notas de aulas - iv

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NOTAS DE AULAS - IV
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Disciplina: Manutenção Mecânica
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Módulo: Processo de Fabricação
IV – LAMINAÇÃO.
A laminação é um processo de conformação mecânica, predominantemente por compressão,
que consiste em modificar a seção de uma barra ou chapa, onde o metal é obrigado a passar
entre dois cilindros, girando em sentidos opostos, com a mesma velocidade tangencial e
distanciados entre si de um valor menor que a espessura do material a ser deformado.
Ao passar entre os cilindros, o metal em questão (ferroso ou não-ferroso) sofre deformação
plástica, e por consequência, e sofre então uma redução de espessura ou diâmetro, com um
consequente aumento de comprimento e/ou largura.
A redução ou desbaste inicial dos lingotes em blocos, tarugos ou placas é realizada
normalmente por laminação a quente. Depois dessa fase, segue-se uma nova etapa de
laminação à quente para transformar o produto em chapas grossas, tiras a quente, vergalhões,
barras, tubos, trilhos ou perfis estruturais.
Muitos ainda passam pela laminação a frio, que produz excelente acabamento superficial, com
boas propriedades mecânicas e controle dimensional rigoroso do produto final.
Figura 1. Representação esquemática de um lingote.
Num processo de laminação devemos levar em consideração os seguintes fatores:

Carga do laminador;

Torque do laminador;

Tensões.
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Figura 2. Representação esquemática do processo de laminação.
Força e Relações Geométricas na Laminação
A figura acima, mostra a zona de deformação e as forças atuantes no momento do contato do
metal com os cilindros de laminação.
Cada cilindro entra em contato com o metal segundo o arco AB (Figura 2) que se chama arco
de contato. A esse arco corresponde o ângulo chamado ângulo de contato ou de ataque.
Chama-se zona de deformação a zona à qual corresponde o volume de metal limitado pelo
arco AB, pelas bordas laterais da placa sendo laminada e pelos planos de entrada e saída do
metal dos cilindros.
O ângulo de contato é dado pela fórmula:
COS  1 
h 0  h1
2R
Como se vê, o ângulo de contato se relaciona com a redução (h o-hl) e o diâmetro 2R dos
cilindros.
A placa de metal, de espessura ho, entra em contato com os cilindros no plano AA à velocidade
vo e deixa os cilindros, no plano BB, com a espessura reduzida para h l.
Admitindo que não haja alargamento da placa, a diminuição de altura ou espessura é
compensada por um alongamento, na direção da laminação. Como devem passar, na unidade
de tempo, por um determinado ponto, igual volume de metal, pode-se escrever:
b0. h0. v0 = b. h. v = b1. h1. v1
Onde b é a largura da placa, v a velocidade e h a espessura.
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Para que um elemento vertical da placa permaneça indeformado, a equação acima exige que a
velocidade na saída v l seja maior que a velocidade de entrada vo. Portanto, a velocidade da
placa cresce da entrada até a saída. Ao longo da superfície ou arco de contato, entre os
cilindros e a placa, ou seja, na zona de deformação, há somente um ponto onde a velocidade
periférica “V” dos cilindros é igual à velocidade da placa. Esse ponto é chamado ponto neutro
ou ponto de não deslizamento e o ângulo central  é chamado ângulo neutro.
A figura 2 mostra que duas forças principais atuam sobre o metal, quer seja na entrada, quer
seja em qualquer ponto da superfície de contato. Essas forças são: uma força normal ou radial
N e uma força tangencial T, também chamada força de atrito.
Entre o plano de entrada AA e o ponto neutro D, o movimento da placa é mais lento que o da
superfície dos cilindros e a força de atrito, atuam no sentido de arrastar o metal entre os
cilindros. Ao ultrapassar o ponto neutro D, o movimento da placa é mais rápido que o da
superfície dos cilindros. Assim, a direção da força de atrito inverte-se, de modo que sua
tendência é opor-se à saída da placa de entre os cilindros.
Figura 3. Zona de deformação e esquemas de força durante a laminação.
