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2025 UNIVERSIDADE PITÁGORAS UNOPAR ANHANGUERA ENGENHARIA MECÂNICA MANUFATURA MECÂNICA: CONFORMAÇÃO E SOLDAGEM CATU/BA ADSON DOS SANTOS SOUZA 2025 MANUFATURA MECÂNICA: CONFORMAÇÃO E SOLDAGEM Atividade Prática para o curso de Engenharia Mecânica, apresentado como requisito parcial para a obtenção de média na disciplina – Manufatura Mecânica Conformação e Soldagem Tutor(a) à Distância: Rennan Otavio Kanashiro CATU/BA ADSON DOS SANTOS SOUZA SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 3 2 DESENVOLVIMENTO ......................................................................................... 4 2.1 ROTEIRO 1 – EFEITO DA CORRENTE ELÉTRICA SOBRE A SOLDA .......... 4 2.2 ROTEIRO 2 – SOLDAGEM MAG E ELETRODO REVESTIDO ..................... 12 2.3 ROTEIRO 3 – SOLDAGEM E BRASAGEM ................................................... 18 2.4 ROTEIRO 4 – ESTAMPAGEM DE PEÇA METÁLICA .................................... 21 3 CONCLUSÃO .................................................................................................... 30 REFERÊNCIAS ......................................................................................................... 31 3 1 INTRODUÇÃO A presente prática tem como objetivo explorar e compreender os processos de conformação e soldagem, fundamentais na manufatura mecânica, através de uma abordagem teórica e prática que integra o uso de laboratórios virtuais. Durante as atividades, foram abordados diferentes métodos de soldagem – desde os processos convencionais, como o MAG, até os não convencionais, como a brasagem – bem como técnicas de conformação, exemplificadas pela operação de estampagem. Essas experiências permitiram avaliar, de forma prática, os efeitos da corrente elétrica sobre a resistência mecânica do alumínio, as variações introduzidas pelo processo de soldagem e os impactos dos parâmetros operacionais na qualidade final da peça produzida. O uso da plataforma digital do Laboratório Virtual Algetec facilitou a visualização e a execução dos procedimentos, permitindo a simulação dos processos de fabricação de forma interativa e segura. Ademais, o desenvolvimento das atividades enfatizou a importância da utilização correta dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs) e a observância dos protocolos de segurança, aspectos indispensáveis no ambiente industrial. Dessa forma, a prática contribuiu para o aprimoramento do conhecimento técnico e o desenvolvimento de habilidades essenciais para a área de engenharia mecânica e de produção, promovendo uma compreensão aprofundada dos processos envolvidos e sua aplicação prática no contexto da indústria moderna. 4 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 ROTEIRO 1 – EFEITO DA CORRENTE ELÉTRICA SOBRE A SOLDA Esta prática foi realizada no ambiente virtual ALGETEC o ensaio de tração estático de três corpos de prova de alumínio, um maciço e os outros dois soldados nas correntes de 100 A e 75 A. Nesta prática, foi avaliado e compreendido o efeito da corrente elétrica sobre a resistência das uniões soldadas e zonas termicamente afetadas (ZTAs), com carregamentos estáticos. Esse efeito pode ser observado nas propriedades mecânicas durante o ensaio de tração, onde diferenças de resistência e ductilidade nas uniões soldadas e nas ZTAs ajudam a definir as melhores condições de soldagem para resistir a carregamentos estáticos. Fundamentação Teórica Ao utilizar soldagem para a união de aços, busca-se um material de adição (revestimento do eletrodo) compatível ao material do metal de base. Se houver a aplicação da corrente elétrica correta, a temperatura gerada irá afetar minimamente a estrutura cristalina ao redor da ZTA, bem como o próprio cordão, dando a união às melhores propriedades mecânicas possíveis. No processo de soldagem a arco elétrico, o eletrodo conduz a energia elétrica para a peça. Um eletrodo é composto por dois elementos: revestimento e alma. Esta serve para unir o material-base, enquanto o revestimento provoca uma camada de proteção que serve tanto para conter gases contaminantes do ambiente quanto para fazer com que a poça de fusão proteja o cordão para alcançar o tempo de cura adequado. O revestimento pode variar de acordo com o material a ser unido (GEARY, 2013). A soldagem de metais a arco requer a aplicação correta de calor para fundir tanto o metal de base quanto o metal de adição. O calor é fornecido pela interposição de um eletrodo na proximidade, ou em contato com a peça, causando a abertura do arco, em corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC), entre o eletrodo e a peça, com temperatura acima do ponto de fusão do metal de base (NORTON, 2013). 