Corte e preparação de chanfro - trabalho escrito

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1. Introdução 
 
O posicionamento das peças para união determina os vários tipos de junta. 
Entretanto muitas vezes as dimensões das peças, a facilidade de movê-las e as 
necessidades do projeto exigem uma preparação das peças soldadas, na forma de cortes ou de 
uma conformação especial de juntas. Estas aberturas ou sulcos na superfície da peça a ser unida e 
que determinam o espaço para conter a solda é denominado de chanfro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Tipos de Chanfros 
 
O tipo de chanfro a ser usado em uma condição de soldagem específica é escolhido em 
função do processo de soldagem, espessura das peças, suas dimensões e facilidade de movê-las, 
facilidade de acesso à região da junta, tipo de junta, custo de preparação de chanfro etc. 
 
2.1. Chanfros em I 
 
São utilizados quando as condições de soldagem permitem obter a penetração desejada sem a 
abertura de outro tipo de Chanfro, sendo esta situação particularmente comum na soldagem de 
juntas de pequena espessura. Como não necessitam de usinagem ou corte mais elaborado, este 
tipo de preparação tende ser a de menor custo. 
Na escolha de um tipo de chanfro deve-se ainda considerar a posição da soldagem. Por 
exemplo, para a soldagem na posição horizontal um chanfro em Meio V ou em K tende a ser mais 
adequado que em chanfro em V, pois para o primeiro, existe uma menor tendência de poça de 
fusão escorrer sob ação da gravidade. 
 
2.2. Chanfros em V 
 
Quando não é possível obter a penetração desejada desta forma, torna-se necessário usar um 
outro tipo de chanfro, sendo os mais comuns os chanfros em V ou meio V (1/2V). 
 
2.3. Chanfros em U ou J 
 
Quando a espessura da junta que precisa ser soldadase torna muito grande, estes chanfros 
podem se tornar pouco interessantes pois necessitam de grande volume de metal de adição para o 
seu enchimento, o que pode aumentar o tempo necessário para soldagem e o seu custo. Neste 
caso a utilização do chanfro em U ou J pode ser mais interessante embora estes possam ter 
maiores custos de preparação. 
 
2.4. Chanfros em X ou K 
 
Quando é possível executar a soldagem dos 2 lados da junta, chanfros em X ou K, duplo U ou 
J podem ser considerados, estes ainda têm a vantagem adicional de melhor equilibrar as tensões 
térmicas geradas durante a soldagem e apresentar, assim, uma menor distorção. 
 
 
 
3. Pré-tratamento de chapas para corte 
 
No pré-tratamento de chapas para corte, as chapas são submetidas a um tratamento da 
superfície. A unidade é completamente automatizada, e as esteiras aceitam chapas com largura 
entre 3m e 5m. O que irá definir a largura máxima das chapas é o meio de transporte até o 
estaleiro. Se forem utilizados caminhões, a largura dessas chapas terá valor limite de 3m. Porém, 
se o estaleiro tiver estrutura alfandegada para receber cargas diretamente ou cais para receber 
barcaças, a largura pode ser de até 5m, de acordo com a especificação do fabricante da chapa. 
Os perfis são tratados em grupo ou individualmente, dependendo do equipamento. 
 
Esta mesa é equipada por: 
 
 Esteira; 
 Limpador a vapor (equipamento inicial para esquentar a chapa com o intuito de retirar a 
umidade e verificar se ela não corre o risco de empenar; pode ser também através de fogo); 
 Máquina jateadora (com grãos metálicos ou não-metálicos); 
 Máquina de spray sem ar com tinta primer; 
 Secadora pós-pintura (completa a seqüência de tratamento, e assim a chapa já sai pronta 
para usinagem; é um aquecedor que não utiliza fogo, pois a tinta é inflamável, podendo ser 
por resistores, por exemplo). 
 
 
Esquema de uma mesa de tratamento de chapas 
Existe a opção de comprar as chapas já tratadas com primer. 
Após tratamento, as chapas são transportadas para a oficina de corte, onde serão feitos: o 
corte, a marcação, a seleção e a distribuição das chapas de aço. 
 
4. Métodos de corte de chapas manuais e automatizados 
 
O corte em chanfro exige conhecimento exato da máquina e dos processos de corte. Cantos, 
entradas e run-outs têm de ser cortados em uma sequência especial, para que a qualidade seja 
alcançada. O corte em chanfro também impõe grandes demandas na programação das peças 
cortadas. São necessárias funções especiais auxiliares para configurar as unidades para corte em 
chanfro. 
 
