Introdução

As normas aplicáveis à utilização de estruturas de alumínio soldadas na Alemanha, consiste em três orientações principais. Aplicação de normas harmonizadas existe na Europa (PT), internacional (ISO). Existem apenas normas para o material e para os metais de solda estão em desenvolvimento.

Espera-se que na Europa essas normas sejam anuladas por (ENV 1999) Eurocódigo 9. Mas isso vai não acontecerá antes de 2001.

Material e propriedades dos materiais

A Figura 1 mostra em uma imagem simplificada seis ligas de alumínio que podem ser utilizados de acordo com DIN 4113 Parte 1 e de acordo com o “sentido para soldagem de alumínio e elementos de rolamento de IfBt” para estruturas soldadas. A Figura 2 mostra as ligas de alumínio, com a nova designação europeia.

Tabela 1: Propriedades dos materiais de perfis extrudados de acordo com DIN 1748 Parte 1, desde 08,97: EN 755

Tabela 2: denominação do material de acordo com EN 573

Para o tratamento térmico das ligas pode-se perceber uma significativa diferença.

A razão R_p0,2 / Rm, para não aquecer as ligas tratáveis é de cerca de 0,5 a 0,6, e para as estruturas soldadas ainda menos: Para as ligas com tratamento térmico a relação é entre 0,7 e 0,8

Os últimos valores da resistência da Al Zn 4,5 Mg 1 (EN AW-7020) são soldadas apenas 25% menos do que aqueles de aço S235 (St 37).

Este material é usado especialmente para veículos e construções em aplicações estruturais devido à sua habilidade especial para autoproteção. O comportamento de corrosão, no entanto, tem que ser dado uma atenção especial.

A tensão de fratura máx. das ligas de Al é inferior a 50% a do aço. O módulo de Young e de cisalhamento só atingem 1 / 3 do aço.

E = 70 000 N/mm² Al;

210 000 N/mm² aço.

G = 27 000 N/mm² Al;

81 000 N/mm² aço.

Estes valores fazem as ligas de alumínio serem sensíveis a fadiga de entalhes nos fenômenos de deformação e estabilidade.

Tensões admissíveis

Tabela 3: Extrato da Tabela 4, DIN 4113 Parte 1, tensões admissíveis para os membros

Desenho da solda

Análise estática

análise de carga predominantemente estáticas

A análise de carga predominantemente estáticas podem ser comparados e realizados como a estática análise de estruturas de aço soldadas de acordo com DIN 18800 Parte 1. No entanto, as tensões admissíveis para o material e para as soldas são diferentes e têm de ser tomadas a partir das normas pertinentes.

Para o material a tensões admissíveis são fixados na norma DIN 4113 parte 1, para as soldas as tensões devem ser levadas para fora da Orientação IfBt (Instituto de Engenharia Civil).
É importante cuidar do amolecimento do material na zona afetada pelo calor (ZAC), causa da série soldagem.

Como HAZ construções soldadas em uma área de 30 mm, é definido, a partir do centro da solda ou da raiz para todas as direções. (Figura 3).

Análise estática de carga dinâmica

Para a análise estática o esquema abaixo apresenta um carregamento dinâmico orientado pela DVS 1608, juntamente com o DS 952 – (“Requisitos para a soldagem de materiais metálicos para veículos ferroviários em oficinas particulares”) – podem ser considerados.

Os Campos de aplicação especial de estruturas de alumínio soldadas são:

Construção naval (barcos esportivos), caminhões, veículos ferroviários, automóveis e aviões. Em 1608 a DVS informou sobre a análise estática, bem como dicas para fabricação adicionais (metal de solda, entrada de calor, etc.). As tensões admissíveis são listadas em R = +1 para R = -1. Exceto para estruturas de aço na gama de ciclos de carga de fadiga é definido com N= 1x 10⁷  

Eles cobrem os materiais: chapas, tubos, perfis extrudados e material fundido.
Essas normas descrevem:
– As aulas de entalhe com seu cansaço salienta
– As aulas de entalhe com seus diagramas de Wöhler e as propriedades relevantes
– A influência de tensões residuais
– A influência da espessura do material> t N 25 mm.
O “erras padrão” é baseado na futura norma europeia EUROCODE 9. As classes de fadiga
descrever:

• O ciclo de carga no intervalo D sR (N/mm2)
• Na NC = 2 ¼ 106 ou 106 ciclos de 5 ¼ de carga (dependendo da classe do entalhe)
•  Uma taxa de R = + 0,5

Tabela 7: Extrato da tabela 3 de DVS Richtlinie 1608 Tensões admissíveis (N/mm2) com carga predominantemente estático. TIG e MIG-soldado exemplar, sem tratamento térmico

Preparação da junta

Comparando-se a preparação conjunta do aço e do alumínio dois detalhes são óbvios:

1. a penetração profunda quando soldar alumínio causada pelo baixo ponto de fusão.

2. o grande ângulo causado pelo rápido fluxo de calor e o risco resultante da falta de fusão.

Para todos os processos que utilizam gases de proteção é necessário soldar cuidadosamente executando através da raiz. Para uma melhor forma, é útil para moer os flancos um pouco (Figura 7). Recomenda-se usar uma boa forma voltando tira.

Figura 7: Conjunto de preparação para o aço e alumínio.

• Soldagem com fitas de mata junta

– Fio em aço (CrNi) fio
– Sobre um suporte de pressão
– Sobre um suporte formado a partir de cobre ou aço CrNi

Desenho

Exemplo

Exemplo de análise estática de uma barra de tensão:
140 x 20 feito de AlZn 4,5 Mg 1 F 35 com uma cabeça de solda longitudinal.

Figura 11: Exemplo 2

Referências

[1] Geschweißte Aluminiumkonstruktionen

Arbeitshandbuch mit Berechnungskennwerten

Aluminium Verlag GmbH, Düsseldorf

[2] Handbuch über das Konstruieren mit Aluminium

Arbeitshilfe for die Bemessung von Tragwerken

Aluminium Verlag GmbH, Düsseldorf

[3] H. Klock und H. Schroer:

Schweißen und Löten von Aluminiumwerkstoffen

Fachbuchreihe Schweißtechnik, Band 70, DVS Verlag, Düsseldorf

[4] Ahrens/Zwätz:

Schweißen im bauaufsichtlichen Bereich

Fachbuchreihe Schweißtechnik, Band 94, DVS Verlag, Düsseldorf

[5] B. Koser

Handbuch über das Konstruieren mit Aluminium

Fachverband der Metallindustrie Österreichs (nach ÖNorm)

Wien, 1980

[6] Kosteas, Steidl, Strippelmann

Geschweißte Aluminiumkonstruktionen

Vieweg Verlag, Braunschweig

[7] Paul Gönner

Schutzgasschweißen von Aluminiumwerkstoffen

Alusingen, April 1980

[8] Richtlinien des DVS zur Verarbeitung von Aluminiumwerkstoffen

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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