Soldagem em Estruturas Metálicas

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ESTRUTURAS DE 
AÇO E MADEIRA
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
 > Identificar métodos de soldagem de peças metálicas na fabricação e mon-
tagem de estruturas.
 > Relacionar falhas e métodos de controle de qualidade da solda.
 > Analisar tipos de juntas e cálculos de resistência de soldagem.
Introdução
A soldagem é um dos meios utilizados para unir elementos de estruturas metálicas, 
como pontes, edifícios, coberturas, entre outros. Algumas das vantagens desse 
processo em relação a outras formas de ligação, como o uso de parafusos e rebites, 
são a elevada resistência da junta, o menor peso final da estrutura e a flexibilidade 
associada à possibilidade de realizar a soldagem em campo. No entanto, existem 
algumas desvantagens que devem ser consideradas: a necessidade de mão de 
obra altamente qualificada, a impossibilidade de se desmontar a estrutura para 
a manutenção e a presença de defeitos.
Na soldagem de estruturas metálicas na indústria da construção, a coalescência, 
na maioria dos casos, é obtida por meio da fusão dos metais com o uso de um 
arco elétrico estabelecido entre as peças a serem unidas e um eletrodo. Entre 
os processos mais utilizados, estão a soldagem a arco com eletrodo revestido, 
a soldagem a arco submerso, a soldagem a arco com proteção gasosa e a solda-
gem a arco com arame tubular. Cada processo possui características e técnicas 
operatórias específicas. Os processos com proteção gasosa, por exemplo, são 
Soldagem em 
estruturas metálicas
Mario Sergio Della Roverys Coseglio
versáteis, podem ser realizados de forma manual ou automática e permitem uma 
boa visibilidade durante a soldagem.
Neste capítulo, você verá que a qualidade da solda é um fator de extrema 
importância e que as devidas ações devem ser tomadas para reduzir ao máximo 
a ocorrência de descontinuidades, a fim de evitar falhas que podem comprometer 
a integridade das estruturas. Além disso, você verá como calcular a resistência 
de soldagem para diferentes tipos de juntas.
Processos de soldagem
Para que você compreenda melhor o que será apresentado ao longo deste 
capítulo, o texto é iniciado com uma descrição geral do processo de soldagem 
e de alguns termos que são utilizados com frequência no meio industrial.
A Figura 1 apresenta um esquema básico de um processo típico de sol-
dagem. Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2009), a soldagem é uma 
operação cujo objetivo é promover a união de peças. Como resultado da 
soldagem, obtém-se a solda, sendo a junta soldada a região onde foi feita 
a união, como mostrado na Figura 1c. A Figura 1b apresenta uma secção 
transversal do conjunto durante a soldagem, em que é possível identificar o 
metal de base (i.e., material das peças que estão sendo soldadas), o metal de 
adição, a poça de fusão, o eletrodo, o arco e o gás de proteção. Na soldagem 
a arco, a coalescência ocorre por meio da fusão dos metais, promovida pelo 
calor intenso gerado por um arco elétrico estabelecido entre as peças a 
serem soldadas e o eletrodo. Segundo Groover (2003), os eletrodos podem 
atuar como metal de adição para a junta soldada (eletrodos consumíveis) ou 
apenas para a formação do arco elétrico. Neste último caso, os eletrodos não 
são consumíveis, e são feitos de materiais que não se fundem com o calor 
gerado pelo arco, como, por exemplo, o tungstênio.
Figura 1. Visão geral do processo de soldagem a arco: (a) antes da soldagem; (b) durante a 
soldagem (secção transversal); (c) após a soldagem.
Fonte: Adaptada de Groover (2012).
