Verificações de aperto da porca de solda e do pino de solda (teste e inspeção)

Você já se perguntou como é garantida a integridade das porcas e parafusos soldados em seu carro? Este artigo revela o meticuloso processo de verificações e inspeções de qualidade que mantêm seu veículo seguro e confiável. Saiba como vários testes e padrões são aplicados para garantir a resistência e a durabilidade desses componentes essenciais.

Guia especializado para verificações de aperto de porcas e pinos de solda

Índice

Introdução

O aparato de aperto para porcas e parafusos de solda exige a garantia de qualidade durante o processo de instalação. Garantir a integridade desses componentes é fundamental para manter a confiabilidade e a segurança gerais da estrutura montada. Para avaliar a qualidade da solda e a confiabilidade do processo, é essencial monitorar a resistência da instalação durante todo o procedimento. Esse monitoramento contínuo ajuda a detectar quaisquer desvios ou anomalias que possam comprometer a integridade da solda.

Para comprovar ainda mais a confiabilidade do processo de instalação, medidas adicionais de garantia de qualidade podem ser integradas ao fluxo de trabalho de produção. Essas medidas podem incluir coleta e análise de dados em tempo real, sistemas de inspeção automatizados e técnicas de controle estatístico de processos (SPC). Ao incorporar esses métodos avançados de garantia de qualidade, os fabricantes podem potencialmente evitar a necessidade de inspeções subsequentes de porcas e parafusos de solda, simplificando assim o processo de produção e garantindo uma qualidade consistente.

1. Visão geral

Este documento padrão aborda o aperto de porcas e pinos soldados em placas de aço e descreve o processo de instalação de parafusos. Ele detalha as condições de instalação de solda para todo o veículo. Os departamentos apropriados são responsáveis por essas inspeções. Os métodos não mencionados no documento não devem ser usados. O departamento de fabricação exige a inspeção do processo. Em caso de problemas de qualidade, o Departamento de Qualidade pode aumentar as inspeções aleatórias. Para melhorar a qualidade e o sistema, e em resposta a problemas de qualidade, é necessário realizar testes destrutivos na estrutura do veículo.

2. Outros documentos aplicáveis

  • MBN 73B - Porcas hexagonais
  • MBN 73C - Porcas quadradas
  • MBN 75 - Pinos de solda rosqueados
  • MBN 10176 - Porcas hexagonais com flange
  • MBN 10369 - Porcas redondas
  • MBN 10390 - Porcas redondas em forma de cúpula
  • MBN 10391 - Pinos de solda com anel de solda
  • N13008 - Porcas flangeadas
  • DIN EN ISO 14270 - Tamanhos de amostras e procedimentos de teste para remoção mecânica de pontos de solda e costuras
  • DIN EN ISO 14272 - Tamanhos de amostra e procedimentos de teste para teste de tração cruzada de pontos de solda
  • DIN EN ISO 14273 - Tamanhos de amostra e procedimentos de teste para teste de cisalhamento de pontos de solda e costuras

3. Uso de abreviações, definições e símbolos

Solda de limite: Uma solda de união é uma solda de fusão incompleta, em que o pino simplesmente adere ao componente metálico sem a resistência necessária.

4. Especificações de materiais e ciclos

Para controlar materiais e ciclos, todos os materiais, métodos, processos, peças e sistemas devem estar em conformidade com as especificações legais aplicáveis.

5. Descrição

O conteúdo a seguir só pode ser aplicado ao aço soldagem de chapas.

6. Categorias de instalação

Porcas para chapas de aço

Categoria A

Categoria B

Estilos

  • Porca quadrada (MBN 73C ou DIN 928)
  • Porca hexagonal (MBN 73B ou DIN 929)
  • Porca de solda redonda (MBN 10369)

Estilo A Estilo B

  • Porca hexagonal com flange (MBN 10176)
  • Porca redonda

Pino de solda

  • Classe A
  • Classe B

Exemplo: MBN 75        MBN 10391

7. Testes não destrutivos

7.1 Descrição da sequência de procedimentos

Todas as soldas identificadas como defeituosas por meio do monitoramento de parâmetros (como a marcação de cores) devem ser reparadas. Amostras de teste adicionais devem ser separadas das peças de teste aleatórias especificadas que estão sendo produzidas. Os documentos relevantes do processo devem ser consultados durante a inspeção de pinos e porcas de solda. O departamento de inspeção precisa registrar o processo de inspeção em detalhes, incluindo os métodos usados para identificar defeitos nas peças de teste.

7.2 Inspeção visual

7.2.1 Processo de inspeção

As inspeções visuais devem estar em conformidade com os padrões de avaliação estabelecidos. Essas inspeções devem ser conduzidas por inspetores treinados em condições adequadas de distância e iluminação para garantir a precisão e a consistência.

