Aulas da disciplina Tecnologia de Fabricação

8/14/2019 Aulas da disciplina Tecnologia de Fabricao

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Faculdade de Tecnologia SENAI CimatecFaculdade de Tecnologia SENAI CimatecMestrado Profissionalizante em Gesto e Tecnologia IndustrialMestrado Profissionalizante em Gesto e Tecnologia Industrial

RealizaRealizao:o:DocenteDocente::

SSrgio Rodrigues Barra, Dr. Eng.rgio Rodrigues Barra, Dr. Eng.

DisciplinaDisciplina

Tecnologia de FabricaTecnologia de Fabricaoo(Processos de Fabrica(Processos de Fabricao)o)

SalvadorSalvador BABA20102010


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SSrgio R. Barra, Dr. Eng.rgio R. Barra, Dr. Eng.

Ementa:Ementa: ContextualizaContextualizao das tecnologias de processo no ciclo deo das tecnologias de processo no ciclo degerenciamento de vida do produto. Classificagerenciamento de vida do produto. Classificao, abordagem e ano, abordagem e anlise doslise dosprocessos de fabricaprocessos de fabricao (fundio (fundio, conformao, conformao, soldagem, prototipagem,o, soldagem, prototipagem,usinagem, transformausinagem, transformao de plo de plsticos, entre outros).sticos, entre outros).

PerPerodo letivo:odo letivo: 11 a 13/03/10 (M11 a 13/03/10 (Mdulo I)dulo I)

HorHorrio:rio: segunda e sextasegunda e sexta--feira de 18 h 30feira de 18 h 30 minmin s 22 h 00s 22 h 00 minmin e se sbado de 8 hbado de 8 h

0000 minmin s 12 h 00s 12 h 00 minmin Aula experimentalAula experimentalLaboratLaboratriorio P&DP&D Soldagem (13/03/10)Soldagem (13/03/10)

AvaliaAvaliao:o: Trabalho em equipe sobre aplicaTrabalho em equipe sobre aplicao de Mapa de Informao de Mapa de Informao doo doProcesso (PRIMA). Data de entrega: AtProcesso (PRIMA). Data de entrega: At 13/04/1013/04/10 (impresso e encadernado(impresso e encadernado --

Secretaria Acadmica, atSecretaria Acadmica, at s 21 h 00s 21 h 00 minmin))

Consultas/dvidas:

[email protected]

[email protected]


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Motivao para estudar os processos de fabricao?a) Compreender como o processo de fabricao influencia na qualidade final e nopreo do produto (avaliar: carro, sapato e computador);

b) Compreender as aplicaes dos diferentes processos de fabricao e os

possveis empregos conjuntos (custo x produtividade x mo de obra x cliente);c) Compreender os limitantes na relao material x processos de fabricao.

E o que vem a ser Processo de Manufatura e qual a importncia?

Tecnologia em que um valor adicionado ao material quando este passa peloprocesso de transformao geomtrica, fsica e/ou qumica (fabricao).

Fonte: Black, 1996

Groover, 2007

Exemplo: Lingote de alumnio

(baixo valor agregado)

Perfis de alumnio

(alto valor agregado)

CondiCondio bo bsica: Custo material + Custo fabricasica: Custo material + Custo fabricao < Valor que o cliente esto < Valor que o cliente estdisposto a pagar (pdisposto a pagar (pblico alvo)blico alvo)

manusmanus(mo) e(mo) e factusfactus(feito)(feito)

Pontos para pesquisa (1,0 ponto):

a) Levantar quais a importncia tecnolgica,econmica e/ou histrica da manufatura;

b) Classificao das industrias de manufatura(setores), dando exemplos;

c) Definies de produo e manufatura.