Para garantir que a placa se movimente em direção aos rolos é necessário que:
T cos   N sen 
T
N

sen
cos 
T=μN
  tg
Com base nesta relação e fazendo-se algumas simplificações chegamos a:
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hmax  2 R
Essa equação define uma relação aproximada entre o coeficiente de atrito (), a máxima
redução permitida no laminador e o diâmetro do rolo de laminação. O coeficiente de atrito na
laminação a quente de aço, pode assumir valores de no mínimo 0.2 e na laminação a frio com
lubrificante,  varia de 0.05 a 0.10.
Força na Laminação
A pressão dos rolos durante a laminação varia ao longo do arco de contato cilindro/peça. A
Erro! Fonte de referência não encontrada. mostra este fator.
Figura 4. Distribuição da pressão dos rolos ao longo do arco de contato
O cálculo exato das forças de laminação é relativamente complexo, por isto são desenvolvidos
alguns modelos simplificados para o cálculo da carga de laminação.
Um destes modelos apresentado por DIETER (1976) calcula a carga média de deformação e
segundo este autor, o valor seria:

2 1 Q


P

e  1 b R h 

3 0Q
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Onde:
P = carga média de deformação [Kgf]
0 
2
Tensão de escoamento média [Kgf/mm ].
Q
 l
h
Onde:
 = coeficiente de atrito entre os rolos e a peça
l = comprimento do arco de contato projetado no eixo da peça [mm]
h  Espessura média entre entrada e saída dos rolos [mm]
b = largura da placa [mm]
R = raio dos rolos [mm]
h = redução de espessura da peça [mm]
Da análise desta fórmula podem-se concluir duas coisas:
 A carga de laminação cresce com o diâmetro do rolo;
 A carga de laminação cresce com a diminuição da espessura da chapa.
Outro fator que afeta a carga de laminação é a existência de tração a ré ou avante fornecida
por um tracionador ou “empurrador” externo a cadeira de laminação. A existência desta força
suplementar diminui a carga de laminação.
Existem basicamente 2 (dois) tipos de processos, quanto a utilização de temperatura, sendo:
Laminação a Quente.
As placas, oriundas de lingotes, são reaquecidas até a uma determinada temperatura amigável
ao trabalho de conformação (denominado temperatura de trabalho a quente), laminadas até
chapas grossas (material mais espesso) ou tiras a quente (material mais fino). Na laminação de
chapas grossas utilizam-se laminadores duos ou quádruos reversíveis, sendo este último o
mais utilizado. Na laminação de tiras, comumente utilizam laminadores duos ou quádruos
reversíveis numa etapa preparadora e um trem contínuo de laminadores quádruos. O material,
após a laminação é então, bobinado ainda a quente, decapado e oleado, indo a seguir para o
mercado no estado bruto, ou ainda para a laminação a frio.
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Laminação a Frio.
A laminação a frio é empregada para produzir folhas e tiras com acabamento superficial e com
tolerâncias dimensionais superiores quando comparadas com as tiras produzidas por
laminação a quente. Além disso, o encruamento resultante da redução a frio pode ser
aproveitado para dar maior resistência ao produto final. Os materiais de partida para a
produção de tiras de aço laminadas a frio são as bobinas a quente “decapadas”. A laminação a
frio de metais não ferrosos pode ser realizada a partir de tiras a quente ou, como no caso de
certas ligas de cobre, diretamente de peças fundidas.
Tipos de Laminadores
Um laminador consiste basicamente em rolos laminadores, mancais, uma carcaça chamada de
gaiola para fixar essas partes e um motor para fornecer potência aos rolos e controlar a
velocidade de rotação. As forças envolvidas na laminação podem facilmente atingir milhares de
toneladas, portanto é necessária uma construção bastante rígida, além de motores muito
potentes para fornecer a potência requerida. Fica assim fácil de compreender por que numa
moderna instalação de laminação gastam-se milhões de dólares de investimento e consomemse muitas horas de projetos uma vez que esses requisitos são multiplicados para as sucessivas
bancadas (ou cadeiras) de laminação contínua.
Figura 5. Arranjos Típicos de Rolos para Laminadores (Duos, Trio e Quadruo).
