LIGAÇÕES SOLDADAS

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AULA 05 – LIGAÇÕES SOLDADAS 
Prof.ª Deborah M. S. Madalozzo, MSc. 
Prof. Henrique L. Rupp 
OBJETIVOS DA AULA 
Aço e Madeira – Aula 05 
Sd  Rd Solicitação de projeto Resistência de projeto 
• Determinar a resistência de projeto de ligações soldadas e verificar a 
segurança da ligação utilizando o Método dos Estados Limites. 
TIPOS DE SOLDAS 
 
PROCESSOS CONSTRUTIVOS 
•A solda é um tipo de união por coalescência do material, obtida por fusão 
das partes adjacentes. 
•As soldas mais empregadas na indústria da construção são as de energia 
elétrica. 
•Em geral, a fusão do aço é provocada pelo calor produzido por um arco 
voltaico. 
•Nos tipos mais usuais o arco voltaico se dá entre um eletrodo metálico e o 
aço a soldar, havendo deposição do material do eletrodo. 
Aço e Madeira – Aula 05 
Aço e Madeira – Aula 05 
1.Revestimento de Fluxo 
2.Vareta (Alma) 
3. Gás de proteção 
4.Poça de fusão 
5.Metal base 
6.Metal de solda 
7.Escória solidificada 
•É um processo manual de soldagem 
realizado com o calor de um arco 
elétrico mantido entre a extremidade 
de um eletrodo metálico revestido e a 
peça de trabalho. 
•O calor produzido pelo arco elétrico 
funde o metal, a alma do eletrodo e seu 
revestimento de fluxo. 
TIPOS DE SOLDAS 
 
Soldagem a arco elétrico com eletrodo 
revestido (soldagem manual a arco elétrico): 
Aço e Madeira – Aula 05 
1.Revestimento de Fluxo 
2.Vareta (Alma) 
3. Gás de proteção 
4.Poça de fusão 
5.Metal base 
6.Metal de solda 
7.Escória solidificada 
TIPOS DE SOLDAS 
 
Soldagem a arco elétrico com eletrodo 
revestido (soldagem manual a arco elétrico): 
•Os gases produzidos durante a 
decomposição do revestimento e a 
escória líquida protegem o metal de 
solda da contaminação atmosférica 
durante a solidificação. 
•Devido à sua versatilidade de processo 
e da simplicidade de seu equipamento 
e operação, a soldagem com eletrodo 
revestido é um dos mais populares 
processos de soldagem. 
Aço e Madeira – Aula 05 
TIPOS DE SOLDAS 
Soldagem a arco elétrico com eletrodo 
revestido (soldagem manual a arco elétrico): 
TIPOS DE SOLDAS 
 
•O material fundido deve ser isolado da atmosfera para evitar formação de 
impurezas na solda. 
•O isolamento pode ser feito de diversas maneiras, e, em geral, é o que 
difere um tipo de soldagem de outro. 
Aço e Madeira – Aula 05 
TIPOS DE SOLDAS 
 
• Os tipos de soldagem mais comuns são: 
Soldagem com eletrodo manual revestido (Shield Metal Arc Welding – SMAW): o 
revestimento é consumido juntamente com o eletrodo, transformando‐se parte 
em gases inertes, parte em escória. 
Aço e Madeira – Aula 05 
TIPOS DE SOLDAS 
 
• Os tipos de soldagem mais comuns são: 
Soldagem a arco submerso (em material granular fusível) (Submerged Arc 
Welding – SAW): o eletrodo é um fio metálico sem revestimento, porém o arco 
voltaico e o metal fundido ficam isolados pelo material granular. 
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TIPOS DE SOLDAS 
 
• Os tipos de soldagem mais comuns são: 
Soldagem a arco elétrico com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding – 
GMAW, ou também solda MIG/MAG – Metal Inert/ Metal Active Gas): o 
eletrodo é um arame sem revestimento e a proteção da poça de fusão é feita 
pelo fluxo de um gás lançado pela tocha de soldagem. 
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TIPOS DE SOLDAS 
 
