MCN08 - Estudo da resistência mecânica da união de chapas metálicas por conformação a frio com aplicação de adesivo estrutural

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CENTRO UNIVERSITÁRIO DO INSTITUTO MAUÁ DE TECNOLOGIA 
Escola de Engenharia Mauá 
Engenharia Mecânica 
ANDRÉ SUCCISSI RINALDI 
JULIO CÉSAR LOPES DA SILVA 
MATEUS VALE FARKAS 
 
Estudo da resistência mecânica da união de chapas metálicas por 
conformação a frio com aplicação de adesivo estrutural 
São Caetano do Sul 
2020 
 
 
 
 
 
 
ANDRÉ SUCCISSI RINALDI 
JULIO CÉSAR LOPES DA SILVA 
MATEUS VALE FARKAS 
 
Estudo da resistência mecânica da união de chapas metálicas por 
conformação a frio com aplicação de adesivo estrutural 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado à 
Escola de Engenharia Mauá do Centro 
Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia 
como requisito parcial para a obtenção do 
título de Engenheiro Mecânico. 
Orientador: Prof. Me. Alisson Alves Sarmento 
Área de concentração: Engenharia Mecânica 
São Caetano do Sul 
2020 
 
 
 
 Succissi Rinaldi, André 
Estudo da resistência mecânica da união de chapas metálicas por 
conformação a frio com aplicação de adesivo estrutural / André Succissi 
Rinaldi, Julio César Lopes da Silva, Mateus Vale Farkas — São Caetano do 
Sul : CEUN-IMT, 2020. 
82 p. 
 
Trabalho de Conclusão de Curso – Escola de Engenharia Mauá do Centro 
Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia, São Caetano do Sul, SP, 
2020. 
 
Orientador(a): Prof. Me. Alisson Alves Sarmento 
 
1. Clinching. 2. Conformação de chapas metálicas. 3. Método dos 
Elementos Finitos (MEF). 4. Adesivo estrutural. 5. Simulação 
computacional. I. Lopes da Silva, Julio César. II. Vale Farkas, Mateus. III. 
Instituto Mauá de Tecnologia. Escola de Engenharia. IV. Título. 
 
 
 
ANDRÉ SUCCISSI RINALDI 
JULIO CÉSAR LOPES DA SILVA 
MATEUS VALE FARKAS 
 
Estudo da resistência mecânica da união de chapas metálicas por 
conformação a frio com aplicação de adesivo estrutural 
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado pela 
Escola de Engenharia Mauá do Centro 
Universitário do Instituto Mauá de Tecnologia 
como requisito parcial para a obtenção do 
título de Engenheiro Mecânico. 
Banca avaliadora: 
Prof. Me. Alisson Alves Sarmento 
Orientador(a) 
Nome completo do professor(a) avaliador(a) 1 e título 
Prof. Me. Marcelo Ferreira Moreira 
Nome completo do professor(a) avaliador(a) 2, se houver, e título 
Prof. Dr. Marcelo Otávio dos Santos 
São Caetano do Sul, data da apresentação de mês de ano. 
 
 
 
 
DEDICATÓRIAS 
Dedicamos este trabalho para os nossos familiares e amigos, 
por nos acompanharem e nos incentivarem nesta jornada. 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
Ao nosso orientador Prof. Me. Alisson Alves Sarmento por todo apoio e oportunidades que 
nos proporcionou ao longo do desenvolvimento deste trabalho. 
Aos professores Dr. Marcelo Otávio dos Santos e Me. Marcelo Ferreira Moreira, que deram 
grandes contribuições técnicas. 
Às nossas namoradas, por nos apoiar e nos incentivar em todas as etapas deste trabalho. 
Aos técnicos Eduardo Jardim da Silva, Kenner de Araujo Mendes e Matheus Martinez Oliveira 
e à responsável técnica Margarete Cristina Moreira Serbino do Instituto Mauá de Tecnologia, 
que auxiliaram de forma ativa na obtenção dos dados do ensaio mecânico e nos exames 
metalográficos. 
À TOX Pressotechnik, em especial ao Rafael Ferreira de Mello, Renan Dalmazo e Vanderlei 
Bastos. 
À Sika, em especial ao Alison Mendonça. 
Ao Me. Rafael Tedim Terra. 
À Antonieta Aparecida Tescari Medeiros, por apoiar e investir no desenvolvimento de estudos 
para crescimento do país. 
A todas as pessoas que colaboraram na execução e desenvolvimento deste trabalho e que, 
involuntariamente, foram omitidas. 
 
 
 
 
 
 
“O homem que não está disposto a morrer por uma causa não é digno de viver.” 
(Martin Luther King) 
 
 
 
 
RESUMO 
Este trabalho visou verificar de que forma a aplicação de adesivo estrutural poderia influenciar 
na União de Chapas por Conformação à Frio (UCCF), também conhecida pelo termo em inglês 
clinching, no quesito de aumento da resistência mecânica estática da união. Além disso, o 
presente trabalho também procurou realizar um comparativo entre os resultados obtidos por 
ensaio de tração real e o ensaio realizado por meio de simulação computacional, buscando a 
convergência destes resultados. Para isso, foi utilizado o aço AISI 1012, que é um aço de baixo 
carbono e alta ductilidade, material bastante utilizado na indústria metalmecânica. A união 
em questão foi submetida à ensaios de tração com diferentes configurações de corpo de 
prova, como: união feita apenas por adesivo estrutural, apenas por UCCF e união híbrida 
(UCCF + adesivo estrutural), levadas ao seu limite, até o rompimento da união. Os corpos de 
prova feito apenas com adesivo estrutural chegaram a suportar cargas de até 12 kN, enquanto 
aqueles apenas com UCCF suportaram aproximadamente 3,6 kN. Por meio do Método dos 
Elementos Finitos (MEF), o ensaio feito por simulação computacional apenas para a UCCF 
resultou em uma diferença de 20,73 % na resistência mecânica, comparando com a média dos 
resultados obtidos experimentalmente, e 9,19 % comparando com a maior resistência 
mecânica obtida nos ensaios de tração, sendo estas diferenças associadas a simplificações 
realizadas na simulação e variações no processo de UCCF. 
Palavras-chave: Clinching. Conformação de chapas metálicas. Método dos Elementos Finitos 
(MEF). Adesivo estrutural. Simulação computacional. 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
This work aimed to verify how the application of structural adhesive could influence the 
clinching, in terms of increasing the static mechanical resistance of the union. Besides, the 
present work also sought to make a comparison between the results obtained by real tensile 
test and the test performed using computational simulation, seeking the convergence of these 
results. For this, the Steel AISI 1012 was used, which is a low carbon steel and high ductility, a 
material widely used in the metal industry. The join in question was submitted to tensile tests 
with different test body configurations, such as: join made only by structural adhesive, only 
by clinching and hybrid union (clinching + structural adhesive), carried to its limit, until the 
union rupture. The specimens made only with structural adhesive came to withstand loads of 
up to 12 kN, while those with clinching only supported approximately 3.6 kN. Using the Finite 
Element Method (FEM), the test performed by computational simulation only for clinching 
resulted in a difference of 20.73% in mechanical resistance, comparing with the average of 
the results obtained experimentally, and 9.19% comparing with the higher mechanical 
resistance obtained in the tensile tests, and these differences were associated with 
simplifications performed in the simulation and variations in the clinching process. 
Keywords: Clinching. Forming sheet metal. Finite Element Method (FEM). Structural adhesive. 
Computer simulation. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1 - Comparação de custos por união ............................................................................. 28 
Figura 2 – Gráfico da Taxa de Fluxo Expiratório Forçado ......................................................... 29 
Figura 3 - Parâmetros da UCCF em vista de corte .................................................................... 32 
Figura 4 - Fratura pelo pescoço da junta .................................................................................. 33 
Figura 5 - Modo de falha por separação do botão ................................................................... 33 
Figura 6 - Distribuição dos esforços sob condições de cisalhamento ...................................... 34 
Figura 7 - Curva de Carga em função do Deslocamento sob condições cisalhantes ............... 34 
Figura 8 - Resultado do teste experimental e computacional sob condições de cisalhamento
 ..................................................................................................................................................35 
Figura 9 - Corte na seção transversal da união e identificação das variáveis .......................... 36 
Figura 10 - Seção transversal da união durante o processo de UCCF ...................................... 36 
Figura 11 - Características do campo de tensões e a dureza nas regiões do botão ................ 37 
Figura 12 - Aplicação da UCCF na indústria .............................................................................. 38 
Figura 13 - Aplicação da UCCF na fabricação de assento automotivo ..................................... 38 
Figura 14 - Curva de Tensão normal na direção de X em função da posição em Y ................. 39 
Figura 15 - Curva de Tensão de Cisalhamento ZX em função da posição em Y ....................... 40 
Figura 16 - Média de componentes estruturais de um automóvel (Body-in-white, portas e 
tampas) ..................................................................................................................................... 40 
Figura 17 - Investimento no mercado global por categoria de material na estrutura veicular
 .................................................................................................................................................. 41 
Figura 18 - Dimensões do corpo de prova ................................................................................ 43 
Figura 19 – Primeiro modo de falha do corpo de prova indesejável ....................................... 44 
Figura 20 – Segundo modo de falha do corpo de prova indesejável ....................................... 44 
Figura 21 - Etapas do processo de confecção dos corpos de prova......................................... 47 
 
