10 JUNTAS

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Juntas parafusadas
-Definição:
 Juntas Parafusadas:
 Existem varias maneiras de fixar peças e componentes uns aos outros: cola, rebites, solda. 
 Entretanto, até hoje o método mais comum de unir componentes é usar um parafuso para unir as partes da junta com uma porca ou diretamente em um furo roscado em um dos componentes.
 No tipo de união móvel, os elementos de fixação podem ser colocados ou retirados do conjunto sem causar qualquer dano às peças que foram unidas. É o caso, por exemplo, de uniões feitas com parafusos, porcas e arruelas.
-Critérios de seleção:
-Funcionalidade;
-Resistência;
-Restrições de Fabricação;
-Natureza do material;
-Espessuras de parede;
-Exatidão dimensional;
-Defeitos e taxa de refugo.
-Processo de fabricação:
-Conformação por junção: soldagem, brasagem e colagem para unir componentes.
-Soldagem: união forte, altas temperaturas, distorções, tolerâncias abertas, acabamento ruim.
-Brasagem: junta mais fraca, materiais de preenchimento.
-Colagem: podem juntar materiais diferentes, junção forte, sem distorções, tratamentos superficiais.
-Design for Manufacturing: A peça pode ser fabricada por qualquer processo, a forma e dimensões dependerão do processo selecionado. Por exemplo, uma estrutura de máquina pode ser fabricada por fundição, ou por junção de barras por soldagem ou montagem com parafusos.
-Fundição: as restrições do processo quanto à espessura de parede costuma determinar a espessura.
-Junta soldada: espessura pode ser determinada por critérios de resistência e normalmente é menor que a fundida.
-Junta soldada com apoio: aumenta resistência e rigidez da junta.
-Junta rebitada ou aparafusada: espessura pode ser determinada pela resistência e a forma e dimensões pelas restrições de montagem.
-Propriedades:
 As dimensões das roscas, o formato da rosca e o passo, ou seja, a distância entre os filetes sucessivos foram padronizados. 
 Na prática, existem apenas dois padrões diferentes usados na indústria hoje em dia: 
-O padrão Unificado UN, usado originalmente nos países anglo-saxônicos e o padrão Métrico Europeu M. 
 Além das diferenças de dimensão, os padrões UN e M apresentam diferentes ângulos e profundidades de rosca. Os dois padrões incluem especificações separadas para roscas finas. O padrão UN para rosca fina UNF é bastante similar ao tipo UNC normal.
Carga de tração:
 
Um parafuso é exposto à carga de tensão, torção e, por vezes, também a uma carga de cisalhamento. A tensão no parafuso, quando apertado é conhecida como pré-tensão.
 A carga de tensão corresponde à força que une as partes da junta. Cargas externas que são inferiores à força de união não mudarão a carga de tensão no parafuso. Por outro lado, se a junta for exposta a cargas externas mais altas do que a pré-tensão no parafuso, a junta será separada e a carga de tensão no parafuso irá aumentar naturalmente até que o parafuso quebre.
Carga de tração e cisalhamento:
 Alguns parafusos são também expostos a cargas de cisalhamento que ocorrem quando a força externa faz deslizar as partes da junta entre si. Em uma junta adequadamente projetada, toda a força de cisalhamento externa deve encontrar resistência do atrito entre os componentes. Uma junta desse tipo é chamada de junta fixada por atrito. Se a força de união não for suficiente para criar o atrito necessário, o parafuso também será exposto a uma força de cisalhamento. Frequentemente, as juntas são projetadas para uma combinação de carga de tensão e cisalhamento.
Distribuição dos esforços: 
Cerca de:
-10% do torque aplicado é transferido para a força de união;
-40% no atrito para superar o atrito na rosca; 
-50% no atrito sob a cabeça do parafuso.
Efeitos da lubrificação:
-Diminui o atrito nos filetes em torno de 25 a 30%
-Vantagens:
As vantagens desse método são:
-A simplicidade do projeto e da montagem;
-A facilidade de desmontagem;
-A produtividade;
-Custo;
-Elasticidade da junta e do parafuso;
-Torque de aperto do parafuso.
Juntas soldadas
-Definição:
 Juntas Soldadas: 
No tipo de união permanente, os elementos de fixação, uma vez instalados, não podem ser retirados sem que fiquem inutilizados. É o caso, por exemplo, de uniões feitas com rebites e soldas.
-Propriedades:
 A seleção da forma adequada de transmitir esses esforços entre as disponíveis esta relacionada a possibilidade técnica de aplicação, a possibilidade construtiva, ao custo, a disponibilidade de materiais e ao conhecimento, entre outros aspectos de menos peso.
-Processo de fabricação:
-Solda Elétrica: usa varetas com revestimento que se vaporiza, protegendo a soldagem. Ex.: gás carbônico, argônio.
-MIG: (soldagem por gás inerte): Utiliza um eletrodo consumível. Um gás circunda o eletrodo durante a soldagem. O gás serve para a proteção do arco.
-TIG: utiliza um eletrodo não consumível. A solda é colocada na região de soldagem manualmente, na forma de uma vareta. Usa hélio ou argônio que envolve o eletrodo. Da mesma forma que para a MIG, o gás serve para proteção do arco.
-Arco Submerso: Principalmente utilizado para superfícies planas. Um material granular é depositado na frente da solda e cobre a região a ser soldada. O eletrodo consumível é protegido pelo filme que é criado pelo material granular aquecido. Permite soldagem de qualidade superior quando comparada aos processos descritos anteriormente.
-Soldagem por resistência: Baseia-se na passagem de corrente elétrica pelas superfícies em contato. Essa corrente aquece as superfícies causando a soldagem. O efeito é maior com o aumento da pressão externa entre as superfícies.
-Aquecimento: A soldagem pode se dar também por qualquer outro processo que aqueça as superfícies que serão soldadas. Esse aquecimento pode ser por gás, laser, feixe de elétrons. O importante para que as superfícies se unam é que p calor seja suficiente para fundir as superfícies em contato
A soldagem da superfície depende também da compatibilidade dos materiais utilizados. Materiais que não se misturam ao serem fundidos não podem ser utilizados. O material de adição (solda) deve ter características semelhantes aos dos materiais que estará unindo, já que não se deseja uma solda nem mais fraca nem mais forte que os materiais originais.
-Principais Problemas:
 O processo de soldagem requer o aquecimento das peças que serão unidas. Esse aquecimento gera uma região chamada de “zona termicamente afetada”, que é a região próxima da solda onde o calor adicionado tem influencia significativa. A influência pode ser dar pela mudança de estrutura dos materiais originais, devido ao aquecimento, e também pela mistura entre o material da solda e os materiais originais. Essas alterações metalúrgicas podem enfraquecer a junção, fazendo com que a resistência desta seja menor do que a esperada.
 Quando o material é aquecido, gera uma gradiente de tensões no interior da peça. A região mais aquecida tende a expandir mais do que as regiões mais afastadas, gerando um escoamento de porções localizadas do material, causando tensões residuais quando a junção é resfriada. O fato de que as tensões são localizadas faz com que algumas regiões se deformem de forma diferente das demais, causando distorção nas junções. Isso é comum em grandes estruturas soldadas.
-A fim de evitar os problemas citados, algumas soluções:
-Problemas de tensão, o jateamento superficial com granalhas pode ser utilizado;
-Aquecimento prévio das peças, criando uma redução na criação das tensões residuais, já que o diferencial de temperaturas será menor. O processo também reduz a distorção decorrente das tensões.
-Criação de protótipos para testes, quando o risco de uma eventual falha puder levar a situações catastróficas.