Avaliação da resistência à fadiga de uma junta cruciforme com usinagem no flanco e na face do cordão de solda

Abstract

O presente trabalho objetivou avaliar a resistência à fadiga de uniões soldadas cruciformes com e sem processo distinto de retificação aplicado aos cordões de solda, tais uniões foram confeccionadas com o aço ASTM A131 AH36, sendo as mesmas soldadas por processo a arco elétrico utilizando Arame Tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW) e proteção gasosa. Primeiramente foi realizado procedimento de soldagem para que fosse constatada a correta seleção dos parâmetros, tendo como base a norma AWS D1.1 (2010). A confecção das amostras para os ensaios de fadiga deu-se através da soldagem de seis amostras com comprimento maior e posterior corte destas em peças menores, de maneira que fosse proporcionado o tamanho adequado da seção transversal, tendo como restrição ao seu tamanho, a capacidade da máquina. No total foram submetidas aos ensaios de fadiga, 18 peças, sendo 8 sem processo de retificação, 6 com retificação no flanco do cordão (toe grinding) e 4 com retificação na face do cordão de solda. Tais processos de usinagem foram realizados de maneira manual, empregando lima rotativa. Durante a preparação das amostras finais para ensaio, foram constatados indícios relacionados a inclusão de escória e falta de penetração na raiz da união, tal fato influenciou negativamente os resultados finais, além disso, houve também desalinhamento axial e angular, os quais são responsáveis por aumentar a tensão nas regiões onde há entalhes. Os ensaios de fadiga foram realizados com carregamento repetido, tais ensaios mostraram a grande aleatoriedade dos resultados devido a existência ou não dos fatores citados, os quais, associados aos defeitos contidos na solda, como microtrincas, proporcionam vida inferior ao esperado. Como aguardado, as amostras submetidas à retificação apresentaram número de ciclos superior às amostras sem o processo. Por fim, o benefício alcançado, devido à realização dos processos de toe grinding e de retificação da face, pode ser constatado pela região de ruptura das amostras sem retificação, dentre as quais apenas uma não falhou no flanco do cordão.

This work objectified to evaluate the fatigue resistance of cruciform welded joints with and without distinct process of grinding applied to welding fillets, these joints were made with the ASTM A131 AH36 steel and then the joints were welded by electric arc process using Flux Cored Arc Welding. Firstly was made a welding procedure specification to verify the correct choice of welding parameters, it was based on AWS D1.1 Code (2010). The manufacture of specimens for the tests were made from six specimens with longer length that were cut to produce smaller length specimens, in a way that it was provided the correct size of cross section because this is a restriction of the test machine. In total were tested 18 specimens: 8 as welded, 6 with toe grinding and 4 with profile improvement. The grinding processes were made manually with burr grinding. During the preparation of final specimens to the test, indications of slag inclusion and incomplete penetration were found, it influenced the result, besides, there was misalignment axial and angular that are responsible for increasing the stress in the region where there is notch effect. The fatigue tests were made with repeated loading that showed the great randomness of results because of the misalignment and the weld inclusions. As expected, the grinded specimens showed life bigger than as welded specimens. Finally, the benefit achieved, due to the toe grinding and profile improvement processes can be verified by the region of rupture of the specimens as welded, among which only one did not fracture in the toe region.