Apostila 3

Prévia do material em texto

- -1
PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA
UNIDADE 3 – OUTROS PROCESSOS DE 
FABRICAÇÃO
Autoria: Jerry Adriani Capitani Mendelski - Revisão técnica: Danilo Carvalho 
Heiderich
- -2
Introdução
Caro(a) estudante, você sabe quais as diferenças entre os
processos de fundição, de soldagem e de corte de chapas? Nesta
unidade, conheceremos a respeito de cada um desses processos,
observando os elementos que os estruturam, o que os
diferencia e quais seus produtos.
Conforme veremos, os processos de soldagem possuem uma
simbologia específica e particularidades relacionadas aos tipos
de esforços empregados nessa atividade. Assim, descobriremos
como funcionam e como são utilizados esses esforços e simbologia nos projetos mecânicos por soldagem.
Além disso, ao final de nossos estudos, estaremos aptos a avaliar os esforços envolvidos no processo de corte de
chapas em guilhotinas de facas paralelas, bem como os esforços presentes no processo de corte de chapas em
guilhotinas de facas inclinadas.
Bons estudos!
3.1 Processo de fundição
A indústria responsável pela fundição de peças em ferro, em aço e também em ligas não ferrosas é um segmento
muito importante da economia brasileira, sendo que a maioria das organizações desse ramo são de pequeno e de
médio porte. Por meio desse processo, é possível confeccionar peças metálicas com o uso de um molde. Tal
molde, por sua vez, contém uma cavidade, com dimensões próximas às desejadas para a peça, que é preenchida
com metal na condição líquida.
- -3
Figura 1 - Conformação mecânica por fundição
Fonte: Funtay, Shutterstock, 2020.
#PraCegoVer: fotografia exemplificando o processo de conformação mecânica por fundição. Em primeiro plano, 
um material em estado líquido e na cor laranja devido à alta temperatura está contido em uma caldeira e é
vazado para uma matriz de fundição, quadrada e com uma cavidade redonda em seu centro, por meio da ação de
um operador. Ao fundo, é possível visualizar uma sequência de matrizes, todas com a mesma estrutura e em
cima de uma esteira.
Conforme explica Boljanovic (2009), o inicia pelo aquecimento do material a fim deprocesso de fundição
transformá-lo em estado líquido. Após essa etapa, esse líquido é transferido para uma cavidade na qual
permanecerá até a sua solidificação, assumindo a forma desejada. Essa cavidade, denominada , pode sermolde
tanto expansível (molde de areia) como permanente (molde metálico).
A seguir, conheceremos mais detalhes acerca desse processo de conformação mecânica.
3.1.1 Processo de fundição e seus produtos
Pesquisas indicam que o processo de fundição remonta aos anos de 5000 a.C., quando havia a manipulação do
cobre na condição de fundido para a obtenção de objetos de uso humano (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE,
2009). Com o avanço da Idade do Bronze, houve evoluções nas técnicas de fundição, como a adição dos
elementos de estanho ou então de arsênio ao cobre, proporcionando, assim, a obtenção de uma liga denominada
bronze. A principal característica dessa liga é uma dureza elevada, de modo que seu uso passou a ser feito
visando à confecção de armaduras mais resistentes e também de armas (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE,
2009).
Apesar dessa característica, por muitos anos o bronze foi considerado um metal caro, sendo utilizado, por isso,
para a fabricação de objetos específicos. Desse modo, para muitos foi classificado como um artigo de luxo,
limitando a sua utilização e não estando disponível para a classe dos plebeus ou mesmo dos soldados.
- -4
Desde os primeiros anos do século XXI, conforme estudos de Castro e Antonialli (2005), a indústria de fundição
tem ocupado um lugar importante entre os vários segmentos da economia do Brasil, uma vez que se caracteriza
pela produção de bens intermediários em diversos setores, contribuindo, dessa forma, direta ou indiretamente,
para o desenvolvimento do país. A opção pela aplicação do cobre no processo de fundição pode ser explicada
pela sua característica técnica de apresentar um baixo ponto de fusão e, com isso, facilitar de forma
representativa seus processos de preparação e de fusão.
Ao compararmos a fundição com os demais processos de conformação mecânica, como a laminação, o
forjamento, a estampagem e a trefilação, percebemos que enquanto a primeira ocorre em duas etapas — isto é,
passa pelas etapas de fusão e de solidificação —, os outros processos mencionados são caracterizados por
apresentarem três etapas principais — as etapas de fusão, de solidificação e de deformação plástica.
No que concerne aos objetos produzidos por meio da fundição, observa-se a possibilidade de criar uma grande
versatilidade de modelos de peças com geometrias diferentes, bem como com pesos diferenciados. Além disso,
podemos destacar os seguintes fatores positivos e decisivos para que as organizações optem pelo processo de
fundição:
• excelente resistência mecânica dos produtos produzidos;
• ótima resistência físico-química;
• capacidade de amortecimento de vibrações;
• excelente usinabilidade;
• possibilidade de utilizar diferentes tipos de ligas.
Cumpre ressaltar, além disso, que segundo Bonollo e Odorizzi (2001), a indústria de fundição está
constantemente enfrentando novos desafios. Além do aumento das demandas econômicas, especialmente em
relação à mão de obra e aos recursos materiais, ela deve atender às demandas técnicas relacionadas à qualidade
do produto, às documentações e ao tempo de entrega.
