UNIDADE III - ELEMENTOS DE UNIÃO PERMANENTE

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1 UNIDADE III - ELEMENTOS DE UNIÃO PERMANENTE 1 Introdução São elementos utilizados para unir peças de maneira permanente, ou seja, em caso de desmontagem das mesmas, eles precisam ser destruídos, não prestando para aplicações futuras. Estes elementos são bastante empregados no campo industrial, e para representá-los em desenho técnico há necessidade de utilizar normas. Dentre estes elementos destacam-se os rebites e as soldas. 2 - Rebites Um rebite compõe-se de um corpo em forma de eixo cilíndrico e de uma cabeça. A cabeça pode ter vários formatos. São usados na execução de caráter permanente, feitas com chapas ou perfis laminados (Figura 01). Os rebites são peças cilíndricas fabricadas em aço, alumínio, cobre ou latão, com cabeça em uma das extremidades. Unem rigidamente peças ou chapas, principalmente, em estruturas metálicas, de reservatórios, caldeiras, máquinas, navios, aviões, veículos, etc. Eles podem ser usados também da fixação de couros, madeiras, borrachas, etc Tipos de rebites e suas proporções Figura 01 Exemplo de rebite O quadro 01 a seguir mostra a classificação dos rebites em função do formato da cabeça e de seu emprego em geral. A fabricação de rebites é padronizada, ou seja, segue normas técnicas que indicam as medidas da cabeça, do corpo e do comprimento útil dos rebites. No quadro 02 a seguir estão apresentadas as proporções padronizadas para os rebites. Os valores que aparecem nas ilustrações são constantes, ou seja, nunca mudam. Além destes rebites, existem outros especiais: de tubo, de alojamento explosivo, e de rupuxo (pop). O rebite explosivo contém uma pequena cavidade cheia de carga explosiva. Ao se aplicar um dispositivo elétrico na cavidade, ocorre a explosão. O rebite de repuxo conhecido por rebite pop (ver quadro 03). É um elemento especial de união, empregado para fixar peças com rapidez, economia e simplicidade.

2 Quadro 01 - Classificação dos rebites em função do formato da cabeça e de seu emprego. Tipo de rebite Formato da cabeça Emprego Cabeça redonda larga Cabeça redonda estreita Largamente empregado devido à resistência que oferecem Cabeça escareada chata larga Cabeça escareada chata estreita Empregado em uniões que não admitem saliências Cabeça escareada com calota Empregados em uniões que admitem pequenas saliências Cabeça tipo panela Cabeça cilíndrica Usados nas uniões de chapas com espessura máxima de 7 mm

3 Quadro 02 - Proporções padronizadas para os rebites Cabeça redonda larga Cabeça redonda estreita Cabeça escareada chata larga Cabeça escareada chata estreita Cabeça escareada com calota Cabeça tipo panela Cabeça cilíndrica Quadro 03 Tipos de rebites de repuxo Códigos: D = aba abaulada K = aba escareada φ = Diâmetro do rebite H = diâmetro da aba h = altura da aba f = altura da aba escareada L = comprimento do rebite