•A solda do eletrodo manual revestido é a mais utilizada na indústria. 
•O processo apresenta enorme versatilidade, podendo ser empregado tanto 
em instalações industriais pesadas quanto em pequenos serviços de campo. 
•Na fabricação de estruturas metálicas soldadas, devem ser tomadas 
precauções com a retração da solda após o seu resfriamento, o que pode 
resultar em distorção dos perfis. 
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TIPOS DE SOLDAS 
 
TIPOS DE ELETRODOS 
•Os eletrodos utilizados nas soldas por arco voltaico são varas de aço‐carbono ou 
aço de baixa liga. 
•Os eletrodos com revestimento são designados, segundo a ASTM, por 
expressões do tipo E70XY, onde: 
E = eletrodo 
70 = resistência à ruptura fw da solda em ksi  1 ksi = 6,89 MPa 
X = número que se refere à posição de soldagem satisfatória 
Y = número que indica tipo de corrente e de revestimento do eletrodo 
 
• Principais tipos empregados na indústria: 
E60  fw= 60 ksi = 415 MPa e E70  fw= 70 ksi = 485 MPa 
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TIPOS DE SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
Arco elétrico, eletrodo revestido: 
http://www.youtube.com/watch?v=tHAyNbdE8yA 
http://www.youtube.com/watch?v=tHAyNbdE8yA
http://www.youtube.com/watch?v=tHAyNbdE8yA
http://www.youtube.com/watch?v=tHAyNbdE8yA
http://www.youtube.com/watch?v=tHAyNbdE8yA
http://www.youtube.com/watch?v=tHAyNbdE8yA
TIPOS DE SOLDAS 
SOLDABILIDADE DE AÇOS ESTRUTURAIS 
•A soldabilidade dos aços reflete a maior ou menor facilidade de se obter uma solda 
resistente e sem fraturas. 
 
• Os aços‐carbono até 0,25%C e 0,80%Mn são soldáveis sem cuidados especiais. 
•Para teores de carbono superiores a 30% é, em geral, necessário fazer um pré‐ 
aquecimento e um resfriamento lento, pois as soldas sem esse tratamento 
apresentam ductilidade muito pequena. 
 
• Aços de baixa liga são geralmente soldáveis. 
 
• Para o aço A36 (MR250) utilizam‐se os eletrodos E60XX e E70XX 
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TIPOS DE SOLDAS 
SOLDABILIDADE DE AÇOS ESTRUTURAIS 
•A NBR 8800/2008 apresenta uma 
tabela com os eletrodos compatíveis 
para os aços mais utilizados na 
construção civil. 
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TIPOS DE SOLDAS 
DEFEITOS NA SOLDA 
 
As soldas podem apresentar grande variedade de defeitos. Entre eles, pode‐se citar: 
 
• Fraturas a frio 
 
• Fraturas a quente 
 
• Fusão incompleta, penetração inadequada 
 
• Porosidade 
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TIPOS DE SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
Fraturas a frio: 
• O calor interno imposto no processo de solda afeta a microestrutura tanto do 
metal da solda quanto do metal‐base adjacente à poça de fusão na região 
conhecida como zona termicamente afetada (ZTA). 
• Essa zona atinge temperaturas de fusão e após o resfriamento, sua microestrutura 
fica diferente do restante do material‐base. 
• Com o resfriamento rápido, devido à absorção de calor pelo metal adjacente à 
solda, há a tendência de formação de microestruturas mais frágeis do que as do 
aço original, e portanto mais suscetíveis à 
ocorrência de fraturas sob ação mecânica 
(fraturas a frio). 
TIPOS DE SOLDAS 
Fraturas a quente: 
ocorrem no material da solda durante a solidificação e são devidas à presença de 
impurezas, em geral, enxofre e fósforo, solidificando‐se a temperaturas mais baixas 
que a do aço. 
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TIPOS DE SOLDAS 
Fusão incompleta, penetração inadequada: 
 
