Avozdosetor decorteeconformação estádevolta
Osfatosereviravoltasdosúltimosanos,osquaisnãocessamdenossurpreender,criandonovasexpectativasenosfazendotambémlidarcomfrustrações,levamaumaconclusãounânime:adeque tudoéaprendizadoequetudonosobrigaaevoluir.
Paranósnãotemsidodiferente.Aoaceitarmosodesafioindependentedepesquisar,compilarelevar apúblicoinformaçõesparaqueumsegmentoemparticulardaindústriametalmecânicaavanceemseus resultados,aceitamostambémestarsobascondiçõesdomercadoesuasflutuações.Eforamasleisdesse mercadoquenosobrigaramaumapausapararevisãoestratégica,apósaqualestamostrazendodevolta arevista CorteeConformaçãodeMetais (CCM) ,emformatoreduzidoehíbrido,emversãoimpressa especialparaafeiraExpomafeetambémemversãodigital,comuma newsletter quinzenal.
Nestaediçãoimpressa,encartadanapublicaçãoquehámuitosanoslhedeuorigem, CCM apresenta umartigotécnicotratandodasoldagemdechapasdeaçodealtaresistência,temaquepermaneceem discussãodiantedanecessidadedeaumentoderesistênciaassociadaàreduçãodepesodecomponentes paradiferentessegmentos,emespecialodemineração.EtambémumaseçãodeNotíciascomumresumo dosacontecimentosmaisrecentesdosetor.Jáaversãodigitalpermaneceatualizadaemnossosite,com artigos,notíciaseguiasdaofertadeequipamentos,materiais, software edemaisrecursosparaaindústria decorteeconformação.
Aosleitoresagradecemospeloreconhecimentoepelasfrequentesreferênciasaonossotrabalhorealizado nopassado,fatormotivadorparaoretornodarevista.Eaosnossosanunciantesexpressamosigualmente agratidãopelaconfiançanessetrabalho,quenosfazprojetarasuacontinuidade.
Convidamostodosaconferiremtambémoconteúdoemnossosite:https://www.arandanet.com.br/ revista/ccm
Etambémaseinscreverempararecebera newsletter quinzenalcomasnotícias
dosetor:
AredaçãodeCorteeConformaçãodeMetais
Artefinal: SarahE.Betti
Asopiniõesexpressasnosartigosassinadosnãosãonecessariamenteasadotadas por CorteeConformaçãodeMetais ,podendomesmosercontráriasaestas.
Cartaaoleitor Corte& Conformação deMetais– Abril/Maio,2023 3
Sumário
Capa Processodecortea laser detubo emmaquináriodaalemãTrumpf, comsubsidiáriabrasileiraem Barueri(SP).
Notícias.............................................. 4
Artigo técnico.................................... 10
Fabricantedesenvolveconformadoraafriosob medidaparaestruturasmetálicas
Aperspectivadeexpansãodo usodométodoconstrutivo lightsteelframe (LSF),baseadono usodeestruturasmetálicas,levou aBarbieridoBrasil,(Almirante Tamandaré,PR)ainvestirnodesenvolvimentoconjuntoenaaquisiçãodeumalinhaconformadora afrioparaperfismetálicoscom23 metrosdecomprimento.
DenominadoCB6,oconjunto conformadorécompostopordesbobinadeira,linhadecortelongitudinal (slitter), umapuncionadeira paramontanteseperfiladeirade rolos.Odesenvolvimentofoifeito juntoaumfornecedornacionalde máquinas,deformacustomizada paraasnecessidadesdaBarbieri.
Primeiromodeloespecíficoda empresaparaotrabalhocomos perfisparaLSF,oequipamentoé resultadodedoisanosdedesenvolvimentoconjuntoenvolvendo odimensionamentodomotor, rolamentos,ferramentalerecursos quegarantamvelocidadeepossibilidadedeprogramaçãoparacontemplarasvariaçõesdeespessura necessáriasparaosperfis.
“ACB6foiconcebidapara atenderaprojetoscustomizados comumavelocidadedecortede 60metrosporminuto,oquea tornaamaisrápidaemoperação nomercadobrasileiro.Podemos adaptá-laaostamanhosdeperfis em steelframe específicosdecada projetoecortá-losdeformapersonalizadaemespessurasdeaté 2,5mm”,explicouNicolásHugo Paoloni,gerenteindustrialda BarbieridoBrasil,acrescentando queoúnicofatorlimitadorpara ocomprimentodosperfisseráo
meiodetransporteaserutilizado paralevá-losaolocaldeinstalação. Oprimeiroprojetorecebido paraaCB6édaorganizaçãonão governamental(ONG)TetoBrasil, paraaconstruçãodaprimeira casaemLSFemumacomunidade brasileira,queserárealizadaem Araucária,próximoàplantafabril daBarbieridoBrasil.“Comesse equipamento,acompanhiapoderá atendertantoomercadonacional comointernacional.JátemospedidosdeexportaçãoparaaBolívia, CubaeoUruguai”,comentou Paoloni.