Ainda em termos de vantagens operacionais do processo de fundição, podemos destacar outros benefícios,
apresentados a seguir.
Baixo custo
inicial com
ferramental
Embora muitos dos ferramentais utilizados na fundição sejam produzidos em ligas de
alumínio, pode-se produzir protótipos usando outros materiais, como a resina epóxi.
Técnicas de prototipagem rápida podem ser utilizadas na produção do modelo com a
finalidade de avaliar a viabilidade de produção da peça.
Essa condição está associada à diminuição da necessidade de operações adicionais no
Você quer ver?
O processo de fundição é executado com o vazamento de um metal em um molde
específico. Essa operação envolve altas temperaturas e a alteração dos metais. Para
saber mais sobre o tema, assista ao vídeo Processo produtivo de barras de ferro Tupy
- Fuco e Versabar.
Acesse
•
•
•
•
•
https://www.youtube.com/watch?v=ow_Bu9_HX6g
- -5
Capacidade de
e l i m i n a r
desperdícios
Essa condição está associada à diminuição da necessidade de operações adicionais no
processo de fundição.
Flexibilidade
Os processos de fundição são flexíveis e atendem à maioria dos projetos de
componentes, uma vez que absorvem diversas geometrias e especificações, tanto
internas quanto externas.
Tolerância a
diferentes
dimensões
Esse processo de conformação mecânica atende a diversas especificações e tolera
diferentes dimensões.
Condições
favoráveis
relacionadas aos
aspectos
superficiais das
peças
A fundição apresenta uma condição de rugosidade em uma faixa aproximada de 125
RMS.
Em termos de aplicação, o processo de fundição pode ser adotado para a obtenção de produtos por meio da
utilização de vários tipos de metais, como os aços, os ferros fundidos e as ligas de alumínio, de zinco e de
magnésio.
3.1.2 Elementos do processo de fundição
O processo de fundição pode ocorrer de diferentes maneiras, como com o uso de areia ou com a utilização de
coquilhas (moldes metálicos). O processo de fundição em areia, especificamente, é mais aplicado em empresas e
organizações, sendo seus moldes confeccionados em areia. Ele é subdividido em:
• fundição realizada com areia verde;
• fundição realizada por meio de areia conjugada com ligantes químicos;
• fundição realizada com areias especiais.
Por outro lado, no processo de fundição com a utilização de coquilhas, utiliza-se um molde metálico para a
obtenção dos componentes desejados. Nesse caso, a coquilha é confeccionada em aço.
Em virtude das características relacionadas ao processo de fundição em areia, o molde possui apenas uma
utilização. Com isso, são geradas grandes quantidadesde resíduos durante a fabricação de um lote de
componentes. Já no caso da utilização de coquilhas, o molde pode ser utilizado de forma repetitiva, respaldando
o investimento nesse tipo de processo.
Na figura a seguir, é apresentada a classificação dos processos de fundição em relação aos tipos de moldes.
•
•
•
- -6
Figura 2 - Classificação dos processos de fundição por moldes
Fonte: Elaborada pelo autor, 2020.
#PraCegoVer: esquema de hierarquia horizontal apresentando a divisão dos processos de fundição em relação 
aos tipos de moldes: moldes não metálicos e moldes metálicos. O moldes não metálicos são divididos em areia
verde, cura a frio, e cera. Os moldes metálicos, por sua vez, dividem-se em gravidade e pressão.shell
Considerando as variações que podem existir nesse processo de conformação mecânica, podemos apresentar, de
maneira mais detalhada, as seguintes relacionadas à produção de componentes por meio da fundição:etapas
• fusão da matéria-prima;
• transferência;
• vazamento da matéria-prima;
• desmoldagem;
• rebarbação;
• acabamento (etapa realizada para peças e condições específicas).
Em relação ao do metal líquido para a cavidade do molde, ele pode ser resultado da atuação deescoamento
parâmetros específicos que podem influenciar a realização do processo de fundição. Diante disso, é
preponderante que tenhamos um conhecimento desses parâmetros, os quais são destacados a seguir.
Temperatura necessária para a etapa de vazamento
Para que o processo seja efetivo, há a necessidade de que o material esteja em um estado que permita o seu
vazamento. Para tanto, a temperatura tem um papel decisivo.
Estabelecimento da taxa de resfriamento
Uma vez vazado o material metálico, ele deverá ser solidificado. Nesse caso, a taxa de resfriamento tem uma
grande influência para o desenvolvimento da estrutura do metal fundido. O critério que estabelece a cinética da
relação sólido-líquido é definido pela divisão do gradiente térmico (G) — que pode apresentar uma variação na
faixa de 102 a 103 K/m — com a taxa com que a interface sólido-líquido se movimenta (R) — que pode
•
•
•
•
•
•
- -7
apresentar uma variação na faixa de 10 a 10 m/s. Para estruturas dendríticas, G/R poderão variar entre 105-4 -3
e 107.
Condição específica de fluidez
Representa a capacidade do metal líquido de preencher as cavidades do molde. Nesse caso, é preciso observar as
características do metal e alguns parâmetros utilizados na fundição, como o projeto e o material do molde, o
acabamento superficial do molde, o seu grau de superaquecimento, a taxa de vazamento e a transferência de
calor.