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O que um bom processo de manufatura deve considerar?a) Taxa de produo (matria prima fluindo atravs da linha de produo uni/h);

b) Tempo (tempo destinado ao recebimento da matria prima, tempo deproduo do bem x tempo de produo de cada subcomponente carro);

c) Custo (matria prima, mo de obra, ferramenta, equipamentos, transporte);

d) Qualidade (nvel de desvio aceito em relao ao projetado tolerncia)

Qual a importncia da relao microestrutura x processamento(fabricao)

sobre a qualidade final do produto (componente)?1 - O desempenho do componente depender da:a) Solicitao em servio (trao, fadiga, fluncia, corroso, desgaste, temperatura)b) Propriedade do material (LR, LE, alongamento, resistncia fadiga, resistncia

fluncia, resistncia corroso ou desgaste, densidade, condutividade,

possibilidade de reciclagem, outros)2 - No entanto, a propriedade do material depender da:a) Microestrutura (tamanho e forma do gro, fases, precipitados, outros)b) Composio qumica (elemento qumico e seu percentual na liga)c) Processo de fabricao (fundio, conformao, usinagem, soldagem, outros)

Exemplo: Estudo das caractersticas do cordo de solda x condio de fabricao (processo)


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Processo defabricao

Composioqumica

Microestrutura Propriedade

Solicitao

Desempenho

Adaptado de Bernardini, 2008.

Projeto

(custo, funo, condio

de operao, desenho)

Material

(propriedade,disponibilidade

e custo)

Processamento

(Seleo deequipamento, custo,

influncia naspropriedades)

Inspeo/ Falha

Inter-relao projeto xmaterial x processo de

fabricao


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E o que vem a ser um processo de fabricao (conceito)?


So as operaes empregadas para dar a forma desejada ao componente(envolvimento de diferentes fenmenos fsicos: fuso, solidificao,

remoo de material, deformao plstica, difuso, outros) Fonte: Bernardini, 2008.

So mtodos pelos quais um determinado material manufaturado emcomponentes que incorporaro um produto utilizvel. Fonte: Callister, 2001.

E como se produz a matria prima utilizada no processo de manufatura?

Ferro fundido Alumnio

Extrao dominrio

Hematita

Bauxita

Processo dereduo

Auto-forno

Eletrlise

Elemento qumico/ Liga

Fe, Al, Cu, Ni

Fe-Fe3CAl-Mn

CaracterCaractersticassticasde projeto xde projeto xprocesso deprocesso defabricafabricaoo

(incompatibilidade(incompatibilidadecom o material ?)com o material ?)

Forma /Forma /Aparncia /Aparncia /

Custo /Custo /

ConsumidorConsumidor

Equipamento

Ferramenta

Energia

Mo de obra

Rejeito /sucata

Atividade em grupo: Com base no seu dia-a-dia propor um conceito.

O que fazer?


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Como se classificam os materiais metlicos?


Fonte: Callister, 2001.


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Como se classificam os processos de fabricao?


Processos de

fabricao

Fundio

Conformao

Usinagem

Unio

Metalurgia do P(Sinterizao)

Prototipagem rpida

Processamento depolmeros / compsitos

Geral

CorteQual o processo?

Conformao, Usinagem ou Soldagem?

Corte a gua Com serra Corte a arco

Soldagem a ponto Soldagem GMAW Soldagem frico

A quente A frioEstampagem

Usinagem molde 2Furao

Geral

Geral

Estereolitografia (SLA)


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Qual a base para se classificar um processo de fabricao?

a) Processos de fabricao que induzem mudana de forma no material

Com remoo de material (usinagem, abrasivo, corte a chama ou a serra)

Sem remoo de material (fundio, conformao, metalurgia do p)

b) Processos de fabricao que induzem mudana de propriedade no material,mantendo-se a forma

Tratamento trmico (tempera, recozimento, normalizao, alivio de tenso)

Acabamento superficial (pintura, polimento, frico superficial)

c) Processos de fabricao que permitem montagem de componente em

diferentes nveis de permanncia da unio Permanente (soldagem a ponto, MIG/MAG, TIG, ER, adesivo)

Semi-permanente (brasagem, rebite, interferncia)

No permanente (unio mecnica parafuso, clipe, amarrao)

ManutenManuteno de volume/forma x propriedades do material x forma de montageo de volume/forma x propriedades do material x forma de montagemm

Fonte: Black, 1996.


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Qual a base para se classificar um processo de fabricao?

Fonte: Groover, 2007.

Processamento x montagemProcessamento x montagem

Categorias

Grupos

Tipo/processo


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Outras formas de classificao dos processos de fabricao


Atividade: Discutir, emgrupo, as classificaesproposta por Jim Lesko eGutowski (conceituao).

1. Subtractive Material removal (usinagem, corte, ataque qumico)2. Additive

Material addition, often in layers (soldagem, prototipagemrpida, compsitos)3. Continuous

Continuous output (wire, rod) (trefilao, extruso, laminao)4. Net shape

Output is the same as (or near) final shape (forjamento,

fundio, metalurgia do p)

Fonte: Lesko, 2008.