 
Figura 22 - Matriz modelo Round-Joint TOX ® ......................................................................... 48 
Figura 23 - Punção TOX® .......................................................................................................... 48 
Figura 24 - Medida do diâmetro do ponto de união ............................................................... 49 
Figura 25 - Gráfico do aumento da resistência em função da dimensão do ponto utilizado . 49 
Figura 26 - Cilindro hidropneumático TOX ®............................................................................ 51 
Figura 27 - Processo de união de único passo de matriz rígida ............................................... 52 
Figura 28 - Equipamento para ensaio de tração ...................................................................... 53 
Figura 29 - Snapshot do início do ensaio e do momento da ruptura do adesivo .................... 53 
Figura 30 - Gráfico de força por deslocamento apenas para UCCF ......................................... 54 
Figura 31 - Gráfico de força por deslocamento para união apenas com adesivo estrutural .. 55 
Figura 32 - Gráfico de força por deslocamento para união híbrida......................................... 56 
Figura 33 - Regiões de encruamento geradas pela UCCF ........................................................ 58 
Figura 34 - Visão superior da região de atrito da chapa inferior ............................................. 59 
Figura 35 - Visão inferior da região de atrito da chapa superior ............................................. 60 
Figura 36 - Ensaio de tração da chapa de aço .......................................................................... 61 
Figura 37 – Face de aplicação do deslocamento para simulação – Chapa Superior ............... 62 
Figura 38 – Face de aplicação do deslocamento para simulação – Chapa Inferior ................. 62 
Figura 39 - Vista paralela da seção transversal da UCCF ......................................................... 63 
Figura 40 - Geração do sólido a partir das linhas de construção ............................................. 63 
Figura 41 - Seção transversal do sólido gerado via CAD .......................................................... 64 
Figura 42 - Região de refino de malha - element size .............................................................. 65 
Figura 43 - Região de refino de malha - Sphere of Influence ................................................... 66 
Figura 44 - Vista isométrica da malha ...................................................................................... 67 
Figura 45 - Vista Isométrica em corte da malha ...................................................................... 67 
Figura 46 - Gráfico de qualidade da malha: qualidade ortogonal (orthogonal quality) .......... 68 
 
Figura 47 - Escala de qualidade da malha (orthogonal quality scale) ...................................... 69 
Figura 48 - Gráfico de qualidade da malha: assimetria (skewness) ......................................... 69 
Figura 49 – Escala de assimetria (skewness) ............................................................................ 70 
Figura 50 - Resultado da simulação de UCCF utilizando o Ansys ............................................. 71 
Figura 51 – Resultado da região de ancoramento esperada ................................................... 71 
Figura 52 - Comportamento gráfico de cada tipo de corpo de prova ...................................... 73 
Figura 53 - Comparativo da menor resistência mecânica obtida ............................................. 74 
Figura 54 - Gráfico comparativo entre simulação e real .......................................................... 75 
Figura 55 - Região de maior solicitação da UCCF ..................................................................... 75 
Figura 56 - Região de rompimento da UCCF ............................................................................ 76 
Figura 57 - Composição química do aço AISI 1012 ................................................................... 83 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 - Tabela de resultados do ensaio de tração para a UCCF .......................................... 54 
Tabela 2 - Tabela de resultados do ensaio de tração para a união feita com adesivo estrutural
 .................................................................................................................................................. 55 
Tabela 3 - Tabela de resultados do ensaio de tração para a UCCF com aplicação de adesivo 
estrutural .................................................................................................................................. 56 
Tabela 4 - Parâmetros de operação do conjunto ..................................................................... 59 
Tabela 5 – Propriedades mecânicas do material ..................................................................... 60 
Tabela 6 - Dados obtidos do ensaio de tração da chapa de aço .............................................. 61 
Tabela 7 – Deslocamentos aplicados no conjunto ................................................................... 61 
Tabela 8 – Parâmetros de análise e solução da simulação ...................................................... 63 
Tabela 9 - Parâmetros de refino – Patch Conforming .............................................................. 65 
Tabela 10 - Parâmetros de refino – Body Sizing ....................................................................... 65 
Tabela 11 - Parâmetros de refino – Body Sizing ....................................................................... 66 
Tabela 12 - Quantidade de nós e elementos da malha gerada................................................ 68 
Tabela 13 – Propriedades físicas normalizadas - AISI 1012 ..................................................... 82 
Tabela 14 – Propriedades químicas normalizadas - AISI 1012 ................................................. 82 
Tabela 15 – Propriedades químicas do material utilizado - AISI 1012 ..................................... 82 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................ 27JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA DO TEMA ....................................................... 27 
 MOTIVAÇÃO .............................................................................................. 27 
1.2.1 BAIXO CUSTO ................................................................................................. 27 
1.2.2 LIVRE DE EMISSÕES ......................................................................................... 28 
1.2.3 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA ................................................................................... 29 
1.2.4 EFEITOS NA RESISTÊNCIA MECÂNICA DO MATERIAL ................................................... 30 
 OBJETIVOS DO TRABALHO ......................................................................... 30 
2 REVISÃO DA LITERATURA .......................................................... 31 
 DEFINIÇÃO DO PROCESSO DE UNIÃO ......................................................... 31 
2.1.1 PARÂMETROS IMPORTANTES DE UMA UCCF .............................................. 31 
2.1.2 EFEITOS MICROESTRUTURAIS CAUSADOS PELA UCCF.................................. 36 
2.1.3 APLICAÇÕES DA UCCF ................................................................................ 37 
 ADESIVOS ESTRUTURAIS ............................................................................ 39 
3 MATERIAIS E MÉTODOS ............................................................ 43 
 ESCOLHA DO MATERIAL DA CHAPA PARA O CORPO DE PROVA .................. 43 
 DIMENSÕES DO CORPO DE PROVA ............................................................ 43 
 CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA ........................................................ 46 
 DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DA UCCF ............................................ 47 
3.4.1 MATRIZ E PUNÇÃO ......................................................................................... 47 
3.4.2 ESCOLHA DO DIÂMETRO DO PONTO ........................................................... 48 
3.4.3 DIMENSÃO “X” .......................................................................................... 49 
3.4.4 ESCOLHA DO ADESIVO ............................................................................... 50 
 FERRAMENTA DE CLINCHING ..................................................................... 50 
 O ENSAIO MECÂNICO ................................................................................ 52 
3.6.1 RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO ..................................................................... 54 
3.6.2 ANÁLISE METALOGRÁFICA ................................................................................. 57 
4 SIMULAÇÃO .............................................................................. 59 
 
 
 PARÂMETROS DE OPERAÇÃO E PROPRIEDADES MECÂNICAS ..................... 59 
 CONFIGURAÇÃO DE ANÁLISE DA SIMULAÇÃO ............................................ 62 
 GEOMETRIA .............................................................................................. 63 
 MALHA...................................................................................................... 64 
4.4.1 METHOD – PATCH CONFORMING ....................................................................... 64 
4.4.2 BODY SIZING – ELEMENT SIZE ........................................................................... 65 
4.4.3 BODY SIZING – SPHERE OF INFLUENCE ................................................................. 66 
4.4.4 MALHA RESULTANTE....................................................................................... 66 
 SIMPLIFICAÇÕES ........................................................................................ 70 
4.5.1 REGIÕES DE ENCRUAMENTO .............................................................................. 70 
4.5.2 RÓTULA PLÁSTICA........................................................................................... 72 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................... 73 
 RESULTADOS DO ENSAIO DE TRAÇÃO ........................................................ 73 
 RESULTADOS DA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL ....................................... 74 
5.2.1 SIMULAÇÃO X ENSAIO REAL .............................................................................. 74 
6 CONCLUSÕES ............................................................................. 77 
7 TRABALHOS FUTUROS ............................................................... 78 
 ENSAIO MECÂNICO ................................................................................... 78 
 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL.................................................................. 78 
 
 
 
 
 
 
27 
1 INTRODUÇÃO 
 JUSTIFICATIVA DA ESCOLHA DO TEMA 
A união de chapas metálicas é bastante utilizada na indústria e pode ser feito por diversas 
formas, podendo ser uma união permanente, feita por solda, rebite, ou união desmontável, 
como parafusos, porca, dentre outros. Tal processo é muito abrangente, e pode ser aplicado 
desde a indústria de eletrodomésticos até na produção de aeronaves, que exige grande 
resistência estrutural à esforços externos. 
O estudo de técnicas para união de chapas metálicas levou a um processo a frio, conhecido 
por União de Chapas por Conformação a Frio (UCCF) (também conhecido pelo termo em inglês 
Clinching) que existe no mercado há mais de 80 anos, porém foi pouco explorado para que se 
possa atingir uma gama maior de aplicações. O estudo da técnica de UCCF tem crescido devido 
a questões de sustentabilidade e ao emprego de novos materiais na composição de 
carrocerias automotivas (PEREIRA, et al., 2013). 
 MOTIVAÇÃO 
Comparado a outros métodos de união de chapas metálicas, a UCCF se sobressai em alguns 
aspectos gerais como, por exemplo: 
1.2.1 BAIXO CUSTO 
Como pode ser visto na Figura 1, a fabricante TOX® realizou um comparativo de custos por 
união, na qual é perceptível uma redução de cerca de 40% em relação à soma dos custos de 
investimento, operação e ferramenta quando comparado à solda ponto. 
28 
 
