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Arildo Batista*

á mais de uma década osfabricantes nacionais devergalhões, inclusive aBelgo, desenvolveram oprocesso de fabricação do

CA-50 soldável produzido em “leitode barras”, ou seja, laminados na for-ma de barras retas. Este desenvolvi-mento do CA-50 soldável produzidona forma de barras retas foi feito paratodas as bitolas comercializadas, de6,3mm a 32,0mm.

Há cerca de três anos a Belgo de-senvolveu, pioneiramente no Brasil, oCA-50 soldável na forma de rolos.Neste caso o desenvolvimento foi fei-to para bitolas finas e médias: 6,3mm;8,0mm; 10,0mm e 12,5mm, cujas bito-las representam cerca de 80% do con-sumo total de barras retas e rolos deCA-50 no Brasil.

Em ambos os casos, laminação debarras ou laminação de rolos, o pro-cesso de fabricação do CA-50 soldávelconsiste, basicamente, do resfriamen-to controlado utilizando água, durante

H a laminação, da superfície do materi-al, enquanto no processo de fabricaçãodo CA-50 não soldável é aplicado oprocesso de resfriamento ao ar.

O carbono equivalente, caracterís-tica que define a soldabilidade de umaço e calculado mais adiante neste ar-tigo, do CA-50 soldável é aproximada-mente 2/3 do carbono equivalente doCA-50 convencional.

No desenvolvimento do CA-50soldável em rolos convencionais de2t a principal dificuldade a ven-cer é o bobinamento do materi-al imediatamente após o pro-cesso de resfriamento em água,uma vez que, após este resfria-mento, a dureza do material ficaaumentada, dificultando o bo-binamento.

Esta dificuldade também cres-ce à medida que a bitola aumen-ta. O limite atual para a produ-ção de CA-50 soldável em rolosconvencionais de 2t é a bitola12,5mm.

A bitola 16,0mm também é produ-zida pela Belgo na forma de rolo, po-rém com aço não soldável.

A produção de CA-50 soldável nabitola 16,0mm em rolo é possível coma adição de elementos de liga no aço, oque eleva o custo de fabricação do pro-duto. Nas condições atuais, com ospreços de ferros-liga em patamares ele-vados, quando há necessidade de setrabalhar com 16,0mm soldável é maiseconômico fazer o corte e dobra a par-

Desenvolvimento devergalhões soldáveis earmaduras soldadas

Caldeamento por resistência elétrica – Máquina Ideada Schnell (Itália) – Detalhes: www.schnell.it

Unidade da Belgo emPiracicaba (SP)

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tir de barras soldáveis de 12m produ-zidas em “leito de barras”.

As bitolas de CA-50 acima de16,0mm não são produzidas em rolono Brasil. A fabricação é exclusivamen-te via “leito de barras” e a maioria dosfabricantes, inclusive a Belgo, utilizao processo de resfriamento em água.

A tabela 1 resume a situação atual,no Brasil, em termos de processos defabricação de CA-50, por empresa e porfaixa de bitolas.

No caso das demais categorias devergalhões utilizadas no Brasil, CA-25e CA-60, todos os produtores nacionaisgeralmente utilizam em sua fabricação,tanto na forma de barras como na for-ma de rolos, aços que atendem às exi-gências de Norma relativas à soldabili-dade. Na Belgo, toda a produção de CA-25 e CA-60 é feita utilizando-se aços debaixo carbono, com plena garantia deatendimento do teor de carbono equi-valente máximo exigido por Norma. Aobtenção de alta resistência mecânicaem um aço baixo carbono, como no casodo CA-60, é possível via deformação afrio: trefilação ou laminação a frio.

Ressaltamos que ainda hoje a Belgoé o único produtor de vergalhões noBrasil que produz CA-50 soldável(Belgo 50 soldável) na forma de rolo.

