Artigos Técnicos




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