decorrem em geral da insuficiência de corrente. 
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TIPOS DE SOLDAS 
Porosidade: 
retenção de pequenas bolhas de gás durante o resfriamento, frequentemente 
causada por excesso de corrente ou distância excessiva entre eletrodo e a chapa. 
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TIPOS DE SOLDAS 
CLASSIFICAÇÃO DE SOLDAS DE ELETRODO QUANTO À POSIÇÃO DO MATERIAL DE SOLDA 
EM RELAÇÃO AO MATERIAL BASE 
Solda de Filete Solda de entalhe Solda de orifício ou tampão 
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TIPOS DE SOLDAS 
Solda de entalhe: 
O metal de solda é colocado diretamente entre as peças metálicas, dentro de chanfros. 
Os chanfros podem ser de diversas formas: 
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TIPOS DE SOLDAS 
Solda de entalhe: 
 
A solda pode ser de penetração total ou parcial. 
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TIPOS DE SOLDAS 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À POSIÇÃO RELATIVA DAS PEÇAS SOLDADAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
TIPOS DE SOLDAS 
 
SIMBOLOGIA DE SOLDA 
A fim de facilitar a representação nos desenhos dos tipos e dimensões de 
soldas desejados, adotou‐se uma simbologia convencional 
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TIPOS DE SOLDAS 
 
SIMBOLOGIA DE SOLDA 
Aço e Madeira – Aula 05 
TIPOS DE SOLDAS 
 
SIMBOLOGIA DE SOLDA 
Aço e Madeira– Aula 05 
S = dimensão [mm] 
L = comprimento do cordão [mm] 
P = passo (espaçamento entre soldas) 
{ } = simbologia 
 
 
• solda de filete, 
• de oficina, 
• ao longo das faces 1‐3 e 2‐4, 
• as soldas tem 50mm de 
comprimento, 
• o eletrodo a ser usado é o E60. 
TIPOS DE SOLDAS 
 
SIMBOLOGIA DE SOLDA 
Aço e Madeira – Aula 05 
S = dimensão [mm] 
L = comprimento do cordão [mm] 
P = passo (espaçamento entre soldas) 
{ } = simbologia 
• solda de filete, 
• de oficina, 
• dimensão 8mm, 
• em toda a volta 
TIPOS DE SOLDAS 
 
SIMBOLOGIA DE SOLDA 
Aço e Madeira – Aula 05 
S = dimensão [mm] 
L = comprimento do cordão [mm] 
P = passo (espaçamento entre soldas) 
{ } = simbologia 
• solda de entalhe, 
• em bisel de um só lado, 
• solda de campo, 
• chapas de espera são indicadas em soldas de 
um só lado de penetração total  com o 
intuito de evitar a fuga de material de solda e a 
consequente penetração inadequada. Devem 
ser retiradas após a execução da solda pois 
produzem concentração de tensões e podem 
ocasionar fadiga. 
TIPOS DE SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
Introdução soldagem: 
http://www.youtube.com/watch?v=97D5sTPeL98 
http://www.youtube.com/watch?v=97D5sTPeL98
http://www.youtube.com/watch?v=97D5sTPeL98
http://www.youtube.com/watch?v=97D5sTPeL98
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
A resistência de cálculo de soldas é determinada com base em dois estados 
limites últimos: 
 
− Ruptura da solda na seção efetiva  Verificação do Metal‐Solda 
 
− Ruptura do metal base na face de fusão  Verificação do Metal‐Base 
Aço e Madeira – Aula 05 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
 
Observações: 
 
• O estado de tensões nas ligações soldadas é complexo 
 
• As normas de projeto fazem simplificações 
• O estabelecimento da compatibilidade entre metal‐solda e metal‐base 
(Tabela 8) garante que o metal‐solda é mais resistente que o metal‐base 
Aço e Madeira – Aula 05 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
6.5 Elementos de ligação (NBR 8800/2008) 
Subseção é aplicável ao dimensionamento de elementos de ligação, tais como: 
enrijecedores, chapas de ligação, cantoneiras, consolos e todas as partes das peças 
ligadas, afetadas localmente pela ligação 
... 
6.5.3 Elementos tracionados 
A força de tração resistente de cálculo de elementos de ligação tracionados deve ser 
o menor valor obtido, conforme segue: 
a) para o estado‐limite último de escoamento: 
b) para o estado‐limite último de ruptura: 
 
