dimensionamento de juntas soldadas elementos de maquinas i

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

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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

e de

Eng

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ica

da U

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

sta

aula

o o al

uno

deve

est

ar a

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

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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

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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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a so

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

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mív

el. V

aret

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sol

da e

xter

na: u

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élio

ou

El

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sa h

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gôni

o qu

e en

volv

e o

elet

rodo

.ar

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rodo

.!!

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bmer

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Subm

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ra

supe

rfíc

ies

plan

as.

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eria

l gr

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supe

rfíc

ies

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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

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a s

er 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

alúr

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

ento

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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. San

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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

Sold

a de

Top

o:

File

te d

e So

lda

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Aut

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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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Aut

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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elia

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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

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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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Aut

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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

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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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Aut

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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

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

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s fil

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ara

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salh

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file

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ara

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32

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...2L

Xt

Ldyt

ydA

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..12.

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Lt

LbA

II

XX

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YI

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LaA

II

YY

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12.

22

3

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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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Aut

elia

no A

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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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Aut

elia

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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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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