Defeitos comuns e como resolvê-los em diferentes processos de chapas metálicas

A fabricação de chapas metálicas é um dos processos mais populares para a criação de protótipos e peças de produção. Ele ajuda a criar várias peças duráveis, desde protótipos de baixo volume até peças de produção de alto volume. Esse processo é frequentemente usado em uma ampla variedade de indústrias, incluindo automotiva, aeroespacial e construção.

Existem muitos tipos diferentes de processos de chapas metálicas, mas cada um pode ter seu próprio conjunto exclusivo de defeitos. Nesta postagem do blog, veremos alguns dos defeitos mais comuns de chapas metálicas e suas soluções em diferentes processos.

O que são processos de fabricação de chapas metálicas?

Os processos de fabricação de chapas metálicas são aqueles que alteram a forma original de uma chapa para produzir uma peça desenhada de espessura desejada. Eles podem ser divididos em três categorias principais:

Corte

Os processos de corte em chapas metálicas podem ser divididos entre aqueles que usam forças de cisalhamento (por exemplo, cisalhamento, puncionamento, blanking) e aqueles que não usam (por exemplo, corte a laser, corte a plasma, corte a jato de água).

Formação

No processo de conformação, a chapa metálica é dobrada na forma desejada. Os métodos de conformação incluem dobramento a ar, cunhagem e conformação por rolo.

Participando

É o processo de montagem de diferentes componentes de chapa metálica para obter o produto desejado. Os processos de união incluem soldagem, brasagem, rebitagem, aparafusamento e o método mais comum – usando juntas de costura.

Como em qualquer outro processo de fabricação, vários defeitos podem surgir nos produtos resultantes que podem afetar sua produtividade, qualidade e características. Aqui estão alguns defeitos comuns no processo de fabricação de chapas metálicas e como superá-los.

Defeitos e soluções de corte/cisalhamento de chapas de metal

O corte de chapas metálicas refere-se à aplicação de uma força significativa na chapa que eventualmente faz com que ela se quebre em peças. O método mais comum de corte é por cisalhamento, no qual é aplicada uma força de cisalhamento maior que a resistência ao cisalhamento final do material, fazendo com que ele falhe e se separe naquele local.

Defeitos comuns incluem:

1. Bordas rebarbadas e deformadas

Bordas rebarbas são peças de metal afiadas e irregulares que permanecem presas a uma peça de metal cortada. Geralmente surgem devido a lâminas cegas, ou posicionamento inadequado das mesmas. Uma folga muito grande entre as lâminas fará com que elas rasguem em vez de cisalhar, enquanto uma folga menor impedirá que as lâminas cortem o material, produzindo rebarbas.

Da mesma forma, arestas deformadas são formadas devido a falhas nas pressões de fixação, além do posicionamento inadequado das lâminas.

Para evitar isso, pode-se consultar o manual da máquina de cisalhamento para obter a folga e a pressão de fixação corretas de acordo com o tipo e a espessura do material.

2. Torcendo

Após completar um processo de cisalhamento, o metal pode ter sofrido alguma torção ao longo de seu eixo. Isso é causado pelo corte de tiras muito estreitas ou pelo uso do ângulo de inclinação incorreto. Isso pode ser evitado ajustando o ângulo de saída dependendo das propriedades, geometria e parâmetros de corte da chapa metálica.

3. Cambagem

A curvatura é observada quando a peça de chapa metálica tem uma espessura variável ao longo de sua largura. Isso ocorre quando ele se move na direção horizontal, mas sem torcer ou levantar ao longo de suas bordas. O resultado é um metal côncavo, convexo e triangular. Esse defeito pode ser minimizado desde o início mudando a direção dos grãos de metal e alterando o ângulo de inclinação.

4. Curvando-se

O arqueamento ocorre quando as bordas se elevam ligeiramente do plano devido ao cisalhamento inadequado. É comumente observado em folhas longas, estreitas e finas. Para superar isso, o ângulo de inclinação deve ser diminuído o máximo possível, e a chapa metálica deve ser segurada com suporte traseiro.

Defeitos e soluções de estampagem de chapas de metal

O processo de estampagem de chapas metálicas é um processo de fabricação por conformação a frio onde uma matriz é usada em uma máquina de prensa para puncionar uma impressão em uma forma metálica em branco, formando assim a deformação plástica. Este processo também pode ser acompanhado por outras ferramentas de conformação para obter uma peça completa ou como etapa intermediária.