CARACTERÍSTICAS DOBELGO 50 SOLDÁVEL

O Belgo 50 soldável ou Belgo 50-S,conforme já citado anteriormente, secaracteriza pela composição químicarestrita e pelos tratamentos térmicos deresfriamento em água (aumento de du-reza) e revenimento (alívio de tensões)aplicados imediatamente após o últi-mo passe de laminação.

Após o último passe de laminaçãoa barra de aço é resfriada com água aalta pressão através de um processo

controlado. Este resfriamento reduz atemperatura superficial da barra geran-do uma camada refrigerada endureci-da. O núcleo da barra, que permanecequente, reaquece a camada endurecidapromovendo um aliviamento de tensões(revenimento) e, conseqüentemente, au-mentando a sua ductilidade.

O produto final, o Belgo 50 soldável,apresenta uma camada superficial apre-sentando alta resistência mecânica e umnúcleo de alta ductilidade.

A composição química restrita doproduto é o que permite uma soldabili-dade bastante superior ao CA-50 con-vencional.

A figura 1 apresenta uma ilustra-ção dos processos de resfriamento e re-aquecimento (revenimento).

A letra S, gravada na barra após amarca, “BELGO 50 S”, garante que noprocesso de fabricação foi utilizadoum aço com análise química restrita,ou seja, com características de solda-bilidade.

Um outro aspecto a ser ressaltado é aexcelente ductilidade ao dobramento doCA-50 soldável em relação à ductilida-de do CA-50 convencional. Esta maiorductilidade é muito importante no casodos dobramentos realizados em obra, osquais, na maioria das vezes, são realiza-dos sob condições extremamente seve-ras, utilizando pino de diâmetro muitofino e/ou velocidade de dobramento ele-vada, em desacordo com as prescriçõesde Norma. Nestas situações,um produto de maior ductili-dade é bem menos susceptívela trincas ou fissuras durante aoperação de dobramento.

DESENVOLVIMENTO DEARMADURAS SOLDADAS

As armaduras soldadas sãoutilizadas em todo o mundo há

vários anos. Na Europa, em particular,esta utilização é bastante ampla em pra-ticamente todos os principais países dobloco europeu.

No caso do Brasil o uso de arma-duras soldadas se restringia, até hácerca de dois anos, apenas aos se-guintes produtos: (a) telas soldadase treliças produzidas a partir do CA-60; (b) pequenas armaduras de di-mensões padronizadas utilizadas naauto-construção, principalmente pe-quenas colunas ou pilares produzi-dos a partir de CA-50 e CA-60 e pe-quenas “sapatas” produzidas a par-tir de CA-50. Em todos estes casos oCA-50 utilizado era do tipo soldávelproduzido em “leito de barras”; (c)armaduras para estruturas pré-fabri-cadas produzidas em algumas in-dústrias de pré-fabricados a partir deCA-60 e CA-50 soldável produzidoem “leito de barras”.

O desenvolvimento do Belgo 50soldável na forma de rolo, formato estetípico dos vergalhões utilizados em ins-talações de corte e dobra, aliado à im-plantação das instalações de corte e do-bra “Belgo Pronto” na maioria dos Esta-dos brasileiros, possibilitou o pleno de-senvolvimento de todos os tipos e tama-nhos de armaduras soldadas, em quais-quer formatos, cilíndricos, retangularesetc., para quaisquer tipos de estrutura.

A contribuição das instalações decorte e dobra “Belgo Pronto” para odesenvolvimento das armaduras sol-

Tabela 1 - Processos de produção de CA-50 no Brasil

Todas as bitolas:6,3 a 32,0 mm

Obs.: O processo de fabricação do CA-50 soldável, em todas as situações acima citadas, é via tratamento

térmico: resfriamento controlado utilizando água.