Eletrodo
Metal de adição
Poça de fusão
Penetração
Junta soldada
Aço
Gás de proteção
Peças a serem soldadas
Metal de base
Soldagem em estruturas metálicas2
Processos de soldagem
De acordo com Groover (2012), os processos de soldagem podem ser divididos 
em dois grupos principais: soldagem por fusão e soldagem no estado sólido. Na 
soldagem por fusão, o calor gerado no processo é utilizado para fundir o metal 
de base, sendo que, em alguns casos, são utilizados metais de adição. Fazem 
parte desse grupo: soldagem a arco (AW, arc welding), soldagem por resistência 
(RW, resistance welding) e soldagem oxi-combustível (OFW, oxyfuel gas welding), 
além de outros tipos, como soldagem com feixe de elétrons (electron beam 
welding) e soldagem a laser (laser beam welding). Já a soldagem no estado sólido 
utiliza a pressão ou a combinação de pressão e calor para unir as peças. Como 
observa Groover (2012), os principais processos que compõem esse grupo são: 
soldagem por difusão (DW, diffusion welding), soldagem por atrito (FRW, friction 
welding) e soldagem por ultrassom (USW, ultrasonic welding). 
Segundo Pfeil e Pfeil (2009), a soldagem a arco é a mais utilizada na indús-
tria da construção. Os processos mais comuns são listados a seguir:
 � Soldagem a arco com eletrodo revestido (SMAW, shielded metal arc 
welding). 
 � Soldagem a arco submerso (SAW, submerged arc welding).
 � Soldagem a arco com proteção gasosa (GMAW, gas metal arc welding), 
também conhecida como solda MIG (do inglês metal inert gas) ou solda 
MAG (do inglês metal active gas).
 � Soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa (GTAW, 
gas tungsten arc welding), também conhecida como soldagem TIG (do 
inglês tungsten arc welding).
 � Soldagem a arco com arame tubular (FCAW, flux-cored arc welding).
Conforme Wainer, Brandi e Mello (1992), a soldagem a arco com eletrodo 
revestido é um processo de soldagem em que as peças são unidas pelo 
calor produzido pelo arco elétrico estabelecido entre um eletrodo reves-
tido e o metal de base. Uma representação esquemática desse processo é 
apresentada na Figura 2a. Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2009), 
o eletrodo revestido é composto por um núcleo metálico (conhecido como 
alma do eletrodo), que atua como metal de adição, e um revestimento, que 
estabiliza o arco elétrico, protege a poça de fusão e a alma do eletrodo, entre 
outras funções.
A soldagem com eletrodo revestido requer um equipamento relativamente 
simples (fonte de energia, eletrodo, porta eletrodo, cabos, etc.; Figura 2b), o 
Soldagem em estruturas metálicas 3
que permite tanto a soldagem no local de fabricação quanto a soldagem em 
campo (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2009). Em contraste com essa 
versatilidade, Marques, Modenesi e Bracarense (2009) destacam a baixa produ-
tividade do processo quando comparado com outros tipos de soldagem a arco.
Figura 2. Soldagem a arco com eletrodo revestido: (a) representação esquemática do processo; 
(b) representação básica do equipamento.
Fonte: (a) Adaptada de Marques, Modenesi e Bracarense (2009); (b) Adaptada de Wainer, Brandi 
e Mello (1992).
Revestimento
Alma
Metal de
adição
Solda
Metal de
base
Poça de fusão
Eletrodo
revestido
Porta eletrodo
Eletrodo
Peça
Pinça para
ligação à peça
Cabo terra
Terminais
Fonte de
energia
Cabo do
eletrodo
(a)
(b)
Na soldagem a arco submerso, o arco elétrico estabelecido entre o eletrodo 
e o metal de base é protegido por um material granular, conhecido como fluxo 
(Figura 3a). Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2009), as principais fun-
ções do fluxo são proteger a região da solda de contaminação pela atmosfera, 
estabilizar o arco elétrico, fornecer elementos de liga para a solda, entre outras. 
Além disso, Wainer, Brandi e Mello (1992) adicionam que o fluxo atua como um 
isolante térmico e evita a ocorrência de respingos durante a soldagem. 
Soldagem em estruturas metálicas4
Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2009), outro processo 
que utiliza o fluxo de soldagem para a proteção do arco e do cordão 
de solda é a soldagem a arco com arame tubular. Nesse caso, a alimentação do 
fluxo é feita pelo interior do eletrodo.
A Figura 3b apresenta uma representação esquemática da soldagem a arco 
submerso. Observe que o eletrodo possui a forma de um arame, alimentado 
por um carretel à medida que é consumido. Como observam Wainer, Brandi 
e Mello (1992), o processo pode ser semiautomático ou automático.
