LIGAÇÕES SOLDADAS - JOSÉ BENTO

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FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCEITOS SOBRE PEÇAS COMPRIMIDAS E LIGAÇÕES SOLDADAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GOIANÉSIA / GO 
2022
 
 
 
 
FACULDADE EVANGÉLICA DE GOIANÉSIA 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONCEITOS SOBRE PEÇAS COMPRIMIDAS E LIGAÇÕES SOLDADAS 
 
 
 
 
 
JOSÉ BENTO DE SOUSA FILHO 
Prof. Me. IGOR CEZAR SILVA BRAGA 
 
 
 
 
 
 
Trabalho entregue ao Departamento de 
Engenharia Civil da Faculdade 
Evangélica de Goianésia como requisito 
parcial para a aprovação na disciplina 
de Estruturas Metálicas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
GOIANÉSIA / GO 
2022 
 
 
1 NO QUE CONSISTE A LIGAÇÃO SOLDADA? 
 
A ligação soldada consiste na fusão de peças estruturais metálicas por meio de calor 
provocado por um arco voltáico do metal das peças e do eletrodo. A solda é um tipo de união por 
coalescência do material, obtida por fusão das partes adjacentes. A energia necessária para 
provocar a fusão pode ser de origem elétrica, química, óptica ou mecânica. 
 
2 O QUE É ARCO VOLTAICO? 
 
 Também conhecido como arco elétrico, é o fenômeno que se dá devido a um curto-circuito 
que surge devido a uma descarga elétrica entre dois polos, superior à resistência do ar e mantida 
pela formação de gases que agem como meio condutor para a corrente elétrica. Para que ocorra é 
necessário que haja um gás condutor entre os dois polos, sendo que o tipo de gás e a pressão na 
qual está exposta são fatores determinantes para as características do arco elétrico, como brilho e 
temperatura. 
 
3 QUAIS SÃO AS VANTAGENS E DESVANTAGENS DAS SOLDAS? 
 
3.1 VANTAGENS 
 
 Maior estaguinidade; Redução do custo final da obra; Não há limite de espessura na chapa; 
Eficiência mecânica; Menor peso da estrutura e uso de mão-de-obra; Economia de tempo na 
fabricação; Juntas de integridade e eficiência elevadas; Grande variedade de processos e 
aplicações; Juntas não apresentam problema de perda de aperto; Juntas podem ser isentas de 
vazamentos. 
 
3.2 DESVANTAGENS 
 
 Problemas com propagação de trincas; Introdução de tensões residuais na estrutura; 
Necessidade de cuidados especiais na escolha e manuseio; Pode afetar a propriedades das partes; 
Pode causar deformações e tensões residuais; Requer considerável habilidade do soldador ou 
operador de soldagem; Pode exigir operações auxiliares de acabamento ou de elevado custo e 
duração (tratamentos térmicos). 
 
4 DIFERENCIE E DÊ EXEMPLOS DE: 
 
 
4.1 ARCO ELÉTRICO COM ELETRODO REVESTIDO (SMAW) 
 
 A soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido, também conhecida como soldagem 
manual a arco elétrico, é realizada com o calor de um arco elétrico mantido entre duas partes 
metálicas, a extremidade de um eletrodo metálico revestido e a peça de trabalho/metal base. O 
calor produzido pelo arco elétrico é suficiente para fundir o metal de base, a alma do eletrodo e o 
revestimento. Quando as gotas de metal fundido são transferidas através do arco para a poça de 
fusão, são protegidas da atmosfera pelos gases produzidos durante a decomposição do 
revestimento. A escória líquida flutua em direção à superfície da poça de fusão, onde protege o 
metal de solda da atmosfera durante a solidificação. 
 
Figura 1 – Processo de soldagem com arco elétrico com eletrodo revestido (SMAW) 
 
Fonte: ESAB Brasil, Máquinas e Consumíveis Para Soldagem 
 
4.2 ARCO ELÉTRICO COM PROTEÇÃO GASOSA (GMAN), TIG, MIG E MAG 
 
 O arco GMAN consiste no método em que o arame da solda é alimentado continuamente 
através de uma proteção gasosa o material fundido é isolado do contato com o ar, em soldagem 
de estruturas metálicas utiliza-se normalmente o gás carbônico (CO2) devido ao baixo custo desse 
gás. Já o TIG, é um processo de solda manual que utiliza uma máquina de solda com alta 
frequência para abertura do arco. E o MIG, ou MAG, em seu processo é semiautomático, mas 
pode ser facilmente automatizado ou robotizado. 
 
