Ensaio de Dobramento

Ensaio de dobramento

O que é o ensaio de dobramento?

No ensaio de dobramento nós pegamos um corpo de prova padronizado e submetemos ele ao dobramento, ou seja, uma deformação plástica por flexão. 

O corpo de prova, assentado sobre dois roletes (ou apoios) afastados a uma distância especificada, é dobrado por intermédio de um cutelo, que aplicam esforço de flexão no centro do corpo, até que seja atingido o ângulo de dobramento especificado. Veja abaixo o significado dos termos mencionados.

culeto e roletes do ensaio de dobramento
Cutelo e roletes do ensaio de dobramento

Máquina de ensaio de dobramento
Máquina de ensaio de dobramento

A carga aplicada durante este ensaio não é uma informação de grande relevância, sendo mais importantes o ângulo final do corpo de prova (pois determina a severidade do ensaio), e a característica final da face tracionada.

A severidade do ensaio aumenta com a redução do diâmetro do cutelo. Esse diâmetro é função do diâmetro do corpo de prova ou da espessura dele.

Outro parâmetro que determina a severidade do ensaio é o ângulo de dobramento que é geralmente de 90º, 120º ou 180° (A severidade do ensaio aumenta com o aumento do ângulo).

Observação: Existe também o ensaio de flexão, aplicável durante a fase elástica dos materiais. Este ensaio, porém, não é comum no meio técnico da soldagem.

Finalidade do ensaio de dobramento

Embora forneça apenas resultados qualitativos (muitas vezes os valores numéricos não têm importância), o ensaio de dobramento é um meio bastante simples e eficaz para detectar problemas metalúrgicos e de compacidade que podem afetar o comportamento dos materiais em serviço.

É possível também, como no ensaio de tração, determinar o alongamento das fibras tracionadas. Basta medir o comprimento inicial Lo (base de medida) na região apropriada, antes do ensaio, e medir, após o dobramento, com auxilio de uma escala flexível, o comprimento L da região alongada.

De posse desses valores, basta aplicarem a fórmula vista abaixo.

Medição do alongamento no ensaio de dobramento

Devido a sua relativa simplicidade, o ensaio de dobramento é largamente utilizado nas indústrias e laboratórios com o objetivo de verificar a capacidade de deformação dos materiais, na detecção de defeitos de compacidade, metalúrgicos e de soldagem assim como obter valores comparativos de ductilidade dos materiais.

As descontinuidades oriundas do processo de soldagem mais comumente observáveis no ensaio de dobramento são:
  • Falta de fusão;
  • Inclusões metálicas e não metálicas;
  • Poros
  • [message]
    • ##exclamation## Atenção
      • É bem comum a observação de trincas nos corpos de prova(ver exemplo abaixo). Note que essas trincas geralmente são originadas dos esforços necessárias para o dobramento. A iniciação dessas trincas pode dar-se nas descontinuidades acima ou mesmos nos “cantos” do corpo de prova. As normas dão relevância e abordam esses fatos de forma diferente.
Os parâmetros do ensaio, tais como dimensões do corpo de prova, distância dos apoios, diâmetro do cutelo, ângulo de dobramento e os critérios de aceitação são definidos por normas ou códigos de fabricação.

Corpos de prova

No ensaio de dobramento, um lado do corpo de prova é tracionado enquanto o lado oposto é comprimido.

O corpo de prova pode ser retirado dos produtos acabados ou pode ser o próprio produto, como por exemplo, parafusos, pinos, barras que apresentem dimensões adequadas para serem colocados na máquina de dobramento.


Para analisar o resultado do ensaio, examina-se a olho nu a zona tracionada do corpo de prova. Para o corpo de prova ser aprovado, ele não deve conter trincas ou descontinuidades acima de um determinado valor especificado.

O resultado do ensaio é considerado reprovado se o corpo de prova apresentar estes defeitos ou se romper antes de atingir o ângulo a especificado.