Figura 3. Soldagem a arcosubmerso: (a) representação esquemática do processo; (b) repre-
sentação básica do equipamento.
Fonte: (a) Adaptada de Marques, Modenesi e Bracarense (2009); (b) Adaptada de Wainer, Brandi 
e Mello (1992).
Fluxo Eletrodo
Escória
Poça de fusão
Solda
Metal de
base
Carretel de
arame eletrodo
Fonte de
energia
Alimentador
de fluxo
Sistema
de controle
Comando da velocidade
do eletrodo nu
Tubo de contato
elétrico do cabeçote
Direção de
soldagem
(a)
(b)
Soldagem em estruturas metálicas 5
Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2009), na soldagem a arco 
com proteção gasosa, o calor necessário para a união das peças é obtido por 
um arco elétrico, formado entre a extremidade de um eletrodo (que possui 
a forma de arame) e a peça que está sendo soldada, conforme a Figura 4a. 
Nesse caso, a proteção da região da solda é feita com um gás ou com uma 
mistura de gases. O processo é conhecido como soldagem MIG, quando o 
gás é inerte, ou soldagem MAG, quando o gás é ativo. Uma representação 
esquemática dos equipamentos típicos utilizados nos processos MIG e MAG 
é apresentada na Figura 4b.
Tanto Marques, Modenesi e Bracarense (2009) como Wainer, Brandi e Mello 
(1992) destacam a versatilidade do processo e outras vantagens, quando 
comparado com a soldagem com eletrodos revestidos, como: facilidade de 
automatização, velocidade elevada de deposição, ausência de escória e boa 
visibilidade durante a soldagem. Vale destacar, também, algumas limitações 
apontadas por Wainer, Brandi e Mello (1992), como o maior custo do equipa-
mento e a necessidade de proteção da solda contra correntes de ar.
Figura 4. Soldagem MIG/MAG: (a) representação esquemática do processo; (b) representação 
básica do equipamento.
Fonte: Adaptada de Marques, Modenesi e Bracarense (2009).
Tocha
Gás de
proteção
Solda
Metal de
base
Poça de fusão
Eletrodo
Alimentador
de arame
ArameTocha
Peça Cabos Fonte de
energia
(+)
(-)
G
á
s
(a)
(b)
Soldagem em estruturas metálicas6
Na soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa, também 
conhecida como soldagem TIG, o arco elétrico que fornece calor para a união 
das peças é formado entre um eletrodo de tungstênio (não consumível) e a 
peça. Como observam Wainer, Brandi e Mello (1992), a proteção da região da 
solda é feita com um gás inerte. Representações esquemáticas desse processo 
e dos equipamentos utilizados são mostradas na Figura 5a e 5b.
Um aspecto importante da soldagem TIG é a alta estabilidade do arco 
elétrico, que possibilita obter uma solda de boa qualidade (MARQUES; MO-
DENESI; BRACARENSE, 2009). Além disso, como o eletrodo não é consumível, 
Marques, Modenesi e Bracarense (2009) listam a possibilidade da soldagem 
de chapas finas como uma das vantagens do processo.
Figura 5. Soldagem TIG: (a) representação esquemática do processo; (b) representação 
básica do equipamento.
Fonte: (a) Adaptada de Marques, Modenesi e Bracarense (2009); (b) Adaptada de Wainer, Brandi 
e Mello (1992).
Tocha
Gás de
proteção
Solda
Metal de
base
Poça de fusão
Metal de
adição
Regulador de pressão e vazão
Reservatório de gás
Rede elétrica
Unidade de alta
frequência
PedalMetal
base
Tocha
Sistema de
refrigeração
(a)
(b)
Soldagem em estruturas metálicas 7
Nesta seção, vimos que as soldas podem ser classificadas de acordo com 
dois critérios principais: a posição da junta soldada em relação ao metal de 
base e a posição relativa das peças soldadas. Além disso, vimos algumas 
características e as configurações básicas dos processos de soldagem a arco 
que são utilizados com mais frequência na indústria da construção.