Fonte: Gutowski,


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Processo x equipamento x ferramenta (funo)


Possveis danos decorrentes do processo de fabricao (energia)


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SSrgio Barra, Dr. Eng.rgio Barra, Dr. Eng.SSrgio R. Barra, Dr. Eng.rgio R. Barra, Dr. Eng.

E o que conformao mecnica?

o processo mecnico onde se obtm peas semi-acabadas ouacabadas atravs da compresso de metais slidos, a temperaturacontrolada, com ou sem molde/matriz, utilizando a deformao plsticada matria prima para obter a forma desejada.

Quais as caractersticas bsicas dos processos de conformao?

a) Alteram a geometria inicial (fora x ferramenta);

b) Trabalham a frio ou a quente (encruamento, recristalizao, ductilidade,outros);

c) Alteram as propriedades mecnica e/ou a rigidez do componente;

d) Agrega valor (matria prima em produto acabado);e) Utilizao com outros processos de fabricao (usinagem, fundio,

outros).


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Como se classificam os processos de conformao?

Conformao macia

Forjamento, extruso,laminao e trefilao.

Conformao de chapas

Dobramento, repuxo, eestiramento.

CONFORMAO

Fora atuante

Compresso direta(laminao e forjamento) (a)

Compresso indireta(trefilao e extruso) (b)

Trao

(trefilao) (c) Flexo

(calandragem) (d)

Cisalhamento

(corte e toro) (e)

(a)

(e)

Temperatura de trabalhofriofrio TTtt > TTrecrrecr (acima de 0,5(acima de 0,5xxTTmm))(c) (b) (d)

Fonte:Fonte: LdTMLdTM//AltanAltan


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E o que fundio?

o processo mecnico onde se obtm peas atravs dopreenchimento, com material lquido, de uma cavidade (molde)apresentando a forma desejada.

Quais as caractersticas bsicas dos processos de fundio?

a) Possibilidade de obteno de peas com geometrias complexas;

b) Processo mais barato na fabricao de peas complexas;c) Permite reprodutibilidade da pea projetada;

d) Possibilidade de fabricao com aplicao ou no de presso;

e) Agrega valor (matria prima em produto acabado);f) Utilizao com outros processos de fabricao (usinagem,

conformao, outros);

g) Fatores limitadores: material a ser fundido, custos relacionados,

tamanho, quantidade, tolerncia, outros.


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O que so processos de usinagem?

So processos de fabricao que do forma, dimenso e acabamento speas atravs da remoo de cavacos.

E o que so cavacos?Cavacos so pores de material, de forma irregular, removidas da pea

como resultado da ao de uma ferramenta de corte.

Quais as caractersticas bsicas de um processo de usinagem?- Capacidade, quase irrestrita, com relao aos materiais possveis de

serem trabalhados;- Capacidade quase irrestrita com relao s formas e dimenses depeas obtenveis;- Preciso dimensional e de forma de mdia a alta (at micromtrica);- Acabamento e integridade das superfcies de boa a excelente com

rugosidade apresentando valores at submicromtricos);

Fonte: CIMM


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Usinagem continuao...

- Remoo de cavacos;

- Utilizao de ferramentas constitudas de uma ou mais cunhas corte, oude gros abrasivos aglomerados ou dispersos;

- Movimento relativos entre ferramenta e pea que propiciem uma aoinvasiva da ferramenta e, com isso, a remoo dos cavacos de formacontnua;

- Formao dos cavacos provocada pela falha do material da pea poruma ao de cisalhamento localizado imposta pela ferramenta;

- Solicitao da ferramenta por cargas mecnicas e trmicas que impem

a ela um desgaste relativamente acelerado.

Fonte: CIMM



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Limites de tolerncias possveis em funo do processo utilizado?

Rugosidade em funo do processo?



