20
Dimensionamento de Juntas Soldadas Elementos de Maquinas I Elementos de Maquinas I - - 2001 2001 Faculdade de Engenharia Mecnica da Unicamp Faculdade de Engenharia Mecnica da Unicamp Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Junior Prof. Dr. Auteliano Antunes dos Santos Junior

Dimensionamento de Juntas Soldadas Elementos de Maquinas I

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Page 1: Dimensionamento de Juntas Soldadas Elementos de Maquinas I

Dim

ensi

onam

ento

de

Junt

as S

olda

das

Elem

ento

s de

Maq

uina

s I

Elem

ento

s de

Maq

uina

s I --

2001

2001

Facu

ldad

e de

Eng

enha

ria M

ecân

ica

da U

nica

mp

Facu

ldad

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Eng

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nica

mp

Prof

. Dr.

Aut

elia

no A

ntun

es d

os S

anto

s Ju

nior

Prof

. Dr.

Aut

elia

no A

ntun

es d

os S

anto

s Ju

nior

Page 2: Dimensionamento de Juntas Soldadas Elementos de Maquinas I

Aut

elia

no A

. San

tos

Juni

or-2

001

Obj

etiv

os d

a A

ula:

Obj

etiv

os d

a A

ula:

Ao

Ao

final

fin

al d

esta

aul

ade

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aula

o o al

uno

deve

est

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pto

alun

o de

ve e

star

apt

oa:a:

!!Id

entif

icar

os

tipos

de

solic

itaçã

o em

sol

das

Iden

tific

ar o

s tip

os d

e so

licita

ção

em s

olda

s

!!C

alcu

lar a

s Te

nsõe

s em

sol

das

de to

po e

de

filet

eC

alcu

lar a

s Te

nsõe

s em

sol

das

de to

po e

de

filet

e

!!D

imen

sion

ar a

s so

ldas

Dim

ensi

onar

as

sold

as

2

Page 3: Dimensionamento de Juntas Soldadas Elementos de Maquinas I

Aut

elia

no A

. San

tos

Juni

or-2

001

Uso

das

Sol

das

Exem

plos

Exem

plos

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Aut

elia

no A

. San

tos

Juni

or-2

001

Tipo

s de

Sol

daTi

pos

de S

olda

!!So

lda

Elét

rica

Sold

a El

étric

a : :

usa

vare

tas

de

sold

a co

m

reve

stim

ento

qu

e se

us

a va

reta

s de

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lda

com

re

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imen

to

que

se

vapo

riza,

pro

tege

ndo

a so

ldag

em (E

x. C

Ova

poriz

a, p

rote

gend

o a

sold

agem

(Ex.

CO

22, A

rgôn

io)

, Arg

ônio

)!!

MIG

MIG

(Sol

da c

om g

ás i

nert

e)

(Sol

da c

om g

ás i

nert

e)

--G

as

circ

unda

el

etro

do

dura

nte

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el

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ldag

em. E

letr

odo

cons

umív

elso

ldag

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letr

odo

cons

umív

el!!

TIG

TIG

--El

etro

do n

ão c

onsu

mív

el. V

aret

a de

sol

da e

xter

na: u

sa h

élio

ou

El

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ar

gôni

o qu

e en

volv

e o

elet

rodo

.ar

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rodo

.!!

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bmer

soA

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Subm

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: : Pa

ra

supe

rfíc

ies

plan

as.

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eria

l gr

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é Pa

ra

supe

rfíc

ies

plan

as.

Mat

eria

l gr

anul

ar

é de

posi

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na

fren

te d

a so

lda

e co

bre

a re

gião

a s

er s

olda

de. E

lde

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na

fren

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a so

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e co

bre

a re

gião

a s

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de. E

l etr

odo

etro

do

cons

umív

el

cria

a

sold

a pr

oteg

ido

pelo

fil

me

que

é cr

iado

so

b co

nsum

ível

cr

ia

a so

lda

prot

egid

o pe

lo

film

e qu

e é

cria

do

sob

aque

cim

ento

a p

artir

do

mat

eria

l gra

nula

r.aq

ueci

men

to a

par

tir d

o m

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ial g

ranu

lar.

!!So

ldag

em p

or r

esis

tênc

iaSo

ldag

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or r

esis

tênc

ia: :

Pass

agem

de

corr

ente

elé

tric

a aq

uece

as

Pass

agem

de

corr

ente

elé

tric

a aq

uece

as

supe

rfíc

ies

em c

onta

to s

ob p

ress

ão c

ausa

ndo

a so

ldag

emsu

perf

ície

s em

con

tato

sob

pre

ssão

cau

sand

o a

sold

agem

!!A

quec

imen

to:

Aqu

ecim

ento

: por

gás

, las

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eixe

de

elét

rons

, �

por g

ás, l

aser

, fei

xe d

e el

étro

ns, �

⇒⇒Fu

são

Fusã

o

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Aut

elia

no A

. San

tos

Juni

or-2

001

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Fato

res

Fato

res

que

influ

enci

am a

qua

lidad

e da

sol

daqu

e in

fluen

ciam

a q

ualid

ade

da s

olda

!!A

ltera

ções

met

alúr

gica

s ca

usad

as p

elo

calo

rA

ltera

ções

met

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gica

s ca

usad

as p

elo

calo

r!!