Os laminadores podem ser convenientemente classificados com respeito ao número e ao
arranjo dos rolos. O tipo mais simples e mais comum de laminador é o laminador duo. Os rolos
têm o mesmo diâmetro e giram somente num sentido. O material retorna para reduções
posteriores por condução manual ou por meio de uma plataforma que pode ser elevada para
transportar o material sobre os rolos. Uma melhora na velocidade do trabalho pode ser obtida
através do uso do laminador duo reversível, na qual o material pode passar para frente e para
trás através dos rolos que invertem a sua direção de rotação. Outra solução é o uso do
laminador trio, que consiste em um rolo condutor superior, um inferior e um rolo intermediário
que gira por fricção.
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O laminador quadruo mostrado na Figura 4, como o próprio nome indica é composto de 4
cilindros, sendo os 2 menores para a operação de laminação propriamente dita e os 2 maiores
(maior diâmetro), são os chamados cilindros de encosto. Estes cilindros servem para suportar
os esforços atuantes nos cilindros de laminação, evitando assim eventuais deformações
oriundas da carga de laminação.
Pode-se obter uma grande diminuição da potência necessária para os rolos condutores, com o
uso de rolos de pequeno diâmetro. Entretanto, uma vez que os rolos com pequenos diâmetros
resistem menos, eles têm que ser suportados por rolos de encosto de diâmetros maiores,
conforme citado no parágrafo anterior. O laminador desse tipo mais simples é o quádruo. As
folhas finas podem ser laminadas com tolerâncias muito estreitas num laminador desse tipo,
que usa os rolos de trabalho com pequenos diâmetros. O laminador Sendzimir é uma
modificação desses laminadores que se adapta muito bem à laminação de chapas finas de
ligas de alta resistência.
Para produções em larga escala normalmente instalam-se uma série de laminadores um atrás
do outro, formando assim um trem de laminação. Cada grupo de rolos é chamado de cadeira
de laminação. Uma vez que em cada cadeira tem-se uma redução diferente, a tira movimentase com velocidades distintas em cada estágio da laminação. A velocidade de cada grupo de
rolos está sincronizada de maneira que cada cadeira sucessiva pegue a tira com uma
velocidade igual à velocidade de saída da cadeira precedente. A desenroladeira e a
bobinadeira não cumprem apenas a função de fornecer o material para os rolos e recolher o
produto final, mas também são usadas para fornecer uma tração a ré e uma tração avante na
tira. Essas forças horizontais adicionais têm uma série de vantagens como à de diminuir a
pressão de laminação como já comentado anteriormente.
Figura 6. Sequência da Laminação de Tubos Mecânicos (com o passo de peregrino).
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.
Figura 7. Laminador Universal e Sendzimir
A figura 8 mostra pares de cilindros para laminar perfis, barras, vergalhões, etc.
Figura 8. Pares de Cilindros Laminadores.
A figura 8 mostra detalhes de um cilindro para laminar produtos planos (chapas), e a figura 9
mostra um quadro de laminadores (suportes de fixação e mancais dos rolos)..
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Figura 9. Cilindro de Laminação Plano.
Figura 10. Quadros Rolos de Laminadores.
A figura 11 mostra detalhes do laminador de bordas com os cilindros dispostos verticalmente,
u sado em laminação de chapas grossas para dar acabamento lateral.
Figura 11. Cilindros Laminadores de Bordas.
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A figura 9 mostra um par de cilindros para laminação de produtos não planos, como por
exemplo, barras redondas, vergalhões, etc,
Figura 12. Cilindros de Laminação Multiformatos.
Por esses canais é possível dar vários passes no produto que está sendo laminado, usando
um único conjunto/par de cilindros, ou seja, à medida que a redução aumenta, o metal passa
por outra abertura entre os cilindros.
Órgãos mecânicos de um laminador.
As duas estruturas metálicas que constituem a cadeira de laminação são chamadas gaiolas, as
quais, por meio de mancais, suportam os cilindros. Essas gaiolas são geralmente construídas
em aço fundido e são ligadas entre si por peças fundidas ou forjadas.
Figura 13. Exemplo típico de uma cadeira de laminação.
Os cilindros de laminação são peças inteiriças, fundidas ou forjadas que apresentam uma parte
central chamada corpo, a qual executa o esforço direto de deformação. Essa parte pode ser
lisa - para laminação de chapas (figs. 9 e 10) - ou pode apresentar reentrâncias, de modo a
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permitir reduções ou conformações diferentes no mesmo cilindro (Figura
9). Essas
reentrâncias, também chamadas caneluras, possibilitam, por exemplo, pelo emprego de
passes sucessivos, a redução paulatina de seção de barras redondas, quadradas etc., por
intermédio do mesmo par de cilindros ou no mesmo laminador. Em cada extremidade do
cilindro, ficam localizados os pescoços, que se apóiam nos mancais das gaiolas. Finalmente,
para além dos pescoços, situa-se o trevo, que é a parte que recebe o acoplamento para
rotação.