Potenciais turbulências de escoamento
A etapa de escoamento requer que inicialmente sejam projetados os canais do molde com o intuito de evitar
qualquer possibilidade de turbulências. Essa condição pode ser definida por meio do número de Reynolds (Re).
Condição de contração durante a solidificação
Nesse caso, é preciso considerar a existência do massalote e aspectos como o projeto dos moldes, os efeitos de
transferência de calor no interior dos moldes e o tempo necessário para a solidificação.
Em virtude de suas particularidades, o processo de fundição apresenta uma boa representatividade e uma
abrangência considerável no mercado. Contudo, quando da opção pela instalação da fundição, as empresas e as
organizações devem avaliar pontos específicos e decisivos, como:
• a demanda de mercado e a quantidade de peças a serem confeccionadas;
• o projeto da fundição;
• as especificações tanto dos clientes quanto dos processos estabelecidos, no que concerne às tolerâncias 
atreladas ao produto;
• o grau de complexidade da peça ou do componente planejado;
• a definição e a especificação do metal a ser aplicado ao componente ou à peça confeccionada;
• a definição e a especificação do acabamento desejado e estipulado pelo cliente;
• os custos operacionais que estão atrelados ao processo e ao ferramental a ser utilizado;
• os custos operacionais de processos convencionais de usinagem e do processo sugerido de fundição;
• as capacidades da empresa de dispor de recursos para a implantação do processo de fundição;
• os potenciais requisitos e critérios estabelecidos para a entrega dos produtos e dos componentes.
Além disso, embora a fundição apresente vantagens e condições favoráveis para as organizações, há também
defeitos relacionados a esse processo de conformação mecânica, como o aparecimento de bolhas nas peças, o
preenchimento incompleto do molde, a condição de solda fria, o aparecimento de rechupe e o aparecimento de
óxidos.
Em todo caso, se a organização ainda assim optar pelos projetos de fundição, estes devem ser documentados e
disponibilizados em desenho e documentos técnicos, de forma que as informações estejam claras para todos os
envolvidos no processo. Entre essas informações fundamentais para o projeto, é possível ressaltar os dados que
se referem aos massalotes, como suas especificações, quantidades e posições, bem como aspectos relacionados
aos resfriadores, aos canais de vazamento e aos respiros.
Nesse contexto, cumpre destacar que os são caracterizados por serem reservatórios de metalmassalotes
líquido com a função de compensar a contração do metal no instante em que este muda de estado, ou seja, no
momento em que ele muda do estado líquido para o sólido. Caso haja o dimensionamento incorreto de um
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
- -8
momento em que ele muda do estado líquido para o sólido. Caso haja o dimensionamento incorreto de um
massalote, as peças e os componentes poderão apresentar defeitos, como o rechupe ou então o vazio de
contração.
Em termos de aplicação, o massalote tem a capacidade de absorver o rechupe da solidificação. Essa ação ocorre
por meio de uma alimentação na qual o massalote respeita algumas condições, tais como a localização específica
na região da peça que solidifica por último e a capacidade de solidificar após a parte da peça a ser alimentada.
Além disso, é necessário um correto dimensionamento do massalote. Nesse caso, seu módulo deve possuir uma
margem de segurança de aproximadamente 20% em relação ao módulo da peça, conforme a seguinte equação
matemática:
O massalote deve conter, ainda, uma quantidade suficiente de metal líquido. Para isso, utiliza-se a equação
matemática a seguir:
Nesse caso, é o coeficiente relacionado às condições de funcionamento do massalote e é o coeficiente de
contração volumétrica. Outros aspectos importantes do massalote para que ele possa absorver o rechupe da
solidificação são a sua atuação com pressão máxima durante o tempo de solidificação e ele deve possuir um peso
mínimo em relação ao peso da peça.
Finalmente, observa-se que um dos fatores considerados como mais importantes em relação ao processo de
fundição está associado à espessura mínima da seção que será confeccionada. Esse fator é uma função direta
tanto do acabamento superficial apresentado pelo molde como do método de alimentação do metal líquido.
Ainda podemos associá-lo às potenciais limitações identificadas e que estejam diretamente envolvidas na
conformação da cavidade do molde.
Teste seus conhecimentos
(Atividade não pontuada)
3.2 Processo de soldagem
Quando analisamos os processos de fabricação implantados nas organizações, deparamo-nos com atividades que
proporcionam modificações geométricas de peças e de componentes, bem como sua conformação para as
geometrias desejadas e até mesmo sua usinagem, que possibilita chegar ao modelo pretendido por meio da
retirada de material e a partir de outros processos.
Em algumas situações, os projetos requerem o acoplamento ou a união de componentes e de peças metálicas.
Para isso, normalmente há o uso de forças macroscópicas ou microscópicas, podendo estas serem do tipo
interatômico ou intermolecular, conforme demonstra a figura a seguir.
- -9
Figura 3 - Forças relacionadas à junção de peças metálicas
Fonte: Elaborada pelo autor, 2020.
#PraCegoVer: esquema de hierarquia horizontal apresentando as forças relacionadas à junção metálica,que 
podem ser microscópicas e macroscópicos. As forças microscópicas, por sua vez, subdividem-se em forças
interatômicas e em forças intermoleculares.
As estão diretamente relacionadas à utilização de parafusos e de rebites comojunções macroscópicas
alternativa para a união e para a fixação de peças e de componentes. Sua característica principal é a resistência,
diretamente relacionada à resistência de cisalhamento apresentada pelo parafuso ou pelo rebite e às forças de
atrito observadas entre as superfícies de contato dos componentes.