5 1. METODOLOGIA Inseriu-se o corpo de prova de largura inicial de 12,5 mm na máquina. Em seguida, anotou-se suas especificações quanto ao material, comprimento e espessura inicial, taxa de deformação e taxa de amostragem. Figura 1 – Configurações utilizadas para o ensaio do corpo de prova inicial Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Posicionou-se a garra superior no corpo de prova, prendendo-o às pinças da máquina. Zerou-se as indicações da máquina de ensaio e visualizou-se as tensões no corpo a ser ensaiado. Figura 2 – Corpo de prova inicial sendo ensaiado à tração 6 Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Então, iniciou-se o ensaio de tração e aguardou-se até a ruptura do material, obtendo-se do ensaio o gráfico apresentado a seguir. Figura 3 – Curva resultante do ensaio do corpo de prova inicial Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 7 Figura 4 – Corpo de prova inicial rompido Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Repetiu-se o ensaio para o material soldado para as correntes de 100 A e 75 A, mas sem alterar as outras especificações do corpo de prova. Figura 5 – Configurações do corpo de prova com solda de 100 A Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 8 Figura 6 – Curva resultante do ensaio do corpo com solda de 100 A Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Figura 6 – Configurações do corpo de prova com solda de 75 A Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 9 Figura 7 – Curva resultante do ensaio do corpo com solda de 75 A Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Com base no experimento, responde-se as perguntas a seguir. 1. Anote na tabela abaixo as especificações para os corpos de prova dos três materiais. Tabela 1 – Especificações dos Corpos de Prova Material Comprimento inicial (mm) Espessura inicial (mm) Taxa de deformação (mm/min) Taxa de amostragem (amostras/min) Alumínio 6063 50,0 1,0 0,1 120 Alumínio 6063 + Solda 100 A 50,0 1,0 0,1 120 Alumínio 6063 + Solda 75 A 50,0 1,0 0,1 120 Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 10 2. Qual o limite de resistência à tração do corpo de prova sem solda? O limite de resistência à tração (𝜎𝑅) é a máxima tensão que um material pode suportar antes de se romper. Observa-se que para o corpo de prova sem solda a máxima força suportada pelo corpo de prova antes da ruptura (𝐹𝑅) foi de 2594,6 N. Conhecidas as dimensões iniciais da seção transversal do corpo de prova, de 12,5 mm por 1,0 mm, têm-se uma área da seção transversal inicial de 12,5 mm². Dessa forma, a tensão é obtida dividindo-se a intensidade da força pela área da seção transversal. 𝜎𝑅 = 𝐹𝑅 𝐴𝑜 = 2594,6 𝑁 12,5 𝑚𝑚2 = 207,57 𝑁 𝑚𝑚2 = 207,57 𝑀𝑃𝑎 3. Qual o limite de resistência à tração do corpo de prova com solda por corrente de 100 A? Seguindo o mesmo procedimento do item anterior: 𝜎𝑅 = 𝐹𝑅 𝐴𝑜 = 2204,42 𝑁 12,5 𝑚𝑚2 = 176,35𝑁 𝑚𝑚2 = 176,35 𝑀𝑃𝑎 4. Qual o limite de resistência à tração do corpo de prova com solda por corrente de 75 A? Seguindo o mesmo procedimento do item anterior: 𝜎𝑅 = 𝐹𝑅 𝐴𝑜 = 1801,87 𝑁 12,5 𝑚𝑚2 = 144,15 𝑁 𝑚𝑚2 = 144,15 𝑀𝑃𝑎 5. O que se pode inferir sobre o efeito da corrente utilizada na solda no limite de resistência à tração do material? Para o nosso ensaio em específico, a corrente de 75 A reduziu o LRT do material em cerca de 30% enquanto a corrente de 100 A reduziu em cerca de 15%. A seguir temos um gráfico comparando os resultados. 11 Gráfico 1 – Efeitos da Corrente Elétrica sobre a Solda Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) A corrente de soldagem exerce uma influência considerável sobre o Limite de Resistência à Tração (LRT) do corpo de prova, sendo que a relação entre ambos não é direta e varia de acordo com múltiplos fatores, como o material base, o tipo de eletrodo, a velocidade de soldagem e outros parâmetros inerentes ao processo. Uma corrente de soldagem muito baixa pode resultar em uma solda com penetração inadequada, comprometendo a resistência mecânica e favorecendo a formação de porosidades, o que invariavelmente leva a um LRT inferior ao do material base. Por