4. Elementos comprimidos 
5. Elementos submetidos a cisalhamento 
... 
Penetração parcial – 
• SOLDAS DE FILETE – 
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RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
 
Tensões de compressão ou tração PARALELAS ao eixo da solda 
 
• SOLDAS DE ENTALHE 
 
Penetração total – 
>> Fw,Rd é a mesma do 
metal base, desde que 
seja usado metal de solda 
compatível com o metal 
base. 
Não é preciso verificar a Fw,Rd 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
• Penetração total 
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Tensões de compressão ou tração PERPENDICULARES ao eixo da solda 
 
• SOLDAS DE ENTALHE 
 Metal‐base 
• Penetração parcial 
 Metal‐base 
 
 
 Metal‐solda 
 
* 0,60  incerteza da qualidade da solda e outras 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
• Penetração parcial 
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 Metal‐solda 
CISALHAMENTO na seção efetiva de solda 
 
• SOLDAS DE ENTALHE 
 
• Penetração total 
 Metal‐base 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
• SOLDAS DE FILETE: 
Esforços solicitantes em qualquer direção no plano perpendicular ao eixo 
longitudinal da solda são considerados, para efeito de cálculo, como esforços 
cisalhantes: 
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 Metal‐solda 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
= área do metal‐base (comprimento da solda X espessura do 
metal‐base menos espesso) 
= tensão de escoamento do metal‐base 
= 1,10 para combinações normais 
= 1,35 para combinações normais 
= área efetiva de solda (comprimento de solda X espessura 
efetiva) 
= tensão de ruptura do material da solda 
= 1,25 para combinações normais 
= 1,35 para combinações normais 
ÁREA EFETIVA DE SOLDA 
 
SOLDA DE FILETE: 
São assimiladas, para efeito de cálculo, a triângulos retângulos. 
Os filetes são designados pelos comprimentos de seus lados. 
Por ex. filete de 8mm (b=8mm) ou filete de 6mm x 10mm (b1 = 6mm e b2=10mm) 
Na maioria dos casos, os lados dos filetes são iguais. 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
ÁREA EFETIVA DE SOLDA 
 
SOLDA DE FILETE: 
 
*Garganta do filete = espessura t 
 
*Perna do filete = menor lado do filete 
 
*Raiz = a intersecção das faces de fusão 
Para lados iguais: 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
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b = medida do lado do filete 
l = comprimento total da solda 
ÁREA EFETIVA DE SOLDA 
 
SOLDA DE FILETE: 
 
Dimensões mínimas: 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
*penetração parcial 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
ÁREA EFETIVA DE SOLDA 
 
SOLDA DE ENTALHE: 
te = espessura efetiva 
l = comprimento total da solda 
 
 
*penetração total 
 
Utiliza‐se nos cálculos, a seção do metal‐base de menor espessura. 
ÁREA EFETIVA DE SOLDA 
SOLDA DE ENTALHE: 
Dimensões mínimas: 
RESISTÊNCIA DAS SOLDAS 
Aço e Madeira – Aula 05 
Aço e Madeira – Aula 05 
Estruturas de aço: dimensionamento prático de 
acordo com a NBR 8800:2008 
Aço e MadeiraI – Aula 05 
Aço e MadeiraI – Aula 05 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estruturas de aço: dimensionamento prático de 
acordo com a NBR 8800:2008 
Ex 1 a) 
Aço e MadeiraI – Aula 05 
Ex 1 a) 
Aço e MadeiraI – Aula 05 
Aço e MadeiraI – Aula 05 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estruturas de aço: dimensionamento prático de 
acordo com a NBR 8800:2008 
Ex 1 b) 
Aço e MadeiraI – Aula 05 
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