EE – PPG - Programas de Pós-Graduação

URI permanente desta comunidadehttps://rihomolog.furg.br/handle/1/3205

Navegar

Agora exibindo 1 - 2 de 2

Item
Avaliação de uma versão modificada da técnica de TOE Grinding no aprimoramento da vida em fadiga para juntas em T de aço inoxidável AISI 316 L carregadas longetudinalmente
(2017) Funes, Gabriel Xavier; Bianchi, Kleber Eduardo; Almeida, William Ramires
Os problemas devido à fadiga em componentes mecânicos e estruturais têm sido tema recorrente de investigações na indústria e no meio científico. Por diversos fatores inerentemente associados ao próprio processo de fabricação da união, tais problemas são ainda mais preocupantes no caso de juntas soldadas. Por esse motivo, estudos têm sido realizados ao longo dos anos com objetivo de desenvolver técnicas que propiciem aumento da vida em fadiga desse tipo de união. Dentre essas técnicas se destacam os procedimentos pós- soldagem, aplicados a toda a peça ou a uma região específica do cordão de solda. Ao longo do presente estudo é realizada a análise do efeito de uma dessas técnicas, o toe grinding, que consiste na usinagem localizada do pé do cordão de solda em prol de uma melhoria geométrica. No presente trabalho é apresentada uma versão modificada do processo usual, a qual é aplicada a uma união em T, cuja nervura não sofre carregamento, fabricada em aço inoxidável AISI 316 L. A nervura foi unida à placa-base por filetes de solda gerados por processo MAG (GMAW - Gas Metal Arc Welding). A avaliação de desempenho em fadiga se deu por meio do levantamento das curvas S-N, obtidas sob carga axial repetida, para dois grupos de corpos de prova: o primeiro apresentando a geometria usual dos filetes, sem qualquer modificação, e o segundo com cordões que sofreram o toe grinding. Além de verificar a influência desse processo com relação à vida em fadiga das uniões, também foram observados alguns outros aspectos, como a iniciação do mecanismo de falha destes componentes, o fator de concentração de tensão macrogeométrico na extremidade do cordão de solda e a influência das tensões residuais sobre os resultados. Por fim, os ensaios de fadiga, apresentados na forma de diagramas S-N, mostraram que por meio da aplicação da técnica pode-se alcançar valores consideravelmente maiores de ciclos até a falha, em torno de 60% para uma vida de 2 milhões de ciclos. Tal resultado indica que essa técnica, quando bem executada, permite um incremento significativo na vida em fadiga de uniões em T soldadas por meio de filetes, sujeitos a uma carga dinâmica longitudinal, quando no regime de alto ciclo.
Item
Determinação das curvas de fadiga em uniões soldadas do aço inoxidável duplex S31803
(2016) Almeida, William Ramires; Bianchi, Kleber Eduardo
Devido à constante evolução ocorrida nas últimas décadas, atualmente estão disponíveis no mercado ligas de aços inoxidáveis que conciliam características de elevada resistência à corrosão com boa soldabilidade e resistência mecânica. Consequentemente, tem havido aumento expressivo no emprego de tais ligas como material de base de sistemas ou componentes estruturais. De forma geral, o ponto crítico de estruturas construídas em aço são suas uniões, soldadas ou parafusadas, as quais acabam por sofrer carregamentos variáveis em operação, decorrentes dos deslocamentos de pessoas ou veículos, da presença sazonal de neve e, por fim, associados a efeitos aerodinâmicos – ventos e furacões – ou hidrodinâmicos – ondas e marés. Em decorrência disso, o mecanismo de falha mais comum, para o qual a estrutura deve ser dimensionada, é a fadiga nas uniões. Cada tipo de união – parafusada, soldada ou por adesivos – apresenta características intrínsecas, porém, no caso de juntas soldadas, o procedimento de projeto deve ser particularmente criterioso. Nesse caso, o comportamento em fadiga é influenciado pela presença de tensões residuais e de defeitos ou descontinuidades, oriundos do próprio processo de soldagem, bem como pelo efeito geométrico de concentração de tensões associado à forma irregular dos cordões. Nesse contexto, o presente trabalho visa obter as curvas de fadiga de uma união soldada de topo com carregamento transversal ao cordão, fabricada em aço inoxidável duplex S31803, para três condições distintas: a) corpos de prova soldados, b) corpos de prova soldados com os reforços dos cordões de solda removidos e c) corpos de prova sem solda. Após obtidas as curvas, as mesmas foram comparadas com as normas Eurocode 3 - seção 1.9 (1991) e AWS D1.1 (2010) e com as recomendações de soldagem do IIW (HOBBACHER, 2008). Para tal, tiras de 4,2 mm do aço inoxidável duplex S31803 foram unidas em passe único por processo GMAW, no sentido transversal ao sentido de laminação. Posteriormente, as placas soldadas foram usinadas para conferir a forma final dos corpos de prova, seguindo as normas que guiam a fabricação de corpos de prova para ensaios de fadiga. Após a usinagem para definição do formato, os corpos de prova foram separados de forma aleatória, e um grupo foi novamente usinado para efetuar a remoção do reforço. Para evidenciar a qualidade da união, foram realizados ensaios de resistência mecânica e metalográficos. Evidenciada a qualidade da união, os corpos de prova foram submetidos a ensaios de fadiga com carga repetida em máquina servohidráulica, para determinação dos diagramas S-N. Para as três condições, os resultados encontrados foram superiores aos valores fornecidos pelas normas e recomendações. Os corpos de prova que tiveram o reforço removido apresentaram elevado incremento da vida útil, aproximando-se do comportamento em fadiga do material em bruto. Conclui-se que, no caso de uniões de topo, a retirada dos reforços de face e de raiz proporciona grande incremento na vida útil. Por fim, o estudo mostrou indícios que, devido às suas características distintas, os aços inoxidáveis apresentam comportamento em fadiga superior aos demais aços estruturais ferríticos ou bainíticos e, portanto, deveriam apresentar dados próprios nas normas que abordam o dimensionamento de uniões soldadas.