Por outro lado, as se baseiam na aproximação dos átomos e das moléculas pertencentesjunções microscópicas
às partes a serem unidas. Para isso, pode-se considerar um terceiro material intermediário de união, contexto
em que emergem os processos de , de e até mesmo de .soldagem brasagem colagem
Figura 4 - Processo de soldagem
Fonte: Alexandr Gostev, Shutterstock, 2020.
- -10
#PraCegoVer: fotografia apresentando o processo de soldagem de tubos em primeiro plano. Um profissional de 
soldagem vestindo equipamentos de proteção, como luvas e protetor facial, aplica a solda para unir dois tubos,
um curvo e um linear.
Embora, no passado, as partes soldadas de uma peça fossem consideradas mais frágeis, de modo que falhas nas
junções e rompimentos indesejados pudessem ocorrer, atualmente, sabe-se que uma junta, quando soldada de
forma correta, apresenta as mesmas características de outras partes do material que não passaram por esse
processo.
Diante disso, Santos (2015) explica que:
No passado, antes de seu uso comercial, todos os tipos de junções estruturais, montagens e fixações
eram feitos com outros processos, chamados de montagem ou fixações móveis, onde os elementos de
fixação eram executados por parafusos, porcas, arruelas e rebites. Mas este tipo de processo de
montagem e fixação era limitado no quesito resistência dos elementos de fixação, pelo fato de cada
um deles não suportar o efeito da força de cisalhamento [...]. (SANTOS, 2015, p. 12)
Com as mudanças observadas mais recentemente em relação ao processo de soldagem, atualmente, as emendas
soldadas fazem parte das principais normas de aço, tanto nacionais quanto internacionais. Sabendo disso, na
sequência, veremos as principais características desse processo de conformação mecânica, bem como
conheceremos os esforços nele envolvidos e a simbologia das soldas em projetos mecânicos.
3.2.1 Características do processo de soldagem
A é um processo que possibilita a união de peças metálicas, sendo também aplicável para asoldagem
recuperação de peças desgastadas. Assim, quando é realizada a solda em algum material, há a aplicação de uma
elevada densidade de energia em um pequeno volume do material. Com isso, é possível gerar alterações
estruturais e de propriedades importantes dentro e próximo à região da solda.
O processo de soldagem funciona sob uma simplicidade operacional, requerendo, contudo, o controle de fatores
específicos. Além disso, para estabelecer esse processo, é preciso ter uma base na área da metalurgia, bem como
conhecimentos em engenharia de soldagem e relacionados a diferentes áreas de atuação, tais como a física, a
química, a eletricidade e a eletrônica, a mecânica, a higiene e a segurança.
Você o conhece?
Ivan Guerra Machado é professor no Departamento de Engenharia Mecânica da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Suas pesquisas estão voltadas
para a área de tecnologia da soldagem, principalmente, atuando como coordenador do
Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas do Centro de Tecnologia da UFRGS.
- -11
A soldagem é realizada principalmente em instalações fabris, uma vez que há dificuldades quanto às condições
de campo necessárias para a implantação desse processo. É fundamental, portanto, a aplicação de condições bem
definidas e estruturadas, de modo que o sucesso obtido com essa atividade se dá por uma combinação de fatores,
como:
• mão de obra qualificada e treinada;
• rígido controle e fiscalização;
• proteção do local em relação a intempéries como vento e chuva;
• acessibilidade aos pontos a serem unidos.
Quanto aos processos de soldagem, estes são variados, conforme evidencia a figura a seguir, elaborada por
Marques, Modenesi e Bracerense (2009), que compila os diferentes tipos de soldagem existentes de acordo com
padrões definidos pela American Welding Society (AWS) — ou Sociedade Americana de Solda, em português.
Figura 5 - Classificação dos processos de soldagem de acordo com a AWS
Fonte: MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2009, p. 23.
#PraCegoVer: esquema apresentando, ao centro, os diferentes tipos de processos de soldagem existentes e, nas 
laterais esquerda e direita, as suas subdivisões. Os processos de soldagem principais são a soldagem a arco, a
brasagem forte, a soldagem a gás combustível, a soldagem por resistência, a brasagem fraca, a soldagem no
estado sólido e outros. Relacionados a esses processos, são apresentados processos afins, como pulverização
térmica, colagem, corte a oxigênio, corte térmico, corte a arco e outros métodos de corte.
•
•
•
•
- -12
Além disso, também com base nas publicações da AWS, Marques, Modenesi e Bracarense (2009) apresentam
outros processos de soldagem por fusão, classificados de acordo com a fonte de energia necessária para obter
essa fusão, entre outros aspectos. O quadro a seguir elenca essa divisão.
Quadro 1 - Classificação dos processos de soldagem de acordo com aspectos variados
Fonte: MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2009, p. 22.
#PraCegoVer: quadro composto por seis colunas e onze linhas apresentando os processos de soldagem quanto 
à fonte de energia necessária para obter a fusão. A primeira coluna, da esquerda para a direita, apresenta os
processos de soldagem por eletroescória, ao arco submerso, com eletrodos revestidos, com arame tubular, MIG
/MAG, a plasma, TIG, por feixe eletrônico, a laser e a gás. As demais colunas apresentam as fontes de calor, o tipo
de corrente e de polaridade, o agente protetor ou de corte, outras características e as aplicações relacionadas a
cada um dos processos elencados na primeira coluna.