1. Divisões

Às vezes, quando as camadas de metal são empurradas além de seus limites de trabalhabilidade, elas começam a se tornar mais finas até que a camada plana rasgue ao longo da área mais fraca. Tais defeitos são conhecidos como 'necking' ou 'splitting' no processo de estampagem de chapas metálicas.

Para garantir que isso não ocorra, um software de simulação de conformação deve ser usado para analisar a chapa antes que a operação seja iniciada. Além disso, examinar as configurações de raio e profundidade da forma, o tipo e a espessura do material e as técnicas de tratamento térmico também podem ajudar a evitar esses defeitos.

2. Rugas

Quando as condições de deformação de compressão aplicadas pelo equipamento de processamento empurram a chapa sobre si mesma, a força linear é esmagada para dentro até que um flange enrugado seja obtido e a geometria interna seja danificada.

Tais defeitos podem ser contrariados esticando ou estirando as folhas em vez de as formar. Além disso, contas de estiramento, pastas de estiramento e almofadas podem ser utilizadas quando a folha tem um perfil geométrico intrincado. Além disso, os grânulos de tração ajudam a controlar o fluxo de metal na cavidade do molde.

3. Springback

Quando o raio de dobra fica abaixo do valor definido imposto pelo equipamento de dobra, a forma desejada não é alcançada. Isso é conhecido como retorno de mola ou desvio final da peça devido a um processo incorreto.

Para corrigir esses defeitos, inclua um ajuste de overbend ou overcompensation. No entanto, isso não elimina o erro de deformação elástica, aumentando a rigidez da peça por alongamento positivo.

Defeitos e soluções de dobra de chapa metálica

A dobra de chapas metálicas é um importante processo de chapas metálicas devido à sua capacidade de desenhar uma variedade de geometrias de peças sem ferramentas, bem como prazos de entrega rápidos, alta repetibilidade e automação. Também permite que os produtos sejam fabricados a partir de uma peça de metal, utilizando deformação plástica, em oposição a várias peças unidas por soldagem ou rebitagem, resultando em custos mais baixos, resistência aprimorada e montagem simplificada.

1. Rachaduras no ângulo de flexão

As duas principais razões para trincas em uma peça trefilada são a baixa flexibilidade do metal e um raio de curvatura muito pequeno.

Para evitar a ocorrência desses defeitos, use metais mais macios ou aumente sua maleabilidade aquecendo-os e depois resfriando-os lentamente.

2. Ângulo de curvatura instável

As causas primárias para tais defeitos são pressão insuficiente do material e pressão de flexão irregular causando flambagem compressiva irregular. O filete de matriz convexo-côncavo assimétrico também pode contribuir para esse problema.

Para resolver isso, aumente a força de levantamento e equilibre a folga no filete da matriz côncava-convexa.

3. Deformação do furo

A localização do furo pode ser deformada pelo atrito entre a superfície côncava da matriz e a superfície externa durante o processo de dobra.

Tais defeitos podem ser resolvidos aumentando a pressão da placa ejetora ou adicionando um ponto duro nesta placa para aumentar o atrito entre as superfícies mencionadas para que elas não deslizem.

4. Parte inferior côncava irregular

Tais defeitos geralmente são causados ​​pelo uso de um dispositivo de ejeção, devido a força insuficiente ou material irregular.

Portanto, certifique-se de que o dispositivo de ejeção esteja ajustado para a medida correta de força, ou removido completamente e que o material esteja nivelado uniformemente antes do início do processo de dobra.

5. Curva não paralela ao meio dos furos

Este defeito é causado pela altura de flexão ser menor que o limite mínimo de altura de flexão, o que faz com que a curva se expanda e fique distorcida.

Basta aumentar a altura da peça dobrada ou o material resolverá esses tipos de defeitos.

Defeitos e soluções de soldagem de chapas metálicas

A soldagem é comumente usada para unir duas ou mais peças de chapa metálica. Seja MIG (Gas Metal Arc Welding), TIG Welding (Gas Tungsten Arc Welding), Shielded Metal Arc Welding (SMAW), ou Flux Cored Arc Welding (FCAW), vários defeitos podem ser enfrentados se a técnica adequada não for utilizada.