CA-50 SOLDÁVEL PRODUZIDO EM“LEITO DE BARRAS” OU SEJA , EM

BARRAS RETAS

CA-50 SOLDÁVELPRODUZIDO EM ROLO

CA-50 NÃO SOLDÁVELPRODUZIDO EM ROLO

BELGODEMAIS

PRODUTORES BELGODEMAIS

PRODUTORES BELGODEMAIS

PRODUTORES

Todas as bitolas:6,3 a 32,0 mm

6,3 a 12,5 mm Não produzemsoldável em rolo

6,3 a 16,0 mm 6,3 a 12,5 mm

Figura 1 - Processos de resfriamento ereaquecimento (revenimento)

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dadas se deve ao fato de que nestas ins-talações há um ambiente de fábrica, ondeos parâmetros de qualidade da soldapodem ser controlados com maior rigor.

É oportuno ressaltar que a confec-ção de armaduras soldadas em ambi-entes de obra é não recomendada, de-vendo ser executada apenas em casosespeciais e sob estrito controle de to-dos os parâmetros que interferem noprocesso de soldagem, tais como lim-peza superficial, umidade das barras,temperatura ambiente, correntes de ar,qualificação do soldador etc.

PROCESSOS DE SOLDAGEME EQUIPAMENTOS UTILIZADOSNA FABRICAÇÃO DEARMADURAS SOLDADAS

A soldagem em geral envolve a apli-cação de uma elevada densidade de ener-gia em um pequeno volume do material,o que pode levar a alterações estruturaise de propriedades importantes na regiãoda solda e próxima a ela, a chamada ZTA,Zona Termicamente Afetada.

No caso das armaduras soldadas etambém no caso das emendas de verga-lhões por solda, uma maneira de evitaras alterações acima citadas é a utilizaçãode materiais que sejam menos sensíveisà operação de soldagem, tal como é o casodos vergalhões soldáveis que apresentamum baixo teor de carbono equivalente.

Os processos de soldagem normal-mente utilizados e recomendados paraa fabricação de armaduras soldadassão o processo MIG, manual ourobotizado, utilizando arames bitolasfinas de até 1,0mm ou o processo decaldeamento por resistência elétrica,cuja operação normalmente é feita uti-lizando-se máquinas automáticas, tal

como no processo utilizado na fabri-cação de telas e treliças soldadas.

É também bastante comum a utili-zação de ambos os processos, MIG ecaldeamento por resistência elétrica,em uma mesma armadura. Neste caso,em geral a pré-montagem é feita utili-zando-se máquinas automáticas desoldagem por resistência elétrica e amontagem final é feita via processoMIG, manual ou robotizado.

Algumas armaduras são apenasparcialmente soldadas devido a dificul-dades operacionais durante a coloca-ção na forma. Nestas situações a mon-tagem final das barras é feita na obra demaneira convencional, utilizando ara-me recozido para amarração.

O desenvolvimento de máquinas erobôs de soldagem exclusivos para afabricação de armaduras soldadas estáem franco desenvolvimento na Euro-pa, com novos lançamentos a cadaano. Estes novos equipamentos utili-zam os dois processos citados.

Os sites mencionados nas referên-cias bibliográficas mostram catálogosde diversos tipos de máquinas, robôs edispositivos de soldagem. Nos siteswww.mepgroup.com e www.schnell.it po-dem ser vistos tambémvídeos mostrando opera-ções de soldagem robotiza-das ou manuais. O acessoaos sites foi realizado em 1.ºde julho de 2006.

As fotos apresentadasneste artigo mostram tam-bém algumas máquinas erobôs de soldagem de arma-duras e uma armadura pro-duzida no “Belgo Pronto”pelo processo MIG manual.

VANTAGENS EDESVANTAGENS DASARMADURAS SOLDADASEM RELAÇÃO ÀSARMADURAS AMARRADASCOM ARAME RECOZIDOVantagens1) Maior produtividade da mão-de-obra;2) Custos menores dos insumosde soldagem em relação ao cus-to do arame recozido;3) Não necessidade de solda-gem de 100% dos pontos de

interseção. Em alguns casos bastasoldar cerca de 50% a 70% dos pon-tos;4) Maior rigidez das peças e portantomaior facilidade de manuseio;5) Melhor controle dos espaçamentosdos estribos;6) Racionalização do canteiro de obras,com a disponibilização dos espaçosdestinados à montagem de armaduras:as entregas das armaduras pelo “BelgoPronto” é feita parceladamente à me-dida que a obra avança;7) Maior rapidez na execução da obra.