Figura 1 - Comparação de custos por união 
 
Fonte: TOX Pressotechnik, 2020. 
1.2.2 LIVRE DE EMISSÕES 
A tecnologia de UCCF não emite vapores ou gases tóxicos, que permite ao operador melhores 
condições de trabalho e reduz a insalubridade. Não há descarte de produtos químicos, nem 
consumo de líquidos refrigerantes, óleos ou gases (TOX® PRESSOTECHNIK, 2020). 
A fim de dar ênfase nessa vantagem e ilustrar sua necessidade, (LEE, 1990) realizou um estudo 
com foco na asma ocupacional, causada pelo efeito dos gases emitidos por solda a ponto em 
uma mulher de trinta e seis anos que não tinha histórico de asma. Após dois anos trabalhando 
com solda a ponto, a mulher passou a ter alguns episódios de tosse, falta de ar e aperto no 
peito. 
Na Figura 2, segue um gráfico mostrando a Taxa de Fluxo Expiratório Forçado (TFEF) num 
período de um mês, sendo oito dias contínuos em casa e dois intervalos de dez dias cada no 
local de trabalho, com medições a cada três horas. Como esperado, a Taxa de Fluxo Expiratório 
29 
Forçado foi melhor em casa e pior durante o período de trabalho, em que a mulher estava sob 
condições críticas, exposta a gases nocivos: 
Figura 2 – Gráfico da Taxa de Fluxo Expiratório Forçado 
 
Fonte: Adaptado de Lee, 1990. 
Legenda: 
• Máximo diário de pico de taxa de fluxo expiratório (□); 
• Taxa média de fluxo expiratório (+); 
• Taxa mínima de fluxo expiratório (◊). 
A fim de concluir o raciocínio, o estudo realizado por (LEE, 1990) reforça ainda mais a 
motivação em busca do desenvolvimento da UCCF, que trará benefícios não só para o meio 
ambiente, com a redução de emissão de gases poluentes, como também para a saúde 
humana. 
1.2.3 EFICIÊNCIA ENERGÉTICA 
Em um estudo realizado por (SARMENTO e PEREIRA, 2012), eles destacam que para realização 
de apenas um ponto feito por solda ponto, gasta-se cerca de 100 kW de energia. Enquanto, 
paraa realização de apenas um ponto feito por UCCF, gasta-se cerca de 0,5 kW de energia. 
30 
 
Ou seja, tem-se um consumo de energia 200x menor, quando comparado a solda ponto, o que 
torna a UCCF ainda mais atraente. 
1.2.4 EFEITOS NA RESISTÊNCIA MECÂNICA DO MATERIAL 
 A UCCF não produz faíscas e não aquece a chapa a ser unida, o que poderia fazer com que a 
chapa sofresse alterações microestruturais indesejadas na superfície e, consequentemente, 
perdesse suas propriedades mecânicas na região. 
Utilizando novamente o estudo realizado por (SARMENTO e PEREIRA, 2012), a UCCF possui 
alta resistência dinâmica (resistência à vibração). Entretanto, possui resistência mecânica 
menor do que a solda ponto quando comparado ao esforço estático, sendo aproximadamente 
80% menos resistente, o que se torna um ponto fraco da união. 
 OBJETIVOS DO TRABALHO 
Como mostrado nos itens anteriores, a UCCF possui características interessantes, que dão 
destaques para o processo. Entretanto, a fim de buscar melhorias para diminuir o fator 
negativo, que é a baixa resistência estática da união, este trabalho tem como objetivo analisar 
qual o efeito da introdução de adesivo estrutural na UCCF por meio do ensaio de tração de 
corpos de prova. 
Além disso, este trabalho tem como objetivo realizar um comparativo entre o ensaio mecânico 
real com o ensaio por simulação computacional, realizado por meio do Método dos Elementos 
Finitos (MEF), a fim de verificar a convergência dos dois resultados. 
Com base nas motivações mencionadas no item 1.2 e no estudo realizado ao longo deste 
trabalho, acredita-se que a União de Chapas por Conformação a Frio (UCCF) com aplicação de 
adesivo estrutural entre as chapas, podendo chamar também de união híbrida, trará 
resultados positivos na melhoria da resistência mecânica estática da união. 
Caso essa hipótese seja confirmada, isso traz a possiblidade de substituição, ainda que parcial, 
do método de união mais utilizado atualmente (que é a solda ponto) pela UCCF com adesivo 
31 
estrutural, que trará não apenas benefícios de redução de custos e redução de tempo mas, 
ainda mais importante, benefícios para o meio ambiente e para a saúde do operador. 
2 REVISÃO DA LITERATURA 
 DEFINIÇÃO DO PROCESSO DE UNIÃO 
A ideia central da UCCF é unir chapas metálicas através de deformações plásticas, que utilizam 
a deformação local (união de pequenas áreas), sem a adição de nenhum elemento de união, 
como acontece em alguns tipos de solda. Basicamente, este processo utiliza dois elementos 
de conformação, a matriz e o punção. O punção é responsável por realizar a conformação, 
seguindo, consequentemente, o molde da matriz, gerando o intertravamento (interlock) das 
placas (BABALO, FAZLI e SOLTANPOUR, 2018). A UCCF é um processo de fabricação mecânica, 
dentre os diversos processos presentes atualmente. 
Com a conformação mecânica, a união de diferentes tipos de materiais e de diferentes tipos 
de ligas, assim como materiais pré-acabados e poliméricos, se tornou um marco e uma fonte 
de estudos aprofundados devido tamanha a complexidade deste tipo de união. A união em si 
nunca foi um problema tão grande, porém a combinação de esforços para cada tipo de 
material e os diferentes tipos de falhas mecânicas ainda é um parâmetro que, mesmo que não 
reflita intensamente nos resultados, como em união por adesivos e união por solda, ainda é 
um fator importante de estudo (LAMBIASE e ILIO, 2015) 
Segundo (LAMBIASE e ILIO, 2015), os problemas de UCCF entre metal e materiais poliméricos, 
ou até mesmo com outros materiais metálicos, são influenciados pelo limite de escoamento 
dos materiais durante o processo e, também, à alta carga axial aplicada. A solução encontrada 
para materiais de diferentes valores de limite de escoamento e a dureza é a de aquecer os 
materiais e aplicar a UCCF. 
2.1.1 PARÂMETROS IMPORTANTES DE UMA UCCF 
Para estudo da UCCF, de início é necessário conhecer quais são os fatores importantes que 
afetam diretamente a qualidade e a resistência da união. De acordo com o estudo de (LEI LEI 
32 
 
e TONGXIN YU, 2019) mostrado na Figura 3, têm-se dois parâmetros que devem ser analisados 
nesse processo. São eles: Espessura do pescoço (𝑡𝑁) e o rebaixo produzido (𝑡𝑈). Segundo os 
autores mencionados, esses são os fatores centrais que interferem na resistência da UCCF. 
Figura 3 - Parâmetros da UCCF em vista de corte 
 
Fonte: Lei Lei & Tongxin Yu, 2019. 
Conhecer o esforço limite que a união suporta, permite a escolha correta da aplicação do 
método. Por isso, realizar repetidos estudos com alteração de parâmetros, como os 
mencionados anteriormente, a espessura e o material da chapa, formato da matriz/punção, 
dentre outros parâmetros, permitem verificar que tipo de influência cada um traz para a 
resistência final. 
Como descrito por (LEI et al., 2019), o processo de falha para UCCF depende da diferença da 
resistência estrutural entre o pescoço formado (𝜎𝑁 ) e o rebaixo (𝜎𝑈 ) produzido, que é 
determinado pela resistência do material da chapa, a espessura do pescoço (𝑡𝑁) e a espessura 
do rebaixo (𝑡𝑈) formado. 
Baseado nas descrições acima, é possível ter ideia de algumas características necessárias do 
material das chapas para que o mesmo possa ser utilizado nesta técnica. O processo mecânico 
de UCCF exige materiais que permitem deformações plásticas, ou seja, materiais com alta 
ductilidade (FRIEDRICH et al.,2014) e de baixo carbono, que permitirá melhor conformação 
com a matriz, garantindo encaixe mais firme com o rebaixo, assim, possivelmente, trazendo 
uma melhor resistência estrutural para a união. Sem contar que, para materiais com alta 
tensão de escoamento, o esforço que a máquina precisará fazer para conformar o material na 
33 
matriz será muito grande e, muito provavelmente, o material não escoará tão bem para os 
canais da matriz. 
No estudo e nas observações de (LEI et al., 2019), dois modos de falha da UCCF foram 
identificados como tradicionais, sendo elas: modo de fratura no pescoço e o modo de 
separação do botão, que podem ser observados na Figura 4 e Figura 5: 
Figura 4 - Fratura pelo pescoço da junta 
 