Ogerenteavaliaqueomercado brasileiroaindaémuitopouco explorado,equeataxa percapita deutilizaçãodeestruturasconstrutivasdotipo steelframe émuito
infer ioràdepaísescomoArgentina eChile.Adisseminaçãodouso dessasestruturas,noseuentender, passapelacapacitaçãodamãode obra,sobretudoparaamontagem,queédiferentedo drywall, bastantedifundidonaconstrução brasileira.Odesafiocultural,no entanto,começaaservencidopela parceriacomaONGTetoBrasil,e porumasegundainiciativaque seráexecutadanacidadedeOsasco(SP).“Trata-sedeumasolução atrativaparaONGseparaasoluçãodeproblemasdemoradiaem comunidades,porexemplo,dadaa simplicidadedemontagem,ocusto et empodeexecuçãofavoráveis, alémdoconfortotérmicoeacústicoqueatécnicaproporcionaaos imóveis”,finalizou.
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Corte& Conformação deMetais– Abril/Maio,2023
Notícias
Desbobinadeira,linhasdecorte, puncionadeiraeperfiladeira compõemalinhacompletapara fabricaçãodetelhasdaBarbieri
Fotos:Barbieri
Maislocomotivas paraotransportede cargas
AVLI(SãoPaulo,SP),empresa dosetordelogística,anunciouofechamentodeumcontrato comaWabtec(JuizdeFora,MG), paraaaquisiçãodenovelocomotivasdomodeloES43BBI(foto) paraoperaçãonotransportede cargaspelaFerroviaCentro-Atlântica(FCA).Oacordofoifechado nofinaldefevereiroemovimentarácercadeR$200milhões,com previsãodeentregadaslocomotivasnoprazode18meses.
DadosdaAssociaçãoBrasileira daIndústriaFerroviária (ABIFER)apontama produçãode54locomotivasnoPaísno anode2022.Aprevisãoparaesteanoé dequeda,ficandoem tornode31unidades. Aseconfirmaressa expectativa,apenaso contratoentreVLIe Wabtecrepresentará 29%daproduçãode locomotivasem2023.
AWabtec,deorigemnorte-americana, jáhaviacelebradonoanopassado oseumaiorcontratonaAmérica doSul:ofornecimentode2.300 portasparaosalãodepassageiros detrensaseremconstruídospela AlstomparaoSistemaMetropolitanodeSãoPaulo,administrado pelaViaMobilidade.
Aaquisiçãodaslocomotivas pelaVLIatendeaoincremento dademandaportransportede cargasnocorredorCentro-Leste, porondeinsumoseprodutosda indústriasiderúrgica,doagronegócio,carvão,fertilizantes,combustívelecelulosesãoescoados emdireçãoaosistemaportuáriodo
EspíritoSanto.Entreelesestãoos fluxosiniciadosrecentementepela companhia,comootransportede celulosesolúvelparaaLDCelulose, emumcontratoqueprevêamovimentaçãode500miltoneladas anuaisdomaterial,produzidono TriânguloMineiro,atéoportode BarradoRiacho(ES).Apenaspara ocontratodaLDCelulose,acompanhiainvestiuR$400milhõesna compradevagõeselocomotivas.
Locomotivadesenvolvida noBrasil
AES43BBiéumalocomotivade altacapacidadedecarga (heavyhaul), projetadaespecialmente paraferroviasdebitolamétrica,
focadanoaumentodaprodutividade,eficiência,reduçãodoconsumo decombustíveiseemissõesdasferroviasqueoperamembitolamétrica.Cientesdosdesafiosimpostos poressetipodebitolaàlogística nacional,aWabtecbuscoualiar asnecessidadesdaVLIaoquehá demaisinovadoremlocomotivas decorrentealternada”.Ainda segundoele,existemmaisde50 locomotivasdessemodeloem operaçãonoPaíscomaltosíndices deconfiabilidadeedisponibilidade.
Novasuítedo SigmaNESTmelhora recursosdearranjos parafabricação p
obtendomáximodesempenho mesmoemrampasíngremes, túneisapertadosouviascomcurvasacentuadas.Otimizadapara trabalharnascondiçõesclimáticas brasileiras,contacomosistema air-to-air, queaumentaaeficiência darefrigeraçãodomotorDiesel,e comdoissopradoresquegarantem ofluxodearaosoitomotoresde traçãoemtodasascondiçõesde operação.