4 Os rebites de repuxo podem ser fabricados com os seguintes materiais metálicos: aço-carbono, aço inoxidável, alumínio, cobre, liga de níquel e cobre. O comprimento útil do rebite corresponde à parte do corpo que vai formar a união. A parte que vai ficar fora da união é chamada sobra necessária e vai ser usada para formar a outra cabeça do rebite. No caso de rebite com cabeça escareada, a altura da cabeça também faz parte do seu comprimento útil. 2.2 Processo de rebitagem A segunda cabeça do rebite pode ser feita por meio de dois processos: manual e mecânico. No processo manual a segunda cabeça do rebite é feita através de pancadas de martelo até encorpar, isto é, dilatar e preencher totalmente o furo, formando uma cabeça arredondada. Esse processo é mais usado para rebitar em locais de difícil acesso ou peças pequenas. No processo mecânico utiliza-se um martelo pneumático ou de rebitadeiras pneumáticas ou hidráulicas. Esse processo é silencioso, trabalha com rapidez e permite rebitamento mais resistente, pois o rebite preenche totalmente o furo, sem deixar espaço. Tanto a rebitagem manual como a mecânica podem ser feitas a quente ou a frio. A rebitagem a quente é indicada para rebites com diâmetro superior a 6,3 mm, sendo aplicada, especialmente, em rebites de aço. A rebitagem a frio é feita em rebites com diâmetro de até 6,3 mm, se o trabalho for manual, e de 10 mm, se for à máquina. 2.3 Tipos de rebitagem Os tipos de rebitagem variam de acordo com a largura das chapas que serão rebitadas e o esforço a que serão submetidas. Assim temos a rebitagem de recobrimento, de recobrimento simples, e de recobrimento duplo. Na rebitagem de recobrimento (figura 02), as chapas são apenas sobrepostas e rebitadas. Esse tipo destinase somente a suportar esforços e é empregada na fabricação de vigas e de estruturas metálicas. Figura 02 - Rebitagem de recobrimento.

5 Na rebitagem de recobrimento simples (figura 03), as chapas se justapõem e sobre elas estendem-se uma outra chapa para cobri-las. É empregada na construção de caldeiras a vapor e recipientes de ar comprimido. Figura 04 - Rebitagem de recobrimento duplo Figura 03 rebitagem de recobrimento simples Na rebitagem de recobrimento duplo, as chapas se justapõem e são envolvidas por duas outras chapas que as recobrem dos dois lados. Usada unicamente para uma perfeita vedação. É empregada na construção de chaminés e recipientes de gás. 3 Solda 3.1 Introdução Soldagem é um processo mediante o qual se efetua a união de peças metálicas sob ação do calor, com ou sem enchimento de material metálico, de modo a realizar, nos pontos de ligação, a continuidade física entre as peças. A soldagem é o método de união de metais mais importante utilizado industrialmente, e tem um particular interesse para os engenheiros e projetistas. É utilizada na fabricação de estruturas simples, tais como grades e portões, assim como em estruturas complexas, tais como na indústria naval, petrolífera, joalheria, entre outras. Comparando com outros métodos de união, pode-se destacar a versatilidade em termos de utilização de ligas metálicas e de materiais de diferentes espessuras. Pode tanto ser utilizada no chão de fábrica, em condições de trabalho bem controladas, quanto no campo, como em estruturas elevadas e até debaixo d água. Além disso, requer menor investimento inicial e proporciona maior flexibilidade em termos de alterações no projeto. Comparando com outros métodos de fabricação: a soldagem apresenta a possibilidade de grandes variações nas espessuras das paredes; não há a necessidade de espessura mínima de parede; diferentes materiais podem ser usados; maior flexibilidade de projeto;

6 é uma união permanente e não deve ser usada em juntas que precisam ser desmontadas; baseada na aplicação de energia térmica e/ou mecânica, tende a causar o aparecimento de tensões residuais, mudanças na microestrutura e propriedades físico-mecânicas Processo de soldagem Realmente, toda soldagem é um processo de fusão, mas ao longo do tempo definiu-se que soldagem por fusão são os processos que usam gás, arco ou térmite. Na soldagem a arco, as peças metálicas a serem soldadas são levadas à temperatura de soldagem apropriada no ponto de contato pelo calor liberado nos terminais do arco, de modo que os metais se fundem completamente um no outro. Na soldagem a gás ou oxiacetileno, é produzida uma chama de alta temperatura pela queima da mistura de dois gases, geralmente oxigênio e acetileno. A soldagem por resistência elétrica é um processo que emprega calor e compressão. As partes a serem soldadas são comprimidas mecanicamente e ao mesmo tempo são levadas à temperatura de fusão pela passagem de uma intensa corrente elétrica através da junção. A seguir, no quadro 03, são mostrados os tipos básicos de juntas que são classificadas segundo o método de montagem das peças. As soldas aplicáveis a cada tipo de junta são enumeradas ao lado Símbolo de soldagem Distinção entre símbolo de solda e símbolo de soldagem Existe uma diferença entre os termos símbolo de solda e símbolo de soldagem. O símbolo de solda é ideográfico e é usado para representar o tipo de solda. O símbolo de soldagem consiste nos elementos necessários para a definição completa da soldagem desejada. Os símbolos de solda devem ser como os mostrados no quadro 04 e ser colocados na linha de referência. Os símbolos de soldagem consistem de alguns elementos como mostrados na figura 05. Somente a linha de referência e a seta são obrigatórias. Elementos adicionais podem ser incluídos para transmitir informações sobre a soldagem. Alternativamente, informações sobre a soldagem podem ser transmitidas de outras maneiras, tais como notas no desenho, detalhes, especificações, códigos ou outros desenhos que eliminam a necessidade de incluir os elementos correspondentes no símbolo de soldagem. Todos os símbolos, quando usados, têm sua localização específica no símbolo de soldagem, como mostrado na figura 05. Não há necessidade de incluir todos os elementos no símbolo de soldagem, mas é obrigatório que cada elemento incluído esteja em sua localização correta. Símbolos complementares podem ser usados em conexão com o símbolo de soldagem. Quando esse for usado deve ser como mostrado no quadro 04.