Quanto à história da soldagem, Valenciani (1997) apresenta sua evolução ao longo dos anos por meio da
representação gráfica a seguir.
- -13
Figura 6 - Evolução do processo de soldagem ao longo dos anos
Fonte: VALENCIANI, 1997, p. 50.
#PraCegoVer: gráfico apresentando a evolução do processo de soldagem ao longo dos anos. No eixo vertical, são 
elencados os números de processos de soldagem conhecidos, de 0 a 50. Já no eixo vertical são apresentados os
anos 1800, 1850, 1900, 1950 e 2000.
Ainda em seus estudos, Valenciani (1997) explica que a escolha de processos de soldagem está totalmente
atrelada ao tipo de aço que será empregado, podendo variar em relação ao aço-carbono ou ao aço de baixa liga.
Além disso, é necessário considerar a espessura desse produto. Diante disso, o autor apresenta os processos de
soldagem que podem ser realizados levando em consideração esses aspectos (material e espessura), conforme
apresentado no quadro a seguir.
- -14
Quadro 2 - Identificação dos processos de soldagem considerando o material e a espessura do componente
Fonte: VALENCIANI, 1997, p. 53.
#PraCegoVer: quadro de classificação dos processos de soldagem considerando o material (primeira coluna da
esquerda para a direita), que pode ser aço-carbono e aço de baixa liga, e sua espessura (segunda coluna). A
depender desses aspectos, são indicados os processos de soldagem com eletrodos revestidos, arco submerso,
MIG ou MAG, FCAW, TIG e eletroescória (terceira a oitava colunas).
Pertencente à soldagem por deformação, as soldagens com o uso de pressão incluem uma série de outros
processos de soldagem, como por ultrassom, fricção, forjamento, resistência elétrica, difusão e explosão. A 
 é realizada com a passagem de uma corrente elétrica muito elevada devido à maiorsoldagem por resistência
resistência elétrica no momento do contato das peças e/ou devido às condições de extração decalor nas juntas.
Já nos processos de , o calor do processo é gerado em função do atrito entre as superfíciessoldagem com fricção
das peças e a deformação final. Nesse caso, utiliza-se uma mistura e o aquecimento e a deformação são
efetivados com o uso de uma ferramenta especial em rotação, que é então forçada contra e entre as peças.
Os processos de soldagem por deformação trabalham, assim, com temperaturas dos metais inferiores às
temperaturas atingidas na soldagem por fusão. Diante disso, as alterações de estrutura e também nas
propriedades mais significativas, que podem também causar os efeitos mais negativos, ocorrem nesse tipo de
soldagem.
Você sabia?
MIG, do inglês , refere-se ao processo de soldagem no qual sãometal inert gas
utilizados gases inertes para proteção, ou seja, gases que não participam do processo
e que são adicionados somente para garantir a proteção da peça de fusão. Os gases
mais comuns são o hélio e o argônio, podendo também ser utilizada uma mistura dos
dois (SANTOS, 2015).
- -15
3.2.2 Esforços envolvidos no processo de soldagem e a simbologia 
relacionada à solda em projetos mecânicos
A tecnologia da soldagem se caracteriza por apresentar um grande número de variáveis e também de
parâmetros operacionais, os quais se inter-relacionam de maneira muito complexa, de modo geral. Dessa forma,
existe também uma grande complexidade em definir e desenvolver modelos matemáticos teóricos ou empíricos
para esses processos ou produtos.
Na soldagem por fusão existe a aplicação de um aquecimento localizado nas peças e nos componentes, enquanto
as outras regiões desses itens tendem a permanecer a uma temperatura muito menor que a temperatura do
processo de soldagem. As regiões aquecidas costumam apresentar uma condição de dilatação restringida em
função de componentes que lhes são adjacentes.
Operacionalmente, são percebidas deformações elásticas e também deformações plásticas concentradas nas
regiões aquecidas. Como resultado desse processo, são percebidas tensões internas, também denominadas
tensões residuais, nas peças soldadas. Também são observadas mudanças permanentes de forma e de
dimensões, isto é, as distorções. Essas distorções podem ser observadas facilmente e devem ser controladas
durante o processo de fabricação com soldagem.
Já as tensões residuais não podem ser observadas de forma direta, podendo afetar o comportamento da junta
soldada e causando condições não desejadas, tais como formação de trincas, mudanças na resposta à fadiga,
tendência à fratura frágil e o processo de corrosão. Sabendo disso, é importante conhecer medidas que podem
ajudar a controlar tanto as tensões residuais como as distorções.
Quanto às tensões residuais, na prática, elas são encontradas nas peças no momento em que suas solicitações
externas são removidas. Além disso, seu surgimento ocorre em peças que são submetidas a diferentes tipos de
processamento térmico ou então mecânico, como fundição, soldagem, laminação, forjamento, usinagem,
dobramento e têmpera, entre outros, que apresentam deformações plásticas não uniformes, podendo causar
efeitos mecânicos ou térmicos.