Fonte: Song, et al., 2018. 
Figura 5 - Modo de falha por separação do botão 
 
Fonte: Song, et al., 2018. 
Fazendo uma comparação com o estudo de (SONG et al., 2018), é possível verificar os esforços 
na união sob condições de cisalhamento utilizando o método dos elementos finitos (MEF), 
que demonstrou com clareza que o esforço sob essas condições fica concentrado no pescoço 
formado da chapa superior, conforme Figura 6. 
34 
 
Figura 6 - Distribuição dos esforços sob condições de cisalhamento 
 
Fonte: Song, et al., 2018. 
Fazendo um comparativo entre a carga de pico, que se trata de um gráfico de carga por 
deslocamento (Figura 7), obtido por simulação computacional e os valores obtidos 
experimentalmente, o erro é de apenas 6,31% (SONG et al., 2018) que, ainda segundo os 
autores, é um erro aceitável, especialmente para a predição de modos de falhas. 
Figura 7 - Curva de Carga em função do Deslocamento sob condições cisalhantes 
 
Fonte: Adaptado de Song, et al., 2018. 
Na Figura 8, é possível observar como a falha computacional ficou bem próxima da 
experimental: 
35 
Figura 8 - Resultado do teste experimental e computacional sob condições de cisalhamento 
 
Fonte: Adaptado de Song, et al., 2018. 
Observando os modelos de falhas descritos anteriormente, é possível verificar que há um 
efeito da espessura envolvido, visto que boa parte da estrutura que suporta os esforços 
solicitantes, são provenientes do pescoço e do rebaixo formado pela UCCF. Baseado nos 
estudos de (LEI et al., 2019) a espessura do pescoço formado e o rebaixo possui influência 
direta na resistência da união. 
Chamado de fator c, que segue equacionado abaixo, a conclusão de seus estudos foi que tal 
parâmetro possui impacto considerável no modo de falhae nas propriedades mecânicas 
estáticas das uniões. Ou seja, é um importante fator que, ao ser variado, modifica o modo de 
falha e a resistência mecânica da união. 
𝑐 =
𝑡𝑁
𝑡𝑈
 
(2.1) 
𝑡𝑁: Espessura do pescoço 
𝑡𝑈: Espessura do rebaixo 
Tomando como base os estudos de (MUCHA, 2011) outro fator importante, que define a 
qualidade de uma união feita por uma matriz, é a medição da espessura X, demonstrada na 
Figura 9: 
36 
 
Figura 9 - Corte na seção transversal da união e identificação das variáveis 
 
Fonte: Mucha, 2011. 
Em seus resultados apresentados no artigo referenciado, (MUCHA, 2011) conclui que a 
geometria da ferramenta (que define os parâmetros da Figura 9) é o fator central que 
determina a geometria final da união e, consequentemente, sua resistência mecânica. 
2.1.2 EFEITOS MICROESTRUTURAIS CAUSADOS PELA UCCF 
Na UCCF, por ocorrer deformação plástica para criação do intertravamento entre as chapas, 
ocorre o fenômeno conhecido por encruamento. O fenômeno consiste no aumento da 
resistência mecânica do material da chapa nas regiões que efetivamente sofreram 
deformação plástica. 
Na Figura 10, é possível observar as etapas de deformação das chapas durante o processo de 
união: 
Figura 10 - Seção transversal da união durante o processo de UCCF 
 
Fonte: TOX Pressotechnik, 2020. 
37 
Outro ponto relevante mostrado no artigo, (MUCHA, 2011) correlaciona a dureza do material 
e o campo de tensões, no qual os maiores valores são observados na parede formada após a 
conformação, identificada pela cor vermelha na legenda do nível de tensão da Figura 11: 
Figura 11 - Características do campo de tensões e a dureza nas regiões do botão 
 
Fonte: Mucha, 2011. 
2.1.3 APLICAÇÕES DA UCCF 
A UCCF, devido à versatilidade e facilidade da aplicação, permite ser utilizada em diversas 
situações. Na Figura 12, é possível observar algumas aplicações relacionadas à linha branca, 
automotiva e na indústria de eletrônicos, como caixa de fusíveis e peças de iluminação. 
38 
 
 
Figura 12 - Aplicação da UCCF na indústria 
 
Fonte: TOX Pressotechnik, 2020. 
Figura 13 - Aplicação da UCCF na fabricação de assento automotivo 
 
Fonte: TOX Pressotechnik, 2020. 
39 
 ADESIVOS ESTRUTURAIS 
Seguindo outra vertente, que contribuirá de forma bastante relevante para o 
desenvolvimento deste trabalho, está o adesivo estrutural. Há muitos estudos de uniões 
híbridas que utilizam adesivos estruturais com outros tipos de uniões, como, por exemplo, na 
união por solda ponto. 
Conforme os gráficos da Figura 14 e Figura 15, nota-se que os adesivos estruturais conferem 
um aumento na resistência à tensão normal (força de destacamento), porém não influenciam 
diretamente na resistência a tensão de cisalhamento em uma união soldada. A resistência 
adicionada a junta se dá diretamente através da espessura do cordão de adesivo aplicado, que 
é diretamente proporcional a esta adição de resistência (CHANG, SHI e DONG, 1999). 
Figura 14 - Curva de Tensão normal na direção de X em função da posição em Y 
 
Fonte: Adaptado de Elanur & Murat, 2018. 
40 
 
Figura 15 - Curva de Tensão de Cisalhamento ZX em função da posição em Y 
 
Fonte: Adaptado de Elanur & Murat, 2018. 
Pensando no mercado automotivo, segundo a fonte CAR Research, atualmente apenas 6% da 
massa total de um veículo corresponde à plásticos e compósitos. Entretanto, há uma 
tendência de que esse valor chegue a patamares de 15% no ano de 2040, devido à entrada de 
carros elétricos no mercado, que acarretará numa demanda por redução de massa do veículo. 
Na Figura 16, é possível observar a média de componentes estruturais que vão na montagem 
de um carro, em porcentagem: 
Figura 16 - Média de componentes estruturais de um automóvel (Body-in-white1, portas e tampas) 
 
Fonte: CAR Research - DuPont, 2020. 
 
 
1 Body-in-white, traduzido do inglês como corpo branco, é o estágio em que a estrutura de uma carroceria veicular 
é unida. 
41 
De acordo com um estudo mostrado em maio de 2020, no webinar apresentado pela empresa 
DuPont, uma das maiores empresas químicas do mundo, uma redução de 20% da massa de 
um veículo pode resultar em um aumento de 14% na autonomia de uma bateria de veículos 
elétricos. 
Ainda nessa apresentação, foi mostrado o estimado de custos no mercado global automotivo 
separado por categorias, como pode ser visto na Figura 17. Percebe-se que entre 2018 e 2024, 
é esperado um aumento de 23,7% nos gastos com materiais compósitos / plásticos / naturais 
aplicados à veículos. 
Figura 17 - Investimento no mercado global por categoria de material na estrutura veicular 
 
Fonte: BCC Research – DuPont, 2020. 
Seguindo a linha automotiva, o artigo de (ALFANO et al.,2017) comenta que os carros são 
responsáveis por 12% das emissões de dióxido de carbono (CO2) na União Europeia. Tendo 
isso como base, a fim de melhorar a economia de combustível, existe uma legislação da União 
Europeia que reforçou as metas de redução de emissão de poluentes, que foram discutidas 
no Climate Action EU no. 333. 
Como pôde ser observado ao longo da leitura dos parágrafos anteriores deste item, a redução 
de emissão de poluentes está ligada à redução de massa do veículo e, pensando nisso, de 
acordo com (ALFANO et al.,2017), para este primeiro momento, é importante que a 
introdução de adesivo estrutural no processo de fabricação de veículos gere o menor impacto 
42 
 
possível na infraestrutura das montadoras e, por este motivo, os adesivos são aplicados no 
estágio body-in-white, enquanto a cura do adesivo ocorre no estágio de paint shop. 
Em suma, baseado no cenário que é previsto nos estudos apresentados, percebe-se que é 
uma área que promete bons resultados e que ainda existe muito espaço para pesquisas e 
desenvolvimento, o que reforça ainda mais a motivação deste projeto em seguir com o estudo 
da aplicação deste importante artifício que são os adesivos estruturais em processos de UCCF. 
 