outro lado, uma corrente excessivamente alta pode ocasionar superaquecimento na zona de solda, resultando em uma microestrutura grosseira e fragilizada, o que também acarreta na diminuição do LRT. Adicionalmente, a corrente alta pode ser um fator desencadeador de trincas e outros defeitos. Existe uma faixa de corrente ideal para cada combinação específica de material e eletrodo, que proporciona uma solda com penetração adequada, microestrutura otimizada e, consequentemente, LRT elevado. Outros fatores também merecem destaque, como o material base, que em materiais com maior resistência mecânica, geralmente exige correntes mais elevadas para assegurar uma fusão e penetração adequadas. O tipo de eletrodo, com 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C ar ga [ N ] Extensômetro [mm] Maciço 100 A 75 A 12 diferentes diâmetros e composições, também demanda faixas de corrente específicas. A velocidade de soldagem, que influencia na quantidade de calor transferido para a peça, também é um fator importante a ser considerado. É crucial consultar as especificações do fabricante do eletrodo e do material base para determinar a faixa de corrente recomendada, realizar testes de soldagem e ensaios de tração para validar os parâmetros do processo e assegurar que a solda atenda aos requisitos de resistência mecânica. A qualificação do soldador e o controle de qualidade do processo são igualmente importantes para garantir a consistência e a qualidade das soldas. Conclusão Identificou-se que a corrente elétrica influencia diretamente na qualidade e resistência do material soldado, fator importante a se especificar para garantir a adequação aos requisitos técnicos do projeto. 2.2 ROTEIRO 2 – SOLDAGEM MAG E ELETRODO REVESTIDO Nesta prática realizou-se no laboratório virtual o processo de soldagem MAG em uma solda de topo (butt joint) entre chapas metálicas. Realizou-se a aquisição dos EPIs necessários, limpeza das peças, ajuste da corrente elétrica, execução dos pontos de solda, execução do filete de solda, e escovação do excesso de escória da solda. O objetivo desse experimento é o de realizar uma comparação entre dois tipos de processos de soldagem: soldagem MAG (metal active gas) e soldagem com eletrodo revestido. Para isso, um processo de soldagem foi realizado, com posterior fase de avaliação do resultado. Fundamentação Teórica A soldagem por fusão inclui alguns dos principais procedimentos industriais de soldagem de metais. Esses processos diferem pelo tipo de fonte de calor. Nos processos de soldagem por fusão com adição de material, um material é adicionado para a formação da solda, chamado de metal de adição, que é fundido 13 durante o procedimento por uma fonte de calor, misturando-se com uma determinada quantidade do metal base (metal sendo soldado), que também é fundido, formando o que chamamos de poça de fusão. As fontes elétricas de energia são as mais tradicionais em soldagem, sendo utilizadas na maioria dos processos realizados na indústria. Os métodos de soldagem mais comuns e utilizados na atualidade são os denominados soldagem a arco (p. ex., com eletrodo revestido e MAG). Na teoria, a soldagem a arco é realmente muito simples: uma grande quantidade de eletricidade gera um arco entre um eletrodo e o metal base. Esse arco gera calor suficiente para fundir os materiais na região da solda, promovendo a união dos metais envolvidos. O eletrodo pode ser uma haste de material não consumível (como carbono ou tungstênio), caso sua única função seja conduzir corrente e manter o arco elétrico entre sua ponta e o metal base. Também é possível ter um eletrodo de metal consumível, especialmente projetado para conduzir a corrente e manter o arco enquanto ocorre sua fusão, processo que fornece metal de adição à junta soldada. A soldagem a arco com eletrodo revestido (shielded metal arc welding – SMAW) é um dos processos mais utilizados até hoje. O arco elétrico, que é mantido entre a ponta de um eletrodo revestido e a superfície do metal base, na junta a ser soldada, gera calor suficiente para fundir a ponta do eletrodo, o revestimento e a superfície do metal base. À medida que ocorre a fusão do eletrodo, ele é depositado junto ao metal base fundido, formando a poça de fusão. A proteção contra a ação do O2 e do N2, presentes no ar, é realizada por intermédio dos elementos que compõem o revestimento do eletrodo. Quando o