Qualidade de peças soldadas
Segundo a American Welding Society (2001), a qualidade de uma solda está 
diretamente relacionada com a sua integridade. Nesse contexto, qualquer 
solda deve ter um nível de qualidade suficientemente elevado para garantir 
a confiabilidade da ligação durante toda a vida útil da estrutura. Algumas 
considerações importantes de projetos de soldas são listadas a seguir (AME-
RICAN WELDING SOCIETY, 2001):
 � as soldas devem ser projetadas para atender a todas as condições a 
que serão submetidas durante a sua vida útil;
 � as soldas devem ser realizadas com materiais adequados e de acordo 
com as recomendações das normas técnicas;
 � os limites de carga, fadiga e corrosão devem ser considerados durante 
a instalação, operação e manutenção das soldas.
Devido ao calor intenso localizado na região da solda durante a soldagem 
a arco, que pode afetar também as regiões adjacentes (zonas termicamente 
afetadas), e outros fatores relacionados com o processo e o projeto, as soldas 
estão sujeitas a uma série de descontinuidades. Segundo Marques, Modenesi e 
Bracarense (2009), a descontinuidade refere-se a uma violação ou interrupção 
estrutura esperada ou típica de uma junta soldada. Já um defeito, segundo 
a American Welding Society (2001), é uma descontinuidade que torna uma 
peça ou um produto incapaz de atender às especificações ou aos padrões 
de aceitação mínimos aplicáveis. Portanto, a presença de descontinuidades 
pode reduzir o desempenho da solda, de modo que as devidas ações devem 
ser tomadas para minimizar a sua ocorrência.
De acordo com a American Welding Society (2001), as descontinuidades 
em juntas soldadas obtidas por processos de fusão podem ser agrupadas 
em três tipos principais:
Soldagem em estruturas metálicas8
 � Descontinuidades relacionadas com o processo ou procedimento de 
soldagem: distorção, irregularidades superficiais, penetração incom-
pleta, fusão incompleta, inclusões, entre outras.
 � Descontinuidades metalúrgicas: trincas ou fissuras, porosidade, alte-
ração de microestrutura na zona termicamente afetada, entre outras.
 � Descontinuidades relacionadas com o projeto: concentrações de ten-
sões e tipo da junta soldada.
A seguir, são apresentadas as origens, causas, consequências e medidas 
corretivas de três tipos de descontinuidades comuns em soldas de elementos 
estruturais: distorção, perfil incorreto e trincas.
Segundo Marques, Modenesi e Bracarense (2009), a distorção é caracteri-
zada por alterações geométricas das peças soldadas, devidas à deformação 
plástica provocada pelo aquecimento intenso. Como consequência, a distorção 
altera a forma e as dimensões da peça, o que pode resultar em problemas de 
montagem. As formas básicas de distorção (contração transversal, contração 
longitudinal e distorção angular) são apresentadas na Figura 6. Uma das 
formas de se evitar a distorção é reduzir a quantidade de calor e o volume 
de material depositado na junta soldada. Conforme Marques, Modenesi e 
Bracarense (2009), a recuperação de uma peça soldada distorcida pode ser 
feita por meio de desempenamento (mecânico ou térmico).
Figura 6. Formas básicas de distorção em peças soldadas.
Fonte: Adaptada de Marques, Modenesi e Bracarense (2009).
Contração transversal
Distorção angular
Contração longitudinal
Soldagem em estruturas metálicas 9
A Figura 7, a seguir, apresenta alguns perfis incorretos de soldas de filete: 
garganta insuficiente, convexidade excessiva, mordedura, dobra, perna insu-
ficiente e falta de penetração. As causas práticas para a ocorrência desses 
defeitos estão, na maioria dos casos, relacionadas com falhas no posicio-
namento do eletrodo e com o uso de parâmetros inadequados de soldagem 
(MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2009).
Figura 7. Perfis inadequados de soldas de filete.
Fonte: Adaptada de Marques (2009).
