Aula 03 SOLDAGEM E CONFORMAÇÃO - Slides

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Aula 3
Soldagem e Conformação
Prof. Pablo Deivid Valle
Conversa Inicial
Nesta aula o objetivo é conhecer 
dois processos de conformação 
que, em sequência, extrusão e 
trefilação, são responsáveis pela 
fabricação dos fios metálicos que 
utilizamos no dia a dia para a 
transmissão de energia e dados. 
Desse modo, além da definição 
dos processos, serão abordados 
os seguintes tópicos:
Tema 1: trefilação de fios
Tema 2: defeitos em trefilados
Tema 3: extrusão de barras
Tema 4: equipamento e 
ferramental
Tema 5: controle do 
processo de extrusão
Definição: A trefilação consiste 
na tração de um fio (barra/tubo) 
de secção circular por meio de 
uma ferramenta denominada 
fieira, de formato externo 
cilíndrico, contendo um furo 
central de diâmetro decrescente 
(funil curvo ou cônico)
Trefilação Exemplo de trefilação –
fabricação de fios
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=fbMDNkAUGgc
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Definição: A extrusão é o 
processo no qual modifica-se 
a geometria/dimensões de 
um corpo metálico pela sua 
passagem por uma matriz 
que lhe confere sua forma e 
dimensões finais. Os produtos 
permanecem com dimensões 
limitadas ao volume do tarugo 
de partida
Extrusão
Exemplo de extrusão –
fabricação de perfis
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=OcuMGAFAWGA
Trefilação de fios
A trefilação é o processo 
tradicional de conformação 
utilizado para obtenção de fios 
e é amplamente difundido nas 
indústrias. Em caso de grandes 
reduções, pode ser necessário 
intercalar operações de 
recozimento entre as diversas 
passagens. As propriedades 
mecânicas do produto são 
controladas pela intensidade 
do encruamento final
A matéria-prima é um arame 
(barra/tubo) obtido por 
extrusão (ferrosos) ou laminação 
(não ferrosos). Veja a seguir o 
fio máquina, matéria-prima da 
trefilação. Este fio máquina ou 
arame é obtido previamente 
por extrusão
A fabricação de fios
Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=yluIvfdHlsQ
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A fieira
Fonte: http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6496#.WX5V2IQrLa8 (adaptado)
Defeitos em trefilados
Anéis de trefilação (marcas 
circunferenciais e transversais) 
devido ao desgaste no cone 
de trabalho, que surgem na 
operação com metais macios
Marcas de trefilação 
(longitudinais) devido ao 
desgaste na região do cone 
de trabalho, na operação 
com fios de metais duros
Em relação à fieira
Trincas causadas por 
impurezas no material do 
fio, no lubrificante, fieira 
defeituosa, redução excessiva
Rugosidades decorrentes do 
polimento pobre na fieira ou de 
má lubrificação da operação
Diâmetro escalonado, devido à 
retenção de partículas duras na 
fieira, que depois se desprendem
Fratura irregular com 
estrangulamento (excesso de 
esforço por lubrificação deficiente, 
redução excessiva)
Fratura com risco lateral junto à 
marca de inclusão (partícula dura 
inclusa, advinda da laminação ou 
extrusão da matéria prima)
Em relação à matéria-prima Fratura com trinca aberta em 
duas partes (trincas originadas 
na laminação)
Marcas em V ou fratura em 
ângulo (redução grande e parte 
cilíndrica pequena com inclinação 
do fio na saída, ruptura de parte 
da fieira com inclusão de 
partícula no contato fio/fieira, 
inclusão de partículas duras 
estranhas)
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Ruptura taça-cone (redução 
pequena e ângulo da fieira muito 
grande, causando acentuada 
deformação da parte central)
Fonte: COSTA, H. B.; MIRA, F. M. Processos de fabricação: conformação mecânica dos metais. 
Florianópolis: UFSC, 1985. (adaptado)
Extrusão de barras
Consiste na passagem de um 
tarugo ou lingote de secção 
circular, colocado em um 
recipiente, pela abertura de 
uma extremidade do recipiente, 
por meio da ação de compressão 
de um pistão
Extrusão de barras
Fonte: COSTA, H. B.; MIRA, F. M. Processos de fabricação: conformação mecânica dos metais. 
Florianópolis: UFSC, 1985. (adaptado)
Barras maciças extrudadas
safakcakir/shutterstock
Tubos extrudados
3dfoto/shutterstock
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Equipamento e ferramental
A extrusora é precedida 
na linha de produção pelo 
forno de aquecimento dos 
lingotes/tarugos. A oxidação 
superficial é indesejável, 
podendo ser necessário 
adotar atmosfera controlada
Máquina de extrusão
A extrusora é basicamente uma 
prensa hidráulica horizontal, 
com capacidade de 1000 a 8000 
tnf. Sobre o pistão de extrusão, 
ligado ao pistão do cilindro 
hidráulico, recai todo o esforço 
da extrusão. Este pistão varia 
conforme a dimensão dos 
tarugos e das peças extrudadas
O recipiente que recebe o 
tarugo aquecido pode conter 
uma camisa interna, que sofre a 
ação de desgaste e é substituída 
em operações de manutenção. 