revestimento é queimado, essa queima gera gases, criando uma barreira gasosa na poça de fusão, além de uma escória, que cria uma barreira física que cobre as gotículas do metal e a poça de fusão, culminando em uma dupla barreira protetora (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2009). A respeito da aplicação, o processo de soldagem com eletrodo revestido é indicado para a soldagem da maioria das ligas metálicas (aço carbono, aço inoxidável, ferro fundido, alumínio, etc.). No entanto, não é indicado para ligas com baixo ponto de fusão, devido às altas temperaturas geradas pelo arco elétrico, nem para metais considerados muito reativos, como zircônio e titânio, por não oferecer proteção suficiente contra a contaminação dos gases da atmosfera (MACHADO, 1996). O processo de soldagem a arco com proteção gasosa, mais conhecido como 14 MIG/MAG, permite que a soldagem de materiais com espessuras tão finas quanto 0,5mm seja realizada com sucesso. Nesse processo, o eletrodo é consumível, não tem revestimento e é alimentado, mecânica e continuamente, na área da junta soldada. Métodos Colocou-se os equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs”. Lixou-se as chapas de aço e colocou-as na posição butt joint. Definiu-se a potência e a velocidade do arame de acordo com o material que será soldado, em seguida ligou-se a máquina de solda. Figura 1 – Configuração da potência e velocidade da Máquina de solda Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Posicionou-se a garra negativa aplicando os pontos de solda. Após isso aplicou-se a solda. 15 Figura 2 – Execução da solda Fonte: Elaborado pelo autor, (2025 Figura 3 – Solda executada Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Por fim escovou-se a região da solda para remoção do excesso ode escória. 16 Figura 4 – Solda escovada Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Resultados 1. Quais as vantagens e desvantagens do processo MAG? O processo de soldagem MAG (Metal Active Gas), utiliza um gás ativo, como CO₂ ou misturas com argônio e oxigênio, para proteger o arco elétrico e a poça de fusão. Amplamenteempregado na indústria, destaca-se pela alta produtividade, pois possui uma elevada taxa de deposição que permite maior velocidade de soldagem. Além disso, gera menos respingos em comparação ao eletrodo revestido, o que reduz a necessidade de retrabalho. Outra vantagem é sua facilidade de automação, sendo amplamente utilizado em processos robotizados e mecanizados. Como utiliza arame eletrodo alimentado continuamente, permite soldagem ininterrupta, aumentando a eficiência. A qualidade do cordão de solda também é um ponto positivo, já que apresenta boa aparência e menor necessidade de acabamento. O processo pode ser aplicado em diferentes posições, como plana, horizontal, vertical e sobre cabeça, e é adequado para uma ampla gama de espessuras, desde chapas finas até materiais mais espessos, desde que os parâmetros sejam ajustados corretamente. 17 No entanto, o processo também apresenta desvantagens. A proteção gasosa pode ser comprometida por correntes de ar, exigindo um ambiente controlado para evitar contaminação. O custo inicial é relativamente alto, pois envolve equipamentos sofisticados, como fontes de energia constantes, alimentadores de arame e cilindros de gás. Além disso, o uso de gases ativos pode aumentar a oxidação do material se os parâmetros não forem bem ajustados. A operação exige conhecimento técnico, tornando necessário um operador qualificado para garantir um desempenho adequado. Outra limitação é a dificuldade de aplicação em locais de difícil acesso, já que o tamanho da tocha e a necessidade de proteção gasosa podem dificultar a soldagem em espaços confinados. O custo contínuo com consumíveis, como arame e gás de proteção, também deve ser considerado. 