7 Quadro 03 Tipos de juntas e os tipos de soldas aplicáveis TIPOS DE JUNTAS TOPO SOBREPOSTA TIPOS DE SOLDAS APLICÁVEIS sem chanfro com chanfro em V com chanfro em bisel com chanfro em U com chanfro em J de topo com chanfro de ranhura de bujão ou tampão de projeção por pontos com chanfro em J com costura chanfro em bisel chanfro em J em ângulo ÂNGULO OU T QUINA ARESTA sem chanfro com chanfro em V com chanfro em bisel com chanfro em U com chanfro em J em ângulo sem chanfro com chanfro em V com chanfro em bisel com chanfro em U com chanfro em J por pontos por projeção com costura Localização do símbolo de soldagem A seta do símbolo de soldagem deve apontar para uma linha no desenho a qual conclusivamente identifica a junta proposta. É recomendado que a seta aponte para a linha sólida (contorno visível do objeto); entretanto, a seta pode apontar para a linha tracejada (contorno invisível do objeto).

8 Os exemplos dados no quadro 04 são somente ilustrativos e pretendem somente demonstrar os princípios envolvidos na aplicação apropriada. Não representam práticas de desenho ou substituem códigos ou especificações requeridas. Quadro 04 Símbolos ilustrativos de solda e símbolos complementares. OBS: Os símbolos podem ser desenhados com instrumento ou à mão livre. Nas soldas paralela e de filete não há preparação da peça para soldagem. Nas soldas em V ou X, em bisel ou ½ V, em U ou duplo U, em J ou duplo J, etc. é necessário a preparação da peça para soldagem, e o símbolo é a forma da preparação. A solda de filete ou em ângulo geralmente é aplicada em peças que formam entre si um ângulo próximo de 90 o, ou seja, cantos de peças sobrepostas ou montagens em forma de T, Símbolo completo de soldagem A figura 05 a seguir mostra o símbolo completo de soldagem. Quando as soldas a serem indicadas não precisar de precisão de forma, das dimensões e do processo, faz-se uso do símbolo S colocado no traço de referência. Quando se desejar, podem ser colocadas num desenho notas gerais, como as seguintes, para fornecer uma informação detalhada pertinente às soldas predominantes, não sendo necessário repetir esta informação nos símbolos: A não ser que se indique de outro modo, todas as soldas de filete têm o tamanho de 5/16 pol.