7.2.2 Registros de inspeção

As inspeções visuais devem ser meticulosamente registradas em uma lista de verificação. Quaisquer defeitos confirmados, como pontos de solda com tendência para a borda, devem ser imediatamente tratados e corrigidos no sistema de produção ou no equipamento de soldagem para evitar a recorrência.

7.2.3 Padrões de avaliação

A inspeção das porcas de solda deve obedecer aos padrões descritos na tabela abaixo. Esses padrões garantem que todas as soldas atendam aos critérios de qualidade e segurança exigidos.

Número de sérieCritérios de avaliação:Exemplo
1Soldas perdidas de pinos/porcas  
2Danos ou contaminação dos prisioneiros/porcas (incluindo respingos de solda e danos à rosca)  
3A lacuna é inadequada
h > 0,1m
  
4Desvio da posição central
As porcas não devem obstruir a instalação dos parafusos.
  
Valores de referência:
Para porcas com M ≤ 5, S deve ser ≤ 1 mm.
Para porcas com M ≥ 6, S deve ser ≤ 2 mm.
Para porcas redondas arqueadas, S deve ser < 0,8 mm.
 

Ao aderir a esses padrões, a qualidade e a confiabilidade das soldas podem ser mantidas, garantindo a segurança e o desempenho do produto final.

7.3 Teste de torque

7.3.1 Porcas soldadas

Inspeção externa

Antes de realizar o teste de torque em porcas soldadas, é obrigatória uma inspeção externa. Essa inspeção deve obedecer aos padrões especificados na seção 7.2.3. O objetivo dessa inspeção é identificar quaisquer defeitos ou irregularidades visíveis que possam afetar a integridade da solda ou o desempenho da porca durante o teste de torque.

Procedimento de teste de torque

O teste de torque é uma etapa essencial para garantir a resistência e a confiabilidade das porcas soldadas. As etapas a seguir descrevem o procedimento adequado:

  1. Seleção da chave de torque: Utilize um torquímetro calibrado e que esteja dentro da faixa de teste apropriada para o tipo específico de porca soldada que está sendo testada.
  2. Aplicação de torque: Aplique gradualmente o torque à porca. É essencial aumentar o torque de forma constante para evitar estresse repentino que poderia levar a uma falha prematura.
  3. Observação da costura de solda: Monitore cuidadosamente o cordão de solda durante a aplicação do torque. O foco principal é detectar qualquer sinal de cisalhamento ou rachadura.
  4. Avaliação da força: Se a costura de solda se romper ou rachar antes de atingir o torque mínimo especificado, considera-se que a porca soldada tem resistência insuficiente e é reprovada no teste.
Padrões de teste

Os padrões e procedimentos detalhados para o teste de torque de porcas soldadas são fornecidos na seção 7.3.3. Esses padrões descrevem os valores específicos de torque, as condições de teste e os critérios de aceitação que devem ser atendidos para garantir que as porcas soldadas estejam aptas para uso.

Medição de torque
M46 Nm
M58 Nm
M614 Nm
M832 Nm
M1070 Nm
M12100 Nm

Observação: A inspeção de torque deve ser realizada em porcas quadradas e hexagonais, enquanto a espessura da porca deve ser verificada. chapa de aço não precisa ser considerado para porcas em forma de arco e redondas.

7.3.2 Pinos de solda

Durante o processo de inspeção de torque, primeiro aperte as duas porcas no pino de solda (conforme mostrado na Figura 1) e, em seguida, aplique um torque de inspeção Mtest predeterminado com uma chave de torque adequada, submetendo assim a porca a uma carga de torção (conforme mostrado na Figura 2).

Figura 1: Vista lateral do pino de solda
Figura 2: Equipamento de inspeção (pino de soldagem, duas porcas, chave de torque)

Em seguida, remova as duas porcas. É plausível usar uma porca apropriada (como mostrado na Figura 3). Instale a porca completamente e, em seguida, faça uma verificação de torque.

Figura 3: Porca selecionável (h: dependendo das condições reais)

7.3.3 Critérios de avaliação

Após a inspeção de torque, a instalação de parafusos e porcas deve ser avaliada com base nas descrições fornecidas na tabela abaixo.

Número de sérieCritérios de avaliação Exemplo 
1Os parafusos ou porcas não podem estar soltosOs parafusos ou porcas não podem estar soltos  
2As costuras de solda não podem apresentar separação  
3As costuras de solda não devem estar danificadas (rachadas)As costuras de solda não devem estar danificadas (rachadas)  

7.3.4 Teste de torque das porcas circulares MBN 10369 e MBN 10390 (porcas de arco)

Antes de realizar os testes de torque nas porcas circulares, as inspeções visuais devem ser realizadas primeiro, conforme especificado na seção 7.2.3. Comece aparafusando um parafuso na porca circular usando um torquímetro com uma faixa de torque apropriada.