2. Para quais materiais são indicados a solda tipo MAG? A soldagem do tipo MAG (Metal Active Gas) é indicada principalmente para soldagem de metais ferrosos, como aços carbono e aços de baixa liga. Esses materiais reagem bem com o gás de proteção ativo, como CO₂ ou misturas com argônio e oxigênio, proporcionando boa penetração, resistência mecânica adequada e alta produtividade. Conclusão A prática realizada possibilitou a compreensão dos procedimentos de segurança no manuseio de equipamentos de soldagem, bem como a correta identificação e utilização dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs). Além disso, permitiu a adequada preparação do material para soldagem e o ajuste preciso dos parâmetros do processo. Também foi possível avaliar e corrigir falhas, reforçando a importância do cumprimento rigoroso das normas de segurança e do ajuste correto dos equipamentos para garantir um trabalho eficiente e seguro. O experimento reforçou a importância do controle preciso das variáveis do processo para garantir soldas de qualidade e estruturalmente seguras. Assim, conclui- se que a soldagem MAG é uma técnica eficiente para a união de materiais metálicos, especialmente aços carbono e de baixa liga, sendo amplamente utilizada na indústria devido à sua produtividade e versatilidade. 18 2.3 ROTEIRO 3 – SOLDAGEM E BRASAGEM Esta atividade prática tem como objetivo reconhecer o processo de brasagem, identificar os itens e os acessórios necessários para realizar o processo de brasagem e distinguir as características finais impostas pelo processo de brasagem. Trata-se de É um processo que envolve a presença de grande quantidade de calor, proporcionando a junção de peças e materiais metálicos. Neste processo, é fundamental a existência do metal de adição. Fundamentação Teórica A brasagem é um procedimento que, diferentemente da soldagem com metal de adição tradicional, exige apenas a fusão do metal de adição, não ocorrendo, portanto, a fusão do metal de base. Além disso, também não há alteração considerável na zona próxima à região de solda, pois o processo emprega temperaturas inferiores quando comparado a outros processos de soldagem. A brasagem pode ser classificada em três vertentes diferentes: a brasagem propriamente dita, a soldabrasagem e a soldagem branda. A brasagem é um procedimento de soldagem em que o metal utilizado como adição deverá apresentar sua temperatura de fusão abaixo da temperatura de fusão do metal de base, e acima do valor aproximado de 400°C. A soldagem branda, contudo, é o processo no qual o metal de adição deverá apresentar, não somente temperatura de fusão abaixo do ponto de fusão do metal de base, como também abaixo do valor de 400°C (WAINER; BRANDI; MELLO, 1992). Uma vez que o metal de base não funde, é possível ter um certo receio quanto à aderência final entre os materiais sendo unidos. A aderência, entre o metal de adição e o metal de base, ocorre pela difusão atômica entre os metais de adição no estado líquido e o metal de base no estado sólido, garantindo uma união confiável após o processo. Para a brasagem de peças de metais ferrosos, aços e ferros fundidos, os metais de adição usados são as ligas não ferrosas, comumente, as ligas à base de cobre e as ligas à base de prata. Para a junção de metais não ferrosos, os metais de adição usados também são constituídos por ligas não ferrosas, de natureza próxima à do metal de base, porém detentoras de ponto de fusão menor. 19 Com isso, os aços de médio e alto carbono, além dos ferros fundidos, que podem ter sua estrutura sensivelmente modificada pelo aquecimento e resfriamento, com fragilização pelo efeito de endurecimento da zona adjacente à região da solda, são materiais que apresentam melhores resultados quando brasados, do que quando soldados por processos de soldagem por fusão convencionais. Ademais, os aços comuns e os aços-liga, e muitas ligas não ferrosas (de alumínio, cobre e níquel), também podem ser brasados, além de peças de metais diferentes, que também podem ser unidas por esse processo (FEDELE, 2002). No caso da brasagem das ligas ferrosas, como o metal de adição é uma liga não ferrosa, cria-se na região da solda uma condição desfavorável à resistência à corrosão, pela presença de dois metais de naturezas eletroquímicas diferentes. Dependendo do meio ambiente em que a construção metálica soldada deverá trabalhar, é necessário prever a aplicação de um tratamento superficial de proteção contra a corrosão galvânica (FEDELE, 2002). Com base no método de aquecimento empregado, os processos de brasagem podem ser classificados em brasagem com maçarico, brasagem em forno, brasagem por indução, brasagem por resistência elétrica, brasagem com eletrodos de carbono e brasagem por imersão. Métodos Colocou-se os equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs”. Passou-se a escova de aço nas superfícies a serem soldadas e posicionou-as na base para a soldagem. Abriu-se as tampas dos cilindros de oxigênio e