Corpo de prova de dobramento
Corpos de prova de dobramento

Métodos de dobramento

O ensaio de dobramento pode ser de três tipos: Livre, Semi guiado e Guiado (dobramento livre, dobramento semiguiado e dobramento guiado).

O dobramento livre é realizado de forma que a força aplicada atua nas extremidades do corpo de prova e não no ponto onde ocorre o dobramento máximo.

O dobramento semiguiado é realizado de tal modo que uma das extremidades do corpo de prova fica presa e a outra sofre a aplicação de força; a força também pode ser aplicada em outro local do corpo de prova.

O dobramento guiado é feito por meio de rolos de apoio e o cutelo (figura acima). Ele é o ensaio mais comum e preferido pelas normas mais populares em soldagem tais comum ASME, AWS, API entre outras.

Para evitar que o corpo de prova sofra esforços indevidos de tracionamento, o que implicaria maior severidade do ensaio, deve-se diminuir ao máximo o atrito entre o corpo de prova e os rolos de apoio, utilizando boa lubrificação.

A velocidade do ensaio não é importante… desde que o ensaio não seja feito tão rápido que ele possa ser enquadrado como um ensaio dinâmico (Exemplo ensaio de impacto).

Tipos de dobramento

O ensaio de dobramento em corpo de prova soldado pode ser dividido em vários tipos:
  • Dobramento lateral transversal;
  • Transversal de face;
  • Transversal de raiz;
  • Longitudinal de face;
  • Longitudinal de raiz
Para facilitar a memorização, o dobramento pode ser de (face ou raiz) e (longitudinal, transversal ou lateral).

Com a observação de que o dobramento lateral não tem face ou raiz (porque é “de lado”).
A qualificação de soldador e qualificação do procedimento de soldagem normalmente requerem a realização de diversos tipos de dobramento.

Os corpos de prova são previstos em normas e códigos de construção soldada, como por exemplo, o código ASME, seção IX. O método utilizado nesta norma é o dobramento guiado.

Os dispositivos de dobramento utilizados podem compor uma peça única ou peças separadas. Em ambos os casos, a distância entre os apoios é pré-determinada em função do diâmetro do cutelo e da espessura do corpo de prova a ser dobrado.

Na execução do ensaio, o corpo de prova é centralizado entre os apoios enquanto o cutelo é pressionado contra a peça a ser dobrada.

Numa junta soldada de pequena espessura, são retirados corpos de prova para dobramento transversal de face e de raiz. Já para espessuras maiores são utilizados corpos de prova para dobramento lateral transversal.

Os dobramentos longitudinais são utilizados como alternativa para os transversais quando os materiais de base soldados possuem resistências mecânicas muito diferentes.

Dobramento lateral transversal

No dobramento lateral transversal, o eixo longitudinal do cordão de solda forma um ângulo de 90° em relação ao eixo longitudinal do corpo de prova a ser dobrado.

Nesse caso, o dobramento será realizado de maneira que uma das superfícies laterais do corpo de prova, onde a solda está cortada de topo, torne-se convexa em relação ao corpo de prova dobrado.

Dobramento lateral

Dobramento transversal de face

O eixo longitudinal do cordão de solda forma um ângulo de 90° com o eixo longitudinal do corpo de prova a ser dobrado. Nesse caso, o dobramento é realizado de maneira que a superfície do corpo de prova que contém a face da solda se torne a superfície convexa do corpo de prova dobrado.

Dobramento transversal de raiz

O eixo longitudinal do cordão de solda forma um ângulo de 90° com o eixo longitudinal do corpo de prova a ser dobrado. Nesse caso, o dobramento é realizado de maneira que a superfície do corpo de prova que contém a raiz da solda se torne à superfície convexa do corpo de prova dobrado.

Dobramento longitudinal de face

O eixo da solda é paralelo ao eixo longitudinal do corpo de prova. Nesse caso, o dobramento é realizado de modo que a superfície do corpo de prova que contém a face da solda se torne a superfície convexa do corpo de prova dobrado.

