ESTRUTURAS METÁLICAS
LIGAÇÕES SOLDADAS
Cap Moniz de Aragão
1.
2.
3.
4.
5.
Resistência do material da solda
Cálculo de solda de entalhe
Cálculo de solda de filete
Dimensões mínimas de solda de filete
Simbologia básica de solda
SOLDA
“A solda é um tipo de união por coalescência do material, obtida por fusão
das partes adjacentes”
Nos tipos mais empregados na indústria da construção, a fusão do aço é
provocada pelo calor produzido por um arco voltaico entre um eletrodo
tubular e o aço a soldar, havendo deposição do material do eletrodo.
O material fundido deve ser isolado do ambiente para evitar a deposição
de impurezas na solda.
LIGAÇÕES SOLDADAS
Vantagens
Economia de material (área bruta = área líquida);
Ligações “mais rígidas”;
Facilidade para corrigir ou efetuar modificações;
Quantidade menor de peças;
Melhor acabamento;
Energia elétrica suficiente
Maior tempo de montagem (fabricação)
Desvantagens
Dificuldade na desmontagem
Controle de qualidade
Fadiga
PROCESSOS DE SOLDAGEM
Arco Elétrico com Eletrodo revestido:
Ref: Notas de Aula Prof. Alexandre Landesmann/UFRJ
SMAW - Shielded Metal Arc Welding
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto
de Andrade, Ed. IEA, 1994.
PROCESSOS DE SOLDAGEM
MIG
Arco elétrico com fluxo
no núcleo
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto de Andrade, Ed. IEA, 1994.
Classificação
Quanto à posição do material de solda em relação ao material base
Solda de FILETE
(80%)
Solda de ENTALHE
Ref: “Ligações em Estruturas Metálicas”, Instituto Brasileiro
de Siderurgia, IBS/CBCA, 2004.
Solda de TAMPÃO
Classificação
Quanto à posição do material de solda em relação ao material base
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto de Andrade, Ed. IEA, 1994.
Classificação
Quanto à posição relativa das peças soldadas (tipo de junta)
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto de Andrade, Ed. IEA, 1994.
Resistência do material da solda
Metal da solda em função do metal-base:
Tabela 7 – NBR 8800
Resistência do material da solda
Os materiais utilizados na solda têm resistência à ruptura superior à dos
aços para os quais são especificados.
E60 ⇒ fu = 60 ksi = 415 MPa
E70 ⇒ fu = 70 ksi = 485 MPa
Em solda por arco com eletrodo revestido:
E 70 X X
tipo de corrente e de revestimento
posição do eletrodo
fu em ksi
Eletrodo
Cálculo de solda por entalhe
Em geral, por penetração total...
⇓
“como se a emenda não existisse”
S
/ altura entalhe
R
/ face da raiz
Cálculo de solda por entalhe
Garganta e área efetiva
Garganta efetiva é aquela relativa à seção que se supõe crítica para solda.
NBR 8800:
a
a⇒
(Tabela 5)
L⇒
L
Aw ⇒
Aw=aL
Cálculo de solda por entalhe
Resistências de cálculo
Tabela 8 – Resistências de cálculo φRn de soldas
σ=
F
hl
τ=
F
hl
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
NBR 8800:
Cálculo de solda de filete
Garganta e área efetiva
NBR 8800:
Soldas por arco submerso verificar
item 7.2.2.2-b NBR 8800
Ref: “Ligações em Estruturas
Metálicas”, Instituto Brasileiro
de Siderurgia, IBS/CBCA, 2004.
“é a mais usada”
Cálculo de solda de filete
Resistências de cálculo
NBR 8800:
φ Rn ≥ Vd
Tabela 8 – Resistências de cálculo φRn de soldas
onde Vd é o corte aplicado no filete...
(cordão de solda longitudinal à força de corte)
τ max =
F
0,707 h ⋅ l
“minimum throat area”
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
Cálculo de solda de filete
Distribuição de tensões na solda de filete
Cordão de solda transversal à força de corte:
face da solda
l
áre
ae
fet
iva
b
b
a
raiz
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
Cálculo de solda de filete
Cordão de solda transversal à força de corte:
Resultantes na garganta efetiva:
1,196 F 1,414 F
F
<
=
τ≅
h ⋅l
h ⋅l
0,707 h ⋅ l
Logo, pode-se admitir para efeito de
cálculo que as tensões na solda
sejam de “cisalhamento” na seção
da garganta...
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
Cálculo de solda de filete
Limitações (item 7.2.6.2)
Dimensão máxima: condicionada pela espessura da chapa
Comprimento mínimo:
l ≥ 4b < 40 mm
Ref: “Estruturas de Aço”, Walter e
Michele Pfeil, Ed. LTC, 1995.
Dimensão mínima:
Espaçamento transversal, soldas intermitentes, superposição, retornos,furos,rasgos, etc , ver item 7.2.6.2
Ligações soldadas
Simbologia