Contribuição técnica nº 33. Comprometimento da resistência de ligações soldadas devido a problemas operacionais na soldagem
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- Alexandre de Caminha Figueiroa
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1 Contribuição técnica nº 33 Comprometimento da resistência de ligações soldadas devido a problemas operacionais na soldagem
2 CONSTRUMETAL CONGRESSO LATINO-AMERICANO DA CONSTRUÇÃO METÁLICA São Paulo Brasil 31 de agosto a 02 de setembro 2010 Comprometimento da resistência de ligações soldadas devido a problemas operacionais na soldagem Autor: Eng. Civil Renato Ferreira Professor Orientador: Eng. Civil M Sc. Thiago Dias de Araujo e Silva Este trabalho tem o propósito de analisar o comprometimento da resistência de ligações soldadas devido a problemas operacionais na soldagem, pois as estruturas metálicas são constituídas pela associação de pequenos elementos, sendo a solda hoje amplamente utilizada neste propósito. Sob o aspecto teórico a solda é o melhor dispositivo de ligação, pois assegura na junta continuidade das propriedades químicas e físicas da peça, propiciando a satisfação estrutural, economia e aproveitamento de material, redução dos elementos de ligações, maior rigidez estrutural, redução significativa de peso em aço e agilidade na fabricação e montagem. Todavia a prática mostra que a solda é propensa à manifestação de deformidades que comprometem seu o desempenho, pois ocasionam a redução da sua área útil. No ano de 2007 o Prof. M.Sc. Thiago Dias promoveu um estudo de caso sobre a ausência de qualidade nos procedimentos de soldagem, que resultou na falência dos cordões de solda, deste modo tornando evidente o comprometimento das ligações soldadas, portanto este estudo busca examinar o grau de comprometimento das estruturas soldadas, executadas pelo processo de soldagem com eletrodo revestido, mediante a interferência intencional dos principais problemas operacionais, relatados na literatura e que acometem comumente a idoneidade da soldagem, refutando seu delineamento. Para tanto foram confeccionados corpos-de-prova com junta soldada simulando a soldagem sob alta amperagem, baixa amperagem, ocorrência de incrustação de escória, sem chanfro, com eletrodo submetido à umidade, soldagem livre, a critério do soldador e sem penetração. Os corpos-de-prova foram posteriormente submetidos a ensaio de tração. Salienta-se que esta perscrutação é fundamentada pela literatura de solda, portanto busca condenar a incúria dos procedimentos de soldagem, assim não contrapondo a solda como elemento de eficaz de ligação estrutural. Palavras-chave: Solda. Soldagem. Procedimento. Ligação. Desempenho. Corpo-de-prova.
3 Comprometimento da resistência de ligações soldadas devido a problemas operacionais na soldagem 1 ESTUDO DE CASO 1.1 TESE DE MESTRADO ENGº CIVIL THIAGO DIAS; 1.2 PESQUISA REALIZADA NA SANEATINS; 1.3 TRABALHO FINAL DE CURSO DO ENGº CIVIL RENATO FERREIRA BARROS.
4 PROGRAMA EXPERIMENTAL - Instrumentação - Macaco hidráulico - Deflectômetros - Célula de carga - Ensaio -Carregamento - Esquema - Extensômetros - Até a carga de ruptura intervalos de 2 tf
5 2 -PROGRAMA EXPERIMENTAL
6
7 1.1.2 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS - VIGA 01 CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL 600,00 CARGA (tf) 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 0,00 5,00 10,00 15,00 DESL. VERTICAL (mm) R2 R3 R4 R5 R6 Teórico
8 1.1.3 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS - VIGA 02 CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL 600,00 CARGA (tf) 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 0,00 5,00 10,00 DESL. VERTICAL (mm) R2 R3 R4 R5 R6 Teórico
9 1.1.4 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS - VIGA 03 CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL CARGA (tf) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 0,00 5,00 10,00 15,00 R2 R3 R4 R5 R6 Teórico DESL. VERTICAL (mm)
10 1.1.5 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS - VIGA 04 CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL CARGA (tf) 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 0,00 5,00 10,00 15,00 DESL. VERTICAL (mm) R2 R3 R4 R5 R6 Teórico