 
 
Figura 2 – Processo de soldagem com arco elétrico com proteção gasosa (GMAN) 
 
 
Fonte: ESAB Brasil, Máquinas e Consumíveis Para Soldagem 
 
4.3 ARCO ELÉTRICO COM FLUXO DE NÚCLEO (FCAW) 
 
 O processo de soldagem arame tubular (ou FCAW) é uma soldagem a arco que produz a 
coalescência de metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um 
eletrodo metálico tubular, contínuo, consumível e o metal de base. A proteção do arco e do cordão 
é feita por um fluxo de soldagem contido dentro do eletrodo, que pode ser suplementado por uma 
proteção gasosa adicional fornecida por uma fonte externa. 
 
Figura 3 – Processo de soldagem com arco elétrico com fluxo de núcleo (FCAW) 
 
Fonte: Soldagem por Gelson Luz 
 
 
5 DIFERENCIE O AÇO, NO QUESITO RESISTÊNCIA, EM RELAÇÃO A TRAÇÃO E 
A COMPRESSÃO. 
 
 O aço é uma liga metálica composta de ferro mais a combinação de outros elementos 
químicos ligantes, como carbono, níquel, molibdênio, cromo, entre outros. Dessa forma, as 
propriedades dele podem ser alteradas de acordo com a modificação da concentração de cada um 
desses componentes de liga. A adição de carbono (principalmente), molibdênio e silício ao aço 
estão associados diretamente ao aumento de sua resistência mecânica, ou seja, melhoram o 
desempenho do aço, principalmente, mediante aos esforços que demandam tração e compressão. 
No entanto, há de se pautar uma análise de equilíbrio, uma vez que é possível, 7 após a adição 
desses ligantes, alcançar um aço de elevada resistência mecânica, mas ao mesmo tempo frágil, 
pois terá baixa ductilidade e consequentemente pouca tolerância a impactos 
 
6 GERALMENTE, EM ESTRUTURAS METÁLICAS, QUAIS PEÇAS ESTÃO 
SUBMETIDAS A COMPRESSÃO? 
 
 Peças comprimidas axialmente são encontradas em componentes de treliças e em pilares 
de sistemas contraventados com ligações rotuladas. Ao contrário do esforço de tração, que tende 
a retificar as peças reduzindo o efeito de curvaturas iniciais existentes. O esforço de compressão 
tende a acentuar o efeito de curvaturas. As peças comprimidas podem ser constituídas de seção 
simples ou de seção múltipla. Peças múltiplas podem estar justapostas ou afastadas e ligadas por 
treliças ao longo do comprimento. 
 
7 O QUE É FLAMBAGEM? 
 
 A flambagem ou encurvadura é um fenômeno que ocorre em peças esbeltas (peças em que 
a área de seção transversal é pequena em relação ao seu comprimento), quando submetidas a um 
esforço de compressão axial. A flambagem acontece quando a peça sofre flexão transversalmente 
devido à compressão axial. A flambagem é considerada uma instabilidade elástica onde a peça 
pode perder sua estabilidade sem que o material já tenha atingido a sua tensão de escoamento. 
Este colapso ocorrerá sempre em torno do eixo de menor momento de inércia de sua seção 
transversal. 
 
8 O QUE É FLAMBAGEM LOCAL? 
 
 
 
 Na flambagem local ocorre somente flexão do elemento (chapa) com as linhas de união 
dos elementos (chapas) adjacentes permanecendo retas, ou seja, não há translação dos pontos de 
união dos elementos que compõem o perfil. A flambagem local é associada à deformação das 
placas ou paredes que compõem a seção, sem ocorrer a translação dos pontos de interseção (cantos 
ou arrestas) entre as placas. Pode-se definir também como flambagem local a perda de estabilidade 
das chapas comprimidas componentes do perfil, ou seja, a viga perde seu equilíbrio no plano 
principal de flexão e passa a apresentar deslocamentos laterais e rotações de torção. 
 
9 O QUE É FLAMBAGEM GLOBAL? 
 
 A flambagem global pode ser restringida por contraventamento lateral ou painéis 
conectados a mesa. É um modo de instabilidade em que o elemento se deforma sem alterar a sua 
seção geométrica transversal. Esse modo de instabilidade está associado a uma curvatura ao longo 
do comprimento do perfil, caracterizado pelo movimento das arestas que8 compõe a seção, 
portanto mantendo-se a mesma configuração dos elementos de placa que compõe o material. 
 