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Grau de acabamento x resistncia fadiga

Induz pequena anisotropia

Reduo de resistncia corroso

Tenso residual na superfcie da pea

Possibilidade de mudana de fase

Possibilidade de trinca superficial

Precipitao de fases (sensitizao)

Usinagem

Baixa resistncia

Moderada ductilidade

Moderada anisotropia

Variao de dureza

Estrutura dendrtica

Gros colunares e/ou equiaxiais

Baixa densidade de discordncias

Presena de segregao (zoneamento)

Presena de tenses residuais

Pode haver formao de poros e/ou ZTA

Contrao (rechupe)

Fundio ou soldagem/sem tratamento trmico oumecanismo de refino degro

Ausncia de tenses residuais

Moderada resistncia

Elevada ductilidade

Pequena anisotropia

Recristalizada (baixa densidade dediscordncia)

Gros refinados e equiaxiais

Descarburizao / oxidao

Conformao/ a quente(T>0,5 Tm)

Elevada resistncia

Aumento da durezaBaixa ductilidade

Grande anisotropia

Encruada (alta densidade de

discordncias)Gros alongados (orientados)

Trinca / delaminao

Conformao/ a frio

(T


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Onde o processo de fabricao pode afetar a vida planejada no projeto?

Erros possveis de originar falha em servio do componente:a) Projeto: erro na especificao da condio real de operao (material x seoresistente);

b) Imperfeio no material: trinca, porosidade, zoneamento qumico, outros;

Fonte: DOliveira (UFPR);

Callister, 2001.

c) Decorrentes do processo de fabricao:soldagem induzindo ZTA, usinagem produzindo

canto vivo entalhe (erro no raio de curvatura),tratamento trmico produzindo no dissoluo defase, desalinhamento de componentes durantefurao, conformao a frio induzindoencruamento, outros;

d) Degradao em servio: mudana no pH domeio corrosivo; severidade do processo erosivo,

variao da temperatura, outros.

Conseqncias da falha: parada no programada (perda de

produo), vida colocada em risco e insatisfao do cliente.


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Efeito do tipo de fabricao (processo) e do projeto (design) sobre a formafinal do produto

Fonte: Magrab, 1997.

Efeito do processo de fabricao

Efeito do projeto


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a) Descrio do processo (fundamentos conhecer como funciona);

b) Materiais possveis de aplicao (ferrosos, no ferrosos, outros);

c) Variaes do processo (grau de automao, forma de onda, outros);

d) Consideraes econmicas (taxa de deposio, mo de obra, outros);e) Aplicaes tpicas (petroqumica, alimentos, automobilstica, outros);

f) Aspectos de projeto (geometria, carregamento, deformao, outros);

g) Aspectos de qualidade (acabamento, defeitos, limpeza, outros).


Atividade em equipe: Aplicar o PRIMA para definir, de forma simplificada, quais osprocessos de fabricao empregados na produo de caneta, lapiseira ou parafuso.

Como se define quais os potenciais processos de fabricao a seremutilizados?Avaliando-se as seguintes caractersticas (mapa de informao do processo- PRIMA):


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a) Estimar a produo (diria, mensal, anual, outros);b) Escolha do material a ser utilizado (ao, alumnio, polmero, outros);

c) Selecionar os potncias candidatos (processos de fabricao);

d) Anlise critica do PRIMA considerando engenharia x custos

(processos e suas variaes, compatibilidade do material,consideraes geomtricas do componente, tolerncias eacabamento superficial) ;

e) Comparara os custos do componente em funo dos potenciaisprocessos;

f) Revisar a escolha do processo considerando aspectos gerenciais(estratgia da empresa);

O importante que o potencial(is) processo(s) seja(m) selecionado(s)ainda na etapa de projeto concepo do produto!


Como se define quais os potenciais processos de fabricao a seremutilizados? Continuao ...Estratgia para a seleo do(s) processos(s) de fabricao:


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Exemplo 1: Construo de nitroduto (transporte de HNO3)

O que devemos levantar?

a) Como funciona cada processo aplicvel unio (parafusagem, soldagem oucolagem) ? b) Qual o material da tubulao (ferroso ou no ferroso)? c) Qual o grau de

automatizao (manual, semi ou automatizado)?; d) Qual o valor dos encargos (HH,impostos, outros)? e) J houve aplicao similar do processo? f) Qual a presso etemperatura de trabalho? g) Quais os tipos e nveis aceitveis de defeitos?

-1

0

1

2

3

4

56

7

8

9

0 1 2 3 4

Tempo (Horas)

RugosidadeSuperfic

ial(m)

01 X

05 X

17 X

21 X


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Exemplo 2 Fabricao: Peas estampadasCritrios: Tamanho e forma, valor damatria prima, tolerncias dimensionais,aparncia e acabamento superficial,propriedade fsica, quantidade a ser

produzida e custo de produo.

