas metálicas como agentes ligantes, são usados na produção de revestimentos cuja deposição pode ser feita por soldagem a plasma ou a laser...

2016/10/20



Estudo testa a conformabilidade de aços avançados de alta resistência pelo método de expansão de furos

Este artigo aborda os aços avançados de alta resistência (AHSS), enfatizando as subcategorias nas quais eles são divididos, bem como as formas de processá-los...

2016/10/01