Durante o teste, a porca é submetida a um torque pelo parafuso. Se aparecer uma rachadura na junta antes de atingir o torque mínimo, a resistência será considerada insuficiente. O padrão de teste está na seção 7.3.3.

  • Torque mínimo para porca circular M5: 8 Nm
  • Torque mínimo para a porca circular M6: 14 Nm
  • Torque mínimo para a porca circular M8: 32 Nm
  • Torque mínimo para a porca circular M10: 70 Nm
  • Torque mínimo para a porca circular M20: 100 Nm

7.3.5 Teste de torque das porcas de aterramento

Antes de realizar os testes de torque, é necessário realizar primeiro as inspeções visuais, conforme indicado na seção 7.2.3. Comece parafusando um parafuso na porca de aterramento usando um torquímetro com uma faixa de torque apropriada.

Durante o teste, a porca é submetida a um torque pelo parafuso. Se aparecer uma rachadura na junta antes de atingir o torque mínimo, a resistência é considerada insuficiente. O padrão de teste está na seção 7.3.3.

  • Torque para a porca de aterramento M6: 14 Nm
  • Torque para a porca de aterramento M8: 27 Nm

7.3.6 Teste de torque de porcas inacessíveis

Para porcas instaladas em cavidades que não exigem testes regulares, elas podem ser testadas com parafusos sem cabeça. Aparafuse o parafuso sem cabeça na porca e, em seguida, use uma chave de torque com uma faixa de torque apropriada para testar o torque da porca.

Se aparecer uma rachadura na porca antes de atingir o torque mínimo, a resistência é considerada insuficiente. O padrão de teste está na seção 7.3.3.

Medição de torque
M44 Nm
M55 Nm
M68 Nm
M820 Nm
M1050 Nm
M1280 Nm

Observação: Parafusos aprimorados podem ser usados, se necessário.

8. Testes destrutivos

O teste destrutivo é um método de inspeção especializado realizado em estruturas de veículos para melhorar a qualidade e investigar problemas de qualidade. Esse tipo de teste envolve danificar ou destruir intencionalmente o componente para avaliar seu desempenho e integridade sob estresse.

8.1 Teste destrutivo de porcas de aterramento

Antes de realizar testes destrutivos nas porcas de aterramento, é necessário fazer uma inspeção visual, conforme padronizado na Seção 7.3.3.

  1. Preparação: Use ferramentas apropriadas para retirar a placa de aço soldada da porca de aterramento.
  2. Inspeção: Verifique se 80% ou mais da circunferência de soldagem está soldada.
    • ObservaçãoA soldagem 80% é considerada suficiente para fins de aterramento.

8.2 Teste de torque destrutivo

O teste de torque destrutivo envolve o uso de uma chave de torque com uma faixa de torque apropriada para determinar o torque necessário para desparafusar a porca. O torque mínimo de separação da solda está listado na Tabela 6.6.

8.2.1 Teste de torque destrutivo de porcas redondas MBN 10369 e MBN 10390 (porcas em arco)

  1. Procedimento: O método de teste para porcas redondas é semelhante ao teste não destrutivo (consulte a Seção 7.2.3).
  2. Aplicativo: Aplique torque à porca usando um parafuso até que a solda falhe.
    • Ferramenta: Use a mesma chave de torque especificada na Seção 9.

8.2.2 Teste de torque destrutivo do pino de soldagem

  1. Procedimento: O método de teste para a soldagem de pinos é semelhante ao teste não destrutivo (consulte a Seção 7.3.2).
  2. Aplicativo: Aplique torque à porca usando um parafuso até que a solda falhe.
    • Ferramenta: Use a mesma chave de torque especificada na Seção 9.

8.3 Teste de compressão

8.3.1 Sequência de teste

  1. Equipamentos: A resistência à compressão do equipamento de teste deve ser adequada para medir a solda separada.
  2. Comparação: A força $$ F_A $$ deve ser comparada com o valor mínimo de força listado na Tabela 8.4.
  3. Avaliação: Além disso, a superfície da fratura deve ser avaliada para determinar se foi formado um ponto de solda completo.

8.3.2 Equipamentos de teste

Porca hexagonalPorca quadradaDiâmetro (mm)Espessura da placa (mm)Comprimento (mm)
M3 10240
M4M412
M5M513
M6M614
M8 18
 M821
M10 23
M12M1027
M14M1231
M16M1433

Para os componentes não listados na tabela, como parafusos redondos ou porcas, o equipamento de inspeção deve ser semelhante ao descrito acima.

8.4 Lista de inspeção de força

Os componentes mencionados na seção seis.