Processo defabricao 1

FUNDIO

Os produtos so concebidos envolvendo a combinao de um nmero elevado de peas, com formascomplexas, e diferentes requisitos de fabricao. Mais de 30% do esforo de desenvolvimento do produtopode ser desperdiado em retrabalho (custo de qualidade igual a 25% do valor de venda).

Fonte: Swift (2003).



LAMINAO Produtofinal


ESTAMPAGEM


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Exemplo 3 Recuperao: Trinca em ferro fundido (combinaes dediferentes processos de fabricao)

Processos de

fabricao 2 e 3

CONFORMAOe SOLDAGEM

Tcnica: Metalock


USINAGEM


USINAGEM

Trincaem ferro

fundido


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Exemplo 4 Fabricao e/ou recuperao de barramentos (nodos dereduo da Al2O3)

Caractersticas do processo de unio por explosoDetalhe da regio deligao da unio por

exploso

Processos envolvidos: Fundio, conformao, usinagem e soldagem.

Problema: Necessidade de aliar resistncia mecnica(ao) com condutividade eltrica (Al).


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Representao esquemtica do processo de soldagem por exploso


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Exemplo 5 Fabricao de tubo com e sem costura

Sem costura

Conformao a quente a partir de

tarugos de ao por processos demandrilagem ou extruso

Com costura

Tiras de ao que so dobradas(perfiladas) na forma cilndrica pormeio de uma matriz e em seguidasoldadas as extremidades em todoo seu comprimento

Processos defabricao

Fundio,conformaoe usinagem

Processos defabricao

Fundio,conformao,soldagem eusinagem


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Correta seleo do processo de fabricao


Ocorrncia de situaes onde mais de um processo aplicvel (o quefazer?)

a) Avaliar qual a qualidade pretendida para o produto (cliente x acabamento);

b) Avaliar custo dos equipamentos (investimento inicial x depreciao);

c) Avaliar tempo de produo;

d) Avaliar qualificao e quantidade de HH envolvida (e o Brasil?);

e) Avaliar necessidade e custo de manuteno/operao;

f) Avaliar custo e disponibilidade de consumveis (pirlise / HNO3);

g) Avaliar a forma, dimenso e tolerncia do componente a ser produzido;

h) Avaliar necessidade de pr e/ou ps-preparao do processo;i) Avaliar legislao ambiental (reciclagem);

j) Avaliar ambiente de operao (umidade, pH, salinidade, SO2);

k) Outros.


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Quadro geral das possveis aplicao dos processos de fabricao

Fonte: Lesko, 2008.


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Quais os processos de unio utilizados industrialmente?- Soldagem (soldagem/brasagem);

- Colagem (adeso);

- Unio mecnica (fixao/unio/ligao mecnica).



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Quais os critrios que definem os potencias processos de unio?a) Funcional (grau de permanncia, tipo de carga e resistncia);b) Tcnico (tipo de material, projeto da junta e condies de operao);c) Espacial (espessura, rea, peso, complexidade de formas e posies de montagem);d) Econmico (quantidade a ser produzida, facilidade de automao, disponibilidade do

equipamento).

Classificao dosrequerimentos paraunio. (Fonte:Swift, 2003).

Relao entre as necessidadesdo produto x o processo deunio x caractersticas domercado.

Quantidade e taxa a ser produzida Disponibilidade de equipamentos Qualificao necessria da mo de obra Facilidade automao

Custos

Econmica

Outras importantescaractersticas no consideradasanteriormente.

Flexibilidade (montagem/manuteno) Segurana Acessibilidade junta

Qualidade

Outros

Caractersticas geomtricas dajuno so descritosrequerimentos espaciais.

Espessura Tamanho e peso

Geometria (complexidade)Espacial

Necessidades especficas doscomponentes a serem unidosso classificadas pelorequerimento tcnico dajuno.

Configurao da junta Temperatura de operao Tipo de material

PrecisoTcnica

Requisitos funcionais definem ascaractersticas de trabalho daunio.

Grau de permanncia (permanente, semi e nopermanente)

Tipo de carregamento (esttico, cclico, impacto)

Resistncia

Funcional

Tecnolgica

DescrioCritrio avaliadoCategoria


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Caractersticas gerais apresentadas pelos processos de unio


Fonte: Black, 1996.