acetileno, e ajustou-se o nível de cada chama para obter a chama ideal para soldagem. Figura 1 - Ajuste do nível de chama 20 Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Realizou-se os pontos de solda nas chapas a serem soldadas, e a soldagem por brasagem, por fim removeu-se a escória com a escova de aço. Figura 2 – Execução da soldagem por brasagem Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 21 Resultados 1. Por que é necessário dar o ponto de solda antes da soldagem? No processo de brasagem, é necessário dar pontos de solda antes da soldagem principal para garantir o posicionamento correto das peças durante a união. Isso evita deslocamentos causados pela dilatação térmica. Estes pontos de solda ajudam a manter um espaçamento uniforme entre as peças, permitindo que o metal de adição flua adequadamente e forme uma junta homogênea e resistente. Sem essa fixação inicial, as peças podem se mover, comprometendo a qualidade da brasagem e resultando em falhas estruturais. 2. Por que é necessário ajustar a chama com níveis de oxigênio e acetileno ideais? Na brasagem, é necessárioajustar a chama com os níveis ideais de oxigênio e acetileno para garantir uma temperatura adequada, uma distribuição uniforme de calor e uma chama estável. Conclusão A prática realizada permitiu o desenvolvimento de habilidades fundamentais relacionadas à segurança e operação de equipamentos para soldagem por brasagem. Durante o procedimento, foi possível compreender o uso correto dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs), como jaleco, máscara e luvas, além de preparar e posicionar adequadamente as superfícies metálicas na configuração Butt Joint. Também foi possível aprender a manipular cilindros de gases, ajustar a chama da tocha, realizar pontos de fixação e conduzir a soldagem de forma eficaz. Por fim, a remoção da escória e a avaliação da qualidade da solda reforçaram a importância do cumprimento dos parâmetros e procedimentos adequados para garantir um processo seguro e com resultados satisfatórios. 2.4 ROTEIRO 4 – ESTAMPAGEM DE PEÇA METÁLICA Esta prática tem como objetivo descrever a fabricação de um abafador de motosserras por meio do processo de estampagem, aplicando operações como corte, 22 dobramento e estampagem rasa em uma chapa de aço carbono. Durante o experimento, serão utilizados uma prensa e um molde de estampagem para conformar a chapa até sua forma final, permitindo a aplicação prática dos conceitos de conformação plástica estudados. Além disso, será realizada uma análise qualitativa do processo, considerando fatores como tempo de operação, complexidade das etapas, economia de matéria-prima e custos de produção, comparando sua viabilidade em relação a outros métodos de fabricação disponíveis. Fundamentação Teórica Os processos de fabricação mais convencionais podem ser divididos em cinco grandes grupos: fundição, usinagem, soldagem, conformação e metalurgia do pó. Nos processos de fundição, são trabalhados materiais metálicos em seu estado fundido (derretido), sendo um processo executado a altas temperaturas. Nesse processo, o metal fundido é vertido dentro de um molde; após resfriamento e solidificação, o material acaba por adquirir o formato da peça ou do produto desejado. Nos processos de usinagem, o formato final da peça ou produto desejado é obtido por meio de operações que retiram o material de uma porção de matéria-prima (tarugos ou blocos). Os processos de usinagem também podem ser utilizados para aplicar ou atingir determinados níveis de acabamento superficial em uma peça ou produto final. Os processos de soldagem são aplicados na união de partes metálicas, sejam elas constituídas do mesmo metal ou de metais diferentes. Os processos de soldagem podem ser executados por fusão ou pressão, com ou sem a adição de materiais externos. Já dentro do grupo de conformação, são encontradas operações que envolvem a aplicação de esforço mecânico, resultando na alteração permanente do formato e/ou das dimensões da matéria-prima original. Por fim, dentro do grupo de metalurgia do pó, existem os processos que envolvem a compactação de pós (metálicos ou não), sob pressão, com posterior aquecimento da peça compactada para que ocorra sua sinterização, resultando em um aumento de sua resistência mecânica. A compreensão das características de cada um desses grupos de processos, bem como o discernimento acerca