Correcao de questoes de fisica de soldagem e Tipos de Juntas

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Prof(a) Ma: Julietty Morais
E-mail:julietty@unifor.br
1 - Nomeie as duas categorias básicas de processos de fundição. 
2 - Existem vários tipos de modelos usados na fundição em areia. 
Qual é a diferença entre o modelo bipartido e a placa-modelo com 
uma metade do modelo em cada face da placa? 
3 - Qual é a função de um chapelim? 
4 - Que propriedades determinam a qualidade de um molde em areia 
para a fundição em areia? 
5 - Em que consiste o processo Antioch? 
6 - Quais são os metais mais comumente usados na fundição sob 
pressão? 
7 - Qual é a máquina de fundição sob pressão que usualmente 
apresenta maior taxa de produção, câmara-fria ou câmara-quente, e 
por quê? 
8 - Uma operação de fundição centrífuga horizontal verdadeira será 
usada para produzir tubos de cobre. O comprimento será de 1,5 m, o 
diâmetro externo = 15,0 cm e o diâmetro interno = 12,5 cm. Se a 
velocidade de rotação do tubo = 1.000 rpm, determine o fator-G.
09 - O processo de fundição centrífuga horizontal verdadeira é usado para
produzir buchas de latão com as seguintes dimensões: comprimento = 10 cm,
diâmetro externo = 15 cm e diâmetro interno = 12 cm. (a) Determine a
velocidade de rotação requerida de forma a obter um fator-G de 70. (b) Operando
a essa velocidade, qual a força centrífuga por metro quadrado (Pa) imposta ao
metal fundido na parede interna do molde? A massa específica do latão é 8,62
g/cm³.
01 - A fonte de calor pode transferir 3500 J/s para superfície de uma peça de um
metal. A área aquecida é circular e a intensidade de calor decresce com aumento
da taxa, como a seguir: 70% de calor são concentrados em área circular de 3,75
mm de diâmetro. A potência resultante é suficiente para fundir o metal?
02 - Uma fonte de calor da soldagem é capaz de transferir 2641 J/s para
superfície de uma peça de metal. A área aquecida é aproximadamente circular, e a
intensidade de calor diminui com o aumento do raio, como a seguir: 50% de
potência é transferida para um círculo de diâmetro = 2,54 mm e 75% é transferido
para um círculo de diâmetro = 6,25 mm. Quais são as densidades em (a) um
círculo de diâmetro interno de 2,54 mm e (b) o diâmetro do anel que se encontra
ao redor do círculo interno de 6,25 mm? (c) As densidades de potência são
suficientes para fundir o metal?
03 - Um metal de adição tem área de seção transversal de 25,0 mm² e
comprimento de 300 mm. (a) Qual é a quantidade de calor (em joules) necessária
para realizar a solda, se o metal a ser soldado é um aço-carbono baixa liga? (b)
Quanto de calor é preciso para gerar uma fonte de soldagem, se o fator de
transferência de calor é 0,75 e fator de fusão = 0,63?
04 - Um chanfro tem seção transversal de área = 29 mm² e 254 mm de
comprimento. (a) Qual a quantidade de calor (J) necessária para realizar a solda, se
o metal a ser soldado é um aço médio-carbono? (b) Quanto de calor precisa ser
gerado para uma fonte de calor, se o fator de transferência de calor = 0,9 e o fator
de fusão = 0,7?
05 - Resolva agora este problema considerando o enunciado do problema anterior,
exceto que o metal a ser soldado é alumínio e o fator de fusão correspondente é
metade do valor do aço.
06 - A potência de soldagem gerada é uma operação de soldagem específica =
3000 W. Esta é transferida para superfície de trabalho com fator de transferência de
calor = 0,9. O metal a ser soldado é o cobre, cujo ponto de fusão é dado na Tabela
22.2. Assuma que o fator de fusão = 0,25. Um metal de adição contínuo é feito com
uma área de seção transversal = 15,0 mm². Determine a velocidade de soldagem na
qual a operação de soldagem possa ser realizada.
Gabarito:
1 – 221,82 W/mm²
2 – a) 260,9 W/mm² b) 20,50 W/mm²
3 – a) Qs = 72177,75 J b) Qt = 152757,14 J
4 – a) Qs = 70888174,2 J b) Qt = 112520911,4 J
5 – a) Qs = 84254,73 J b) Qt = 267475,35 J
6 – v = 7,41 mm/s
Junta Soldada
Tipos de Juntas
– Existem cinco tipos básicos de juntas para união
entre duas peças:
• Junta de topo: Neste tipo de junta, as peças são
alinhadas no mesmo plano e estão unidas pelas suas
extremidades.
• Junta de canto: As partes em uma junta de canto formam
um ângulo reto e são unidas no canto do ângulo.
• Junta sobreposta: Esta junta consiste em duas peças
sobrepostas.
• Junta em Tê: Na junta em Tê, uma parte é perpendicular
à outra em forma aproximada da letra "T".
• Junta em aresta: Na junta em aresta, as peças são
paralelas com pelo menos uma das arestas em comum, e
a junta é feita nesta aresta em comum.
Junta Soldada
Tipos de Solda
– As Soldas devem distinguir-se entre o tipo de junta e a forma em
que é soldada.