43 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
Metodologia é a explanação das ações que serão realizadas no decorrer do estudo aqui 
apresentado. Para introduzir este tópico, será falado um pouco sobre a ferramenta, o ensaio 
mecânico, seleção dos materiais de estudo, do exame metalográfico e, por fim, a simulação 
computacional. 
Este trabalho visa mostrar como a adição de adesivo estrutural na UCCF interfere na 
resistência mecânica da união, que será quantificada por meio de ensaios de tração dos corpos 
de prova. 
 ESCOLHA DO MATERIAL DA CHAPA PARA O CORPO DE PROVA 
Para a definição do material, optou-se por um aço AISI 1012, de 2,0 mm de espessura, que 
possui baixo teor de carbono e alta ductilidade. Este material foi escolhido por ser comumente 
utilizado na indústria metalmecânica. A especificação do aço pode ser vista no Anexo A. 
 DIMENSÕES DO CORPO DE PROVA 
Para realização dos ensaios de tração, as dimensões dos corpos de prova seguirão os padrões 
adotados pelo fabricante dos equipamentos de UCCF, a fim de utilizar as mesmas dimensões 
dos corpos de prova que são testados por eles. Na Figura 18, é possível verificar as dimensões: 
Figura 18 - Dimensões do corpo de prova 
 
Fonte: Detalhamento fornecido pela TOX. 
44 
 
 Para determinar a espessura da chapa que será utilizada, foi necessário observar a resistência 
à ruptura do adesivo e realizar um breve comparativo com a resistência à ruptura das chapas. 
Isso porque, caso a resistência à tração da chapa seja menor do que a resistência à tração do 
adesivo, quer dizer que a chapa se romperá antes que o adesivo e fora do ponto de união, não 
permitindo identificar a resistência mecânica que o adesivo proporcionará para a união. 
Em seu artigo, (ZHOU, 1990) menciona sobre alguns modos de falhas, dentre os quais, dois 
deles, são os que não podem ocorrer, ou seja, os indesejados para o ensaio que será realizado, 
que podem ser vistos na Figura 19 e Figura 20: 
Figura 19 – Primeiro modode falha do corpo de prova indesejável 
 
Fonte: Adaptado de Zhou, 1990. 
Figura 20 – Segundo modo de falha do corpo de prova indesejável 
 
Fonte: Adaptado de Zhou, 1990. 
45 
Para isso, sabendo que a tensão de escoamento pode ser calculada pela equação abaixo: 
𝜎 =
𝐹
𝐴𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙
 
Considerando uma chapa de 0,8 mm de espessura e resistência à tração do aço AISI 1012 
sendo 310 MPa (conforme Anexo A): 
𝐹𝑡𝑟𝑎çã𝑜 = 0,8 [𝑚𝑚] × 25[𝑚𝑚] × 310[
𝑁
𝑚𝑚2
] 
𝐹𝑡𝑟𝑎çã𝑜 = 6200 [𝑁] 
Agora, considerando uma chapa de 1,5 mm de espessura e resistência à tração do aço AISI 
1012 sendo 310 MPa (conforme Anexo A): 
𝐹𝑡𝑟𝑎çã𝑜 = 1,5 [𝑚𝑚] × 25[𝑚𝑚] × 310[
𝑁
𝑚𝑚2
] 
𝐹𝑡𝑟𝑎çã𝑜 = 11625 [𝑁] 
Por fim, considerando uma chapa de 2,0 mm de espessura e resistência à tração do aço AISI 
1012 sendo 310 MPa (conforme Anexo A): 
𝐹𝑡𝑟𝑎çã𝑜 = 2,0 [𝑚𝑚] × 25[𝑚𝑚] × 310[
𝑁
𝑚𝑚2
] 
𝐹𝑡𝑟𝑎çã𝑜 = 15500 [𝑁] 
Em paralelo, para o adesivo estrutural, a força de tração será calculada pela tensão de 
cisalhamento, visto que a tendência das chapas será de escorregar na face de contato com o 
adesivo. Sendo a área de aplicação do adesivo com comprimento de 25 mm, largura da 
aplicação de 25 mm e resistência ao cisalhamento do adesivo de 20 MPa (obtido da folha de 
dados exclusiva do fabricante disponibilizado para este trabalho, a qual não está disponível ao 
público). 
46 
 
𝜏 =
𝐹𝑜𝑟ç𝑎
Á𝑟𝑒𝑎
 
𝐹 = 25 [𝑚𝑚] × 25[𝑚𝑚] × 20[
𝑁
𝑚𝑚2
] 
𝐹 = 12500 [𝑁] 
Portanto, para garantir que o adesivo se rompa antes das chapas, a espessura utilizada será 
de 2,0 mm, tanto na chapa inferior quanto na chapa superior. 
 CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA 
Em parceria com a empresa TOX Pressotechnik®, foi disponibilizado a utilização dos 
laboratórios da unidade de Joinville/SC para confecção dos corpos de prova. 
Essa troca de experiências permitiu utilizar do grande know-how da empresa, que facilitou no 
momento da confecção dos corpos de prova e que fizeram a diferença no momento de realizar 
a UCCF. 
Foram fabricados vinte corpos de provas, sendo dez apenas com UCCF e dez híbridos (UCCF + 
adesivo estrutural). Além disso, foram fabricados mais cinco corpos de prova apenas com 
adesivo estrutural nas instalações do Instituto Mauá de Tecnologia. 
Na Figura 21 é possível observar alguns passos da fabricação dos corpos de prova em Joinville. 
47 
Figura 21 - Etapas do processo de confecção dos corpos de prova 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DA UCCF 
Neste tópico do relatório serão descritas as etapas de escolha dos parâmetros que foram 
utilizados para realização da UCCF. 
Com base no desenvolvimento do tópico Revisão da literatura, é possível observar que 
existem parâmetros que interferem diretamente na resistência mecânica da união. Como 
utilizaremos equipamentos da fabricante TOX® para confecção dos corpos de prova, o 
parâmetro de controle da qualidade do ponto será a medida “X”, que consiste na espessura 
do ponto, como mostrado na Figura 9. 
3.4.1 MATRIZ E PUNÇÃO 
A matriz será rígida circular, modelo Round-Joint TOX ® (Figura 22), que tem como resultado 
um botão redondo, sem rebarbas. O punção que será utilizado é o punção com flange de junta 
redonda TOX®, que pode ser visto na Figura 23. 
48 
 
Figura 22 - Matriz modelo Round-Joint TOX ® 
 
Fonte: TOX, 2019. 
Figura 23 - Punção TOX® 
 
Fonte: TOX, 2019. 
3.4.2 ESCOLHA DO DIÂMETRO DO PONTO 
Como informado pelo fabricante, um fator crítico para o processo de união nos termos de 
resistência mecânica é sempre o tamanho do diâmetro do ponto da união, no qual quanto 
maior ele for, maior resistência à tração e cisalhamento a união terá, como pode ser 
visualizado nas Figura 24 e Figura 25. 
49 
Para aços de baixo carbono, a fabricante TOX® recomenda pontos de 6 mm a 8 mm. No estudo 
de (SARMENTO, 2012), ele mostra com base experimental que o ponto de 8 mm demonstrou 
maior resistência tanto aos esforços de cisalhamento quanto aos esforços de arrancamento. 
Portanto, para as análises deste trabalho, o botão utilizado será o de 8 mm. 
Figura 24 - Medida do diâmetro do ponto de união 
 
Fonte: Adaptado de TOX, 2012. 
Figura 25 - Gráfico do aumento da resistência em função da dimensão do ponto utilizado 
 
Fonte: Adaptado de TOX, 2012. 
3.4.3 DIMENSÃO “X” 
Como dito nos tópicos anteriores, a dimensão “X” é um dos principais parâmetros que ditam 
a qualidade da união confeccionada. Trazendo um trecho da dissertação de (SARMENTO, 
2012), “o procedimento para determinação da medida “X” é algo não difundido na literatura, 
50 
 
pois trata-se de “know-how” dos fornecedores de equipamentos de UCCF, que indicam aos 
clientes e pesquisadores a Medida “X” ideal para um dado tipo de união”. 
Seguindo o argumento acima, assim aconteceu durante a visita presencial para confecção dos 
corpos de prova. A medida “X” foi estabelecida pelo fabricante, seguindo sua base de dados 
experimental. Sendo assim, para os corpos de prova fabricado, a Medida “X” utilizada foi de 
0,85 mm, com tolerância de ±15%. 
3.4.4 ESCOLHA DO ADESIVO 
Em uma parceria com a fabricante de adesivos estruturais SIKA®, o adesivo escolhido para 
realizar o teste é um adesivo a base de resina epóxi, conhecido comercialmente por 
SikaPower®-487. A escolha de utilizar este adesivo na análise experimental, se deve ao fato 
deste ser um dos mais utilizados na união de chapas metálicas no processo de montagem das 
carrocerias na indústria automobilística. 
Com base no datasheet disponibilizado pelo fabricante, que pode ser visto no Apêndice A, 
dentre as vantagens de utilização deste adesivo, está o fato dele curar em uma temperatura 
relativamente baixa (155°C) e em um tempo relativamente curto (cerca de 10 minutos). 
 FERRAMENTA DE CLINCHING 
 A ferramenta utilizada para realizar a UCCF é a TOX® Clinching, fabricada pela companhia 
alemã TOX PRESSOTECHNIK®, que se trata, basicamente, de uma prensa hidropneumática. Na 
Figura 26 é possível visualizar o equipamento de forma mais detalhada. 
51 
Figura 26 - Cilindro hidropneumático TOX ® 
 
Fonte: Vídeo institucional TOX. 2 
A primeira patente para equipamentos de UCCF foi registrada em 1897 (VARIS; LEPISTÖ, 
2003), mas somente em 1987 (90 anos depois) as primeiras máquinas foram fabricadas pela 
empresa TOX®. 
Atualmente existem diversas versões fabricadas pela empresa, com matriz rígida, de lamelas 
móveis e fixas, de único passo ou não, dentre outros modelos. Neste caso, foi considerado 
uma matriz rígida circular, de único passo, em que o processo pode ser visto de forma 
simplificado na Figura 27 a seguir: 
 
2 https://youtu.be/RQLKe7UU9es. Acesso em 04/10/2020. 
https://youtu.be/RQLKe7UU9es
52 
 