Durante o momento de aquecimento de um material, as dimensões das peças sofrem alterações e, desse modo,
aumentam de forma proporcional à variação de temperatura do processo, que é definida por . Assim,
temos a seguinte equação de dilatação térmica, em que é a variação do comprimento, é o comprimento final, 
é o comprimento inicial, é o coeficiente de dilatação e é a variação de temperatura:
As tensões residuais são uma condição específica das estruturas trabalhadas, que podem ou não suportar os
esforços a que estão sendo sujeitas. Diante disso, é preciso ressaltar que, na bibliografia da área, verifica-se uma
lacuna em relação aos termos (TT) e (TR), que de forma equivocada, emtensão térmica tensão residual
algumas situações, são considerados sinônimos.
Nesse contexto, Pamnani . (2016) explicam que as TRs são oriundas de processos de soldagem. Ainda sobreet al
o tema, Scotti (2014) faz referência às diferenças entre TT e TR em soldagem por meio de um modelo descritivo.
Nesse modelo, as TTs são aquelas geradas durante todo o ciclo térmico, passando por cada região do material a
ser soldado. Já as TRs são tensões térmicas observadas ao final do ciclo térmico e, assim, representam as tensões
finais existentes tanto na região aquecida quanto na região não aquecida.
- -16
Outro ponto importante e decisivo para os projetos de soldagem é a a eles relacionados, estabelecidasimbologia
com o objetivo de proporcionar uma correta identificação e a padronização de todos os processos de soldagem.
Com isso, há um impacto sobre como os desenhos técnicos de produtos e projetos deverão ser interpretados.
Essa simbologia é estabelecida por meio das publicações da American Welding Society (AWS), que ditam,
portanto, os padrões adotados no Brasil.
Diante disso, Collins (2012, p. 438) explica que:
A simbologia básica consiste em uma linha de referência, a qual contém informação precisa sobre o
tipo, dimensão, preparação do chanfro, contorno, acabamento e outros dados pertinentes da
soldagem, e uma seta que aponta para o lado da junta a ser soldada, designada como lado da seta
(enquanto oposto ao outro lado).
Na figura a seguir, é possível observar detalhamente em que consiste essa simbologia.
Figura 7 - Simbologia básica para a soldagem
Você quer ler?
O processo de soldagem está em total sintonia com as questões metalúrgicas dos
metais. Nesse contexto, o livro , de Emílio Wainer,Soldagem: processos e metalurgia
Fábio Décourt Homem de Mello e Sérgio Duarte Brandi (2004), apresenta-se como
uma boa base para aqueles que desejam saber mais sobre os fenômenos envolvidos
na metalurgia dos metais, como a transferência metálica, a transferência de calor
durante a soldagem, a solidificação da poça de fusão, a origem de trincas etc.
- -17
Figura 7 - Simbologia básica para a soldagem
Fonte: COLLINS, 2012, p. 437.
#PraCegoVer: ilustração apresentando a simbologia básica relacionada ao processo de soldagem. Nas laterais, 
flechas indicam os significados dos símbolos. No centro, está a linha de referência, uma linha horizontal sobre a
qual são incluídos símbolos importantes sobre o processo de soldagem. Os símbolos indicados são: símbolo de
acabamento; símbolo de contorno; abertura de raiz; profundidade de enchimento para soldas de tampão e
soldas por pontos; dimensão do chanfro de solda; profundidade do bisel; dimensão ou resistência para certas
soldas; especificação, processo ou outra referência; apêndice; símbolo da solda; ângulo do chanfro, incluído o
ângulo do escareamento para soldagem de tampão; comprimento da solda; passo (espaçamento centro a centro)
das soldas; símbolo de solda no campo; seta conectando a linha de referência à seta do componente do lado da
junta; símbolo de solda em toda a volta; e número de soldas de ponto, costura, pino, tampão, fenda ou projeção.
Adicionalmente, é preciso considerar também que para cada tipo de material, de espessura e de acabamento
desejados, será necessária uma especificação própria. Dessa forma, Collins (2012) também apresenta uma
simbologia relacionada ao acabamento, apresentada no quadro a seguir.
Quadro 3 - Simbologia básica para a soldagem por acabamento
Fonte: COLLINS, 2012, p. 438.
#PraCegoVer: quadro composto por oito colunas apresentando as simbologias mais importantes para o 
acabamento realizado no processo de soldagem. Cada coluna traz um tipo de solda. Assim, da esquerda para a
direita, temos: solda em toda a volta; solda de campo; passante; inserção do consumível (quadrado); cobre junta
ou espaçador (retângulo); contorno liso ou plano; contorno convexo; e contorno côncavo.
Complementarmente às questões relacionadas às simbologias dedicadas aos processos de soldagem, Silva .et al
(2006) estabelecem que seja utilizada, no mínimo, uma simbologia de cota para as juntas soldadas, trazendo:
• símbolo de flecha para cada junta soldada, a fim de possibilitar a identificaçãoda posição da solda;
• símbolo de linha de referência e de linha de identificação, nas quais são adicionados os dados de tipo de 
solda e de tamanho;
• símbolo de soldagem, representando o tipo de chanfro e também o tipo de acabamento que a solda deve 
ter.
Assim, os autores trazem a representação a seguir.