Defeitos comuns no processo de soldagem de chapas metálicas incluem:

1. Respingos

Os respingos ocorrem quando gotículas de material fundido são formadas perto do arco de soldagem. Geralmente é causado por altas correntes, polaridade errada ou proteção de gás insuficiente.

Para evitá-lo, reduza a corrente e o comprimento do arco e aumente o ângulo da tocha à chapa. Limpar o bico de gás também pode ajudar.

2. Porosidade

Esses defeitos são causados ​​quando hidrogênio, nitrogênio e oxigênio são absorvidos na poça de fusão. Após a solidificação, eles ficam presos na solda. Graxa, umidade, tinta e ferrugem também podem causar porosidade.

Para evitar esse problema, certifique-se de que as bordas da placa estejam limpas e secas, use materiais de soldagem novos e verifique se há vazamentos na tocha de soldagem.

3. Rebaixamento

Undercut ocorre quando altas tensões ou comprimentos de arco longos são usados. A utilização de um eletrodo incorreto ou muito grande em relação à espessura, bem como uma velocidade de deslocamento rápida da tocha, também pode causar esse problema.

Esses defeitos podem ser evitados usando um eletrodo que seja do tamanho certo, garantindo que a tocha seja movida lentamente e evitando segurar perto da placa vertical se uma solda de filete horizontal estiver sendo feita.

4. Rachaduras

Rachaduras podem se formar na solda quando as tensões internas são maiores que a resistência da solda ou do metal base (ou ambos). Eles podem se propagar ao longo do tempo e, portanto, devem ser tratados imediatamente.

Esses defeitos podem ser evitados limpando, lixando, esmerilhando e rebarbando cuidadosamente as bordas das placas de metal para que elas se encaixem bem. Garantir que a temperatura esteja correta enquanto reaquece ambos os lados da junta também ajuda.

Outros defeitos comuns em superfícies de chapas metálicas

Além dos processos de conformação de chapas metálicas, outros defeitos comuns podem ocorrer durante o processo de fabricação.



Por exemplo, alguns dos mais comuns incluem arranhões na superfície, contaminação, amassados ​​e furos. Além disso, a não uniformidade pode ocorrer devido a altas tensões de tração ou flambagem por compressão durante o processo de fabricação de chapas metálicas.

Às vezes, controlar esses defeitos pode ser difícil e muitas vezes requer atenção especial durante o processo.

Preocupado com defeitos de chapa metálica? WayKen está aqui para você

Em conclusão, é evidente que a chapa metálica desempenha um papel vital na indústria de manufatura devido à sua capacidade de passar por uma variedade de processos. Vários defeitos podem ser encontrados ao trabalhar com ele, afetando sua utilidade. Através deste artigo, se você provavelmente conhece o conhecimento básico de defeitos de chapas metálicas, agora deixe um serviço profissional cuidar do resto!

Na WayKen, somos especializados em prototipagem rápida e uma variedade de processos de fabricação de chapas metálicas, incluindo corte, estampagem, dobra e soldagem. Também oferecemos suporte de engenharia de alto nível para nossos clientes. Nossa equipe de especialistas tem mais de 20 anos de experiência em fabricação e garantia de qualidade, para que você possa ter certeza de que seu projeto será bem feito. Comece hoje e receba uma cotação em 12 horas!

Perguntas frequentes

Qual ​​é a diferença entre folha de metal, folha e placa?

Se a espessura de uma peça de metal for menor que 0,2 mm (0,0079”), ela é conhecida como folha. Se a espessura estiver entre 0,2 mm a 6 mm (0,25”), então é considerada uma folha. Se a espessura for superior a 6 mm (0,25”), então é uma placa.

O que são defeitos de chapa metálica?

Defeitos de chapas metálicas são imperfeições que podem ocorrer durante o processo de fabricação. Esses defeitos podem ser causados ​​por diversos fatores, como escolha incorreta de material, ferramentas inadequadas ou procedimentos operacionais inadequados.

É comum retrabalhar peças de chapa metálica com defeito?

Retrabalhar peças de chapas metálicas defeituosas é uma ocorrência comum em muitas indústrias. Há uma variedade de razões pelas quais isso pode acontecer, como dimensões incorretas, material danificado ou controle de qualidade ruim. Na maioria dos casos, é mais barato e mais rápido simplesmente retrabalhar a peça do que substituí-la completamente.