Desvantagens1) Baixa densidade de carga no trans-porte;2) Necessidade, em algumas obras, deequipamentos adequados, gruas, guin-chos etc., para descarregamento e/ouiçamento das armaduras;3) Necessidade de planejamento dasoldagem: algumas armaduras ou bar-ras de determinadas armaduras oumesmo alguns pontos de cruzamentoou pontos de interseção de barras, emrazão de dificuldades operacionaisdurante a montagem final na forma,não devem ser soldados;

Caldeamento por resistência elétrica – Detalhe mostrando o processo de caldeamento

Máquina Cage Master - Progress Maschinen & Automation(Alemanha) – Processo Robô MIG (www.progress-m.com)

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4) A soldagem de armaduras não é re-comendada, por alguns calculistas bra-sileiros, nos casos onde a estrutura ésubmetida a cargas dinâmicas que po-dem provocar fratura do aço por fadigana região da solda – estas situações,entretanto, são bastante raras.

NORMAS BRASILEIRASAPLICÁVEIS À SOLDAGEMDE VERGALHÕESDefinição de aço soldável

O item 8.3.9 da NBR 6118/2003 (Pro-jeto de estruturas de concreto – Proce-dimento), estabelece: para que um açoseja considerado soldável, sua compo-sição química (análise de panela), deveobedecer aos seguintes limites percen-tuais máximos: C = 0,35%; Mn = 1,50%;Si = 0,50%; P = 0,050%; S = 0,050%.

Carbono Equivalente (CE) = 0,55%,onde CE = C+Mn/6+ (Cr+V+Mo)/5 +(Cu+Ni)/15

Normas relativas aemendas por solda1) O item 8.1.5.4.4 da NBR 14931/2003(Estruturas de concreto – Execução –Procedimento), traz uma novidade emtermos de soldagem quando afirma queapenas podem ser emendadas por sol-da barras de aço com características desoldabilidade, ou seja, aço soldávelconforme acima definido;2) O item 8.1.5.4.5 da NBR 14931/2003estabelece que as emendas das barrasdevem satisfazer o limite de resistênciaconvencional à ruptura das barras nãoemendadas, conforme NBR 7480 e queno ensaio de qualificação o alongamen-to (base = 10 x diâmetro), da barra emen-dada deve atender a um mínimo de 2%;

* Arildo Batista é engenheiro metalurgista daBelgo Siderurgia S.A.E-mail: arildo.batista@arcelor.com.br

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1) Andrade, J. L. M.; Secco, Arnaldo M. R. -Emendas com Solda - Cuidados e procedi-mentos básicos na confecção de emendas.Disponível em www.arcelor.com.br - BelgoGrupo Arcelor - Produtos - Construção Civil- Artigos.2) Modenesi, Paulo J.; Marques, Paulo V.;Santos, Dagoberto B. - Introdução à Me-talurgia da Soldagem – UFMG - Depto.Engenharia Metalúrgica e de Materiais -março/2004.3) Assembling Reinforcing Bars by FusionWelding in the Fabricating Shop – Engine-ering Data Report number 53 – CRSI –Concrete Reinforcing Steel Institute – USA.4) Armaduras pasivas de acero parahormingón estrutural – Corte, doblado ycolocación de barras y mallas – Tolerânci-as – Formas preferentes de armado – Nor-ma española UNE 36831 – abril/1997.5) Progetto di norma Prodotti per Cemen-to armado – Sagomatura barre in acciaioper cemento armato. Projeto de Normaitaliana em andamento ref. E 16.12.661 –12/2004.6) Especificaciones para la ejecución deuniones soldadas de barras para hormigónestrutural – Norma espãnola UNE 36832/97.7) http://www.schnell.it (Products - Rein-forcement Assembly).8) http://www.mepgroup.com (Products -Cage assemblers and cage making machines).9) http://www.stema.dk/Products/Manufacturing/Welding/ rollmaster40w/images.10) http://www.progress-m.comObs.: o acesso aos sites citados foi realizado em01/07/2006.

