Estudo comparativo entre o processo de união de chapas por clinching e rebitagem convencional

Abstract

Na indústria metal mecânica existe a necessidade constante de unir chapas metálicas. Boa parte das indústrias faz uso dos processos convencionais e já amplamente difundidos, como soldagem, rebitagem, fixação por parafuso. Um processo vem ganhando cada vez mais adesão, especialmente no setor automobilístico, pelo fato de realizar a união, inclusive em mais de duas chapas, sem alterar a microestrutura, composição e resistência dos materiais envolvidos. Este processo que vem se disseminando é o processo de união por conformação mecânica a frio, clinching, que tem despertado o interesse por benefícios de processo e custo, mas que requer validação no quesito de resistência para assegurar sua implementação de forma criteriosa e segura. Este trabalho tem como objetivo apresentar um estudo comparativo de resistência mecânica em combinações de duas e três chapas, entre o processo de rebitagem convencional que envolve furação e inserção de um rebite maciço como terceiro elemento, e do processo de união de chapas por conformação mecânica (clinching), a fim de obter análise dos parâmetros de resistência mecânica para eventual validação das uniões obtidas. Os dois processos são comparados e analisados por meio de ensaios laboratoriais, no qual são realizadas amostras em corpo de prova, submetidas a esforços de cisalhamento e destacamento em critérios igualmente estabelecidos. Por fim, a conclusão do trabalho e análise dos resultados comparativos ocorre de forma semelhante às práticas vivenciadas pela indústria em geral, que busca viabilizar oportunidades de melhorias de processo e redução de custo, mas que deve de forma criteriosa confrontar os resultados de resistência obtidos pelo processo em desenvolvimento, avaliando o esforço e aplicabilidade requeridos pelo produto em questão, assegurando assim, uma tomada de decisão criteriosa e assertiva, em substituir ou manter o processo atual, baseado não apenas em aspectos de processo, que possuem naturalmente motivações comerciais, mas principalmente garantindo aspectos técnicos como a resistência da união.

There are different methods to fix metallic materials in the industry market, and even with new methods getting space, conventional methods such as welding, spot welding, riveting still are predominant into the general industry. The clinching technology is a method that is growing in the last years, especially in the automotive industry which requires solutions to fix different materials and thickness with continuous focus for cost-reduction in comparison to the current and most common methods. Clinch or clinching, as is internationally known, is basically a joining system able to fix materials without changing the materials surface and composition and without use of additional fasteners such as screws or rivets as a third element. This paperwork has the objective to do a deep study about the clinching system and evaluate it into a study case (real automotive application) compared with the riveting process as the original method. This job would not only understand in detail both systems as a fixation method for metallic materials, but would also compare mechanical resistance for both process results after laboratory tests to evaluate the viability to replace the riveting to clinching. The main objective is to share the analyzes involved in a practical and real decision in the industry market in front of an opportunity/ possibility to change the method, based not only by cost saving, that of course is a relevant motivation, but also and especially according to all technical aspects to achieve the best decision.