4.1. Corte a laser 
 
 
 
Os sistemas de corte a laser não podem ser operados manualmente, pois o processo envolve 
alta concentração de energia, uma vez que o feixe deve ser muito concentrado e o corte ocorre a 
velocidades muito altas. 
O equipamento mais comum consiste em mesas móveis, com capacidade de movimentação 
segundo os eixos x, y e z. Os eixos x e y determinam as coordenadas de corte, enquanto o eixo z 
serve para corrigir a altura do ponto focal em relação à superfície da peça, pois, durante o corte, 
esta distância é afetada por deformações provocadas na chapa, pelo calor decorrente do próprio 
processo. As coordenadas de deslocamento geralmente são comandadas por um sistema CAD 
(Computer Aided Design ou, em português, projeto assistido por computador), acoplado à mesa de 
corte. 
Nas máquinas de corte a laser, o material a ser cortado normalmente encontra-se em forma de 
chapas, embora existam máquinas que se destinem ao corte de tubos. 
A chapa é colocada sobre uma espécie de “cama de pregos”, apoiando-se em vários pontos. 
Sobre ela, o cabeçote laser movimenta- se em duas direções: longitudinal e transversal. Esses 
movimentos são transmitidos por motores elétricos, controlados por computador. Pelo cabeçote 
laser flui um gás, chamado gás de assistência, que tem por função, entre outras, remover o 
material fundido e óxidos da região de corte. O gás normalmente usado para esta finalidade é o 
oxigênio. 
As máquinas de corte a laser podem cortar chapas de aço-carbono de até 20 mm de 
espessura. Ao contrário do que se poderia pensar, sua capacidade de corte de chapas de alumínio, 
por exemplo, é bem menor: corta chapas de 6 mm, no máximo. Isso se explica pela tendência do 
alumínio ao empastamento e à reflexão da luz. 
As vantagens do corte a laiser: por ser uma forma de energia concentrada em pequena área, o 
corte a laser proporciona cortes retos, pequena largura de corte, zona mínima afetada pelo calor, 
mínima distorção e arestas de excelente qualidade. Por ser uma luz, não entra em contato direto 
com a peça, não causando distorções e não se desgastando. É um sistema de fácil automatização, 
permite cortar peças de formas complexas e não requer a troca de “ferramenta de corte” cada vez 
que é substituído o material a ser cortado. 
As desvantagens do corte a laiser: o alto custo inicial do sistema; a pequena variedade de 
potências disponíveis, que limitam o corte a espessuras relativamente baixas e a materiais que 
apresentem baixa reflexão da luz; a formação de depósitos de fuligem na superfície, no corte de 
materiais não metálicos, como madeira e couro; a formação de produtos tóxicos (ácido clorídrico), 
no corte de PVC. 
 
4.2. Corte a plasma 
 
 
 
O corte a Plasma é um processo que utiliza um bico com um orifício para constringir o gás 
ionizado em alta temperatura até que possa ser utilizado para cortar secções de metais, como o 
aço carbono, aço inoxidável, o alumínio e outros metais eletricamente condutores. O arco Plasma 
derrete o metal, e a alta velocidade do gás remove o material derretido. 
Com o corte em chanfro a plasma, os cortes devem ser repetidos se a preparação consistir em 
múltiplos chanfros. Talvez seja necessário deslocar o contorno docorte para um paralelo ou a 
unidade talvez tenha de ser deslocada lateralmente. Dependendo do processo de corte, talvez seja 
preciso fazer uma inicialização especial das geometrias de corte. Além disso, os parâmetros 
tecnológicos ideais, como a velocidade da unidade e a amperagem de corte, precisam 
corresponder ao chanfro a ser cortado. 
É possível cortar também fora da posição plana, utilizar tartarugas de corte, mesas CNC, entre 
outros dispositivos de automação, tornando o processo versátil em diversas aplicações onde o 
objetivo é cortar metais. 
O equipamento de corte plasma é dimensionado conforme a espessura do material a ser 
cortado, comprimento do corte e velocidade de corte. A grandeza elétrica corrente é a principal 
informação do equipamento de corte plasma, fazendo a relação entre corrente X espessura. 
A principal aplicação do processo é na preparação de juntas para a soldagem, onde a 
qualidade de corte sem a pós-operação de limpeza para remoção de escórias facilita o processo de 
operação seguinte. 
 