3) O item 7.3.3.10 da NBR 9062/2006(Projeto e Execução de Estruturas deConcreto Pré-Moldado), exige CA 50soldável nos casos onde se utilizasolda;4) O item 8.1.5.4.6 da NBR 14931/2003 estabelece os critérios deamostragem, aceitação e rejeiçãopara emendas de barras, critériosestes baseados na NBR 5426 (Pla-nos de amostragem e procedimen-tos na inspeção por atributos – Pro-cedimento);5) NBR 8548/1984 (Barras de açodestinadas a armaduras para concre-

to armado com emenda mecânica oupor solda – Determinação da resistên-cia à tração – Método de ensaio);6) NBR 11919/1978 (Verificação deemendas metálicas de barras para con-creto armado – Método de ensaio).

Normas relativas aarmaduras soldadas1) O item 8.1.5.5 da NBR 14931/2003(Estruturas de concreto – Execução –Procedimento), permite oficialmente autilização de armaduras soldadasquando afirma: no caso de açossoldáveis a montagem das armaduraspode ser feita por pontos de solda;2) As únicas armaduras para as quaisexistem normas específicas são as te-las (NBR 7481/1990 – Tela de aço sol-dada – Armadura para concreto), e astreliças (NBR 14862/2002 – Armadu-ras treliçadas eletrosoldadas – Requi-sitos), ambos os produtos produzidosa partir da categoria CA-60.

Para as demais armaduras, vigas,pilares etc. ainda não há normas bra-sileiras ou normas internacionais dis-poníveis.

Resumo das principaisrestrições de Norma

Conforme NBR 14931/03 apenasbarras e fios de aço soldáveis, ou seja,com a restrição de composição quími-ca já mencionada, podem ser emenda-dos por solda; bem como apenas bar-ras e fios de aço soldáveis podem serutilizados em armaduras soldadas.

O CA-50 não soldável, ou seja, o CA-50 convencional, sem restrições de com-posição química, não pode ser utilizadoem nenhum dos dois casos acima citados.

CONCLUSÕESO desenvolvimento feito pela Belgo,

de forma pioneira no Brasil, do verga-lhão categoria CA-50 soldável ou Belgo50-S, na forma de rolo, permitiu o ple-no desenvolvimento de armaduras sol-dadas no país.

A utilização de máquinas e robôsde soldagem, em substituição à sol-dagem manual, é cada vez mais in-tensa, principalmente na Europa. Al-guns destes equipamentos já estãosendo utilizados pelo “Belgo Pron-to” e acreditamos que o caminho eu-ropeu certamente será seguido peloBrasil.

As vantagens das armaduras sol-dadas superam por larga margem even-tuais desvantagens.

TTTTTubulão produzido com solda MIG manualubulão produzido com solda MIG manualubulão produzido com solda MIG manualubulão produzido com solda MIG manualubulão produzido com solda MIG manualem instalações do ‘Belgo Pronto’ (vergalhãoem instalações do ‘Belgo Pronto’ (vergalhãoem instalações do ‘Belgo Pronto’ (vergalhãoem instalações do ‘Belgo Pronto’ (vergalhãoem instalações do ‘Belgo Pronto’ (vergalhãoutilizado: barras endireitadas a partir deutilizado: barras endireitadas a partir deutilizado: barras endireitadas a partir deutilizado: barras endireitadas a partir deutilizado: barras endireitadas a partir deBelgo 50 soldável produzido em rolo)Belgo 50 soldável produzido em rolo)Belgo 50 soldável produzido em rolo)Belgo 50 soldável produzido em rolo)Belgo 50 soldável produzido em rolo)