DeacordocomDaniloMiyasato,presidentedaWabtecLatam, “alocomotivaWabtecES43BBié umequipamentodesenvolvidono Brasil,porengenheirosbrasileiros,
Anorte-americanaSigmaNEST, quetemunidadebrasileiraem Campinas(SP),anunciouolançamentodaversão23deseuconjuntode software .Onovopacote principalSigmaNESToferecenovas estratégiasdeaproveitamentode chapasmetálicasqueotimizamo processamentodepeçaseaeficiênciadofluxodetrabalho.Além disso,trêsnovasaplicaçõesdo módulo“Fábricaconectada”complementamogerenciamentodo chãodefábrica.
Aversão23combinaestratégiasparaimpulsionarofluxode trabalhoenvolvendooperaçõesde corte,montagemetarefassecundárias,aexemplodaintegração dosistemaCAD/CAMaocontrole deprodução(fotonapág.52).A função“melhorchapacomagrupamentomisto”,porexemplo, mantémpróximasaspeçasaserem feitascommateriaissimilares,para usuáriosqueprogramamvários diasdetrabalhoaomesmotempo, ouparaaquelesquecarregamas chapasmanualmente.Alémdisso, umafunçãodematrizaprimorada
Corte& Conformação deMetais– Abril/Maio,2023 5
ModelodelocomotivadaWabtec
Foto:Wabtec
Notícias
permiteaosusuáriosarrastardinamicamenteasmatrizesdepeças paraaquantidadenecessáriade kits,montagensouconfiguração depeçasfixas.
Atualizaçõesdedetecçãode colisãoincluemacapacidadede manteratolerânciaespecificada eevitaraproveitamentodentro deáreasdeentalhesdestruídos, eaindaextabelecemlimitesde colisãoindependentesporferramenta,rotaçãodepeçasbaseada noferramentaleaproveitamento delinhasdecortecomuns.
Onovorecurso“relaxararranjo” permiteespalharaspeçasdefor ma maisuniformenachapaparacriar umesqueletomaisforte,reduzindo oriscodeinclinaçãoedistorção daspeçasporexcessodecalor.
Tambémforamfeitosaprimoramentosbaseadosnaexperiência dousuário,emtermosdeotimizaçãodofluxodetrabalho,tais comoremoçãodeoperaçõesde pré-perfuração,seleçãodolado decortederetalho,aplicaçãode preferênciasdecortedesucataou aplicaçãodepadrõescomprovados daempresa.
Outrasnovasfuncionalidades dosistemaincluemoSigmaTUBE paraSolidworks(fotoacima),que ofereceumamelhorinterfacede
usuáriocomíconesmaioresemais claros,sistemaderelatóriosdefácil utilizaçãoeaadiçãodorecursode “autodestruiçãoautomática”para eliminarodemoradotrabalhomanual.Aopçãodeagrupamentoem zonamortaagoraabrangeperfisde seçãoabertaearranjos depeçaúnica,aumentandosignificativamenteorendimentodo materialaousaráreas previamentesucateadasdachapa.Mais recursosdosistema poderãoserconferidosno estandedaSigmaNest/ SigmateknaExpomafe.
Fabricantede máquinaspara soldarvaitrazer tecnologiasdigitais paraoBrasil
Trazertecnologiasdigitaispara soldagemaomercadobrasileiro,taiscomoumsimuladorde processosquecontacomrecursos derealidadeaumentada,éumdos planosdaaustríacaFronius,com filialbrasileiraemSãoBernardodo Campo(SP).
Acomercializaçãodetochas edesoluçõesdigitaisparasoldagemnoPaísfazpartedeum planodeexpansãoque,segundo acompanhia,contarácomaporte financeirodemaisde200milhões deeuros.Algumasdastecnologias digitaisestãoprevistasparachegar aoBrasilesteano.
UmadelaséaplataformaWelducationCampus,quevaioperar integradaaosimuladordesoldagem,alémdo software paratreinamentoWeldCubeNavigator.Esses recursosvãoproporcionaraos usuáriosoacessoaumambiente
virtualpelousodeóculosderealidadeaumentada,noqualpoderão serrealizadosexercíciospráticosde soldagem,apartirdosquaisserão geradosdadosqueservirãoparaa construçãodetreinamentosede materialdidático.