•
•
•
- -18
Figura 8 - Indicação de soldagem para as juntas
Fonte: SILVA ., 2006, p. 300.et al
#PraCegoVer: representação gráfica de um ponto de solda, na qual são apresentados os dados básicos para a
realização do processo de soldagem. Da esquerda para a direita, há uma seta sobre um ponto de solda, que
continua de maneira ascendente até se tornar uma linha horizontal. Na seta, há a identificação do número 1, cuja
legenda na parte superior esquerda da imagem indica se tratar da flecha; posteriormente, na linha horizontal,
aparecem os números 2a, 2b e 3 que, respectivamente, representam linha de referência (contínua), linha de
identificação (interrompida) e símbolo de soldagem.
Uma vez conhecidos os aspectos mais importantes relacionados aos processos de soldagem, na sequência,
conheceremos como ocorrem os processos de corte de chapas.
Teste seus conhecimentos
(Atividade não pontuada)
3.3 Corte de chapas
O é um dos processos mais utilizados, responsável pela manufatura de produtos metálicos. Santos, Mouracorte 
e Sappak (2008) explicam que ele pode ser manual ou mecanizado e pode ser uma etapa intermediária ou de
acabamento de outros processos, uma vez que todo produto metálico apresenta pelo menos uma etapa de corte,
que pode envolver tanto cisalhamento quanto abrasão ou fusão.
Ainda conforme Santos, Moura e Sappak (2008), segundo a Norma Técnica DIN 8588, a operação de cortar
representa um método de separação de um material e é definida como um processo de fabricação em que uma
ferramenta com duas lâminas, que se movem uma contra a outra, provoca a separação de um material por
cisalhamento.
Diante disso, ao longo deste tópico, veremos as principais características do processo de corte de chapas e
- -19
Diante disso, ao longo deste tópico, veremos as principais características do processo de corte de chapas e
descobriremos quais os esforços envolvidos nessa atividade em guilhotinas de facas paralelas e em guilhotinas
de facas inclinadas, especificamente.
3.3.1 Características do processo de corte de chapas
Em função das relações entre esforços envolvidos no corte de chapas, bem como devido aos fenômenos de
fratura, esse processo possui uma elevada complexidade. Nesse sentido, é fundamental conhecer quais as
ferramentas de corte, os raios das arestas de corte e os aspectos relacionados à lubrificação e às velocidades de
processamento dessa atividade.
O processo de corte de chapas é um processo de deformação plástica a frio que resulta em uma fratura, que
necessariamente tem que ser controlada. Logo, trata-se de um processo que combina o cisalhamento e a
coalescência de vazios.
São quatro os estágios relacionados ao corte: o repuchamento, a penetração, a fratura e a formação de rebarbas.
Tais estágios conseguem definir a forma da superfície gerada pelo corte, estando atrelados, portanto, ao
resultado do processo e à qualidade do produto final.
3.3.2 Esforços envolvidos no processo de corte de chapas em guilhotinas de 
facas paralelas e em guilhotinas de facas inclinadas
O principal parâmetro de processo para o controle do corte de chapas é a folga existente entre a matriz e a
punção. A fim de obter um bom resultado desse modo de conformação, essa folga pode ocorrer em uma variação
entre 1% a 10% da espessura da chapa. A folga entre a pulsão e a matriz, considerando chapas de até 3 mm,
pode ser estabelecida conforme a expressão matemática a seguir:
Nesse caso, a constante de corte é dada por , que é igual a . Já representa a espessura da chapa, em
[mm], e é a tensão de ruptura do cisalhamento, em [kgf/mm ].2
Para chapas com espessuras maiores que 3 mm, a folga pode ser estabelecida conforme a equação abaixo:
Para Schaeffer e Boff (2011), as forças envolvidas no processo de corte são altas. Isso se deve ao fato de que o
material vai encruando devido à deformação plástica crescente, o que faz com que a força de corte aumente
gradualmente, até alcançar um valor máximo, iniciando a fissuração. Assim, com relação à força necessária para
o corte ( ), ela é obtida por meio da equação matemática a seguir, em que é o perímetro de corte, em [mm]:
Ainda no que se refere às forças relacionadas ao processo de corte, elas podem ser obtidas também por meio da
equação matemática a seguir:
Para isso, a área de corte ( ) é calculada conforme a seguinte equação:
- -20
Os estudos de Hosford e Caddell (2007) explicam que as forças necessárias para cisalhar o material dependem,
entre outros fatores, do ângulo da aresta de corte entre a lâmina e o material. Para o caso de a aresta de corte
estar posicionada paralelamente ao material, o corte ocorre de forma simultânea, fazendo com que a força seja
elevada a um grau máximo.
Por outro lado, quando evidenciamos um aumento do ângulo entre a lâmina e o material em processamento, a
quantidade de material que necessita ser cortada diminui. Nesse contexto, Caversan e Benazzi Junior (2012)
explicam que o corte de chapas por guilhotinas com lâminas inclinadas diminui a força necessária para o corte,
sendo o corte realizado conforme ilustrado pela figura a seguir.
Figura 9 - Corte por guilhotina com lâmina inclinada
Fonte: Elaborada pelo autor, baseada em CAVERSAN; BENAZZI JUNIOR, 2012.
#PraCegoVer: ilustração representando o processo de corte por guilhotina com lâmina inclinada. Na lateral 
esquerda, caixas de texto identificam o que significam as partes da ilustração. Ocupando o centro e a porção
direita da imagem, na porção superior, há um trapézio que representa uma lâmina inclinada. No interior desse
trapézio, consta uma seta para baixo, que representa a força . No centro da ilustração, há um retângulo que
representa uma peça a ser cortada. Na parte inferior, temos um retângulo que representa a lâmina inferior.