Tens

ões

resi

duai

s ca

usad

as p

elo

grad

ient

e té

rmic

oTe

nsõe

s re

sidu

ais

caus

adas

pel

o gr

adie

nte

térm

ico

!!D

efor

maç

ão p

erm

anen

te d

os e

lem

ento

s en

volv

idos

Def

orm

ação

per

man

ente

dos

ele

men

tos

envo

lvid

os

Solu

ções

Solu

ções

::!!

Shot

Shot

-- pee

ning

peen

ing

!!A

lívio

de

tens

ões

Alív

io d

e te

nsõe

s!!

Aqu

ecim

ento

do

conj

unto

à t

empe

ratu

ra e

leva

da a

ntes

da

Aqu

ecim

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do

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à t

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da a

ntes

da

sold

agem

sold

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!!Se

guir

códi

gos

e no

rmas

per

tinen

tes

Segu

ir có

digo

s e

norm

as p

ertin

ente

s!!

Cas

os d

e ris

co: t

esta

r pre

viam

ente

em

pro

tótip

osC

asos

de

risco

: tes

tar p

revi

amen

te e

m p

rotó

tipos

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001

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Elet

rodo

Con

sum

ível

:

-Sem

elha

nte

ao m

ater

ial s

olda

do

-Esp

ecifi

caçã

o: A

WS

E60X

X

E =

Tipo

de

Sold

a (e

letr

ica)

60 =

Res

istê

ncia

à tr

ação

[ksi

]XX

= d

etal

hes

do p

roce

sso

de s

olda

gem

Sold

a de

boa

qua

lidad

e :

⇒So

lda

sem

per

da d

e pr

oprie

dade

dos

mat

eria

is s

olda

dos

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Aut

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001

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Sold

a de

Top

o:

File

te d

e So

lda

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Aut

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no A

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Juni

or-2

001

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Cla

ssifi

caçã

o:

Cla

ssifi

caçã

o:

!!Pa

rale

los

Para

lelo

s ⇒⇒

Cis

alha

men

toC

isal

ham

ento

!!Tr

ansv

ersa

is

Tran

sver

sais

⇒⇒C

isal

ham

ento

e T

raçã

oC

isal

ham

ento

e T

raçã

o

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elia

no A

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001

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Sold

a so

b Tr

ação

e C

isal

ham

ento

Tam

anho

da

Sold

a ou

do

filet

e (h

): Ta

man

ho d

a So

lda

ou d

o fil

ete

(h):

Valo

res

prát

icos

:Va

lore

s pr

átic

os:

3 m

m p

ara

plac

as d

e at

é 6

mm

de

espe

ssur

a3

mm

par

a pl

acas

de

até

6 m

m d

e es

pess

ura

15 m

m o

u m

ais

para

pla

cas

de 1

50 m

m15

mm

ou

mai

s pa

ra p

laca

s de

150

mm

Áre

a tr

ansv

ersa

l de

solic

itaçã

o: A

= t.

rea

tran

sver

sal d

e so

licita

ção:

A =

t.L

!!t t :

esp

essu

ra tr

ansv

esal

: esp

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ansv

esal

!!So

lda

com

dim

ensõ

es ig

uais

e re

ta

Sold

a co

m d

imen

sões

igua

is e

reta

⇒⇒t =

0,7

07 h

t = 0

,707

h!!

Crit

ério

de

falh

a co

nven

cion

ado:

C

ritér

io d

e fa

lha

conv

enci

onad

o:

-- Cis

alha

men

to d

a ár

ea tr

ansv

ersa

l C

isal

ham

ento

da

área

tran

sver

sal

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or-2

001

Exem

plo:

Exem

plo:

1) A

s pl

acas

na

figur

a sã

o de

12

mm

de

espe

ssur

a e

os m

ater

iais

1)

As

plac

as n

a fig

ura

são

de 1

2 m

m d

e es

pess

ura

e os

mat

eria

is t

em

tem

SS yy

= 35

0 M

Pa. C

ada

sold

a te

m 5

0 m

m d

e co

mpr

imen

to e

o m

ater

ial

= 35

0 M

Pa. C

ada

sold

a te

m 5

0 m

m d

e co

mpr

imen

to e

o m

ater

ial

tam

bem

tem

o m

esm

o lim

ite d

e es

coam

ento

. C

onsi

dera

ndo

altu

ra

tam

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tem

o m

esm

o lim

ite d

e es

coam

ento

. C

onsi

dera

ndo

altu

ra

de s

olda

de

6 m

m, q

ual a

forç

a m

áxim

a qu

e po

de s

er s

upor

tada

pel

de s

olda

de

6 m

m, q

ual a

forç

a m

áxim

a qu

e po

de s

er s

upor

tada

pel

a a ju

nção

? R

epet

ir o

cálc

ulo

para

o

segu

ndo

arra

njo.