ClaudioSá,diretorcomercial daPerfectWelding,divisãode sistemasdesoldagemdaFronius noBrasil,comentouqueumdos motivosquelevaramaodesenvolvimentodessastecnologiaséafaltademãodeobraespecializada:“a dedicaçãoemotivaçãodaFronius emoferecernovastecnologiasvem totalmenteaoencontrodafaltade especialistas”.Arespeitodonovo simulador,oexecutivodisseque, “osistemagarantearepetibilidade necessáriaparaoaprendizado, facilitandootreinamentodenovos soldadoresempeçasquetenham diferentescordõesdesolda,por exemplo”.
Emcomunicadoàimprensa, foiinformadoqueoprojetode expansãodaempresaabrangea comercializaçãodeequipamentos parasoldagemnomercadoglobal,sendoumadasnovidadeso alimentadordearameduploDual WireFeeder,dalinhaTransPuls Synergic/i,quecontacomduas bobinasdearame,assimcomo outrositenscomplementares.
Maisinformaçõespodemserobtidaspelotelefone(11)3563-3800 epelo e-mail sac@fronius.com.
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c e z
Fábrica conectada earranjos paraocorte detubos epeças estãoentre osnovos recursosdo SigmaNEST
Fotos:SigmaNest
Foto:Fronius
Capacitaçãodamãodeobraparasoldagem éoobjetivodaplataformaWelducation,da Fronius
Notícias
Hidrogênioverde: espaçoparanovos negóciosnosetor metalmecânico
Aprimeiraediçãodafeira
HydrogenExpoSouthAmerica–FeiraeCongressoInternacional,vaiacontecerentreosdias20 e21dejunho,noCentrodeExposiçõesExpoMag,noRiodeJaneiro(RJ).Apropostadoeventoéser umaferramentaparaodesenvolvimentodenovassoluçõespara produçãodehidrogênio,exportação,distribuição,transporte,mobilidade,aplicaçõespráticaspara asmaisdiversasindústrias,incluindoadechapasetubosmetálicos.
Armaturen,GásFuturo,Herose GmbH,HLSoluçõesAmbientais, KSB,McPhy,Nitto,PressureComercial,Qualitec,T&TSistemi, Aerzen,PVT,entreoutras,ejá contacomoapoiodeentidades comoAbeeolica,ABGD,ABH2, ABHAV,Abimaq,Abiogás,Abracel,Absolar,CCSBrasil,Cela,INEL eWattCapital.
Aediçãode2023daHydrogen ExpoSouthAmericatemainda umaparceriaestratégicacoma CâmaradeComércioeIndústria Brasil-AlemanhadoRiodeJaneiro,aAHKRio,queatuaráativamentenodesenvolvimentodo evento.AlémdeorganizaroPavilhãoAlemãodeempresas,tambématuaránodesenvolvimento doconteúdoqueseráapresentado duranteoCongressoHydrogen Expo,tratandodetemascomo produçãodehidrogênio,células acombustíveledescarbonização, desafiosdaexportaçãoedistribuição,entreoutros.
iniciativadoInstitutodeTecnologiaAeronáutica(ITA),deSãoJosé dosCampos(SP).
Entreosobjetivosdonovo centrodepesquisaestãoauxiliar aindústriaaeronáuticabrasileira aenfrentardesafioscomoatingir aneutralidadedasemissõesde gasesdeefeitoestufa(GEE)até 2050,alémdacapacitaçãopara odesenvolvimentodeaeronaves civisemilitaresaptasavoarde formaautônomaecomtripulaçãoreduzida.Inovaçõesem materiaiseprocessosdeverão surgirdesseempreendimento.
HydrogenExpoSouthAmericaacontecerá emjunhoereuniráacadeiade fornecimentodaindústriadehidrogênio verde,apresentandooportunidadespara empresasdosetordechapasmetálicas
Tambémestarãoemdiscussão pautasgovernamentaisedeinteressedosetor,abrindoespaçono mercadobrasileiroparapresença deempresasquedesenvolvem tecnologias,equipamentos,componenteseserviçosvoltadospara acadeiadeatividadeseconômicas queestáseformandoemtornodo hidrogênioverde.
Oeventovaicontarcoma presençaeapoiodeempresas comoMilleniumBioenergy,WhiteMartins,AirProducts,Goetze
Paraosetormetalmecânico, odesenvolvimentodohidrogênioverderepresentatantouma oportunidadedefornecimento decomponentesfeitosapartirde chapasmetálicas,aexemplodas tubulaçõesevasosdepressão, quantoapossibilidadedepassar adispordeumanovafontede energiaparaseusprocessos,o quetornaestanovacadeiade atividadesduplamenteatrativa.