da escolha do processo adequado para cada peça ou produto que será fabricado, é algo de extrema importância, impactando em alguns aspectos, tais como: quantidade de matéria-prima empregada, custos operacionais, viabilidade 23 econômica do produto e tempo de produção. Estabelecidos os conceitos acima, um dos processos com maior empregabilidade e versatilidade dentro do setor industrial é o de estampagem, um processo de conformação que permite a obtenção de produtos acabados, com boa qualidade superficial e altas taxas de produção. O processo de estampagem compreende um conjunto de operações de corte e conformação em materiais metálicos, geralmente planos, de forma que por meio da exploração da plasticidade dos materiais sob ação do processo, são obtidos os mais variados formatos, tamanhos e modelos de peças ou produtos finais. O processo de estampagem é executado por meio da aplicação de esforços a uma chapa metálica localizada entre uma matriz (de conformação ou corte) e uma punção (ferramenta responsável por conformar o material dentro da matriz ou realizar um esforço cisalhante, em conjunto com a matriz, para realização de um corte e da retirada de material) Métodos Colocou-se os equipamentos de proteção individual localizados no “Armário de EPIs”. Colocou-se a chapa metálica na guilhotina e realizou-se o corte com as dimensões especificadas em projeto. Figura 1 – Execução do corte da chapa na guilhotina Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 24 Em seguida, aplicou-se o líquido lubrificante na chapa cortada. Figura 2 – Aplicação do lubrificante na chapa Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Selecionou-se o molde de embutimento da prensa hidráulica. Então, colocou- se a chapa na prensa e iniciou-se o embutimento acionando a prensa para duas vezes seguidas. Figura 3 – Execução do embutimento Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 25 Posteriormente, transferiu-se a peça para mesa e, com a tesoura industrial, cortou-se a rebarbas da peça. Figura 4 – Chapa com rebarbas cortadas Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Colocou-se a peça na dobradeira para que seja feito o dobramento de todas as suas bordas a 90°. Figura 5 – Execução do dobramento das bordas da chapa Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 26 Em seguida, retornou-se a peça para a mesa. Figura 6 – Chapa com bordas dobradas Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Colocou-se o molde de furação na prensa. Em sequência, acionou-se a prensa para que seja feita a furação da peça. Figura 7 – Execução dos furos na chapa Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) 27 Por fim, retornou-se a peça para a mesa. Figura 8 – Chapa com furos Fonte: Elaborado pelo autor, (2025) Resultados 1. Qual a vantagem da estampagem para a produção de peças complexas em relação a outros processos de conformação? A estampagem se destaca na produção de peças complexas por oferecer precisão dimensional e repetibilidade, garantindo que as peças saiam com as medidas exatas e consistentes, ideal para encaixes perfeitos. Além disso, a alta produtividade permite fabricar grandes volumes rapidamente, reduzindo custos e prazos. A estampagem também é econômica no uso de material, minimizando desperdícios, e proporciona um bom acabamento superficial, dispensando etapas extras. As peças podem até ter suas propriedades mecânicas aprimoradas, como resistência e dureza. Apesar do custo inicial das ferramentas, a estampagem é flexível para criar diversas formas e tamanhos, e o processo é facilmente automatizado, aumentando a eficiência e o controle de qualidade. Comparada à usinagem, fundição e forjamento, a estampagem se sobressai pela combinação de precisão, velocidade e custo- benefício para grandes produções de peças complexas. 28 2. Qual o tipo de dobramento aplicado às bordas da peça produzida no experimento? Aplicou-se nas bordas o dobramento de cantos ou dobramento em caixa, onde utiliza-se de matrizes e punções que dobram as bordas da chapa de metal em ângulos de 90 graus, uma de cada vez. Esse tipo de dobramento é utilizado para criar peças com cantos retos e bordas perpendiculares, como caixas, bandejas e gabinetes. 