Garganta
insuficiente
Convexidade
excessiva
Mordedura Dobra Perna
insuficiente
Falta de
penetração
Segundo a American Welding Society (2001), a trinca é considerada a forma 
mais severa de descontinuidade, pois tende a se propagar quando está sob 
tensão, o que pode resultar em falhas catastróficas da estrutura. As trincas são 
formadas quando a tensão no local ultrapassa a resistência do material. Elas 
podem ser classificadas em dois tipos, segundo a temperatura de formação: 
trincas a quente e trincas a frio (AMERICAN WELDING SOCIETY,2001). As trincas 
a quente ocorrem a uma alta temperatura e, em geral, são formadas durante 
a solidificação. Já as trincas a frio são formadas após a solidificação, como 
resultado da presença de tensões residuais. Muitas vezes, elas são associadas 
à fragilização por hidrogênio, que envolve a absorção de hidrogênio durante 
a soldagem, podendo levar à falha de materiais suscetíveis.
A fragilização por hidrogênio pode levar algumas horas para se 
desenvolver (MARQUES; MODENESI; BRACARENSE, 2009). Por isso, 
é recomendado que a inspeção da solda não seja feita imediatamente após a 
soldagem, para que seja possível detectar as trincas formadas.
As trincas podem ser formadas tanto no metal de base quando na solda 
e podem ter diferentes orientações (Figura 8). Segundo Marques, Modenesi 
e Bracarense (2009), as trincas de soldagem podem ser classificadas de 
acordo com a sua localização (o número corresponde à posição de cada trinca 
indicada na Figura 8):
Soldagem em estruturas metálicas10
1. trinca de cratera;
2. trinca transversal localizada na zona fundida da solda;
3. trinca transversal localizada na zona termicamente afetada;
4. trinca longitudinal na zona fundida da solda;
5. trinca longitudinal na margem da solda;
6. trinca sob o cordão de solda;
7. trinca na linha de fusão (fronteira entre a zona fundida e a zona ter-
micamente afetada);
8. trinca localizada na raiz da solda.
Segundo a American Welding Society (2001), evitar o resfriamento rápido, 
usar procedimentos com baixo teor de hidrogênio, manipular o eletrodo de 
forma adequada e preaquecer a região da solda são exemplos de práticas 
que podem contribuir para o aumento da resistência à formação de trincas 
na solda.
Figura 8. Posições típicas de trincas de soldagem.
Fonte: Adaptada de Marques, Modenesi e Bracarense (2009).
O Quadro 1, a seguir, apresenta, de forma resumida, possíveis causas e 
medidas preventivas para algumas descontinuidades mais comuns: trincas 
(na solda e na zona termicamente afetada), penetração incompleta da solda, 
inclusões e porosidade.
Soldagem em estruturas metálicas 11
Quadro 1. Exemplos de causas e medidas preventivas para tipos comuns 
de descontinuidades em soldas
Descontinuidades Exemplos de causas
Exemplos de medidas 
preventivas
Trincas Junta com alta rigidez, 
presença de hidrogênio 
na atmosfera de 
soldagem (trincas a 
frio), calor excessivo 
(trincas a quente), 
eletrodos defeituosos 
e baixa ductilidade do 
metal de base.
Reduzir a tensão 
residual utilizando 
métodos mecânicos 
ou térmicos, reduzir 
a quantidade de 
hidrogênio, preaquecer 
o conjunto ou realizar 
tratamento pós-
soldagem, reduzir 
o calor fornecido, 
depositar o metal em 
camadas mais finas, 
substituir o eletrodo 
e adotar tratamento 
térmico de recozimento.
Penetração incompleta Geometria inadequada 
da junta, calor 
insuficiente, formação 
de escória, falta de 
alinhamento e calor 
insuficiente.
Utilizar geometria 
adequada para 
a junta e seguir 
um procedimento 
adequado de soldagem. 
Inclusões Presença de tungstênio 
na solda, projeto 
inadequado da junta e 
presença de óxidos e de 
escória.
Evitar o contato do 
eletrodo com a peça, 
aumentar o ângulo do 
chanfro, utilizar gás 
de proteção adequado 
e ajustar a técnica 
de manipulação do 
eletrodo.
Porosidade Excesso de gases 
na atmosfera de 
soldagem, alta taxa 
de solidificação, 
contaminação da 
superfície e excesso de 
umidade.
Utilizar a quantidade 
recomendada de gás 
de proteção, usar 
preaquecimento e 
remover óleo, graxa e 
ferrugem da superfície.
Fonte: Adaptado de American Welding Society (2001).