• Uma solda de filete é usada para preencher as arestas das peças criadas
nas juntas de canto, sobrepostas e tê. O metal de adição é usado para
fornecer uma seção transversal na forma aproximada de um triangulo.
Soldas de filete podem ser simples ou dupla e pode ser contínua ou
intermitente.
Junta Soldada
Tipos de Solda
– As Soldas devem distinguir-se entre o tipo de junta e a forma em
que é soldada.
• Soldas em chanfro normalmente necessitam que peças sejam moldadas em
um chanfro para facilitar a penetração da solda. As formas dos chanfros
incluem reto, bisel, V, U e J, de um só lado ou duplo. A preparação das
arestas das peças, em vez do uso de aresta reta, requer procedimento
adicional, mas é muitas vezes empregada para aumentar a resistência da
junta soldada ou quando peças mais espessas serão soldadas.
Junta Soldada
Tipos de Solda
– As Soldas devem distinguir-se entre o tipo de junta e a forma em que
é soldada.
• Soldas tampão e solda de fenda são utilizadas para fixar placas planas
usando um ou mais furos ou ranhuras na parte superior e, em seguida,
preenchendo com metal de adição para fundir as duas partes.
Junta Soldada
Tipos de Solda
– As Soldas devem distinguir-se entre o tipo de junta e a forma em
que é soldada.
• A solda por ponto é uma pequena seção fundida entre as superfícies de
duas folhas ou placas. Múltiplas soldas de ponto são em geral necessárias
para unir as partes, e isto é intimamente associado com a resistência da
solda. Uma solda de costura é semelhante solda de ponto, exceto que esta
consiste em uma ou mais seções fundidas de forma continua entre duas
folhas ou placas.
Junta Soldada
Tipos de Solda
– As Soldas devem distinguir-se entre o tipo
de junta e a forma em que é soldada.
• Uma solda de flange é feita nas arestas de
duas (ou mais) peças, normalmente metal em
chapa ou placa fina, sendo pelo menos uma
das partes flangeada. Uma solda de
acabamento não é usada para unir peças, mas
de preferencia depositar metal de adição na
superfície de um metal de base em um ou
mais cordões de solda.
Terminologia da Soldagem
• Chama-se junta a região onde as peças serão unidas por soldagem. O
posicionamento das peças para união determina os vários tipos de juntas.
Terminologia da Soldagem
• Os tipos de chanfros mais comuns usados em soldagem de juntas de topo.
Terminologia da Soldagem
O tipo de chanfro é escolhido em função do processo de soldagem,
espessura das peças e suas dimensões, facilidade de acesso à região da
junta, tipo de junta, custo de preparação do chanfro etc.
• I : quando permite a penetração desejada; juntas de pequena
espessura
• V e meio V : mais comuns quando não é possível obter a penetração
desejada
• U ou J : espessuras muito grandes, evitando grande volume de
depósito de metal de adição. Porém maior custo de preparação.
• X e K; duplo U e duplo J : quando há possibilidade de executar a
soldagem dos dois lados da junta. Melhor equilíbrio das tensões
térmicas.
Terminologia da Soldagem
• Face da raiz ou nariz (s): Parte não chanfrada de um componente da junta;
• Abertura da raiz, folga ou fresta (f): Menor distância entre as peças a
soldar;
• Ângulo de abertura da junta ou ângulo de bisel (β): Ângulo da parte
chanfrada de um dos elementos da junta;
• Ângulo de chanfro (α): Soma dos ângulos de bisel dos componentes da
junta.
PRINCIPAIS ELEMENTOS DE UM CHANFRO
• Cobre-junta ou mata-junta:Peça colocada na parte inferior da solda (raiz)
que tem por finalidade conter o metal fundido durante a execução da
soldagem;
• Zona fundida (ZF): Constituída pelo metal de solda, que é a soma da parte
fundida do metal de base e do metal de adição;
• Zona termicamente afetada (ZTA): Região do metal de base que tem sua
estrutura e/ou suas propriedades alteradas pelo calor de soldagem
ZONAS DE UMA JUNTA SOLDADA
• Passe de solda: Formado por um deslocamento da
poça de fusão na região da junta;
POSIÇÕES DE SOLDAGEM
POSIÇÕES DE SOLDAGEM
MODOS DE OPERAÇÃO
SÍMBOLOS DA SOLDAGEM
SÍMBOLOS DA SOLDAGEM
SÍMBOLOS DA SOLDAGEM
SÍMBOLOS DA SOLDAGEM
EXEMPLO
EXEMPLO
EXEMPLO
JUNTA DE ÂNGULO SOLDA EM CHANFRO
Prof(a) Ma: Julietty Morais
E-mail:julietty@unifor.br
Física da Soldagem
Densidade de Potência
– Apesar de vários mecanismos de coalescimento estarem
disponíveis para soldagem, a fusão é de longe o meio mais
comum.
– Para realizar a fusão, uma fonte de energia térmica de alta
densidade é fornecida as superfícies de atrito, e as
temperatura resultantes são suficientes para causar fusão
localizada nos metais de base.
– A densidade de potencia pode ser definida como a
potencia térmica transferida para a peca por unidade de
área W/mm².
– Verificou-se que a densidade de potência mínima
necessária para fundir a maioria dos metais na soldagem é
de cerca de 10 W/mm². À medida que a densidade de
potência aumenta, o tempo de fusão é reduzido.