3. Por que foi aplicada a tensão mais de uma vez para completar o processo de embutimento? A aplicação de tensão em múltiplas etapas no processo de embutimento é essencial para conformar peças complexas, distribuindo a força uniformemente e evitando defeitos como trincas e rugas. Esse método permite controlar a espessurado material, otimizar suas propriedades mecânicas e reduzir o desgaste das ferramentas, além de facilitar a produção e, em alguns casos, diminuir os custos. Ao aplicar a tensão mais de uma vez, realiza-se a calibragem, ou seja, o ajuste preciso para garantir a qualidade e precisão das peças estampadas. É um processo fundamental para otimizar o desempenho da prensa e produzir peças que atendam às especificações dimensionais e de qualidade exigidas. 4. Qual o tipo de tensão aplicada para o corte da chapa? No processo de estampagem, o corte da chapa ocorre por meio da aplicação de uma tensão de cisalhamento. Durante o corte, a chapa é comprimida entre um punção e uma matriz, gerando tensões de compressão e tração localizadas que levam à ruptura do material ao longo da linha de corte. A tensão predominante nesse processo é o cisalhamento, que atua paralelamente ao plano da chapa e é responsável pela separação do material. Conclusão Dessa forma, a realização desta prática permitiu a aplicação das medidas de segurança adequadas ao manuseio de equipamentos de corte e conformação de 29 chapas metálicas, garantindo o uso correto dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs). Além disso, foi possível desenvolver habilidades técnicas essenciais, como o corte de chapas na guilhotina conforme as especificações do projeto, o embutimento profundo em prensa hidráulica, a execução de dobramentos precisos e a furação utilizando moldes específicos. Por fim, os conhecimentos adquiridos possibilitaram a avaliação da qualidade dos cortes e dobramentos, assegurando que as peças atendam às tolerâncias e requisitos exigidos. 30 3 CONCLUSÃO As práticas realizadas proporcionaram uma compreensão aprofundada dos processos de conformação e soldagem, demonstrando como os parâmetros operacionais influenciam diretamente as propriedades mecânicas dos materiais. No experimento envolvendo o efeito da corrente elétrica, observou-se que variações na intensidade da corrente modificam significativamente o limite de resistência à tração do alumínio, evidenciando a importância da escolha correta do parâmetro para a obtenção de soldas de qualidade. Nas atividades de soldagem MAG e brasagem, ficou claro que o domínio dos procedimentos, aliado ao uso adequado dos Equipamentos de Proteção Individual (EPIs), é essencial para garantir tanto a segurança do operador quanto a eficiência do processo. Adicionalmente, a experiência com o processo de estampagem reforçou a necessidade de seguir com precisão os procedimentos de corte, conformação e furação, evidenciando a viabilidade dessa técnica na produção de peças complexas. OS experimentos não só ampliaram o conhecimento teórico-prático dos alunos sobre os diversos processos de fabricação, mas também desenvolveram habilidades essenciais para a aplicação segura e eficaz das técnicas de soldagem e conformação na indústria. Essas práticas preparam os futuros profissionais para enfrentar os desafios do ambiente industrial, onde a precisão, a segurança e o rigor técnico são importantes para a produção de componentes de alta qualidade. 31 REFERÊNCIAS FEDELE, R. Desafios da soldagem em tubulações. Revista Metalurgia e Materiais, v. 58, n. 521, p. 322-325, 2002. GEARY, D. Soldagem. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. MACHADO, I. G. Soldagem e técnicas conexas: processos. Porto Alegre: [s. n.], 1996. MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. Soldagem: fundamentos e tecnologia. 3. ed. Belo Horizonte: UFMG, 2009. Disponível em: https://pdfcoffee.com/soldagem-fundamentos-e-tecnologia-villani-modenese- bracarense-3a-ed-pdf-free.html. Acesso em: 19 mar. 2025. NORTON, R. L. Projeto de máquinas: uma abordagem integrada. 4. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. SANTOS, Bruna Karine dos; QUADROS, Marcelo Luiz de. Processo de conformação. Porto Alegre: SAGAH, 2018. WAINER, E.; BRANDI, S. D.; DE MELLO, F. D. Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: Blucher, 1992. SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO 2 DESENVOLVIMENTO 2.1 ROTEIRO 1 – EFEITO DA CORRENTE ELÉTRICA SOBRE A SOLDA 2.2 ROTEIRO 2 – SOLDAGEM MAG E ELETRODO REVESTIDO 2.3 ROTEIRO 3 – SOLDAGEM E BRASAGEM 2.4 ROTEIRO 4 – ESTAMPAGEM DE PEÇA METÁLICA 3 CONCLUSÃO REFERÊNCIAS