Nos laminadores modernos são utilizadas juntas universais, de modo que o trevo é substituído
por uma seção adequada ao desenho do acoplamento.
No topo da gaiola situam-se parafusos que controlam a elevação do cilindro superior, de modo
a modificar a distância entre os dois cilindros e permitir reduções diferentes, conforme as
necessidades de trabalho. Essa ajustagem dos cilindros é, geralmente, motorizada. Esses
parafusos suportam a pressão da laminação.
Operações de Laminação
A obtenção de perfis é realizada por meio de diversas fases, cada uma sendo realizada em um
canal diferente do cilindro de laminação a figura 10 mostra um exemplo.
Os produtos laminados planos incluem chapas em geral (pretas, estanhadas; galvanizadas),
tiras, barras, chatas etc. São obtidos em laminadores com cilindros de corpo plano; além disso,
nesses produtos a relação da largura para a espessura é geralmente maior que no caso de
outros produtos laminados.
Um exemplo de laminação de chapa de aço é o seguinte: o lingote, depois de aquecido à
temperatura de laminação, em fornos especiais, chamados fornos poço, é levado ao laminador
de desbaste até produzir as placas que constituem o ponto de partida para a produção de
chapas e outros produtos planos (figura 1).
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A placa, reaquecida em fornos de
aquecimento de placas, passa inicialmente
por um laminador tipo duo, cuja função é
apenas quebrar a casca de óxido formada
durante o seu aquecimento; nessa
operação emprega-se um jato de água a
alta pressão.
A seguir, por intermédio do transportador
de roletes, a placa é encaminhada para o
primeiro laminador de desbaste, tipo
quádruo, de modo a sofrer uma redução
em espessura e aumento de largura, se for
necessária a produção de larguras maiores
que da placa original. Antes e depois dessa
primeira cadeira quádrua, existem mesas
rotativas que giram a placa de 90, para
permitir o aumento de sua largura. Antes
de entrar na segunda cadeira de desbaste,
também tipo quádruo, a placa já reduzida
na primeira laminação passa por um
dispositivo de achatamento dos bordos.
Figura 14. Passes para a produção de perfis em "U"
e em "L".
A seguir, a placa passa por uma tesoura de corte a quente, antes de atingir a segunda gaiola
de desbaste, sendo que esta consiste num laminador duo universal, possuindo, portanto,
cilindros verticais para controle das extremidades, montados na entrada dessa segunda
cadeira.
Continuando sua trajetória, a placa passa por duas outras cadeiras desbastadoras, tipo
quádruo universal.
Ao sair do último laminador desbastador, as placas percorrem uma mesa de roletes que as
encaminha aos laminadores acabadores. Antes de entrar nestes, entretanto, passam por uma
tesoura rotativa que corta as suas extremidades de modo a torná-las perfeitamente
esquadradas. Sofre ainda uma quebra de casca de óxido (que possa ter-se formado
anteriormente), por intermédio de um laminador duo.
Finalmente, são encaminhadas ao conjunto acabador de cadeiras, constituído de, por exemplo,
seis laminadores quádruos, onde se processam reduções sucessivas. Assim, admitindo que as
placas saídas do desbaste apresentem uma espessura de 28 mm [1,10"], as reduções obtidas
serão as seguintes: 50% na primeira cadeira acabadora, 40% na segunda, novamente 40% na
terceira, 35% na quarta, 15% na quinta e 10% na sexta, saindo com uma espessura de 2,5 mm
(0,10").
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As chapas são, a partir da última cadeira acabadora, enroladas em bobinas, pelo emprego de
dispositivos denominados bobinadeiras.
Para obtenção de menores espessuras, a laminação é prosseguida pelo processo denominado
laminação a frio; conseguem-se nesse processo, reduções de espessura de 25 a 99%, além
de uma superfície mais densa e macia.