Engenharia aeronáuticatem novocentrode pesquisa p E
ntrouemoperaçãoemmarço oCentrodePesquisaem EngenhariaparaaMobilidade AéreadoFuturo(CPE-MAF),uma
ConstituídopelaFundação deAmparoàPesquisadoEstadodeSãoPaulo(FAPESP)ea Embraer,ocentrocontarácom investimentototaldeR$48 milhõesaolongodospróximos cincoanosereunirámaisde120 pesquisadores,comforteatuaçãodeengenheirosdaempresa. Serãodesenvolvidosestudos sobretópicosinovadoresecom potencialparacontribuircom acompetitividadedaindústria aeronáuticanacional.
AlémdoITA,oCPE-MAFterá aparticipaçãodaUniversidade EstadualdeCampinas(Unicamp) edaEscoladeEngenhariadeSão CarlosdaUniversidadedeSão Paulo(EESC-USP),estaúltimaem processodeadesãoàiniciativa.
OCPE-MAFseráumdosCentrosdePesquisaemEngenharia (CPEs)constituídospelaFAPESP emparceriacomempresase sediadosemdiferentesinstituiçõesdepesquisadoEstadode SãoPaulo.Lançadoem2012, oprogramaCPEtornapossível acolaboraçãoentreainiciativa privadaeosetoracadêmico, visandoproduziredisseminar pesquisadenívelmundialcom altoimpactoeconômicoesocial pormeiodainovação.
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Foto:HydrogenSouthAmerica
SoldagemMIG/MAG dechapasdeaço ARBLcomusode delineamento Box-Behnken
Opresentetrabalhoconsistenoestudoedesenvolvimentodoprocessode soldagemMIG/MAGdepassederaizcommododetransferênciademetal goticularprojetadaemumajuntadetopotipo“V”,confeccionadaemaçode altaresistênciaebaixaliga(ARBL)Quend700com10mmdeespessura,em umacaçambadeempurreparamineração,naempresaBeltzdoBrasilLtda.Foi usadoodelineamentodeexperimentos(DOE)dotipoBox-Behnkeneosfatores variáveisforamvelocidadedesoldagem,distânciadobicodecontatoàpeça, eângulodedeslocamento.Osvaloresdetensãoevelocidadedearameforam fixadosem33Ve8,5m/min,respectivamente.
Osegmentodemineração subterrânearequergrande robustezedesempenhodosseus equipamentos.Caçambasparacarregamentoderachãodaprimeira etapadeexplosãonecessitamde projetosbemdefinidoseprocessos deproduçãocondizentesparatal. Combasenisso,asprincipaismatérias-primasusadasemsuaconfecção sãoosaçosdealtaresistênciae baixaliga(ARBL),emespecialo Quend700.AçosARBLapresentam
valorparatensãodeescoamento acimados275MPa,oqueépossível pelaadiçãodeelementosdeligaem suamicroestrutura,combinadacom tratamentostérmicos (2)
Entretanto,aousaressesaços, osfabricantestêmquededicar maioratençãoàsoldagem.Para isso,empresasquefabricamequipamentosdessetipodevemimplementarmodelosdeproduçãoque sejamcapazesdegarantiraconfiabilidadeearepetibilidadedeseus
OtávioOdorizziBeltrame(otaviobeltrame@outlook.com),AloysioArthurBeckerFogliatto(aloysio.fogliatto@ifc.edu. br)eMarioWolfartJunior(mario.wolfart@ifc.edu.br)sãobolsistas(Edital007/2020Extensão)doInstitutoFederal Catarinense(IFC)– Campus Luzerna–(SC).Reproduçãoautorizada.
processos,afimdeotimizarseus resultados,aumentando,assim, suacompetitividadenomercado (6)
Algunstrabalhosrealizados nessaáreaconsistiramnaavaliação dainfluênciadasvariáveiscorrente, tensão,velocidadedesoldagem, aberturadafacederaiz,ângulo dechanfroeângulodeinclinação datochanasoldagemunilateral mecanizadaFCAW,visandoavaliaraviabilidadedoprocesso (1) Paratanto,foiusadoarameAWS A5.20-79E71T-1comdiâmetro de1,2mm,emjuntasdetopoe chanfrodotipo“V”emchapas
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Análise
O.O.Beltrame,A.A.B.FogliattoeM.W.Junior
Análise
Parâmetros controláveis/ Níveis Vs(cm/ min) AD(°) DBCP (mm)
I 40017
II 501521
II 603025
Tabela2–RodadasdoDOE.Fonte:oautor.