Existem diferentes técnicas para se inspecionar soldas e detectar a pre-
sença de descontinuidades. As principais técnicas não destrutivas, isto é, 
Soldagem em estruturas metálicas12
aquelas em que as peças examinadas não são destruídas e não perdem a 
sua funcionalidade, são apresentadas a seguir (AWS, 2001):
 � Inspeção visual: consiste na análise visual da solda para identificar 
descontinuidades. É uma técnica útil para verificar se as dimensões da 
solda estão adequadas e detectar descontinuidades na superfície e 
falta de alinhamento. Para a maioria das aplicações, a inspeção visual 
não requer equipamento especializado.
 � Partículas magnéticas: utilizadas para identificar descontinuidades 
superficiais (fissuras) e logo abaixo da superfície (poros) em materiais 
ferromagnéticos. As descontinuidades são detectadas por distorções 
das linhas de campo. 
 � Líquido penetrante: consiste no uso de um líquido com corante que 
penetra nas descontinuidades da superfície por capilaridade. É uma 
técnica aplicada para detectar fissuras na superfície.
 � Ultrassom: ondas sonoras de alta frequência são direcionadas para a 
região da solda, e as descontinuidades internas são detectadas por 
meio da análise dos padrões de reflexão.
 � Raio X: localiza com precisão descontinuidades internas, como trincas 
e poros. O princípio básico da radiografia industrial para a inspeção 
de soldas é o mesmo da radiografia utilizada na medicina.
Além das técnicas não destrutivas, as soldas podem ser inspecionadas 
por meio de análises macroscópica e microscópica. Nesse caso, uma secção 
transversal da solda é preparada com o uso de técnicas metalográficas e 
analisada com o uso de microscópio. Segundo a American Welding Society 
(2001), essa técnica pode ser aplicada para se obter informações mais deta-
lhadas sobre a solda, como a presença de inclusões não metálicas, o número 
de passes, a profundidade da solda e o tamanho da estrutura metalúrgica 
da zona termicamente afetada.
Nesta seção, vimos que é essencial manter níveis adequados de qualidade 
da solda para evitar falhas que podem resultar em perda de desempenho e 
colapso de uma estrutura. Portanto, para manter a integridade dos elementos 
estruturais unidos por soldagem, faz-se essencial utilizar boas práticas para 
o projeto da junta soldada e para as técnicas operatórias.
Soldagem em estruturas metálicas 13
Classificação de soldas e dimensionamento 
de juntas
De acordo com Groover (2012), uma forma geral de classificação de soldas 
leva em consideração a posição da junta soldada em relação ao metal de 
base. Segundo esse critério, a solda pode ser de filete, de entalhe ou de 
orifício. Na solda de filete, o metal de adição é inserido nas faces laterais das 
peças que estão sendo unidas, como mostrado na Figura 9a. Já na solda de 
entalhe, o metal de adição é inserido em chanfros, cujos principais formatos 
são exibidos na Figura 9b. Por fim, na solda de orifício, ou solda de tampão, 
o material da solda é inserido em um orifício ou em um rasgo feito em uma 
das peças, como ilustrado na Figura 9c.
Figura 9. (a) Soldas de filete, (b) de entalhe e (c) de orifício.
Fonte: Adaptada de Groover (2012).
Junta
soldada
Junta soldada
I Meio V
U J Duplo V
V
Solda de orifício
(a)
(b)
(c)
Soldagem em estruturas metálicas14
Conforme Groover (2012), outra forma de se diferenciar os tipos de solda 
leva em consideração a posição relativa das peças soldadas. Segundo essa 
classificação, a junta soldada pode ser de topo, de canto, sobreposta (com 
transpasse), em ângulo (ou em T) ou de aresta, como ilustrado de forma 
esquemática na Figura 10.
Figura 10. Tipos de juntas.
Fonte: Adaptada de Groover (2012).
Uma etapa importante do projeto de uma junta soldada é o dimensio-
namento, cujo objetivo é garantir que a solda seja capaz de resistir aos es-
forços solicitantes durante toda a sua vida útil, garantindo a integridade da 
estrutura. Para mostrar como o dimensionamento é feito na prática, a seguir, 
são apresentados dois exemplos de cálculo para a verificação estrutural de 
ligações soldadas típicas utilizadas em estruturas metálicas.