As bobinas são inicialmente submetidas ao processo de decapagem, que consiste na remoção
química da camada de óxido da superfície do metal, mediante a ação de soluções aquosas de
ácidos orgânicos. No caso da decapagem de aço, utiliza-se uma solução diluída de ácido
sulfúrico (H2SO4) ou clorídrico (H Cl). O produto resultante da reação dessa solução com o
óxido de ferro é sulfato ferroso e hidrogênio. A superfície do aço toma-se limpa, isenta de
películas de óxido, as quais, se permanecessem durante a laminação a frio, dariam mau
aspecto superficial e aumentariam a tendência à corrosão (enferrujamento).
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No processo de decapagem contínua, a
concentração do ácido varia de 12 a 25% e a
temperatura do banho de decapagem de 90 a
105C. Nesse processo, as bobinas produzidas
na laminação a quente são inicialmente levadas
a um dispositivo constituído de roletes que, sob
pressão, quebram a casca de óxido superficial
em pedaços finos, aumentando a área de óxido
para o ataque ulterior pela solução ácida.
Simultaneamente, a bobina é endireitada e
aplainada, verificando-se, também, um pequeno
efeito de encruamento.
Uma tesoura corta as extremidades da bobina
para torná-la em ângulo reto e permitir a
soldagem do topo posterior.
Realizada a soldagem das extremidades, a
bobina é levada aos diversos tanques de
decapagem, em número de três a cinco
geralmente. Segue-se lavagem em água fria e
quente, secagem com ar quente, corte e
recobrimento superficial com pequena camada
de óleo, como proteção e para servir de
lubrificação durante a laminação a frio e
rebobinagem.
Figura 15. Representação esquemática da
disposição das cadeiras de laminação para a
produção de bobinas de aço.
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As bobinas decapadas são levadas aos
laminadores para laminação a frio, os quais
podem ser de vários tipos: quádruo reversível,
em que as bobinas desenroladas são laminadas
num sentido e no outro entre os dois cilindros de
trabalho, cuja distância vai diminuindo até
atingir-se a espessura final, ou pelo emprego de
laminação contínua, em que são utilizadas três
a cinco cadeiras quádruas, sobretudo quando
se deseja reduções a frio de 80 a 90%, como é
o caso de folhas estanhadas, que apresentam
uma espessura variável de 0,20 mm a 0,35 mm.
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Após a laminação a frio e rebobinamento, as bobinas passam pelo tratamento térmico de
recozimento, pelo processo em caixa, a temperaturas que promovam recristalização do
material e anulem o efeito de encruamento ocorrido durante a deformação a frio. O
recozimento também pode ser em fornos contínuos, ao invés de caixas. No entanto, esse
processo não é adequado para produtos voltados à estampagem profunda, ou seja, onde é
exigido capacidade de estiramento do material.
O recozimento em caixa permite uma maior uniformidade de propriedades mecânicas da
chapa, propiciando um melhor desempenho da mesma durante o estiramento na prensa, nas
operações de conformação, pois a diferença nos valores de propriedades é mínima entre as
direções transversais e longitudinais.
As figuras abaixo ilustram a condição estrutural da chapa de aço laminada a frio na sequencia
das etapas de laminação. Pode-se observar o encruamento da chapa ao sair do laminador a
frio.
Grão encruado
Grão
recristalizado
Figura 16. Recristalização no TQ (veja o crescimento dos grãos pós-recristalização).
Grão
encruado
Figura 17. Encruamento de um material na laminação.
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As dimensões consideradas como padrão para laminados a quente são as seguintes:
 Espessura: 1,50 - 2,00 - 2,25 - 2,65 - 3,00 - 3,35 - 3,75 - 4,25 - 4,50 - 4,75 - 5,00 mm;
 Largura: 1000 - 1100 - 1200 - 1500 - 1800 m;
 Comprimento: 2000 - 3000 e 6000 mm
As dimensões consideradas como padrão para laminados a frio são as seguintes:
 Espessura: 0,21 – 0,25 – 0,30 – 0,45 – 0,60 – 0,75 – 0,80 – 0,90 – 1,06 – 1,20 – 1,50 – 1,70
– 1.90 – 2,25 – 2,65mm
 Largura: 1000 – 1100 – 1200 e 1500 mm
 Comprimento: 2000 – 2500 e 3000 mm.