9 Figura 05 símbolo completo de soldagem Informações aplicáveis à junta do lado da seta devem ser colocadas abaixo da linha de referência. Informações aplicáveis à junta do lado oposto da seta devem ser colocadas acima da linha de referência. Nos símbolos de soldas de filetes, chanfradas e de bordas, a seta deve conectar a linha de referência do símbolo de soldagem a um lado da junta e este lado deve ser considerado o lado da seta da junta. O lado oposto à seta da junta deve ser considerado o outro lado da junta. Figura 06 utilização das informações no símbolo de soldagem. Nos símbolos de soldas tampão, de proteção, de ponto e de costura, a seta deve conectar a linha de referência da solda a superfície externa de um dos membros da junta, na linha de centro da solda desejada. O membro para qual a seta aponta deve ser considerado o membro do lado da seta. O outro membro da junta deve ser considerado o membro do outro lado da seta. Alguns símbolos de solda não têm o significado lado da seta e outro lado da seta, embora símbolos suplementares usados em conjunto com eles possam ter tais significados.

10 3.4 - Localização da solda em relação à junta Lados da seta Soldas no lado da seta da junta devem ser especificadas colocando o símbolo da solda abaixo da linha de referência (figura 07). Soldas no outro lado da seta da junta devem ser especificadas colocando o símbolo de solda. (figura 08) Figura 07 símbolo da solda abaixo da linha de referência Figura 08 símbolo da solda acima da linha de referência. Soldas em ambos os lados da junta devem ser especificadas colocando o símbolo da solda em ambas as posições, tanto acima quanto abaixo da linha de referência. O quadro 05 mostra a representação convencional (primeira coluna) e a representação esquemática (segunda coluna) da solda, ilustrando a especificação acima e abaixo da linha de referência Símbolos de solda simétricas e assimétricas Se os símbolos de solda usados, em ambos os lados da linha de referência, tiverem eixos de simetria que sejam perpendiculares, ou normais à linha de referência, então estes eixos dos símbolos devem estar diretamente alinhados através da linha de referência. Soldas intermitentes são uma exceção (figura 09). Figura 09 símbolos de soldas simétricas

11 Quadro 05 Convenção de aplicação do lado da seta e lado oposto da seta. Se ambos os símbolos de solda usados não têm um eixo de simetria perpendicular, ou normais à linha de referência, então os lados esquerdos dos símbolos devem estar diretamente alinhados através da linha de referência. Soldas intermitentes são uma exceção (figura 10). Figura 10 - símbolos de soldas assimétricas

12 Orientações dos símbolos e da seta Os símbolos de solda do tipo filete, chanfrados em bisel, ou meio V, J ou meio U devem ser posicionados com a perna perpendicular sempre para a esquerda (figura 11). Figura 11 - Orientações de símbolos específicos de solda Quando somente um membro da junta deve ter um chanfro do tipo bisel ou J, a seta deve ter uma quebra e apontar diretamente para aquele membro. A seta não precisa ser quebrada se estiver óbvio qual o membro da junta deve ter o chanfro. Também, não deve ser quebrada se não houver preferência de qual dos membros deve ser chanfrado (figura 12). Figura 12 - Quebra na seta Para juntas que requeiram mais de um tipo de solda, um símbolo pode ser usado para especificar cada solda (figura 13). Figura 13 - Símbolos de soldas combinadas Duas ou mais setas podem ser usadas com uma única linha de referência para apontar para localizações onde são especificadas soldas idênticas (figura 14). Figura 14 - Linhas de setas múltiplas

13 Quadro 06 Aplicação da quebra da seta no símbolo de soldagem A extremidade oposta à seta pode ser usada para especificar dados suplementares ao símbolo da solda, inclusive processos aliados adicionando as letras apropriadas que os designam. Especificações, códigos ou quaisquer outros documentos aplicáveis podem ser especificados na extremidade do símbolo de soldagem. Informações contidas no documento referido não precisam ser repetidas no símbolo de soldagem. Quando nenhuma referência ou dados suplementares for requerido, a extremidade do símbolo de soldagem pode ser omitida (figura 15). Figura 15 - Dados complementares ao símbolo da solda Repetições de símbolos de soldagem idênticos em um desenho podem ser evitadas pela designação de um único símbolo de soldagem como típico e apontando a seta para a junta representativa. O projetista pode fornecer informações adicionais para identificar completamente todas as juntas que se aplica (figura 16). Figura 16 - Símbolos de solda designados como típicos