11 1.1.6 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS - VIGA 05 CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL CARGA (tf 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 DESL. VERTICAL (mm) R2 R3 R4 R5 R6 Teórico
12 1.1.7 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS - VIGA 06 CARGA X DESLOCAMENTO VERTICAL 600,00 CARGA (tf) 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 DESL. VERTICAL (mm) R2 R3 R4 R5 R6 Teórico
13 1.1.8 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS VIGAS ENSAIADAS-ENSAIO EXPERIMENTAL VIGA VALORES CALCULADOS RESULTADOS 01 MN=W.fy (tf.m) Py (tf) Mpl (tf.m) Múltimo (tf.m) P último (tf) Modo de Falha 20,02 40,04 FLM* 02 24,20 48,40 FLM* 03 17,95 35,90 FLM* 12,42 32,30 16, ,52 41,04 FLM* 05 20,00 40,00 FLM* 06 22,95 45,90 FLM*
14 1.2.1 PESQUISA REALISADA NA SANEATINS ENSAIO DE TRAÇÃO DE CHAPAS DE AÇO SAC-41 COM DIFERENTES CONFIGURAÇÕES DE SOLDA CP1- Solda com resfriamento rápido. CP4- Solda com amperagem CP2- Solda bem executada. CP5- Solda com amperagem CP3- Solda com incrustação de escória. CP6- Solda com umidade
15 1.2.2 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS CP1- Solda com resfriamento rápido. - Tensão de ruptura: 381,0 Mpa - Ponto de ruptura: ruptura na solda
16 1.2.3 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS CP2- Solda bem executada. - Tensão de ruptura: 423,3 Mpa - Ponto de ruptura: ruptura na chapa
17 1.2.4 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS CP3- Solda com incrustação de escória. - Tensão de ruptura: 295,5 Mpa - Ponto de ruptura: ruptura na solda
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21 1.2.5 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS CP4- Solda com amperagem alta (230 amp). - Tensão de ruptura: 307,4 Mpa - Ponto de ruptura: ruptura na solda
22
23 1.2.6 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS CP5- Solda com amperagem baixa (80 amp). - Tensão de ruptura: 401,6 Mpa - Ponto de ruptura: ruptura na solda
24 1.2.8 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS CP6- Solda com umidade. - Tensão de ruptura: 355,5 Mpa - Ponto de ruptura: ruptura na solda
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26 Nº Modo de execução Ponto de ruptura Tensão máxima Relação c/ CP01 Mpa % CP1 Solda com resfriamento rápido Ruptura na solda % CP2 Solda Bem executada Ruptura na chapa CP3 Solda com escória de ferro Ruptura na solda % CP4 Solda com amperagem alta Ruptura na solda % CP5 Solda com amperagem baixa Ruptura na solda % CP6 Solda com umidade Ruptura na solda %
27 1.3.1 TRABALHO FINAL DE CURSO DO ENGº CIVIL RENATO Referência Soldagem Descontinuidade Ângulo excessivo de reforço, sobreposição, respingos e rechupe de cratera. Alta amperagem Baixa amperagem Incrustação de escória Respingos, porosidade, incrustação de escória, penetração excessiva e trincas. Mordedura, ângulo excessivo de reforço, falta de fusão e penetração, rechupe de cratera e sobreposição. Inclusão de escória, ângulo excessivo de reforço, falta de penetração, sobreposição, furos, porosidade, rechupe de cratera e trincas. Sem chanfro Eletrodo úmido Mordedura, ângulo excessivo de reforço, falta de penetração, sobreposição e trincas. Mordedura, ângulo excessivo de reforço, falta de penetração e fusão, sobreposição, inclusão de escória, respingos, furos, porosidade, rechupe de cratera e trincas. Livre Mordedura, respingos, falta de penetração e rechupe de cratera. Sem Penetração Mordedura, respingos, falta de penetração, rechupe de cratera, ângulo excessivo de reforço e sobreposição.
28 1.3.2 TRABALHO FINAL DE CURSO DO ENGº CIVIL RENATO FERREIRA Fotografia de solda apresentando mordedura, respingos, porosidade, furo, e falta de fusão Fotografia de solda apresentando rechupe e trinca de cratera e inclusão de escória Fotografia de solda apresentando porosidade, inclusão de escória, falta de fusão, trinca de margem Fotografia de solda apresentando trinca transversal
29 Gráfico da tensão média de escoamento. Gráfico da tensão média máxima.
30 End. 106sul, al. 03, lot.16, casa 01, cond. Belo Vale Palmas TO Fone: (63) (63)
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