4.3. Oxicorte 
 
 
 
O oxicorte é o processo de seccionamento de metais pela combustão localizada e contínua 
devido a ação de um jato de Oxigênio, de elevada pureza, agindo sobre um ponto previamente 
aquecido por uma chama oxicombustível. 
No oxicorte em chanfro, os cortes devem ser repetidos se a preparação consistir em múltiplos 
chanfros. Talvez seja necessário deslocar o contorno do corte para um paralelo ou a unidade talvez 
tenha de ser deslocada lateralmente. Dependendo do processo de corte, talvez seja preciso fazer 
uma inicialização especial das geometrias de corte. 
Em relação a outros processos de corte, o oxicorte apresenta as seguintes vantagens: 
Disponibilidade: de gases combustíveis, pois diversos tipos utilizados e de Oxigênio uma vez 
que o mesmo abunda no ar; 
Pequeno investimento inicial: os materiais necessários como maçaricos, reguladores e 
mangueiras são relativamente baratos se comparados a outros processos de corte tais como 
plasma ou laser; 
Facilidade operacional: o corte oxicombustível é de fácil aprendizagem e não possui muitas 
variáveis, sendo assim fácil de se regular. 
E, como todos os processos industriais, apresenta as seguintes limitações: 
Em função das condições necessárias para a obtenção do Oxicorte descritas anteriormente, a 
grande maioria dos metais usados industrialmente tais como aço inoxidável, Níquel, Alumínio e 
suas ligas, não podem ser separados por este processo tendo-se que recorrer a cortes mecânicos 
e ou por arco elétrico. 
Outra limitação que se impõe, reside no fato de os materiais periféricos tais como cilindros de 
gás, serem pesados e de difícil manuseio, dificultando o acesso a lugares altos, ou postos de 
trabalho que se encontrem afastados dos cilindros.Uma solução encontrada para sanar esta 
limitação é o transporte de todo o conjunto, fato este que muitas vezes incorre em riscos adicionais 
como queda dos cilindros ou danificação das mangueiras condutoras de gases. 
Os aspectos de segurança na utilização do processo Oxicorte devem ser levados em 
consideração. A constante manipulação de cilindros de Oxigênio que, além de ser um gás 
comburente está sob alta pressão, requer a utilização de ferramental e procedimentos adequados 
para se evitar vazamentos e explosões. As mangueiras e válvulas (reguladoras e anti-retrocesso) 
devem ser constantemente inspecionadas para detectar vazamentos. 
 
5. Preparação de chanfro para recebimento de solda 
 
Os chanfros das juntas a serem soldadas devem ser preparados com as dimensões conforme 
as especificações do projeto. 
A soldagem é o mais importante processo de união de metais usado industrialmente. 
Apresenta aplicações muito variadas que abrangem desde a construção de itens simples, de baixa 
sofisticação, muitas vezes usados em aplicações de pouca responsabilidade, até estruturas e 
componentes sofisticados que, caso falhem, podem colocar em risco a vida humana, causar danos 
ao ambiente e gerar enormes prejuízos. Em muitas destas aplicações, a soldagem pode 
complementar ou competir com outros processos de união (união mecânica, colagem e outros) e 
de fabricação (como a fundição, conformação mecânica e a usinagem), sendo importante, para o 
sucesso da aplicação, a correta escolha e aplicação do(s) processo(s) de soldagem a ser(em) 
usado(s). 
Na soldagem o metal de adição é inserido na junta de soldagem, que é o lugar onde as peças 
serão fundidas. As juntas podem ser divididas em cinco tipos vistos abaixo: 
 
 
6. Pós-tratamento de chapas para alívio de tensões 
 
 
 
7. Conformação de chapas a frio e a quente 
 
Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através de forças 
aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas matrizes até grandes 
cilindros, como os empregados na laminação. Em função da temperatura e do material utilizado a 
conformação mecânica pode ser classificada como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada um 
destes trabalhos fornecerá características especiais ao material e à peça obtida. Estas 
características serão funções da matéria prima utilizada como composição química e estrutura 
metalúrgica (natureza, tamanho, forma e distribuição das fases presentes) e das condições 
impostas pelo processo tais como o tipo e o grau de deformação, a velocidade de deformação e a 
temperatura em que o material é deformado. 
 
