Porca Solda: Tipos, Instalação e Aplicações [Guia Técnico 2025]

Porcas de solda (weld nuts) são fixadores projetados para serem soldados permanentemente a chapas metálicas, criando pontos roscados sem necessidade de furação passante ou acesso traseiro. Este guia cobre tipos (projeção, ponto, hexagonal, gaiola), processos de soldagem (MIG, ponto, projeção), aplicações e instalação correta.

1. O Que é Porca de Solda

Definição e Vantagens:

Porca Solda vs. Porca Comum:

Porca Comum (DIN 934):
- Requer: Parafuso passante + acesso ambos lados
- Problema: Impossível se acesso só 1 lado (tubo fechado, caixa)
- Desmontável: Sim (pode remover parafuso)

Porca Solda (DIN 929):
- Soldada permanentemente na chapa
- Acesso: Apenas 1 lado (rosca interna pronta)
- Vantagem: Cria rosca em estruturas fechadas
- Desmontável: Parafuso sim, porca não (fixação permanente)

Benefícios:
✅ Elimina necessidade de acesso traseiro
✅ Distribui carga (área soldada > rosca)
✅ Resiste vibração (soldagem + rosca)
✅ Produção rápida (soldagem automatizada)
✅ Estética (cabeça flush em montagens internas)

Aplicações Típicas:

Automotiva:
- Chassis e subframes (pontos de fixação suspensão)
- Painéis internos (porta, capô)
- Caixas de bateria, porta-objetos
- Suportes de motor e transmissão

Industrial:
- Painéis elétricos (fixação componentes)
- Estruturas tubulares (colunas, vigas)
- Máquinas e equipamentos (acesso restrito)
- Tanques e reservatórios (fixação tampas)

Móveis Metálicos:
- Armários (fixação dobradiças, puxadores)
- Estantes modulares (pontos de montagem)
- Mesas (fixação tampo em estrutura tubular)

2. Tipos de Porca de Solda

Tipo 1: Porca de Projeção (DIN 929)

Especificação:

Geometria das Projeções:

Vista Inferior (Base da Porca):
     ___
   /     \
  |   ●   |  ← 3 projeções 120° (triangular)
  |  ● ●  |     ou 4 projeções 90° (quadrado)
   \_____/

Função das Projeções:
1. Concentração de Corrente:
   - Área contato reduzida (3 pontos vs. anel completo)
   - Densidade corrente 10-20x maior
   - Fusão localizada (solda apenas nos pontos)

2. Controle Profundidade:
   - Projeção colapsa durante soldagem
   - Profundidade fusão = altura projeção (0,8-1,2 mm)
   - Evita queimar chapa (espessura mínima 0,8 mm)

3. Centragem Automática:
   - Projeções guiam posição (não desliza)
   - Repetibilidade: ±0,2 mm (produção automatizada)

Processo de Soldagem por Projeção:

Equipamento:
- Máquina solda por resistência (spot welder adaptada)
- Eletrodos: Cobre RWMA Classe 2 (condutor + resistente)
- Corrente: 8.000-25.000 A (pico 0,1-0,5 seg)
- Pressão: 200-800 kgf (comprime projeções)

Parâmetros M8 em Chapa 2mm:
- Corrente: 15.000 A
- Tempo: 0,3 seg (18 ciclos @ 60 Hz)
- Pressão: 450 kgf
- Resultado: 3 pontos solda Ø 3-4 mm cada

Vantagens:
✅ Velocidade: 3-5 seg por porca (automatizado)
✅ Repetibilidade: 100% uniforme (corrente controlada)
✅ Baixa distorção: Calor localizado (chapa não empenha)
✅ Custo: R$ 0,02-0,05/porca (energia + tempo)

Tipo 2: Porca de Ponto (Spot Weld Nut)

Especificação:

Diferença vs. Projeção:
- Projeção: 3-6 pontos pré-definidos (projeções na porca)
- Ponto: Base plana + furos para eletrodos

Construção:
- Base hexagonal ou quadrada
- 2-4 furos passantes Ø 3-5 mm (acesso eletrodos)
- Rosca interna padrão

Soldagem:
- Eletrodos atravessam furos da porca
- Corrente passa: Eletrodo → Chapa → Porca → Eletrodo
- Solda ocorre: Interface porca-chapa (anel ao redor dos furos)

Quando Usar Ponto vs. Projeção:

Use Ponto se:
✅ Equipamento: Apenas solda ponto disponível (não projeção)
✅ Chapa grossa: >3 mm (projeção colapsa antes de soldar)
✅ Material: Aço inox (projeção dificulta soldagem)

Use Projeção se:
✅ Produção: Alta escala (>1.000/mês, automatizado)
✅ Chapa fina: 0,8-3 mm (projeção controla profundidade)
✅ Qualidade: Uniformidade crítica (projeção mais repetível)

Custo:
- Ponto: R$ 0,25-2,10 (M5-M10) - +30% vs. projeção
- Projeção: R$ 0,18-1,85