Figura 27 - Processo de união de único passo de matriz rígida 
 
Fonte: Adaptado de Budde, 1994. 
 O ENSAIO MECÂNICO 
Como dito anteriormente nos tópicos de introdução, a UCCF apresenta uma baixa resistência 
estática quando comparada a união de chapas por solda ponto (SARMENTO e PEREIRA, 2012). 
Por este motivo, optou-se por realizar o ensaio de tração, com uma velocidade baixa, que traz 
como resultado o valor da resistência mecânica estática da união (parâmetro focal deste 
trabalho), no qual pretende-se identificar um possível aumento em seu valor realizando a 
união das chapas metálicas de forma híbrida (UCCF + adesivo estrutural). 
O ensaio de tração foi realizado utilizando o equipamento do fabricante Instron®, com garras 
em forma de cunha e capacidade máxima de 100kN, que pode ser vista na Figura 28. Foram 
testados três tipos de corpos de prova, sendo eles: cinco corpos de prova apenas com UCCF, 
outros cinco apenas com adesivo estrutural e, por fim, mais cinco corpos de prova com união 
híbrida. 
Para que o teste pudesse ser considerado estático, foi utilizada a velocidade de 5 mm/min 
para realização dos ensaios. Na Figura 29 é possível observar duas capturas de imagemmostrando o início do ensaio e o momento da ruptura do adesivo estrutural da união. 
53 
Figura 28 - Equipamento para ensaio de tração 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Figura 29 - Snapshot do início do ensaio e do momento da ruptura do adesivo 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
54 
 
3.6.1 RESULTADO DO ENSAIO DE TRAÇÃO 
Ao finalizar o ensaio de tração para os três tipos de corpos de prova fabricados, que foram 
mencionados anteriormente, foi possível obter os resultados gráficos que serão divulgados a 
seguir, juntamente com uma tabela de dados para melhor visualização dos valores: 
3.6.1.1 Apenas UCCF 
Figura 30 - Gráfico de força por deslocamento apenas para UCCF 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Tabela 1 - Tabela de resultados do ensaio de tração para a UCCF 
Etiqueta do corpo 
 de prova 
Resistência 
à tração [N] 
Resistência 
à tração [kgf] 
Deformação 
[%] 
Deslocamento 
[mm] 
Medida "X" 
[mm] 
Amostra 1 3487,93 355,67 6,01 4,17 1,06 
Amostra 2 3059,71 312 8,65 6 1,09 
Amostra 3 3208,83 327,21 6,76 4,68 1,1 
Amostra 4 3185,17 324,8 7,74 5,4 1,08 
Amostra 5 3214,35 327,77 6,16 4,28 1,09 
Amostra 6 3434,88 350,26 6,53 4,55 1,08 
Amostra 7 3268,4 333,28 6,7 4,68 1,1 
Amostra 8 3407,55 347,47 7,63 5,27 1,1 
Amostra 9 3650,58 372,26 6,06 4,16 1,08 
Amostra 10 3099,31 316,04 7,63 5,31 1,1 
Média 3301,67 336,68 6,99 4,85 1,09 
Desvio padrão 187,32 19,1 0,88 0,62 0,01 
Fonte: Os Autores, 2020. 
55 
3.6.1.2 União apenas com adesivo estrutural 
Figura 31 - Gráfico de força por deslocamento para união apenas com adesivo estrutural 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Tabela 2 - Tabela de resultados do ensaio de tração para a união feita com adesivo estrutural 
Etiqueta do corpo 
 de prova 
Resistência 
à tração [N] 
Resistência 
à tração [kgf] 
Deformação 
[%] 
Deslocamento 
[mm] 
Medida "X" 
[mm] 
Amostra 1 12088 1232,71 8,1 5,58 657,5 
Amostra 2 11530,9 1175,9 5,6 3,85 636,25 
Amostra 3 12590,8 1283,99 7,7 5,28 622,5 
Amostra 4 11783,8 1201,69 6,23 4,24 623,75 
Amostra 5 5763,5 587,75 3,69 2,51 623,75 
Amostra 6 7088,1 722,83 3,29 2,22 623,75 
Amostra 7 10288,5 1049,2 4,05 2,7 660 
Amostra 8 8002,3 816,06 3,42 2,32 633,75 
Amostra 9 10583 1079,24 5,2 3,55 638,75 
Amostra 10 12631,4 1288,13 8,46 5,77 623,75 
Amostra 11 11786,1 1201,93 6,43 4,39 650 
Média 10376,04 1058,13 5,65 3,86 635,8 
Desvio padrão 2366,38 241,32 1,9 1,32 14,24 
Fonte: Os Autores, 2020. 
56 
 
3.6.1.3 União híbrida (UCCF + adesivo estrutural) 
Figura 32 - Gráfico de força por deslocamento para união híbrida 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Tabela 3 - Tabela de resultados do ensaio de tração para a UCCF com aplicação de adesivo estrutural 
Etiqueta do corpo 
 de prova 
Resistência 
à tração [N] 
Resistência 
à tração [kgf] 
Deformação 
[%] 
Deslocamento 
[mm] 
Medida "X" 
[mm] 
Amostra 1 12650,1 1232,71 15,3 11,05 0,95 
Amostra 2 12932,5 1318,84 15,84 11,49 0,96 
Amostra 3 8926,1 910,27 10 7,27 0,98 
Amostra 4 12992,8 1324,98 13,83 10,11 0,93 
Amostra 5 10993 1121,05 11,5 8,36 0,95 
Amostra 6 12343,8 1258,8 14,47 10,54 0,94 
Amostra 7 12670,4 1292,11 11,78 8,55 1,04 
Amostra 8 9364,5 954,98 10,74 7,75 0,94 
Amostra 9 13156,6 1341,69 14,78 10,75 0,93 
Amostra 10 10702,2 1091,39 12,26 8,91 0,96 
Amostra 11 9582,1 977,17 11,29 8,17 0,95 
Amostra 12 12608,5 1285,79 13,8 9,98 0,98 
Amostra 13 11980,4 1221,74 13,54 9,74 0,95 
Amostra 14 9440,4 962,72 10,04 7,27 0,95 
Amostra 15 11555,7 1178,43 13,53 9,78 0,94 
Média 11459,94 1164,84 12,85 9,31 0,96 
Desvio padrão 1508,72 151,32 1,9 1,38 0,03 
Fonte: Os Autores, 2020. 
57 
Repare que o número de amostras utilizadas para cada tipo de ensaio de tração foi diferente. 
Isso porque, para alguns casos, a diferença entre os valores de resistência à tração começou 
a ficar relativamente alta, aumentando o desvio padrão dos resultados. Por este motivo, a fim 
de entender melhor essa diferença e verificar se era algo pontual relacionado ao corpo de 
prova, utilizamos mais amostras para obtenção dos dados. 
3.6.2 ANÁLISE METALOGRÁFICA 
A análise metalográfica tem por objetivo analisar, na escala micro gráfica, como o metal se 
comporta após modificações de sua estrutura original. Neste estudo, o objetivo dessa análise 
é verificar se a deformação plástica oriunda da UCCF produz regiões de encruamento. 
O encruamento é a deformação plástica do material à frio, que acarreta um aumento da 
tensão de escoamento através da diminuição do tamanho de grão do material. Identificar 
essas regiões que possui maior resistência mecânica possui grande influência sobre a 
resistência final da união. 
As regiões destacadas na Figura 33, mostram diferentes formatos de grão, o que evidência a 
região de encruamento e, consequentemente, a existência de diferentes resistências na 
união. 
Conhecer essas regiões permite ajustar a simulação computacional de maneira que o 
resultado seja mais próximo ao obtido em ensaios reais. 
58 
 
Figura 33 - Regiões de encruamento geradas pela UCCF 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
59 
4 SIMULAÇÃO 
Tendo como base os resultados obtidos de forma experimental descritos anteriormente, foi 
realizado o teste de tração por meio do Método dos Elementos Finitos (MEF), a fim de fazer 
um comparativo e verificar uma possível convergência entre os resultados do ensaio físico 
com o resultado do ensaio experimental. Esta simulação trata do tracionamento do corpo de 
provas, sendo analisada a resistência a tração da UCCF. 
 PARÂMETROS DE OPERAÇÃO E PROPRIEDADES MECÂNICAS 
Como mostrado no tópico 3.6.1, foi possível observar que a resistência à tração para a UCCF 
é da ordem de 3kN. Para esta simulação, deve-se obedecer aos parâmetros de operação 
presentes na Tabela 4, conforme segue: 
Tabela 4 - Parâmetros de operação do conjunto 
Parâmetros de operação 
Coeficiente de atrito (µ) 0,2 
Temperatura ambiente 22 °C 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Os atritos foram definidos nas regiões de contato entre as chapas, conforme Figura 34 e Figura 
35. 
Figura 34 - Visão superior da região de atrito da chapa inferior 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
60 
 