Exemplo 1
Considere que uma solda de filete (obtida por soldagem a arco submerso) em 
uma junta soldada do tipo T é submetida a uma carga de tração com magnitude 
de 40 kN, como mostrado de forma esquemática na Figura 11. Suponha que 
a espessura daschapas seja de 12 mm.
Figura 11. Junta soldada em T (solda de filete).
Fonte: Adaptada de Pfeil e Pfeil (2009).
Soldagem em estruturas metálicas 15
Para efeito de cálculo, a secção transversal de uma solda de filete é con-
siderada como um triângulo retângulo, como mostrado na Figura 12. Esse 
modelo teórico considera que o filete tem lados iguais (designados pela 
letra b), embora seja possível que, na prática, os valores sejam diferentes. O 
menor lado do triângulo é conhecido como perna do filete, ao passo que a 
interseção entre as faces das peças soldadas é conhecida como raiz da solda. 
Já a hipotenusa do triângulo é conhecida como face do filete, ao passo que a 
distância entre a raiz e a face é conhecida como garganta ou espessura do 
filete. Para o dimensionamento de filetes com lados iguais, adota-se t = 0,7b.
Figura 12. Secção transversal teórica de um filete com lados iguais.
Fonte: Adaptada de Pfeil e Pfeil (2009).
t
b
b
t = 0,7b
A resistência de cálculo do metal de solda pode ser obtida por meio da 
seguinte expressão (PFEIL; PFEIL, 2009):
onde:
Aw = área efetiva da solda;
fw = tensão resistente do metal da solda;
γw = coeficiente de ponderação da resistência.
A área efetiva da solda, Aw, é obtida multiplicando-se a espessura do filete 
(t = 0,7b) pelo comprimento do filete, : Aw = 0,7b . Segundo Pfeil e Pfeil (2009), 
a escolha da dimensão do filete deve levar em consideração a espessura das 
chapas, como mostrado no Quadro 2. Para este exemplo, como a espessura 
Soldagem em estruturas metálicas16
das duas chapas é de 12 mm, o tamanho mínimo da perna da solda é de 5 mm, 
ou seja, b = 0,5 cm.
Quadro 2. Tamanho mínimo da perna de uma solda de filete
Menor espessura do metal 
de base na junta (mm) Tamanho mínimo da perna, (mm)
Até 6,35 3
De 6,35 até 12,5 5
De 12,5 até 19 6
Acima de 19 8
Fonte: Adaptado de Associação Brasileira de Normas Técnicas (2008).
A tensão resistente do metal de solda é obtida a partir da especificação 
do eletrodo. Considere que o eletrodo do tipo E60 de aço carbono tenha sido 
escolhido para realizar a solda e que o material tenha uma resistência de 
415 MPa. Portanto, fw = 41,5 kN/cm2.
O coeficiente de ponderação da resistência, γw, depende das combina-
ções de carga (PFEIL; PFEIL, 2009) γw = 1,35 para combinações normais ou de 
construção e γw = 1,15 para combinações excepcionais. Neste exemplo, será 
adotado o primeiro caso (γw = 1,35).
Com as informações obtidas até aqui, é possível determinar a resistência 
de cálculo do metal de solda, conforme a seguir:
Observe que a área de cada filete (0,7 × 0,5 cm × 10 cm) foi multiplicada 
por 2, pois o filete é duplo. Em seguida, é preciso comparar a resistência de 
cálculo obtida (Rd = 129 kN) com o esforço solicitante de cálculo, Sd, obtido 
multiplicando-se a força de tração que atua no sistema (40 kN) por um fator 
(coeficiente de ponderação das ações) que atua como coeficiente de segu-
rança. Para tanto, três efeitos são levados em consideração: a ocorrência 
simultânea de ações, a variabilidade das ações e a incerteza associada à 
avaliação das ações. Para este exemplo, foi considerado um fator de 1,5, que, 
segundo Pfeil e Pfeil (2009), equivale a uma ação permanente (peso próprio 
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dos elementos que compõem a estrutura e os equipamentos sob condições 
normais). Assim:
Como Rd > Sd, a junta soldada suporta, com folga, a carga de tração de 40 kN.