Rodadas Vs(cm/ min) AD(°) DBCP (mm)
1503025
2603021
Materiaisemétodos
deaçoASTMA-36,comproteção gasosadeCO2 puroecom backing cerâmico.Foramanalisadasaaltura ealarguradoreforçodaraiz.Para garantirumprocessootimizadoe robusto,ajuntaasersoldadadeve terumaespecificaçãodesoldagem (EPS)condizentecomosmateriais usadosecomsuaaplicação.É necessáriocompreendertodasas variáveisdoprocessoeadequá-las damelhorforma.
Estetrabalhotemcomoobjetivo contribuirparaodesenvolvimento eaotimizaçãodoprocessodesoldagemMIG/MAGdopassederaiz commododetransferênciatipo goticularaxialprojetadoemjuntas detopoconfeccionadasemchapas deaçoARBLestruturaldotipo Quend700.Paraisso,foiusadoo métododasuperfíciederesposta (MSR)apartirdeumdelineamento deexperimentosBox-Behnken
Ometaldebaseusadofoioaço ARBLestruturalQuend700,o qualapresentaaseguintecomposiçãoquímicaparaaespessurade 10mm:C–0,145%;Si–0,29%; Mn–1,182%;P–0,013%;S–0,002%;Cr–0,491%;Ni–0.013%; Mo–0,003%;V–0,003%;Ti–0,018%;Cu–0,02%;Al–0,032%; Nb–0,013%;B–0,0018%;N–0,0035%.Comometaldeadição foiusadooaramemaciçoER70S-6, cujacomposiçãoquímicaé:C–0,06%;Si–0,8%;Mn–1,4%; S–0,035%;P–0,025%;Cu–0,050%.Ogásdeproteçãousado foiamistura85%Ar+15%CO2
Paraasoldagemdoscorposde provausou-seumafontemicroprocessadaDigiPlusA7,aqualfoi programadanomodoMIG/MAG convencional,visandoobteramodalidadedetransferência spray.Foi usadoodispositivoautomatizado TartílopeV2Fparaamovimentaçãodatocha.Ossinaisdecorrente etensãodesoldagemforamobtidospelosistemadeaquisiçãode dadosportátil(SAP)comtaxade aquisiçãode5kHz.
Asjuntasforamcompostas deduaschapasde300mmde
comprimento,100mmdelargura e12mmdeespessura.Paraa preparaçãodelas,usou-seumabiseladoraportátilparaaconfecção dechanfroscomângulode60°. Foiconstruídoumgabaritoparaa soldagemdoscorposdeprova,o qualfoimontadonabancadaexperimental(figura1).Amovimentaçãodatochafoifeitademodo linear(semoscilação/tecimento). Odelineamentodeexperimentos(DOE)usadoparaoestudoda influênciadosparâmetroscontroláveissobreascaracterísticasda soldafoioBox-Behnken.Oreforço deraizfoiacaracterísticadasolda selecionadacomosaídaaserestudada.Testespréviosforamfeitos paraadefiniçãodosparâmetros fixosedosparâmetroscontroláveisaseremestudados,assim comoparaoestabelecimentodos níveisdeparâmetroscontroláveis. Assim,visandoobterumpassede raízcomtransferênciadotipogoticularprojetada , penetraçãototal ereforçoderaiz,atensão(U)foi
Variáveis Valores AD(°) (0-30)
DBCP(mm) (17-25)
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Fig.1–Bancadadeexperimentos.Fonte:osautores.
Tabela1–Delineamentodeexperimentos (DOE).Fonte:oautor.
11501521
3503017 4401525 5401517 6501521 750017 850025 9501521 1060021
1240021 13403021 14601517 15601525
Tabela3–Valoresutilizadosparaotimização. Fonte:osautores.
CONFORME NR12
SEGURA TOTALMENTE
Análise fixadaem33Veavelocidadede arame(VA)ofoiem8,5m/min, enquantoosparâmetroscontroláveisescolhidosforam:velocidade desoldagem(Vs),distânciadobico decontatoàpeça(DBCP)eângulo dedeslocamentodatocha(AD).
Atabela1mostraosparâmetroscontroláveiseseusrespectivosníveis.Jáatabela2mostra asrodadasdodelineamentode experimentos,asquaisforam geradaspelo software MiniTab Paracadalinhadatabela 2foramconfeccionadastrês amostrassoldadas.Apartirdo delineamentodeexperimentos selecionadofoipossívelobter umaequaçãoderegressão,a qualrelacionaoreforçoderaiz (saídaselecionada)atodosos parâmetroscontroláveis.Apósa realizaçãodassoldagensprevistasnasrodadasdoDOE,foram capturadasimagensmacrográficascomumacâmerafotográfica,sendoessasimagensusadas paraamediçãodosvaloresdo reforçoderaizdoscordõesde solda,oque,porsuavez,foi feitopelo software ImageJ.