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considerabledecrease

constant considerableincrease

Gas-metal-arc weldingPlasma arc welding

TIG weldingSubmerged arc welding

Laser beam weldingElectron beam welding

Resistance spot weldingStud welding

Friction weldingMechanical joiningSoldering / BrazingAdhesive bonding

in next 10 years

Previso de desenvolvimento/aplicao dos processos de unio

Fonte: Schuler (2008)


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Nivel de importncia das pesquisas desenvolvidas em diferentesprocessos de unio.

Arc Welding low heat input processes

Arc Brazing

Soldering / Brazing lead free soldering

Laserbeam Welding

Electron Beam Welding

Hybrid WeldingHybrid Joining

Other Welding Processes

Adhesive Bonding

Resistance Welding

Micro Joining Techniques

Plastics Welding

Mechanical Joining

Friction / Friction Stir Welding

Diffusion Welding

Industry Poll

DVS 12/2004

highly important

important


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E o que vem a ser soldagem? UnioUnio localizada delocalizada de metais ou nometais ou no--metaismetais, produzida ou, produzida oupelopelo aquecimentosaquecimentos dos metais atdos metais at a temperatura dea temperatura desoldagem, com ou sem asoldagem, com ou sem a aplicaaplicao de pressoo de presso, ou pela, ou pelaaplicaaplicao de presso somente, com ou sem uso de metalo de presso somente, com ou sem uso de metal

de adide adio (AWS, 1987).o (AWS, 1987).

O que se entende por solda (definiO que se entende por solda (definio)?o)?Regio gerada pela operaRegio gerada pela operao de soldagem.o de soldagem.

Processo que visa a unio localizada de materiais, similares ou no, deforma permanente, baseada na ao de foras em escala atmica semelhantes

s existentes no interior do material e a forma mais importante de uniopermanente de peas usadas industrialmente (Wikipdia)).


Ato ou efeito de soldarAto ou efeito de soldar (Dicion(Dicionrio Aurrio Aurlio).lio).


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Projeto de estrutura soldadaProjeto de estrutura soldada unio/revestimento (critunio/revestimento (critrios)rios)Objetivos:a) Executar funes almejadas;b) Garantir segurana e confiabilidade;c) Garantir capacidade de fabricao (configurao), inspeo, transporte e

operao com menor custo.

Por sua vez, o custo final do componente compreende:

i. Custo de Projeto;

ii. Custo de Materiais;iii. Custo de Fabricao;

iv. Custo de Montagem;

v. Custo de Inspeo;vi. Custo de Operao;

vii. Custo de Reparo;

viii. Custo de Manuteno.

Observao: Um conjunto soldado deve apresentar umformato apropriado para transferir a aplicao dascargas, resistir ao meio e permitir fabricao por um

determinado processo de soldagem.


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Qual a rea de conhecimento onde a tecnologia de soldagem inserida e como se dividem os processos?

Soldagem

Estado slido

Fuso

Brasagem

A frio

A quente

Exploso

Ultra-somAtrito

Difuso

Aluminotermia

Feixe de eltrons

Laser

Resistncia eltrica

Arcoeltrico

Brasagem(solda branda)

Soldabrasagem

Eletroescria

Resistncia

Proteogasosa

Proteode escria

Sem proteo

Arame

tubular

Eletrodorevestido

Arcosubmerso

MIGMAG

Arametubular

Plasma

TIGEletrodo

No-consumvel

Eletrodoconsumvel

Prisioneiro

Engenharias/Eng.Engenharias/Eng.MecnicaMecnica

Cincias trmicas

Cincias dos materiais

Metrologia

Projetos mecnicos

Vibraes e acstica

ProcessosdeFabricao

Fundio

Conformao

Usinagem

Metalurgia do p



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reas de aplicao e importncia econmica da indstria /setor desoldagem

Naval

Off-shore Qumica/Petroqumica

AutomobilsticaConstruo civil

Montagem e/ourecuperao metlica


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Aero Space andAircraft Construction

Shipbuilding8 Billion. EUR

Welding Industry 5 %

reas de aplicao e importncia econmica da indstria /setor desoldagem (continuao)

Vehicle Construction50 Billion EUR


Mechanical Engineering

60 Billion EURWelding Industry 4 %

Metal Construction55 Billion EUR



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Perspectivas do consumo de eletrodos x processos


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Estimativa de demanda mundial por metal de adio e por processode soldagem ao arco eltrico

Por continente Por processo

Fonte: production.investis.com/charter/esab


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Comparao entre os processos de unio

Fonte: Stupello, 2006.