Figura 35 - Visão inferior da região de atrito da chapa superior 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
As propriedades mecânicas do material foram inseridas no ambiente de simulação para os 
sólidos gerados via software de modelamento 3D. Os sólidos foram definidos como corpos 
flexíveis, para que fosse possível verificar suas respectivas deformações plásticas e resistência. 
As propriedades mecânicas foram especificadas conforme 
Tabela 5, todas obtidas através do ensaio de tração do material e do datasheet disponível no 
Anexo A do presente trabalho. 
Tabela 5 – Propriedades mecânicas do material 
Propriedades mecânicas 
Material AISI 1012 
Densidade 7870 kg/m³ 
Módulo de Bulk 140 GPa 
Coeficiente de Poisson 0,3 
Resistência ao escoamento 304,5 MPa 
Módulo Tangente 2683,3 MPa 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Para obter mais algumas propriedades mecânicas do material, foi realizado um ensaio de 
tração apenas da chapa de aço, em que os dados obtidos podem ser vistos na Figura 36 e na 
Tabela 6. 
61 
Figura 36 - Ensaio de tração da chapa de aço 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Tabela 6 - Dados obtidos do ensaio de tração da chapa de aço 
 
Etiqueta do 
corpo de prova 
Resistência 
à tração 
[N] 
Tensão à 
tração 
[MPa] 
Módulo 
(Young 
automático) 
[MPa] 
Deslocamento 
 [mm] 
Deformação 
 [%] 
1 Teste do material 15644,17 304,5 2683,3 25,34 109,21 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Como o objetivo desta simulação é verificar a resistência a tração da UCCF, simulando o 
ambiente de ensaio de tração definiu-se dois deslocamentos, sendo: um deslocamento 
positivo para a chapa superior e um deslocamento negativo para a chapa inferior, em que seus 
parâmetros podem ser verificados na Tabela 7. Os deslocamentos foram aplicados nas faces 
mais externas perpendiculares a direção do deslocamento, conformeFigura 37 e Figura 38. 
Tabela 7 – Deslocamentos aplicados no conjunto 
Deslocamentos aplicados 
Deslocamento Chapa Superior (x, y, z) (5, 0, 0) mm 
Deslocamento Chapa Inferior (x, y, z) (-5, 0, 0) mm 
Fonte: Os Autores, 2020. 
62 
 
Figura 37 – Face de aplicação do deslocamento para simulação – Chapa Superior 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Figura 38 – Face de aplicação do deslocamento para simulação – Chapa Inferior 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 CONFIGURAÇÃO DE ANÁLISE DA SIMULAÇÃO 
Esta etapa visa configurar, empiricamente, as propriedades de análise da simulação, como por 
exemplo: a quantidade de steps (passos, em tradução livre) a se realizar a simulação, a 
quantidade de substeps (sub passos, em tradução livre) a se realizar a resolução da simulação, 
o tempo total, assim como habilitar modos de solução. Para a simulação realizada, configurou-
se este ambiente conforme a Tabela 8. 
63 
 Tabela 8 – Parâmetros de análise e solução da simulação 
Parâmetros de simulação 
Número de steps 1 
Tempo final do step 1 s 
Divisão automática de tempo por step Ligado 
Definir por Substeps 
Substeps iniciais 50 
Mínimo de substeps 10 
Máximo de substeps 10000 
Altas deflexões Ligado 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 GEOMETRIA 
A geometria do corpo de prova é o resultado da aplicação da UCCF, porém todas as 
informações necessárias para seu modelamento não são de fácil acesso, por se tratar do 
know-how (conhecimento, em tradução livre) do fabricante. Para isto, utilizou-se a ferramenta 
de engenharia reversa, em que, através de uma foto paralela a seção transversal da UCCF 
realizada, criam-se as linhas de construção sobre a foto, gera-se o solido na região da UCCF e, 
por fim, une-se este sólido gerado por revolução à uma chapa metálica plana. Na Figura 39, 
Figura 40 e Figura 41 é possível verificar estas etapas de construção da região da UCCF. 
Figura 39 - Vista paralela da seção transversal da UCCF 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Figura 40 - Geração do sólido a partir das linhas de construção 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
64 
 
Figura 41 - Seção transversal do sólido gerado via CAD 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 MALHA 
Como a região da UCCF sofrerá a maior deformação plástica, se faz necessário o refino da 
malha nesta região. 
Para isto, foram utilizados os métodos demonstrados a seguir: Method – Patch Conforming 
(Método – Conformação de geometria, em tradução livre), Body Sizing – Element Size 
(Dimensionamento do corpo – Tamanho do elemento, em tradução livre) e Body Sizing – 
Sphere of Influence (Dimensionamento do corpo – Esfera de influência, em tradução livre). 
4.4.1 METHOD – PATCH CONFORMING 
Este método foi utilizado para definir o elemento utilizado na malha. Por se tratar de uma 
simulação que terá grandes deformações na região da UCCF, define-se este método para 
priorizar a utilização de elementos tetraédricos (TET10), que permitem maior deformação 
entre si e possuem dez nós em contato. Este método foi aplicado as duas chapas do corpo de 
provas. 
 A utilização de priorização de elementos hexaédricos para esta geometria, por exemplo, não 
seria recomendada, devido as altas deformações aplicadas. Elementos deste tipo, concentram 
a deformação em uma direção e os ângulos entre as arestas não mudam, o que não atenderia 
às necessidades da simulação em questão, logo trazendo resultados distorcidos. 
Para este refino, utilizou-se os seguintes parâmetros, conforme Tabela 9. 
. 
 
65 
Tabela 9 - Parâmetros de refino – Patch Conforming 
Parâmetros – Patch Conforming 
Método Tetraedros 
Algoritmo Patch Conforming 
Ordem do elemento Padrão global 
Fonte: Os Autores, 2020. 
4.4.2 BODY SIZING – ELEMENT SIZE 
Este método foi utilizado para dimensionar o tamanho dos elementos de acordo com a 
necessidade de cada região. Neste caso, optou-se por manter o tamanho dos elementos 
maiores nas regiões que não ocorrem altas deformações (regiões que não incluem a UCCF, 
como mostrado na Figura 42). Assim, diminuindo a utilização de recursos computacionais, 
logo, diminuindo o tempo para realizar a simulação completa. 
Figura 42 - Região de refino de malha - element size 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Para este refino, utilizou-se os seguintes parâmetros, conforme Tabela 10. 
Tabela 10 - Parâmetros de refino – Body Sizing 
Parâmetros – Body Sizing 
Tipo de configuração Element size 
Tamanho do elemento 3,2 mm 
Fonte: Os Autores, 2020. 
66 
 
4.4.3 BODY SIZING – SPHERE OF INFLUENCE 
Este método foi utilizado para diminuir o tamanho dos elementos na região da UCCF (Figura 
43) tendo por finalidade a melhoria na quantidade de elementos nesta região. Este 
dimensionamento foi utilizado, a fim de melhorar a resolução da principal região de 
deformação e, consequentemente, diminuir o erro propagado. Para este refino, utilizou-se os 
seguintes parâmetros, conforme Tabela 11. 
Tabela 11 - Parâmetros de refino – Body Sizing 
Parâmetros – Body Sizing 
Tipo de configuração Esfera de influência 
Centro da esfera Sistema de coordenadas global 
Raio da esfera 5 mm 
Tamanho do elemento 0,6 mm 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Figura 43 - Região de refino de malha - Sphere of Influence 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
4.4.4 MALHA RESULTANTE 
Utilizando os métodos apresentados anteriormente, foi obtido a seguinte malha, conforme 
Figura 44 e Figura 45. A primeira figura representa, externamente, o resultado da malha de 
elementos gerada. Já a segunda figura apresenta a topologia dos elementos da malha em um 
seção transversal do corpo de provas, com foco na região da UCCF, ambos em vista isométrica. 
67 
Figura 44 - Vista isométrica da malha 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Figura 45 - Vista Isométrica em corte da malha 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
A malha gerada teve, estatisticamente, a quantidade de nós e elementos apresentados na 
Tabela 12. 
 
68 
 
Tabela 12 - Quantidade de nós e elementos da malha gerada 
Estatísticas da malha gerada 
Total de nós 29846 
Total de elementos 16251 
Fonte: Os Autores, 2020. 
A qualidade é verificada através do Orthogonal Quality (Qualidade ortogonal, em tradução 
livre), que indica o quão perto os ângulos estão entre as faces adjacentes do elemento, e 
Skewness (Assimetria, em tradução livre), que mensura a diferença entre o ângulo do 
elemento gerado na malha e o ângulo de um elemento ideal. 
Selecionando cada um dos tipos de análise, elas resultam nos gráficos da Figura 46 e Figura 
48. 
Figura 46 - Gráfico de qualidade da malha: qualidade ortogonal (orthogonal quality) 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Utilizou-se, para fins de comparação, a escala padrão de análise de malhas para orthogonal 
quality, disponibilizada pela empresa Ansys (Figura 47). 
 
69 
Figura 47 - Escala de qualidade da malha (orthogonal quality scale) 
 
Fonte: Figura adaptada de ANSYS, 2015. 
Nota-se que menos de 2,5 % do volume total da malha está abaixo de uma qualidade boa, já 
a porcentagem do volume total restante da malha está entre bom e excelente. 
Analiticamente, para o Skewness, o resultado da malha foi: 
Figura 48 - Gráfico de qualidade da malha: assimetria (skewness) 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Também para Skewness, utilizou-se a escala padrão disponibilizada para verificar a qualidade 
da malha. 
 