A

dota

r ju

nção

? R

epet

ir o

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para

o

segu

ndo

arra

njo.

A

dota

r co

efic

ient

e de

seg

uran

ça ig

ual a

3.

coef

icie

nte

de s

egur

ança

igua

l a 3

.

Fig.

1Fi

g. 1

Fig.

2Fi

g. 2

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001

Junt

as S

olda

das

suje

itas

a Fl

exão

e T

orçã

oJu

ntas

Sol

dada

s su

jeita

s a

Flex

ão e

Tor

ção

Torç

ãoTo

rção

AFJrT

+=.

τ

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001

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001

Junt

as S

olda

das

suje

itas

a Fl

exão

e T

orçã

oJu

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Sol

dada

s su

jeita

s a

Flex

ão e

Tor

ção

Flex

ãoFl

exão

AFIcM

+=

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001

Sold

as

Sold

as a

a Fl

exao

Flex

ao

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001

Mom

ento

s de

Inér

cia

dos

filet

esM

omen

tos

de In

érci

a do

s fil

etes

Hip

ótes

eH

ipót

ese :

: ttre

pres

enta

a la

rgur

a do

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te p

ara

o ci

salh

amen

tore

pres

enta

a la

rgur

a do

file

te p

ara

o ci

salh

amen

to

∫∫

==

=2 0

32

2'

12.

...2L

Xt

Ldyt

ydA

yI

23

2'

..12.

.bt

Lt

LbA

II

XX

+=

+=

0'=

YI

22

'..

.at

LaA

II

YY

=+

=

).(.

12.

22

3

ba

tL

tL

II

JY

X+

+=

+=

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Aut

elia

no A

. San

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Juni

or-2

001

Mom

ento

s de

Inér

cia

dos

filet

esM

omen

tos

de In

érci

a do

s fil

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Hip

ótes

eH

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: ttre

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te p

ara

o ci

salh

amen

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file

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ara

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∫∫

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32

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12.

...2L

Xt

Ldyt

ydA

yI

23

2'

..12.

.bt

Lt

LbA

II

XX

+=

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0'=

YI

22

'..

.at

LaA

II

YY

=+

=

).(.

12.

22

3

ba

tL

tL

II

JY

X+

+=

+=

G

a

b

t

L/2

L/2

X`

G`

y

Y

X

Y`

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Aut

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or-2

001

Exem

plo

Exem

plo :

: 2)

Det

erm

ine

as d

imen

sões

das

sol

da p

ara

a 2)

Det

erm

ine

as d

imen

sões

das

sol

da p

ara

a fig

ura,

con

side

rand

o fa

tor

de s

egur

ança

de

figur

a, c

onsi

dera

ndo

fato

r de

seg

uran

ça d

e 2,

5 ba

sead

o no

esc

oam

ento

. Usa

r so

lda

E60

2,5

base

ado

no e

scoa

men

to. U

sar

sold

a E6

0 (S(S

yy=

345

MPa

).=

345

MPa

).

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elia

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Juni

or-2

001

Exem

plo

Exem

plo :

:

2)

Espe

cifiq

ue

o ta

man

ho

da

sold

a ne

cess

ária

pa

ra

supo

tar

o ca

rreg

amen

to

da

figur

a us

ando

o

mes

mo

tipo

de s

olda

do

exem

plo

ante

rior

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tos

Juni

or-2

001

Con

side

raçõ

es s

obre

Jun

tas

solic

itada

s à

Fadi

ga

Con

cent

rado

res

de T

ensã

o:

Exce

sso

de s

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(ref

orço

), va

zio,

incl

usõe

s, �

Valo

res

para

o F

ator

de

Con

cent

raçã

o de

Ten

sões

:

Dim

ensi

onam

ento

util

izan

do o

s m

odel

os u

suai

s de

Fad

iga

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elia

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Juni

or-2

001

Verif

icaç

ão d

os O

bjet

ivos

da

Aul

a

O A

luno

dev

e es

tar a

pto

a:

O A

luno

dev

e es

tar a

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a:

!!Id

entif

icar

os

tipos

de

solic

itaçã

o em

sol

das

Iden

tific

ar o

s tip

os d

e so

licita

ção

em s

olda

s

!!C

alcu

lar a

s te

nsõe

s em

sol

das

de to

po e

de

filet

eC

alcu

lar a

s te

nsõe

s em

sol

das

de to

po e

de

filet

e

!!D

imen

sion

ar a

s so

ldas

Dim

ensi

onar

as

sold

as