Unio porsoldagem aoarco eltrico

Unio

Avaliao do tipo deprocesso sobre a

qualidade da unio(visual e

produtividade)


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Quais os estudos na rea de soldagem?

Definio do processo e doprocedimento (variveis)

Como o processo forma a regiodo arco e agita a poa de fuso

Modo de

solidificao

Relao entre a agitao da poa xcampos de temperatura e

velocidade

Geometria x ZF x ZTA x ZR

Relao entre granulometria ximperfeies x fases x propriedade

mecnica



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Estudo da estabilidade do arco eltrico (processo)Comportamento de 0 Onda I Comportamento de 0 Onda II(a) Base trmica (b) Base trmica

A B C A B C

300 600 900 1200 1500

50

100

150

200

250

300FED

CBA

Corrente(A)

Tempo (ms)

300 600 900 1200 15000

10

20

30

40

Tenso(V)

Tempo (ms)

300 600 900 1200 15000

5

10

Velocidaded

oarame(m/min)

Tempo (ms)

200 300 400 500 600 700 800 9000

50

100

150

200

250

FED

CBA

Corrente(A)

Tempo (ms)

200 300 400 500 600 700 8000

10

20

30

40

Tenso(V

)

Tempo (ms)

200 300 400 500 600 700 8000

5

10

Velocidaded

oarame(m/min)

Tempo (ms)

(a) Pulso trmico (b) Pulso trmico

D E F D E F

Forma de onda x estabilidade do arco xrealimentao x agitao da poa xpropriedade mecnica



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Estudo da estabilidade do arco eltrico (processo x fsica do arco)

Relao entre os modos de

conduo de calor x forma detransferncia metlica xgerao de fumos



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Estudo do efeito do aquecimento e do resfriamento experimentadospelo depsito

Partio trmica

(temperatura x distncia)

Ciclo trmico(temperatura x tempo)



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Propostas de trabalhos/temasa) Aplicao do mapeamento e controle do processo de soldagem

via rede neural, lgica fuzzy, algoritmo gentico, outros;

b) Simulao do perfil da zona fundida (ZF) e/ou ZTA;c) Maximizao, via simulao, das propriedades mecnicas da ZF

durante a soldagem multipasse;

d) Simulao e validao experimental do perfil de tenso residual;

e) Simulao e validao experimental da partio trmica(T x d) eciclo trmico(T x t);

f) Avaliao metalrgica da ocorrncia de falhas/degradao em

regies soldadas (corroso, fratura; defeitos, fases, outros);g) Estudo da gesto do processo de fabricao por soldagem

(custo / logstica).



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Onde buscar informaes sobre a rea de soldagem?Site da Soldagem (www.sitedasoldagem.com.br)

Associao Brasileira de Soldagem - ABS (www.abs-soldagem.org.br)

American Welding Society - AWS (www.aws.org/)

Infosolda (www.infosolda.com.br/)The International Institute of Welding - IIW (www.iiw-iis.org/)

University Cambridge (www.msm.cam.ac.uk/)

The Welding Institute and Welding & Joining Society - TWI (www.twi.co.uk/)

PATON Eletric Welding Institute (www.paton.kiev.ua/eng/inst/inst.html)ASM (http://asmcommunity.asminternational.org/portal/site/asm/)

Edison Welding Institute - EWI (www.ewi.org/)

Labsolda UFSC (www.labsolda.ufsc.br)

Departamento de Engenharia Metalrgica e de Materiais da UFMG (www.demet.ufmg.br)Graco UnB (www.graco.unb.br/)

Laprosolda UFU (www.mecanica.ufu.br/Laboratorios/laprosolda/index.html)

Welding and Joining Institute Aachen (www.isf-aachen.de/eng/index_en.html)


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Referncias:ASMASM HandbookHandbook.. WeldingWelding,, BrazingBrazing andand SolderingSoldering..

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Consultas/dvidas:

[email protected]

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Aulas da disciplina Tecnologia de Fabricação

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