Exemplo 2
Agora, considere que seja necessário determinar o comprimento, , da solda 
de filete mostrada na Figura 13. A chapa central tem espessura de 12 mm, 
ao passo que as chapas soldadas nas suas faces superior e inferior têm 
espessura de 10 mm.
Figura 13. Exemplo de dimensionamento de uma solda de filete.
Fonte: Adaptada de Pfeil e Pfeil (2009).
Assim como no exemplo anterior, o primeiro passo consiste em determinar 
o tamanho do filete. Utilizando os dados do Quadro 2 para uma espessura 
de 10 mm (a menor espessura do conjunto), sabe-se que b = 0,5 cm. Assim, a 
área da solda pode ser determinada da seguinte forma (4 filetes, sendo que 
cada filete possui um comprimento ):
Desse modo, a resistência de cálculo é dada por (PFEIL; PFEIL, 2009):
Soldagem em estruturas metálicas18
O esforço solicitante, assumindo uma condição de ação permanente (peso 
próprio dos elementos que compõem a estrutura e os equipamentos sob 
condições especiais ou de construção), é (PFEIL; PFEIL, 2009):
O comprimento, , pode, então, ser determinado igualando-se a resistência 
à solicitação, ou seja (PFEIL; PFEIL, 2009):
Assim, = 9,7 cm.
Segundo Pfeil e Pfeil (2009), é recomendado que cada filete tenha um 
comprimento maior ou igual à distância que os separa (que, neste caso, é 
de 100 mm, como mostra a Figura 12), de modo que pode ser adotado um 
comprimento = 100 mm.
Pfeil e Pfeil (2009) destacam que, no dimensionamento de soldas, é 
preciso verificar, também, a resistência de cisalhamento associada 
ao estado-limite de escoamento do metal.
Os dois exemplos apresentados demonstram a lógica da verificação estru-
tural de ligações soldadas e do dimensionamento de filetes de solda. Como 
visto, é importante incluir, nos cálculos, os devidos fatores de ponderação para 
as solicitações e para as resistências de projeto, levando em consideração 
a severidade das condições de carregamento e as incertezas envolvidas.
Neste capítulo, vimos que a soldagem a arco elétrico é o processo de 
soldagem mais utilizado para a união de elementos estruturais, e que cada 
variante do processo (eletrodo revestido, arco submerso, MIG/MAG, TIG e 
arame tubular) tem características e técnicas operatórias específicas. Vimos 
também que as soldas estão sujeitas à descontinuidades (p. ex., trincas, que 
são consideradas as mais severas), de modo que medidas preventivas devem 
ser tomadas para evitar as suas ocorrências e reduzir os riscos de falha. Além 
disso, vimos que o calor intenso na região da solda gera tensões residuais que 
podem resultar em distorção e empenamento de peças soldadas, o que pode 
ser reduzido com o uso de tratamentos térmicos. Por fim, vimos exemplos de 
verificação estrutural de soldas de filete, que destacaram a importância de 
se considerar todas as condições de carregamento na região da solda para 
dimensionar a ligação.
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Referências
AMERICAN WELDING SOCIETY. Welding handbook, volume 1: welding science and tech-
nology. 9. ed. Miami: AWS, 2001. 932 p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 8800: Projeto de estruturas 
de aço e de estruturas mistas de aço e concreto de edifícios. Rio de Janeiro: ABNT, 
2008. 237 p.
GROOVER, M. P. Fundamentals of modern manufacturing: materials, processes, and 
systems. 5. ed. Danvers: John Wiley & Sons, 2012.
MARQUES, P. V.; MODENESI, P. J.; BRACARENSE, A. Q. Soldagem: fundamentos e tecnologia. 
3.° ed. Belo Horizonte: UFMG, 2009. 362 p. (Série Didática).
PFEIL, W.; PFEIL, M. Estruturas de aço. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. 380 p.
WAINER, E.; BRANDI, S. D.; MELLO, F. D. H. Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: 
Blucher, 1992. 504 p.
Leitura recomendada
BELLEI, I. H. Edifícios industriais em aço: projeto e cálculo. 6. ed. São Paulo: Pini, 2010. 
493 p.
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