Cilindros de Laminação
Os cilindros de laminação constituem a parte principal de um laminador, pois promovem
diretamente a conformação do metal, ou seja, é a ferramenta de trabalho que causa a
transformação da massa metálica.
Os cilindros normalmente podem ser produzidos em ferro fundido branco, aço fundido ou
forjado, sendo que o critério de escolha será função do material que estará sendo laminado. Os
cilindros sofrem desgaste ao longo do tempo de uso, sendo necessário que sejam submetidos
periodicamente a retificações (processo de usinagem) para retirada dos defeitos que irão
surgindo ao longo de sua vida e que fatalmente serão repassados para os produtos que estão
sendo laminados.
A seguir são destacados alguns defeitos superficiais encontrados em laminados planos, assim
como suas características, ou seja:
 Cascas – apresentação de material escamoso sobreposto e irregular, contendo inclusões;
 Carepas – são pequenas descontinuidades que se assemelham a cascas e que são
encontradas na direção de laminação;
 Costuras – são riscos paralelos à direção de laminação;
 Orifícios – descontinuidades que atingem os dois lados da chapa e que se apresentam com
tamanho pequeno ou grande;
 Marcas de cilindro – marcas impregnadas pelo cilindro de laminação oriundo de defeitos
junto à superfície e que se apresentam de diversas formas, podendo trazer muitos
contratempos e prejuízos à produção;
 Linha de distenção – espécie de riscos paralelos e dispostos aproximadamente a 45° em
relação à direção de laminação. Esse defeito está associado à insuficiência de Al no aço;
 Casca de laranja – rugosidade superficial com aparência de uma casca de laranja crespa.
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A foto abaixo mostra um leito de resfriamento de barras de aço após a laminação.
Figura 17. Leito de Resfriamento de Barras.
Figura 19. Fluxograma do Processo de Lingotamento (1ª Fase).
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Figura 20. Fluxograma do Processo de Lingotamento (2ª Fase).
Vigas e Perfis de Aços Estruturais.
Os formatos mais comuns aplicados na industria mecânica e na construção civil são
especificados em normas, que estabelecem séries de dimensões e geometrias. Existem
variações de um país para outro, devendo as respectivas normas ser consultadas.
É claro que formas não normalizadas podem ser produzidas sob encomenda especial,
atendendo requisitos específicos.
Perfis do tipo “I” com flanges largos (também referidos por H) são bastante adequados para as
técnicas modernas de construção metálica. São em geral disponíveis no grau A992, ou na
denominação mais antiga ASTM A572 e A 36, e os mesmos são fabricados por laminação à
quente, com controle de resfriamento e de limpeza superficial.
Podem ser usados em edifícios de estrutura metálica, em pontes e em outras estruturas.
Podem ser soldados, seguindo-se as recomendações adequadas para o grau do aço e a
finalidade do serviço.
Outros formatos de perfis incluem as geometrias de seção transversal: T, Z, H, “L” (ângulo ou
cantoneira), U (também denominadas C, canal), e são classificados como vigas. A maioria
delas utiliza aços com especificação A 36, podendo também ser especificadas por ASTM A709,
A992, A 572 e A 588 de acordo com o objetivo de uso.
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Figura 21. Quadro-resumo com Todos os Tipos de Perfis e Processos.
Vergalhões ou Barras de Reforço para Concreto.
Trata-se de barras de reforço, redondas com “grapas” (saliências nervurosas, que propiciam
melhor aderência do concreto), sendo que estas são comumente usadas como armaduras do
concreto. Geralmente é fabricada com aço de baixo Carbono (C). No Brasil segue a norma
NBR 7480, e ASTM A 615 Grau 60. A ASTM também editou a A15M, que descreve os
vergalhões em unidade SI.
Tem seção circular e podem ter superfície lisa ou nervurada. Os vergalhões comuns não
possuem revestimento superficial, tornando o componente suscetível à oxidação.
A maior parte dos aços para vergalhões não é soldável. Entretanto, existem graus especiais de
aço que em combinação com materiais adequados de eletrodos e operadores experientes,
possibilitam a soldagem.
Barras com Outras Seções Transversais.