10 O QUE SERIA UMA COLUNA IDEALMENTE PERFEITA? 
 
 Uma coluna idealmente perfeita deve atender as seguintes condições: isenta de 
imperfeições geométricas; isenta de tensões residuais; material de comportamento elástico linear; 
e carga perfeitamente centrada. É uma coluna isenta de imperfeições geométricas e tensões 
residuais, material de comportamento elástico linear e de carga perfeitamente centrada. Nestas 
condições, a coluna inicialmente reta mantém-se com deslocamentos laterais nulos (δ = 0) até a 
carga atingir a carga crítica ou carga de Euler. De forma geral é uma coluna perfeitamente reta 
antes da carga, sendo que a carga é aplicada no centroide da seção transversal. 
 
11 INTERPRETE A FIGURA ABAIXO: 
 
 
 
 
 
 Na figura têm-se um conjunto de valores de tensões últimas, a curva em linha cheia pode 
ser denominada curva de resistência à compressão com flambagem ou simplesmente curva de 
flambagem e representa o critério de resistência de uma coluna considerando-se os efeitos das 
tensões últimas. Observam-se três regiões: - Colunas muito esbeltas onde ocorre flambagem em 
regime elástico; - Colunas de esbeltez intermediária, nas quais há maior influência das 
imperfeições geométricas e das tensões residuais; e – Colunas curtas, nas quais a tensão ultima é 
tomada igual a tensão de escoamento do material. 
 
12 O QUE É COMPRIMENTO DE FLAMBAGEM? 
 
 Comprimento de flambagem de uma haste é a distância entre os pontos de momento nulo 
da haste comprimida, deformada lateralmente. Esses comprimentos podem ser visualizados pela 
forma da elástica da haste deformada, portanto, por considerações puramente geométricas. Eles 
podem também ser obtidos por processos analíticos. 
 
13 DESENHE UM PERFIL I, W OU H E DEFINA OS VALORES DE TF, TW, BF, BW, 
ALMA E MESA 
 
 
 
 
 
Perfil W 150 x 18,0 
Tf = 16,5 mm; 
Tw = 9,4 mm; 
Bf = Mesa = 166 mm; 
Alma = 202 mm. 
 
15 O QUE É CONTENÇÃO LATERAL EM COLUNAS? PARA QUE SERVEM E COMO 
SÃO FEITAS? 
 
 A contenção lateral garante o que não haja giros e translações laterais. Pode ser classificada 
como contínua ou discreta, sendo que a contenção lateral discreta deve ser realizada ao longo da 
viga a ser contida por intermédio de, por exemplo, outras vigas, espaçadas regularmente de um 
espaçamento, Lb, sendo este não maior que 50 vezes o raio de giração da viga em questão, em 
relação ao seu eixo de menor inércia. 
 
16. ENCONTRE UM CATÁLOGO DE PERFIS LAMINADOS NA INTERNET, POR 
EXEMPLO DA GERDAU, ARCELOMITTAL E ETC 
 
 Após pesquisa na internet, observa-se que o catálogo de perfis estruturais de Gerdau é 
amplamente utilizado e difundido, considerando sua precisão, já que nele contém diversas 
informações técnicas utilizadas para a determinação de cálculos e estudos de perfis laminados 
em diversos segmentos. 
 
 
 
Figura 4 – Tabela de bitolas do catálogo de perfis laminados Gerdal 
 
Fonte: Catálogo de perfis laminados Gerdal 
 
17 OS PERFIS LAMINADOS PODEM SER DIMENSIONADOS COMO OS DOBRADOS 
A FRIO OU COMPOSTOS POR CHAPAS SOLDADAS? 
 
 Não é possível dimensionar perfis laminados como os dobrados a frio ou compostos por 
chapas soldadas pois ambos são fabricados através de processos diferentes. Enquanto que os perfis 
laminados são obtidos diretamente dos laminadores das siderúrgicas, os dobrados a frio são 
obtidos a partir de dobragem, em temperatura ambiente, de chapa. Já os compostos por chapas 
soldadas são obtidos através da soldagem de várias chapas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Pfeil, W. Estruturas de aço: dimensionamento prático. 8 ed. - Rio de Janeiro: LTC, 2009. 
 
SARDÁ, A. A. P. Estruturas metálicas. 2018. Disponível em: 
>http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/EngMec_NOTURNO/TM370/EstruturasMet%C3%A1li<. 
Acesso em: 21 maio 2022. 
 
Tipos de Aço e sua Classificação – normas SAE/AISI/ABNT. 2020. Disponível em: 
>https://www2.gerdau.com.br/blog-acos-especiais/tipos-de-aco-e-sua-classificacao<. Acesso 
em: 21 maio 2022. 
 
http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/EngMec_NOTURNO/TM370/EstruturasMet%C3%A1li%3c