Nesse sentido, para esse processo, a área de corte e a força de corte podem ser definidas conforme as equações:
No caso dessas equações, é a largura da região cortada, em [mm], e é o ângulo entre a lâmina superior e a
lâmina inferior, sendo consideradas também as constantes e .
- -21
Conclusão
Ao longo desta unidade, conhecemos as características básicas dos processos de fundição, assim como os
processos de soldagem e de corte de chapas. Como vimos, há vantagens e desvantagens relacionadas a cada uma
dessas operações, de modo que é fundamental para o profissional da área conhecê-las detalhadamente a fim de
efetuar as melhores escolhas.
Nesta unidade, você teve a oportunidade de:
• conhecer as bases e as características do processo de fundição;
• aprofundar-se acerca dos processos de soldagem, conhecendo as técnicas e suas classificações quanto ao 
tipo de operações com solda;
• compreender como é realizado o corte de chapas por meio do uso de guilhotinas, tanto na condição 
paralela quanto inclinada;
• descobrir os esforços existentes no processo de corte de chapas por meio do uso de guilhotinas.
Referências
BOLJANOVIC, V. : casting and molding;Metal shaping processes
particulate processing; deformation processes; and metal removal.
New York: Industrial Press, 2009.
BONOLLO, F.; ODORIZZI, S. Numerical simulation of foundry
. Padova: Servizi Grafici Editoriali, 2001.processes
CASTRO, C. Y. F.; ANTONIALLI, L. M. A competitividade do setor de
fundição à luz da tipologia de Porter. Revista de Administração da
, Belo Horizonte, v. 2, n. 2, dez. 2005.FEAD – Minas
CAVERSAN, E. G.; BENAZZI JUNIOR, I. :Tecnologia de estampagem
Vamos Praticar!
Determine a força necessária para cortar, em uma chapa, um furo de 10 mm de
diâmetro. A chapa possui uma espessura de 2,5 mm e uma tensão de cisalhamento
igual a 200 N/mm . Considere o perímetro de corte igual a 31,41 mm.2
Com os valores que temos em mãos, poderemos utilizara equação a seguir:
Com isso, obteremos:
Dessa forma, o valor da força é igual a 6283,18 N ou, aproximadamente, 0,64 ton.
•
•
•
•
- -22
CAVERSAN, E. G.; BENAZZI JUNIOR, I. :Tecnologia de estampagem
corte. Sorocaba: Fatec Sorocaba, 2012. 1 v.
COLLINS, J. A. . Rio de Janeiro: LTC, 2012.Projeto mecânico de elementos de máquinas
HOSFORD, W. F.; CADDELL, R. M. : mechanics and metallurgy. 3. ed. New York: CambridgeMetal forming
University Press, 2007.
MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. : fundamentos e tecnologia. 3. ed. BeloSoldagem
Horizonte: Editora UFMG, 2009.
PAMNANI, R. . Numerical simulation and experimental validation of arc welding of DMR-249A steel. et al Defence
, [ ], v. 12, n. 4, p. 305-315, 2016.Technology S.l.
PROCESSO produtivo de barras de ferro Tupy - Fuco e Versabar. [ : ], 2016. 1 vídeo (6 min). Publicado peloS. l. s. n.
canal Tupy Conexões. Disponível em: . Acesso em: 20 dez.https://www.youtube.com/watch?v=ow_Bu9_HX6g
2020.
SANTOS, A. C; MOURA, M. E; SAPPAK, S. Processo de corte. , São Paulo, ano 5, n. 10, p. 3-7, 2008.Jornal Ação
SANTOS, C. E. F. . São Paulo: Érica, 2015.Processos de soldagem
SCHAEFFER, L.; BOFF, U. Fundamentos do projeto de ferramentas para o processo de corte. Corte &
, São Paulo, p. 82-90, out. 2011.Conformação de Metais
SCOTTI, A. Modelos de cinco barras e de uma barra para geração de tensões térmicas na ZF, ZAC e MB durante
soldagem a arco. , São Paulo, v. 19, n. 1, p. 82-90, 2014.Soldagem e Inspeção
SILVA, A. . . 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.et al Desenho técnico moderno
VALENCIANI, V. C. . 1997. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Estruturas)Ligações em estruturas de aço
— Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo, São Carlos, 1997.
WAINER, E.; MELLO, F. D. H.; BRANDI, S. D. : processos e metalurgia. São Paulo: Edgard Blücher, 2004.Soldagem
https://www.youtube.com/watch?v=ow_Bu9_HX6g
	Introdução
	3.1 Processo de fundição
	3.1.1 Processo de fundição e seus produtos
	Você quer ver?
	3.1.2 Elementos do processo de fundição
	Teste seus conhecimentos
	3.2 Processo de soldagem
	3.2.1 Características do processo de soldagem
	Você o conhece?
	Você sabia?
	3.2.2 Esforços envolvidos no processo de soldagem e a simbologia relacionada à solda em projetos mecânicos
	Você quer ler?
	Teste seus conhecimentos
	3.3 Corte de chapas
	3.3.1 Características do processo de corte de chapas
	3.3.2 Esforços envolvidos no processo de corte de chapas em guilhotinas de facas paralelas e em guilhotinas de facas inclinadas
	Vamos Praticar!
	Conclusão
	Referências