Dobramento longitudinal de raiz

O eixo longitudinal do cordão de solda é paralelo ao eixo longitudinal do CP (corpo de prova) a ser dobrado. Nesse caso, o dobramento é realizado de maneira que a superfície do corpo de prova que contém a raiz da solda se torne a superfície convexa do corpo de prova dobrado.

Exemplo de dobramento face/raiz
Exemplo de dobramento face/raiz

Para a realização do ensaio de dobramento é necessária uma prensa com capacidade relacionada à dimensão do corpo de prova a ser dobrado e com facilidade de fixação dos dispositivos adequados. No entanto, é comum a utilização de máquinas de ensaio do tipo universal, projetadas de maneira a permitir a realização desse ensaio. Um exemplo abaixo:

Equipamento utilizado para a realização do ensaio de tracão

Avaliação dos resultados

A avaliação dos resultados é feita por meio de normas. Por exemplo, a norma ASME, seção IX, item QW-163, especifica que o ensaio é aceitável se não ocorrem trincas e descontinuidades maiores que 3 mm na solda ou na zona afetada pelo calor (ZAC ou ZTA).

Trincas com origem a partir das bordas do corpo de prova ensaiado devem ser desconsideradas, a menos que evidenciem a presença de outras descontinuidades. A ideia desse conceito é que as bordas funcionam como “cantos vivos” e são pontos de iniciação de trinca que nada tem haver com a qualidade do material ou com o objetivo do ensaio.

Consulte sempre o procedimento da sua obra ou a última revisão da norma aplicável para saber o critério de aceitação correto.

Referências Bibliográficas

Citação

Gostaria de citar este meu artigo em seu trabalho ou monografia? 

Copie o parágrafo abaixo e cole na sua seção de bibliografia (ou referências bibliográficas). Lembre-se de substituir os "X" maiúsculos pelas datas da sua consulta.

LUZ, Gelson. Ensaio de Dobramento. Blog Materiais, [s. l], 2017. Disponível em: https://www.materiais.gelsonluz.com/2017/10/ensaio-de-dobramento.html. Acesso em: XX de XXXX de 20XX.

Obs.: Esta citação segue a norma ABNT NBR 6023 (Sim ela foi revisada).

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Aço Carbono,27,Aço Cromo,2,Aço Cromo Molibdênio,3,Aço Cromo Níquel Molibdênio,6,Aço Cromo Vanádio,1,Aço Inoxidável,11,Aço Manganês,1,Afinidade-Eletronica,87,AISI,11,ASTM,72,Calor Específico,30,Calor-Fusao,93,Calor-Vaporizacao,96,Composição Química,138,Condutividade-Eletrica,79,Condutividade-Termica,104,Densidade,240,Dilatacao-Termica,85,Distribuicao-Eletronica,109,Elementos-Quimicos,109,Eletronegatividade,102,Energia-de-Ionizacao,102,Ensaios Destrutivos,14,Estados-de-Oxidacao,104,Estrutura-Cristalina,95,Familia,78,Grupo,109,Isotopos,109,Livros,3,Massa Específica,14,Massa-Atômica,140,Massa-Molar,65,Massa-Molecular,46,Modulo-de-Elasticidade,81,Numero-Atomico,109,Periodo,106,Peso Específico,87,Ponto-de-Ebulição,140,Ponto-de-Fusão,164,Potencial-de-Ionizacao,101,Propriedades,7,Químicas,20,Raio-Atomico,86,Raio-Covalente,87,Raio-Ionico,78,SAE 10XX,24,SAE 13XX,1,SAE 41XX,3,SAE 43XX,2,SAE 5XXX,2,SAE 61XX,1,SAE 86XX,3,SAE 93XX,1,Simbolo-Quimico,109,Termos Técnicos,30,Valencia,98,Viscosidade,49,Volume-Atomico,94,
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