14 Quando necessário, o símbolo de solda em todo o contorno deve ser colocado na junção entre a linha de referência e a linha da seta para cada operação para qual for aplicável. O símbolo de solda de campo pode ser aplicado na mesma localização (figura 17). Nas soldas de montagem (soldas que não são feitas numa oficina ou no local de construção inicial) são indicadas por meio de uma circunferência como na solda de contorno, porém com interior preenchido, ou seja, em negrito. Figura 17 - Símbolos de solda de campo e em todo o contorno Soldas de campo (soldas que não são feitas no local inicial de construção) devem ser especificadas adicionando o símbolo de solda de campo. A bandeira deve ser colocada no mesmo lado da junção da linha de referência com a linha da seta (figura 18). Figura 18 - Símbolo de solda de campo As soldas por pontos são representadas com um X cruzando sobre a linha de referência e uma linha na vertical. As duas linhas do X, a linha de referência e a linha da vertical interceptam no mesmo ponto. As suas dimensões podem ser indicadas em qualquer dos lados da linha de referência. As soldas com costura são representadas com três X, um unido ao outro pela extremidade das linhas, cruzando com a linha de referência, ou seja, centrados na mesma. As suas dimensões podem ser indicadas em qualquer dos lados da linha de referência. 3.4 Acabamento das soldas Soldas a serem feitas com contornos planos, côncavos ou convexos aproximados, sem o uso de acabamento mecânico, devem ser especificadas adicionando os símbolos de contorno plano, côncavo ou convexo ao símbolo da solda. Soldas para serem mecanicamente acabadas com contornos planos, côncavos ou convexos aproximados, devem ser especificadas adicionando o símbolo de contorno apropriado ao símbolo de soldagem.

15 Os seguintes símbolos de acabamento podem ser usados para especificar o método de acabamento, mas não o grau de acabamento (figura 19): CHIPPING = Tirar cavaco GRIDING = Esmerilhar HAMMERING = Martelamento MACHINING = Usinagem ROLLING = Rolamento Figura 19 símbolos indicativos do método de acabamento As soldas que devem ser acabadas aproximadamente planas, côncavas ou convexas com um método não especificado, devem ser indicadas adicionando-se a letra U ao símbolo de contorno apropriado. A altura da raiz de reforço pode ser especificada colocando-se a dimensão requerida à esquerda do símbolo, mas pode não ser especificada (figura 20) Soldas em chanfros Figura 20 representação da dimensão da altura da raiz de reforço As dimensões de solda em juntas chanfradas (chanfro único) devem ser especificadas do mesmo lado da linha de referência que o símbolo de solda (figura 21). Figura 21 - Dimensões de solda em chanfro duplo Cada chanfro de uma solda em chanfro duplo deve ser dimensionado; entretanto, a abertura da raiz precisa aparecer somente uma vez (figura 22). Figura 22 - Dimensões de solda em chanfro duplo

16 A profundidade do chanfro (S) e a dimensão da solda (E) em uma junta chanfrada devem ser colocadas à esquerda do símbolo da solda (figura 23). Figura 23 - Profundidade do chanfro e dimensão da solda A omissão da profundidade do chanfro e a dimensão da solda em uma junta chanfrada, indica que uma completa penetração é requerida. A dimensão de soldas em juntas chanfradas que se estendem somente parcialmente através da junta, deve ser especificada entre parênteses na simbologia de soldagem. A dimensão de soldas em juntas chanfradas assimétricas, que não estendem completamente através da junta, deve ser especificada entre parênteses na simbologia de soldagem (figura 24). Figura 24 - Dimensão de soldas em juntas chanfradas assimétricas Uma dimensão que não esteja entre parênteses à esquerda de um símbolo de solda do tipo bisel, V, J ou U, especifica somente a profundidade do chanfro (figura 25). Figura 25 - Profundidade do chanfro. Um símbolo de solda com a profundidade do chanfro especificada e a dimensão da solda não incluída e não especificada em qualquer outro lugar, pode ser usada para especificar uma solda de chanfro não menor que a profundidade do chanfro (figura 26). Figura 26 - Profundidade do chanfro especificada Como mencionado anteriormente, quando o símbolo de soldagem apresenta a seta quebrada se refere a um chanfro feito exclusivamente em um dos membros da junta. Porém, uma seta reta pode ser usada quando qualquer um dos membros pode ser chanfrado em bisel ou J. Isto é válido também para juntas em duplo V ou duplo J.