Diâmetro da roscaEspessura da placaForça compressiva
M40.75
1.0
1.5
>1,3kN
M50.75
1.0
1.5
>2,0kN
M61.0
1.5
2.5
>2,5kN
M81.0
2.0
3.0
>3,0kN
M101.25
2.0
3.0
>4,0kN
7/16''1.25
2.0
3.0
>5,0kN
M121.5
2.0
3.0
>6,0kN

A pressão excessiva que se estende além do escopo precisa ser acordada com os departamentos responsáveis relevantes.

8.5 Inspeção do teste de descascamento

A inspeção de teste de remoção é um método crucial para avaliar a integridade das porcas de placas de aço soldadas. Esse método envolve a remoção da porca da chapa de aço usando ferramentas apropriadas, como martelo, cinzel ou equipamento de teste de tensão. O objetivo é garantir que os pontos de solda mantenham suas dimensões e integridade após a soldagem.

Procedimento:

  1. Descascando a noz: Usando ferramentas adequadas, remova cuidadosamente a porca da placa de aço.
  2. Inspeção de pontos de solda: Examine cada ponto de solda para verificar se as dimensões do ponto de solda na chapa de aço descascada correspondem às dimensões da pré-solda. Por exemplo:
    • Um ponto de solda com um diâmetro pré-solda de 24 mm deve manter um diâmetro mínimo de 24 mm após a solda.
    • Um ponto de solda com dimensões de 3x8 mm antes da soldagem deve manter uma dimensão mínima de 3x8 mm após a soldagem.

Critérios de aceitação:

  • Soldas por pontos: Os cordões de solda são considerados aceitáveis se atenderem às seguintes condições:
    • 3 de 4 pontos de solda atendem aos requisitos.
    • 2 de 3 pontos de solda atendem aos requisitos.

8.6 Inspeção de seções transversais de metais especiais

Em alguns casos especiais, uma inspeção de seção transversal de metal é utilizada para avaliar o estado de fixação de parafusos e porcas. Esse método fornece uma visão detalhada da estrutura interna e da integridade da fixação.

Procedimento:

  1. Treinamento especial: Essa inspeção deve ser realizada por pessoal que tenha recebido treinamento especializado.
  2. Diretrizes de treinamento: O treinamento deve ser ministrado por um engenheiro de soldagem autorizado ou um especialista em soldagem certificado.

Importância:

  • Esse método de inspeção é fundamental para garantir a confiabilidade e a segurança da fixação em aplicações em que os métodos de inspeção padrão podem não ser suficientes.

9. Tabela de teste de torque

Conforme mencionado na Seção 6, para as peças.

  Testes destrutivosTestes não destrutivos
Diâmetro da roscaEspessura da placaA configuração de torque no sistema de soldagem.Monitoramento do torque durante o processo de inspeção da peça, que está relacionado à espessura da placa.
M40.7
1.25
1.5
13 Nm
13 Nm
16 Nm
6 Nm
8 Nm
8 Nm
M50.7
1.25
1.5
20 Nm
29 Nm
29 Nm
8 Nm
10 Nm
10 Nm
M60.8
1.5
2.0
24 Nm
33 Nm
34 Nm
14 Nm
20 Nm
20 Nm
M81.0
2.0
3.0
58 Nm
61 Nm
60 Nm
32 Nm
38 Nm
38 Nm
M107/16''1.25
2.0
3.0
112 Nm
133 Nm
125 Nm
70 Nm
90 Nm
90 Nm
M12>1.5140 Nm100 Nm

Observação: O padrão de inspeção em 6.2.3 é específico para placas de aço finas.

10. Documento de inspeção

A inspeção de amostras aleatórias deve ser registrada. Os resultados das inspeções aleatórias devem ser preservados por um período específico.

10.1 Medidas corretivas para defeitos

Se forem descobertos defeitos durante o processo de inspeção, eles devem ser imediatamente corrigidos. Além disso, os sistemas relevantes devem ser inspecionados ou corrigidos.

Todos os veículos que apresentam atualmente os mesmos problemas devem ser reparados. As porcas de rebite com defeito devem ser removidas e, para fixar novos parafusos ou porcas, a superfície da placa deve ser mantida limpa e plana.

Para casos individuais em que os parafusos e porcas não possam ser substituídos, devem ser estabelecidos métodos de reparo adequados por meio de QPQ (Quench-Polish-Quench) e EP/CSV (Electropolishing/Chemical Surface Treatment).

11. Ferramentas de inspeção

O departamento de inspeção também precisa verificar as ferramentas de inspeção.

Os torquímetros usados devem atender às seguintes condições:

  • Diferença de trabalho de torque dentro de 10% da faixa de inspeção
  • Resultados visíveis da inspeção
Não se esqueça de que compartilhar é cuidar! : )
Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.

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