Ligações soldadas em estrutura metálica

1. ESTRUTURAS METÁLICAS
LIGAÇÕES SOLDADAS
Cap Moniz de Aragão
1. Resistência do material da solda
2. Cálculo de solda de entalhe
3. Cálculo de solda de filete
4. Dimensões mínimas de solda de filete
5. Simbologia básica de solda

2. SOLDA
“A solda é um tipo de união por coalescência do material, obtida por fusão
das partes adjacentes”
Nos tipos mais empregados na indústria da construção, a fusão do aço é
provocada pelo calor produzido por um arco voltaico entre um eletrodo
tubular e o aço a soldar, havendo deposição do material do eletrodo.
O material fundido deve ser isolado do ambiente para evitar a deposição
de impurezas na solda.

3. LIGAÇÕES SOLDADAS
Vantagens
Economia de material (área bruta = área líquida);
Ligações “mais rígidas”;
Facilidade para corrigir ou efetuar modificações;
Quantidade menor de peças;
Melhor acabamento;
Desvantagens
Energia elétrica suficiente
Maior tempo de montagem (fabricação)
Dificuldade na desmontagem
Controle de qualidade
Fadiga

4. PROCESSOS DE SOLDAGEM
Arco Elétrico com Eletrodo revestido:
SMAW - Shielded Metal Arc Welding
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto
de Andrade, Ed. IEA, 1994.
Ref:NotasdeAulaProf.AlexandreLandesmann/UFRJ

5. PROCESSOS DE SOLDAGEM
Arco elétrico com fluxo
no núcleo
MIG
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto de Andrade, Ed. IEA, 1994.

6. Classificação
Quanto à posição do material de solda em relação ao material base
Solda de FILETE
(80%)
Solda de ENTALHE Solda de TAMPÃO
Ref: “Ligações em Estruturas Metálicas”, Instituto Brasileiro
de Siderurgia, IBS/CBCA, 2004.

7. Classificação
Quanto à posição do material de solda em relação ao material base
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto de Andrade, Ed. IEA, 1994.

8. Classificação
Quanto à posição relativa das peças soldadas (tipo de junta)
Ref: “Curso Básico de Estruturas de Aço”, Péricles Barreto de Andrade, Ed. IEA, 1994.

9. Resistência do material da solda
Metal da solda em função do metal-base:
Tabela 7 – NBR 8800

10. Resistência do material da solda
Os materiais utilizados na solda têm resistência à ruptura superior à dos
aços para os quais são especificados.
E60 ⇒ fu = 60 ksi = 415 MPa
E70 ⇒ fu = 70 ksi = 485 MPa
Em solda por arco com eletrodo revestido:
E 70 X X
Eletrodo
fu em ksi
posição do eletrodo
tipo de corrente e de revestimento

11. Cálculo de solda por entalhe
Em geral, por penetração total...
⇓
“como se a emenda não existisse”
/ face da raizR
S
/ altura entalhe

12. Cálculo de solda por entalhe
Garganta e área efetiva
Garganta efetiva é aquela relativa à seção que se supõe crítica para solda.
NBR 8800:
(Tabela 5)
L ⇒
Aw=aL
a ⇒
Aw ⇒
L
a

13. Cálculo de solda por entalhe
Resistências de cálculo
NBR 8800: Tabela 8 – Resistências de cálculo φRn de soldas
“MechanicalEngineeringDesign”,Shigleyetal,2004.
hl
F
=σ
hl
F
=τ

14. Cálculo de solda de filete
Garganta e área efetiva
“é a mais usada”
NBR 8800:
Soldas por arco submerso verificar
item 7.2.2.2-b NBR 8800
Ref:“LigaçõesemEstruturas
Metálicas”,InstitutoBrasileiro
deSiderurgia,IBS/CBCA,2004.

15. Cálculo de solda de filete
Resistências de cálculo
NBR 8800: Tabela 8 – Resistências de cálculo φRn de soldas
lh7070
F
⋅
=
,
maxτ
“minimum throat area”
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
(cordão de solda longitudinal à força de corte)
dn VR ≥φ onde Vd é o corte aplicado no filete...

16. Cálculo de solda de filete
Distribuição de tensões na solda de filete
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
raiz
b
b
a
l
face da solda
área efetiva
Cordão de solda transversal à força de corte:

17. Cálculo de solda de filete
lh7070
F
lh
F4141
lh
F1961
⋅
=
⋅
<
⋅
≅
,
,,
τ
“Mechanical Engineering Design”, Shigley et al, 2004.
Logo, pode-se admitir para efeito de
cálculo que as tensões na solda
sejam de “cisalhamento” na seção
da garganta...
Resultantes na garganta efetiva:
Cordão de solda transversal à força de corte:

18. Cálculo de solda de filete
Limitações (item 7.2.6.2)
Dimensão mínima:
Comprimento mínimo:
Dimensão máxima:
Ref:“EstruturasdeAço”,Waltere
MichelePfeil,Ed.LTC,1995.
condicionada pela espessura da chapa
mm40b4 <≥l
Espaçamento transversal, soldas intermitentes, superposição, retornos,furos,rasgos, etc , ver item 7.2.6.2

19. Ligações soldadas
Simbologia