70 
 
Figura 49 – Escala de assimetria (skewness) 
 
Fonte: Figura adaptada de ANSYS, 2015. 
Nota-se que para o Skewness, também, menos de 2,5 % do volume total da malha está abaixo 
de uma qualidade boa, enquanto a porcentagem do volume total restante está entre uma 
qualidade boa e excelente. 
 SIMPLIFICAÇÕES 
Nesta etapa, algumas simplificações foram realizadas, a fim de diminuir a utilização 
computacional da simulação e facilitar a convergência dos resultados. 
4.5.1 REGIÕES DE ENCRUAMENTO 
Por se tratar de uma UCCF, esta união possui regiões com altas deformações, que geram 
encruamento no material. Para se obter essas regiões, é necessáriofazer uma simulação do 
processo. 
Fazendo um comparativo com o estudo de (MUCHA, 2011), as regiões de maior tensão plástica 
efetiva se dão nas zonas de contato com a ferramenta, devido ao atrito e à conformação à 
frio, sendo estas regiões o diâmetro interno e o fundo da união. 
Essas zonas de alta tensão plástica efetiva resultam em um aumento da dureza e, 
consequentemente, na redução da ductilidade, alterando o comportamento mecânico do 
material. 
Neste trabalho, a simulação de UCCF não convergiu para a geometria final esperada, pois não 
houve a formação da região de ancoramento, que é de suma importância para o 
intertravamento entre as chapas, sendo esta região responsável por resistir à aplicação de 
forças na união. 
Excelente Muito Bom Bom Aceitável Ruim Inaceitável
0-0.25 0.25-0.50 0.20-0.69 0.80-0.94 0.95-0.97 0.98-1.00
71 
Na Figura 50 e Figura 51 é possível fazer um comparativo entre o resultado da simulação e o 
resultado esperado com base em uma seção transversal da união. 
Figura 50 - Resultado da simulação de UCCF utilizando o Ansys 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Figura 51 – Resultado da região de ancoramento esperada 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Devido à não convergência do processo de UCCF na simulação, optou-se por não incluir as 
regiões de encruamento na simulação do ensaio de tração. 
72 
 
4.5.2 RÓTULA PLÁSTICA 
No tracionamento do corpo de provas no ensaio real, ocorre um fenômeno denominado 
rótula plástica. Este fenômeno se dá pelo fato de as chapas estarem sobrepostas, o que gera 
um desalinhamento no tracionamento do corpo de provas, produzindo uma decomposição da 
força de tração, implicando na rótula plástica. 
Para esta simulação, definiu-se que os deslocamentos realizados estão na direção da sua 
respectiva chapa ao qual foi aplicado, conforme ilustrado na Figura 37 e Figura 38 (item 4.1). 
 
73 
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 RESULTADOS DO ENSAIO DE TRAÇÃO 
Observando os dados obtidos nos testes de tração, foi possível verificar que o gráfico de UCCF 
mais adesivo estrutural apresentou um comportamento diferente do que era esperado. Como 
pode ser visto na Figura 52, ele apresentou duas fases (destacadas em azul e verde) que, 
fazendo um comparativo com os gráficos dos corpos de prova apenas com adesivo estrutural 
e apenas com UCCF, são muito semelhantes a eles: 
Figura 52 - Comportamento gráfico de cada tipo de corpo de prova 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
Ao verificar o gráfico da Figura 52, é possível inferir que a junção dos dois métodos de união 
não interfere, de fato, na resistência mecânica como era esperado. Elas trabalham de forma 
individualizada, em que, na primeira fase (destacada pelo círculo maior em azul), é possível 
observar a resistência obtida em função do adesivo estrutural e, na segunda fase (destacada 
pela elipse em verde), é possível observar a resistência obtida em função da UCCF. 
74 
 
Mas, observando os dados um pouco mais a fundo, foi possível perceber uma diferença de, 
aproximadamente, 54 % no valor da menor resistência mecânica obtida nos corpos de prova 
apenas com adesivo estrutural, comparado aos corpos de prova de união híbrida, como pode 
ser visto na Figura 53. 
Figura 53 - Comparativo da menor resistência mecânica obtida 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 RESULTADOS DA SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL 
5.2.1 SIMULAÇÃO X ENSAIO REAL 
A partir da simulação realizada e utilizando os parâmetros de construção, operação e 
geometrias, notou-se que a UCCF apresenta uma resistência à tração melhor do que a 
esperada, se comparada ao valor obtido através do ensaio detração real (Figura 54). 
75 
Figura 54 - Gráfico comparativo entre simulação e real 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
É possível notar, também, a região onde ocorre a maior solicitação da UCCF, ou seja, a 
principal região que suporta a força de tração aplicada no corpo de provas (Figura 55). 
Figura 55 - Região de maior solicitação da UCCF 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
76 
 
Outro ponto importante a se destacar é o modo de deformação da UCCF que, quando 
comparado ao ensaio mecânico, apresentou uma diferença: enquanto no ensaio mecânico a 
UCCF rompeu na região onde ocorre a maior deformação (destacado na Figura 56), na 
simulação este fenômeno não ocorreu. Isto pode ser explicado, novamente, devido a não 
utilização das regiões de encruamento, que possuem uma alta resistência mecânica, porém 
baixa ductilidade, o que aumenta a possibilidade de cisalhamento do botão. 
Figura 56 - Região de rompimento da UCCF 
 
Fonte: Os Autores, 2020. 
 
 
77 
6 CONCLUSÕES 
Com base no desenvolvimento deste trabalho, foi possível obter as seguintes conclusões: 
1. Realizar a UCCF + aplicação de adesivo estrutural não trouxe um aumento na 
resistência à tração da união como esperado (soma das resistências). Percebeu-se que 
existem dois comportamentos separados, onde primeiro ocorre o rompimento do 
adesivo e, em seguida, o rompimento do botão de forma individual. 
2. A vantagem de realizar a união híbrida está no fato de que ela permite que o adesivo 
desenvolva a melhor performance de suas propriedades mecânicas, devido à UCCF 
remover os espaços entre as chapas. Dessa forma, evitando discordâncias que fariam 
com que a resistência mecânica final do adesivo fosse prejudicada. 
3. Conforme mostrado na Figura 53, realizar a união híbrida, permitiu um aumento de 
3162,6 N na resistência à tração da união, que representa um acréscimo de 54,9 %. 
4. A resistência à tração obtida da UCCF através da simulação computacional é superior 
em, aproximadamente, 9,19 %, se comparada a resistência máxima obtida nos ensaios 
mecânicos. Este resultado pode ser melhorado se for considerado o encruamento do 
material, gerado pelo processo de UCCF. Entretanto, ainda é um bom resultado para 
as condições configuradas no software. 
 
78 
 
7 TRABALHOS FUTUROS 
 ENSAIO MECÂNICO 
1. Caracterizar as regiões de encruamento por meio de ensaios de microdureza. 
2. Analisar as microrregiões resultantes utilizando um microscópio eletrônico de 
varredura (MEV). 
 SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL 
1. Realizar o processo de UCCF utilizando a simulação computacional e o módulo de 
região adaptativa não linear, a fim de reduzir o erro causado pela deformação dos 
elementos da malha e utilizar as regiões de encruamento resultantes do processo de 
conformação. 
2. Utilizar a simulação 2D, com o intuito de diminuir a utilização de recursos 
computacionais. 
3. Configurar o evento de rótula plástica, pois existe uma decomposição de forças devido 
à esta movimentação que não foram consideradas e avaliar a diferença dos resultados. 
4. Melhorar a não conformidade de malha. 
 
 
79 
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process using finite element analysis for establishing clinching parameters. Lappeenranta: 
Elsevier Science Ltd. , 2003. 
 
 
82 
 
ANEXO A 
Tabela 13 – Propriedades físicas normalizadas - AISI 1012 
Propriedades físicas normalizadas – AISI 1012 
Material AISI 1012 - Aço 
Coeficiente de poisson 0,27 – 0,30 
Módulo de cisalhamento 80 GPa 
Densidade 7870 kg/m³ 
Resistência ao escoamento 310 MPa 
Resistência a tração 370 MPa 
Condutividade térmica 49,8 W/m.K 
Fonte: AZO Materials, 2016. 
Tabela 14 – Propriedades químicas normalizadas - AISI 1012 
Propriedades químicas normalizadas – AISI 1012 
Material AISI 1012 - Aço 
% Ferro (Fe) 99,16 – 99,6 
% Manganês (Mn) 0,30 – 0,60 
% Carbono (C) 0,10 – 0,15 
% Enxofre (S) ≤ 0,050 
% Fósforo (P) ≤ 0,040 
Fonte: AZO Materials, 2016. 
Tabela 15 – Propriedades químicas do material utilizado - AISI 1012 
Propriedades químicas normalizadas – AISI 1012 
Material AISI 1012 - Aço 
% Ferro (Fe) 98,82 
% Manganês (Mn) 0,71 
% Carbono (C) 0,148 
% Enxofre (S) 0,006 
% Fósforo (P) 0,013 
Fonte: Folha de dados (datasheet) disponibilizado pela Oxfer. 
 
83 
ANEXO B 
Figura 57 - Composição química do aço AISI 1012 
 
Fonte: Folha de dados (datasheet) disponibilizado pela Oxfer.