Conformação de chapas compreende as operações de: 
 
Embutimento - É o processo utilizado para fazer com que uma chapa plana (“blank”) 
adquira a forma de uma matriz (fêmea), imposta pela ação de um punção (macho). O processo é 
empregado na fabricação de peças de uso diário (para-lamas, portas de carros; banheiras, rodas, 
etc.). 
Estiramento - É a operação que consiste na aplicação de forças de tração, de modo a 
esticar o material sobre uma ferramenta ou bloco (matriz). Neste processo, o gradiente de tensões 
é pequeno, o que garante a quase total eliminação do efeito mola. 
Corte - Destina-se à obtenção de formas geométricas, a partir de chapas submetidas à 
ação de pressão exercida por um punção ou uma lâmina de corte. Quando o punção ou a lâmina 
inicia a penetração na chapa, o esforço de compressão converte-se em esforço cisalhante (esforço 
cortante) provocando a separação brusca de uma porção da chapa. No processo, a chapa é 
deformada plasticamente e levada até a ruptura nas superfícies em contato com as lâminas. 
Dobramento - Nesta operação, a tira metálica é submetida a esforços aplicados em duas 
direções opostas para provocar a flexão e a deformação plástica, mudando a forma de uma 
superfície plana para duas superfícies concorrentes, em ângulo, com raio de concordância em sua 
junção. A figura mostra os esforços atuantes e a forma adquirida por uma tira submetida a 
dobramento. 
 
7.1. Conformação a frio 
 
A conformação a frio é acompanhada do encruamento (inglês "strain hardening") do metal, 
que é ocasionado pela interação das discordâncias entre si e com outras barreiras – tais como 
contornos de grão – que impedem o seu movimento através da rede cristalina. A deformação 
plástica produz também um aumento no número de discordâncias, as quais, em virtude de sua 
interação, resultam num elevado estado de tensão interna na rede cristalina. Um metal cristalino 
contém em média 106 a 108 cm de discordâncias por cm3, enquanto que um metal severamente 
encruado apresenta cerca de 1012cm de discordâncias por cm³. A estrutura característica do 
estado encruado examinada ao microscópio eletrônico apresenta dentro de cada grão, regiões 
pobres em discordâncias, cercadas por um emaranhado altamente denso de discordâncias nos 
planosde deslizamento. 
 
7.2. Conformação a quente 
 
A conformação a quente é a etapa inicial na conformação mecânica da maioria dos metais e 
ligas. Este trabalho não só requer menos energia para deformar o metal e proporciona maior 
habilidade para o escoamento plástico sem o surgimento de trincas como também ajuda a diminuir 
as heterogeneidades da estrutura dos lingotes fundidos devido às rápidas taxas de difusão 
presentes às temperaturas de trabalho a quente. As bolhas de gás e porosidades são eliminadas 
pelo caldeamento destas cavidades e a estrutura colunar dos grãos grosseiros da peça fundida é 
quebrada e refinada em grãos equiaxiais recristalizados de menor tamanho. As variações 
estruturais devido ao trabalho a quente proporcionam um aumento na ductilidade e na tenacidade, 
comparado ao estado fundido. 
Geralmente, a estrutura e propriedades dos metais trabalhados a quente não são tão 
uniformes ao longo da seção reta como nos metais trabalhados a frio e recozidos, já que a 
deformação é sempre maior nas camadas superficiais. O metal possuirá grãos recristalizados de 
menor tamanho nesta região. Como o interior do produto estará submetido a temperaturas mais 
elevadas por um período de tempo maior durante o resfriamento do que as superfícies externas, 
pode ocorrer crescimento de grão no interior de peças de grandes dimensões, que resfriam 
vagarosamente a partir da temperatura de trabalho. 
A maioria das operações de trabalho a quente é executada em múltiplos passes ou estágios; em 
geral, nos passes intermediários a temperatura é mantida bem acima do limite inferior do trabalho a 
quente para se tirar vantagem da redução na tensão de escoamento, embora com o risco de um 
crescimento de grão. Como, porém, deseja-se usualmente um produto com tamanho de grão 
pequeno, a temperatura dos últimos passes (temperatura de acabamento) é bem próxima do limite 
inferior e a quantidade de deformação é relativamente grande. Pequenos tamanhos de grãos darão 
origem a peças com melhor resistência e tenacidade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Conclusão 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Bibliografia 
 
Gestão Naval 
http://www.gestaonaval.org.br/arquivos/Documentos/CEGN%20100524%20-
%20Metodologia%20de%20projeto%20de%20estaleiro.pdf 
 
Plan Service Constmont 
http://www.planserviceconstmont.com.br/pdf/qualidade.pdf 
 
Ebah 
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAMJcAK/apostila-conformacao 
 
CIMM 
http://www.cimm.com.br 
 
Perdi a matéria 
http://www.perdiamateria.eng.br/procfabri/Conformacaodechapas.doc