Comasmediçõesdoreforço deraizobtidasapartirdoDOE,foi usadaafunção“Otimizar”do software MiniTab,aqualpermite,por meiodecálculosestatísticosbaseadosnaequaçãoderegressãoobtida apartirdodelineamentoBox-Behnken,obter-sevalores“ótimos”para asvariáveisemquestão,buscando-se ovaloralvodesejadodoreforçode raiz,oqualfoidefinidocomo2mm. Optou-setambémporfixaromaior valorparaaVs,visandoobteramaior produtividadepossível,enquantoos valoresdeADeDBCPpermaneceram livres,conformemostraatabela3. Comessesparâmetrosdesoldagem foramconfeccionadostrêsnovos cordõesdesolda.
Sequencialmente,oscorposde provaforamcortadostransversal-
mente,sendoextraídasamostras decadacordãodesoldaparaa realizaçãodeanálisesmacrográfica,micrográficaedemicrodureza.Posteriormente,foifeitoo embutimentodecadaamostrae apreparaçãosegundoanorma ASTME3-11,paraposteriorataquequímicocomreagenteNital. Amediçãodoreforçoderaizfoi realizadadamesmaformaparaos corposdeprovadaetapadeoti-
mização.Operfildemicrodureza Vickersfoiobtidousandoumacargade9,08N,sendoasindentações realizadasapartirdadivisãodas regiõesdajuntasoldadaconforme segue:zonafundida(ZF),regiãode granulaçãogrosseiradaZTA(GG), regiãodegranulaçãofinadaZTA (GF),regiãointercríticadaZTA (IC),regiãosubcríticadaZTA(SC) emetaldebase(MB).
Resultadose discussões
Atabela4mostraosresultados dosvaloresmédiosparaoreforço deraizdecadaumadasquinze rodadasdodelineamentodeexperimentosdotipoBox-Behnken. Osvaloresnegativosmostradosna
tabela4indicamquenãohouve reforçoderaiznajuntaemquestão.Afigura2mostraocorpode prova1darodada2,noqualnão houvereforçoderaiz.Apartirdos dadosdatabela4foipossívelgerar gráficosdesuperfíciederesposta. Afigura3mostraográficode superfíciederespostaquerelacionaosparâmetrosDBCPeVs comoreforçoderaiz,apartirde umângulodedeslocamentode 0°.Observa-sequeaaplicação demenoresvaloresdeDBCP resultaemmaioresvaloresde reforçoderaiz.Issoémais evidenteparamaioresvalores deVs,emenosevidentepara Vs=40cm/min.Alémdisso, oexperimentoBox-Behnken demonstraquenãohávariaçãosignificativanoreforçode raizparavaloresextremosde Vs(40e60cm/min),quando aDBCPé17mm.Esseefeitosedádevidoaofatode que,paramenoresvaloresde DBCP,ocomprimentolivredo eletrodo( stickout )émenor –considerandoquenãohá variaçãodocomprimentodo arco–e,consequentemente, oaramesofremenosefeitoJoule (menorresistênciaoferecidapor ele).Assim,acorrenteelétrica impostapelafonteprecisaaumentarparaqueataxadefusão continueamesma(issoporquea velocidadedoaramepermanece constante)fazendocomquea poçadesoldagemobtenhavaloresmaioresdetemperatura,o quetendeaproporcionarmaior penetração (4)
Afigura4mostraográficode superfíciederespostaquerelacionaosparâmetrosDBCPeVscom oreforçoderaiz,apartirdeum ângulodedeslocamentode15°. Pode-seobservarqueoaumento doreforçoderaizdeacordocom adiminuiçãodaDBCPnãoétão
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Rodadas Vs(cm/ min) AD (°) DBCP (mm) Reforçode Raiz(mm) Desvio Padrão 15030251,480,08 2603021-1,600,10 3503017-1,460,15 44015253,010,42 54015171,430,70 6501521-1,550,05 7500171,670,17 8500251,050,37 9501521-0,930,27 10600210,330,04 11501521-1,120,27 12400212,241,32 134030213,501,05 14601517-0,440,48 15601525-1,490,60
Tabela4–Valoresmedidosdoreforçoderaiz. Fonte:osautores.
pronunciadoparaaltosvalores deVs,comoacontecenocasode ângulodedeslocamentode0°. Todavia,paraoângulodedeslocamentode15°,pode-seperceber umaumentodoreforçoderaizde acordocomoaumentodaDBCP, nosníveisinferioresdeVs.