Tipo 3: Porca Hexagonal para MIG/TIG

Especificação:

Construção:
- Porca hexagonal padrão DIN 934 (sem projeções)
- Base chanfrada 15-30° (preparo para solda)
- Material: Aço baixo carbono ou inox (soldável)

Soldagem:
- MIG/MAG: Arame ER70S-6 (0,8-1,2 mm)
- TIG: Eletrodo tungstênio + arame ER70S-6
- Cordão: Filete ao redor da base (hexágono completo)

Vantagens:
✅ Equipamento: MIG/TIG comum (não requer spot welder)
✅ Flexibilidade: Qualquer posição (horizontal, vertical, sobrecabeça)
✅ Chapa grossa: Sem limite (até 50 mm)

Desvantagens:
❌ Velocidade: 15-30 seg/porca (manual)
❌ Qualidade: Variável (depende soldador)
❌ Distorção: Alta (calor difuso, chapa fina <2 mm empenha)

Tipo 4: Porca Gaiola (Cage Nut)

Especificação:

Construção:
- Porca sextavada em gaiola metálica mola
- Gaiola: Aço mola (ASTM A228, temperado)
- Porca: Flutuante (movimento ±2 mm para alinhamento)

Instalação:
- Encaixe por pressão em furo quadrado da chapa
- 2-4 abas mola prendem na chapa (sem solda)
- Remove/reinstala manualmente (não-permanente)

Quando Usar:
✅ Painéis removíveis (racks de servidor, painéis elétricos)
✅ Furação pré-existente (furos quadrados padronizados)
✅ Sem soldagem (chapas finas <1 mm, não-soldáveis)

Custo: R$ 0,85-3,50 (M5-M10) - mais caro que solda, mas desmontável

3. Dimensões Padronizadas

Porcas de Projeção DIN 929:

Resistência de Solda (Arrancamento):

Carga de Arrancamento por Projeção:
Chapa 2 mm, aço ASTM A36:
- M5 (3 projeções): 180 kgf/projeção × 3 = 540 kgf total
- M8 (3 projeções): 320 kgf/projeção × 3 = 960 kgf total
- M10 (4 projeções): 380 kgf/projeção × 4 = 1.520 kgf total

Fator de Segurança:
- Estrutural: 5:1 → M8 carga trabalho = 960 / 5 = 192 kgf
- Automotiva: 3:1 → M8 carga trabalho = 960 / 3 = 320 kgf

4. Instalação e Soldagem

Preparação da Chapa:

1. Limpeza:
   ✅ Remover: Óleo, graxa, tinta, óxido (300 grit mínimo)
   ✅ Solvente: Acetona ou desengraxante (não deixar resíduo)
   ❌ Problema: Contaminação reduz resistência solda 50-80%

2. Posicionamento:
   - Marcar centro do furo roscado
   - Gabarito: +0,5 mm folga (porca encaixa, não desliza)
   - Distância mínima borda: 2× altura porca (M8 = 16 mm)

3. Fixação Temporária:
   - Alicate de pressão ou grampo magnético
   - Força: Suficiente para contato (não deformar projeções)

Parâmetros de Soldagem por Projeção:

Chapa Aço Carbono 1,5-2,0 mm:

M5:
- Corrente: 10.000 A
- Tempo: 0,2 seg (12 ciclos)
- Pressão: 280 kgf
- Eletrodo: Ø 16 mm raio 50 mm

M8:
- Corrente: 15.000 A
- Tempo: 0,3 seg (18 ciclos)
- Pressão: 450 kgf
- Eletrodo: Ø 20 mm raio 75 mm

M10:
- Corrente: 20.000 A
- Tempo: 0,4 seg (24 ciclos)
- Pressão: 650 kgf
- Eletrodo: Ø 25 mm raio 100 mm

Verificação de Qualidade:
✅ Projeções colapsadas uniformemente
✅ Porca firme (não gira manualmente)
✅ Sem queima da chapa (sem furos ao redor)
✅ Rosca livre (calibrador passa H7)

Soldagem MIG/TIG (Porca Hexagonal):

Preparação:
1. Chanfrar base porca 30° (esmeril)
2. Posicionar e fixar com ponto tack (1 lado)
3. Soldar filete contínuo ao redor (6 lados hex)

Parâmetros MIG (Arame 0,8 mm ER70S-6):
- Corrente: 120-160 A (chapa 2-3 mm)
- Tensão: 18-22 V
- Velocidade arame: 4-6 m/min
- Gás: CO2 ou 75% Ar + 25% CO2

Técnica:
- Ângulo tocha: 45° (apontando para base porca)
- Velocidade avanço: 10-15 cm/min (cordão uniforme)
- Passe único: Filete 3-5 mm (altura × largura)

Inspeção:
✅ Penetração: Mínimo 2 mm na chapa
✅ Sem porosidade (bolhas visíveis)
✅ Filete contínuo (sem interrupções)

5. Aplicações Específicas

Automotiva - Chassis:

Pontos Fixação Suspensão:
- Porca: M12 DIN 929 (4 projeções)
- Chapa: 3,0 mm ASTM A36 (chassis lateral)
- Carga: 800 kgf × fator 5:1 = 4.000 kgf necessário
- Solução: 3 porcas M12 (1.520 × 3 = 4.560 kgf) ✅
- Custo por ponto: 3 × R$ 1,85 = R$ 5,55

Painéis Internos (Porta):
- Porca: M6 DIN 929
- Chapa: 0,8 mm (fina, risco empeno)
- Soldagem: Projeção controlada (0,2 seg, 8.000 A)
- Aplicação: Fixação maçanetas, alto-falantes

Industrial - Painéis Elétricos:

Montagem de Componentes:
- Porca gaiola: M4 (encaixe em furo quadrado 9×9 mm)
- Painel: Aço 1,2 mm (não-soldado, pintura powder coat)
- Vantagem: Instalação pós-pintura (não danifica)
- Custo: R$ 0,95/porca vs. R$ 0,18 soldada (+428%)
- Justificativa: Flexibilidade layout (move componentes)

6. Comparação com Alternativas

Porca Solda vs. Rebite Porca (Rivet Nut):

Quando Usar Cada Uma:

Use Porca Solda se:
✅ Produção em escala (>1.000/mês, automatização)
✅ Resistência crítica (arrancamento >1.000 kgf)
✅ Material soldável (aço carbono, inox)
✅ Equipamento disponível (spot welder)

Use Rebite Porca se:
✅ Baixa quantidade (<100/mês, manual viável)
✅ Material não-soldável (alumínio, plástico)
✅ Chapa muito fina (<0,8 mm, risco queimar)
✅ Sem equipamento soldagem

7. Preços e Fornecimento

Preços Porcas de Projeção DIN 929 (Aço):

Porcas Gaiola (Cage Nuts):

Custo Total de Instalação:

Porca Projeção M8 em Chapa (lote 1.000):
- Porcas: 1.000 × R$ 0,58 (preço escala) = R$ 580,00
- Energia soldagem: 1.000 × R$ 0,03 = R$ 30,00
- Mão-de-obra: 1.000 / 600/h × R$ 60/h = R$ 100,00
- Total: R$ 710,00 (R$ 0,71/porca instalada)

Porca MIG M8 (lote 100):
- Porcas hex: 100 × R$ 0,68 = R$ 68,00
- Arame + gás: 100 × R$ 0,15 = R$ 15,00
- Mão-de-obra: 100 / 30/h × R$ 80/h (soldador) = R$ 267,00
- Total: R$ 350,00 (R$ 3,50/porca instalada)

Conclusão: Projeção 5x mais barato em escala (R$ 0,71 vs. R$ 3,50)

8. FAQ

P: Posso soldar porca comum (DIN 934) em chapa?

R: Tecnicamente sim, mas não recomendado. Porca comum não tem projeções (soldagem desuniforme). Solda por projeção impossível, requer MIG/TIG (lento, distorção). Porca DIN 929 otimizada (projeções controlam fusão, +50% resistência vs. porca comum soldada).

P: Porca solda funciona em alumínio?

R: Difícil. Soldagem por projeção: Possível com eletrodos especiais (RWMA Classe 13 molibdênio) mas baixa repetibilidade. MIG: Viável com arame ER4043 mas alta distorção. Solução: Rebite porca (rivnut) ideal para alumínio.

P: Como remover porca soldada sem danificar chapa?

R: Métodos:

1. Cortar rosca com dremel (disco 1 mm)
2. Fresa de topo Ø 8-10 mm (remove rosca, preserva base soldada)
3. Quebrar solda: Golpear lateral com talhadeira (chapa >2 mm)
4. Furar nova rosca ao lado (15-20 mm distância)

P: Porca soldada resiste a temperatura?

R: Até 400°C (aço carbono). Acima disso: Recozimento (perde resistência). Aplicações >400°C: Usar porca inox 310 soldada com TIG (resiste 800°C). Custo: R$ 8,50 (M8) vs. R$ 0,85 aço carbono.

9. Conclusão

Porcas de solda são essenciais para criar pontos roscados em chapas com acesso restrito. Porca de projeção DIN 929 é ideal para produção automatizada (3-5 seg/porca, R$ 0,71 instalada), porca hexagonal MIG para baixa escala (R$ 3,50 instalada), e porca gaiola para painéis desmontáveis (R$ 1,35).

Resumo de Seleção:

• Alta escala (>1.000/mês): DIN 929 projeção (R$ 0,85 M8, spot welder)
• Baixa escala (<100/mês): Hexagonal MIG (R$ 0,68 M8, soldador manual)
• Painéis desmontáveis: Gaiola (R$ 1,35 M6, encaixe pressão)
• Chapa fina (<0,8 mm): Rebite porca (R$ 1,85 M8, sem solda)
• Resistência: Projeção 540-1.520 kgf (fator segurança 3-5:1)

Última atualização: Janeiro/2025. Baseado em DIN 929, ISO 13918, AWS C1.1.