Ambos são construídos em 
aços-liga resistentes ao calor
Fonte: COSTA, H. B.; MIRA, F. M. Processos de fabricação: conformação mecânica dos metais. 
Florianópolis: UFSC, 1985. (adaptado)
Equipamento completo de extrusão
D. Pimborough/Shutterstock
Albert Karimov/Shutterstock
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Fonte: COSTA, H. B.; MIRA, F. M. Processos de fabricação: conformação mecânica dos metais. 
Florianópolis: UFSC, 1985. (adaptado)
Tipos de extrusão –
extrusão direta
Tipos de extrusão –
extrusão indireta
Fonte: COSTA, H. B.; MIRA, F. M. Processos de fabricação: conformação mecânica dos metais. 
Florianópolis: UFSC, 1985. (adaptado)
Controle do processo de 
extrusão
A qualidade do material: em 
geral é melhor que produtos 
laminados, todavia, ao longo 
da barra a microestrutura do 
material varia em decorrência da 
mecânica da deformação, pois a 
deformação é menos intensa no 
início e torna-se mais intensa no 
final do processo
Principais parâmetros 
de qualidade
A temperatura de trabalho: não 
deve ser excessiva para não haver 
desperdício de energia, isto é, o 
suficiente para ocorrer a 
recristalização do material quando 
necessária e facilitar o processo
A velocidade de extrusão: deve ser 
combinada com a temperatura de 
trabalho para otimizar a produção 
sem desgastar o equipamento 
demasiadamente
A lubrificação: utiliza-se em 
geral grafita ou óleos grafitados 
resistentes a altas temperaturas 
para favorecer o deslizamento e 
minimizar o desgaste do 
equipamento
A geometria da fieira: depende 
do produto, porém, quanto mais 
agressiva a geometria desejada, 
maior a exigência do 
equipamento e a 
energia consumida
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A pressão de extrusão é, talvez, 
o parâmetro mais importante e 
tem relação com a natureza do 
material (aço ou alumínio, por 
exemplo), nível de temperatura, 
velocidade de trabalho, 
geometria da fieira e 
intensidade de redução 
da área
Vazios internos na parte final 
do extrudado (intrusão), sendo 
o problema acentuado com 
velocidades maiores
Trincas na peça, na direção 
perpendicular à de extrusão, 
devido a defeitos no lingote 
ou tarugo, sobretudo em 
temperaturas altas de trabalho
Principais defeitos 
em extrudados
Escamas superficiais, devido à 
aderência na fieira de partículas 
arrancadas das paredes do 
recipiente de extrusão
Riscos de extrusão, devido a 
irregularidades superficiais na 
fieira ou a resíduos de óxidos 
metálicos ali retidos
Bolhas superficiais, devido aos 
gases retidos na fundição do 
lingote
Marcas transversais, devido à 
parada e retomada do 
movimento da prensa
Manchas superficiais 
causadas pelo lubrificante
Granulação grosseira e 
segregações na superfície, 
causadas pela má produção dos 
lingotes ou por não uniformidade 
das temperaturas na secções 
transversais da fieira
Falta de coesão interna em 
“V” (chevroning), devido a 
combinações específicas de 
fatores como redução de 
secção, ângulo de cone da fieira, 
atrito e natureza do metal
Principais defeitos em 
extrudados – marcas em V
Fonte: COSTA, H. B.; MIRA, F. M. Processos de fabricação: conformação mecânica dos metais. 
Florianópolis: UFSC, 1985. (adaptado)
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Finalizando
Nesta aula estudamos os 
processos de conformação 
chamados extrusão e trefilação, 
ou seja, a obtenção de barras, 
perfis, tubos e fios metálicos. 
Nesse contexto,o raciocínio 
exercitado foi a obtenção do cabo 
RJ45, utilizado na transmissão de 
dados entre computadores e em 
redes de comunicação
Finalizando a aprendizagem
A matéria-prima de partida é o 
fio máquina obtido pelo processo 
de extrusão de tarugos de cobre. 
Desse modo, com o fio máquina 
em diâmetros pequenos é 
possível então aplicar o processo 
de trefilação, puxando o fio por 
meio de uma sequência de 
fieiras até o diâmetro do 
filamento desejado
Na sequência, cada filamento é 
isolado e enrolado conforme o 
passe especificado pelo projeto. 
Cada cabo RJ45 é composto por 
4 pares, ou seja, 8 fios, sendo 
cada par com um respectivo 
ângulo de enrolamento (passe)
Logo, verifica-se grande 
aplicabilidade do processo de 
extrusão na obtenção de perfis 
complexos, bem como da trefilação 
em fios nas mais variadas bitolas. 
São processos usuais nas indústrias 
que estão permanentemente sendo 
melhorados com novas máquinas, 
novos materiais e melhor controle. 
Assim sendo, esteja atento às 
etapas de transformação do 
metal até o produto acabado