Nafigura5estáográficode superfíciederespostaquerelacionaosparâmetrosDBCPeVs comoreforçoderaiz,apartir deumângulodedeslocamento de30°.Aaplicaçãodevalores maioresdeDBCPresultaemvaloresmaioresdereforçoderaiz,
paraquaisquervelocidadesde soldagem.Tambémépossível perceberainfluêncialinearda velocidadedesoldagemsobreo reforçoderaiz,nãosendoobtido valorpositivodoreforçoderaiz paranenhumacombinaçãode parâmetrosnaqualVséiguala 60cm/min.
Analisandoasfiguras3,4e5, épossívelperceberque,paraos ângulosde15ºe30º,nogeral houveumareduçãodosvaloresdo reforçoderaiz.Issopodeserexplicadopelaocorrênciadofluxode metallíquido,queocorrenapoça defusãodevidoàconvecção (3),ou seja,levanta-seahipótesedeque ousodeânguloscrescentesaltera aposiçãodapoçadefusãoemrelaçãoàraizdajunta(deslocamento
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Fig.2–Corpodeprova01,rodada02. Fonte:osautores.
Análise
paracima),oquetendeàredução dapenetração.
Adicionalmente,nota-seuma variaçãodoreforçoderaizpara diferentesvaloresdeVs,devido aotipodetransferênciademetal.Deacordocomaliteratura, natransferênciademetalgoticularprojetada,asgotasmetálicas sãoimpulsionadasparaapoça defusãonadireçãodoeixodo arame,produzindoummomento mecânicosobreajuntae/oua poça (5) .Porém,paraaltosvalores deVs,agotaédepositadadiretamentenometaldebase,fazendo comqueseumomentomecânico nãotenhainfluênciasignificativa napenetraçãodocordão.Para valoresdeVsadequados,supõe-sequeainfluênciadofluxode metallíquido–oqualfavorece umamaiorpenetração–émais significativa,levandoaoaumento doreforçoderaiz,oqueéevidenciadonafigura5.Abaixo,à direita,émostradaaequaçãode regressãoparaoreforçoderaiz obtidapelo software MiniTab.
Onde:RR=Reforçoderaiz;Vs= Velocidadedesoldagem;AD= Ângulodedeslocamentodatocha; eDBCP=Distânciadobicode contatoàpeça.
Osvaloresdosparâmetrosde soldagemobtidosapartirda otimizaçãoestãonatabela5. Conformeeraesperado,osvalores obtidosparaADeDBCPsãocoerentescomosresultadosdasrodadasdoDOE.Osresultadosobtidos parareforçoderaizapartirda otimizaçãosãomostradosnatabela6.Issomostraquefoipossível chegar,defato,aumaadequada interaçãoentreosfenômenosanteriormentemencionados,apartir dacombinaçãodealtosvaloresde Vs,baixosvaloresdeDBCPeângulodedeslocamentopróximode 0°,oqueculminounaobtenção dereforçoderaizeprodutividade satisfatórios.Afigura6mostrao perfildedurezadajuntaobtida apósaetapadeotimização.
Imagensmacroscópicas(com aumentode1vez)emicroscópicas(comaumentode500 vezes)daseçãotransversaldos cordõesdesoldaobtidosapós aotimizaçãosãomostradasna figura7.Percebe-seumadequado preenchimentodajuntasoldada, comadequadoreforçoderaiz,
adequadafusãoesemapresença dedescontinuidadescomoporos, mordeduras,trincas,desalinhamentos,faltadepenetraçãoe gargantainsuficiente.Épossível percebertambém,nasfiguras6 e7,quenaregiãosubcríticahouveorevenimentodomaterialde base.Estaregiãoécompostapor umamicroestruturapredominante debainita,oquecorroborapara osvaloresbaixosdemicrodureza nestaregiãoquandocomparadoscomasdemaisregiõesda zonaafetadapelocalor(ZAC). Pode-seafirmarqueestetratamentotérmicofoioresponsável peladiminuiçãodedurezanas amostras,conformeétratadona literatura(Modenesi;Marques; Santos,2012).
Conclusão
Otrabalhoatingiuosobjetivos propostos.Foidemonstradaa possibilidadederealizar-seopasse deraizusandoatransferênciagoticularprojetadasemanecessidade deutilizarum backing cerâmico.
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RR=37,7−0,874×Vs−0,244×AD−1,134×DBCP+0,01132× Vs 2 +0,00529×AD2 +0,0435×DBCP 2 −0,00531×Vs×AD− 0,01649×Vs×DBCP+0,01484×AD×DBCP (Equaçãoderegressãoparareforçoderaiz)
Fig.4–Superfíciederespostacomângulodedeslocamentode15°. Fonte:osautores.
Fig.3–Superfíciederespostacomângulodedeslocamentode0°.Fonte: osautores.