17 O comprimento de uma solda em junta chanfrada, quando indicado no símbolo de soldagem, deve ser especificado à direita do símbolo da solda (figura 26). Figura 26 - Comprimento das soldas em juntas chanfradas Quando a soldagem é para ser feita em todo o comprimento da junta, a dimensão não precisa ser especificada no símbolo de soldagem Soldas de filetes (ângulos) As dimensões das soldas de filetes devem ser mostradas do mesmo lado da linha de referência que o símbolo de solda, à esquerda do símbolo de solda. Para as soldas em ambos os lados da junta, ambas devem ser especificadas, não importando se as dimensões são iguais ou diferentes. As dimensões para soldas com pernas de tamanhos diferentes devem ser especificadas como mostrado na figura 27. Figura 27 representação das dimensões de soldas de filetes O comprimento de uma solda de filete, quando indicado no símbolo de soldagem, deve ser especificado à direita do símbolo de solda. Quando uma solda de filete se estende por todo o comprimento da junta, não é necessário especificar o comprimento da solda no símbolo de soldagem. Comprimentos específicos de soldas de filete e suas localizações, podem ser especificados pela simbologia em conjunção com linhas de cota. Representações gráficas podem ser usadas para mostrar as regiões das soldas (figura 28). Figura 28 comprimentos de soldas de filete e suas localizações

18 3.7 - Soldas intermitentes O passo das soldas intermitentes deve ser a distância entre os centros dos segmentos de solda adjacentes em um lado da junta. Deve ser especificado à direita do comprimento da solda precedido de um hífen (figura 29). Figura 29 - passo de soldas intermitentes As dimensões de soldas intermitentes alinhadas devem ser especificadas em ambos os lados da linha de referência. Os segmentos das soldas intermitentes alinhadas devem ser opostos entre si através da junta (figura 30). Figura 30 dimensões de soldas intermitentes alinhadas As dimensões de soldas intermitentes intercaladas devem ser especificadas em ambos os lados da linha de referência e os símbolos de solda devem estar deslocados nos lados opostos à linha de referência. Os segmentos das soldas intermitentes intercaladas devem ser simetricamente espaçados em ambos os lados da junta (figura 31).

19 Figura 31 dimensões de soldas intermitentes intercaladas Os quadros 07 e 08 a seguir mostram exemplos de combinações de símbolos de soldas, aplicação de dimensões, etc.

20 Quadro 07 Combinações de símbolos de soldas.

21 Quadro 08 Tipos e dimensionamento de soldas

22 Quadro 08 Tipos e dimensionamento de soldas (continuação).

23 Quadro 08 Tipos e dimensionamento de soldas (continuação).

24 Quadro 08 Tipos e dimensionamento de soldas (continuação). O quadro 09 a seguir mostra o desenho da solda desejada, o símbolo aplicado e o significado deste símbolo.

25 Quadro 09 Solda desejada, símbolo aplicado e significado do símbolo.

26 Quadro 09 Solda desejada, símbolo aplicado e significado do símbolo (contibuação).

27 Quadro 09 Solda desejada, símbolo aplicado e significado do símbolo (contibuação).

28 7 Bibliografia Telecurso Curso profissionalizante Elementos de máquinas Vol. 1. Fundação Roberto Marinho, Rio de Janeiro, p. Mane, G., Pozza, R., Scarato, G. Desenho Técnico Mecânico. Editora Hemus, 2004, Vol p. French, T. E., Vierck, C. J. Desenho técnico e tecnologia gráfica. Editora Globo, São Paulo, 2005, 8 a edição p. Lobato, R. Apostila básica de representação técnica III. UEMG.