As barras de uso estrutural podem ter seções circulares, quadradas ou hexagonais de
quaisquer dimensões. Também incluem o chamado “Ferro Chato” (seção retangular) com
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NOTAS DE AULAS - IV
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“Roberto Simonsen”
Disciplina: Manutenção Mecânica
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espessuras maiores do que 5 mm e larguras até 150 mm, e com espessuras maiores do que 6
mm com larguras entre 150 e 200mm. Os comprimentos produzidos são em geral de 6 m.
A denominação barra é comumente usada para elementos com a maior dimensão de seção
transversal, de até 75mm. Segue a especificação geral ASTM A36/A36M.
Para o uso estrutural as barras seguem as especificações ASTM A615/A615M, A616, A617 e
A706/A706M ou A709/A709M, de acordo com a utilização.
Seções Estruturais Vazadas.
Seções estruturais vazadas são um tipo de viga que pode ter seção transversal quadrada,
retangular ou circular, porém vazadas. São também chamadas de tubos estruturais. A
espessura de parede é constante, classificadas em: leve, média, pesada e super-pesada
(sendo: os leves – com espessuras mais delgadas, até as super-pesadas – com espessuras
mais grossas).
A fabricação é feita por conformação a partir de tiras de material que são gradativamente
curvadas até a forma desejada. O fechamento é feito por soldagem de resistência elétrica ou
por solda de arco submerso.
São usadas em quadros ou treliças de estruturas metálicas sujeitas a cargas de diversas
direções. Podem receber enchimento com concreto para melhorar a resistência à chama.
Os tubos estruturais mais comuns são fabricados em aço de baixo Carbono, como o ASTM
A500 grau B. Outras especificações mais utilizadas são as: ASTM A501, A847 e A618.
Vigas “I” Assimétricas para uso em Ferrovias (“Trilhos de Trem”)
Trilhos de trem são submetidos a tensões muito elevadas, e com alta susceptibilidade de
endurecimento superficial, devido ao alto encruamento, e, portanto devem ser fabricados com
aços de alta resistência. Devido às condições de operação, falhas de um trilho podem causar
grandes desastres, e quais os controles de microestruturas são altamente rigorosos.
Ao longo da história os trilhos originalmente de Ferro-Carbono (FeC) deram lugar aos trilhos de
aço de alta resistência, acompanhando os aumentos de velocidade e peso dos trens. Evolução
paralela aconteceu com o sistema de dormentes e juntas entre seções.
Os elementos utilizados para trilhos são vigas do tipo “I” assimétricas, com algumas variações
de detalhes geométricos, variando de acordo com o tipo de aplicação, o limite de peso e a
freqüência de cargas. Existem inúmeros tipos de vigas em assimetricas “I”, para aplicação de
trilhos, sendo as mais comumente utilizadas: Padrão CR (comum), Padrão CR (com orelhas),
Padrão CR-GG (Grua-Guindaste), Padrão CSN, Padrão Vignolie, Padrão Decauville, Padrão
ASTM, etc.
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Figura 22. Desenho Esquemático dos Perfis de Padrão CR.
Defeitos nos Produtos Laminados
Os produtos laminados podem apresentar defeitos que geralmente são originados na
fabricação do prório lingote. Os defeitos mais comuns dos produtos laminados são:
A) Vazios - Podem ter origem de rechupes ou gases retidos durante a solidificação do
lingote. Eles causam tanto defeito na suferfície quanto enfraquecido da resistência
mecânica do produto;
B) Gotas frias - São respingos de metal que se solidificam nas paredes da lingoteiras
durante o vazamento. Posteriormente, eles se agregam ao lingote e permanecem no
material até o produto acabado na forma de defeitos na superfície.
C) Trincas - Aparecem no próprio lingote ou durante as operações de redução que
acontecem em temperaturas inadequadas;
D) Dobras - São provenientes de reduções excessivas no qual um excesso de massa
metálica ultrapassa os limites do canal e sofre recalque no passe seguinte;
E) Inclusões - São partículas resultantes da combinação de elementos presentes na
composição química do lingote, ou do desgaste de refratários e cuja presença pode
tanto fragilizar o material durante a laminação quanto causar defeitos na superfície;
F) Segregações - Acontecem pela concentração de alguns elementos nas partes mais
quentes do lingote, as últimas a se solidificarem. Elas podem acarretar
heterogeneidades nas propriedades, além de fragilização e enfraquecimento de seções
dos produtos laminados.
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