Determinação de curvas de fadiga em uniões soldadas do aço inoxidável AISI 316L
Autor: Fabio Brongar Milech (Currículo Lattes)
Resumo
Os aços inoxidáveis têm sido cada vez mais empregados em estruturas de engenharia, pois atualmente estão disponíveis no mercado ligas que aliam boa soldabilidade, resistência mecânica e à corrosão. Os pontos críticos dessas estruturas usualmente são as uniões e a fadiga é um fator importante a ser considerado. No caso de uniões soldadas, o processo de dimensionamento deve ser particularmente criterioso, pois nesses pontos há a possibilidade da presença de elevado nível de tensões residuais e de descontinuidades, resultantes do próprio processo de soldagem. Assim, o presente trabalho visou inicialmente obter as curvas de fadiga do aço inoxidável AISI 316 L, para uma união soldada de topo com carregamento transversal, em três condições distintas: a) corpos de prova sem solda, b) corpos de prova com cordão em bruto e c) corpos de prova com cordão usinado para retirada dos reforços de face e raiz. Posteriormente, os resultados foram comparados com os dados provenientes nas normas Eurocode 3 - seção 1.9 (1991) e AWS D1.1 (2010), bem como as recomendações do IIW (HOBBACHER, 2008). Nesse contexto, placas de teste do aço inoxidável AISI 316 L de 6 mm de espessura foram soldadas em passe único, por meio de uma junta transversal ao sentido de laminação, e posteriormente usinadas para dar a forma final aos corpos de prova, seguindo as normas que regem os ensaios de fadiga em uniões soldadas. Foram realizados ensaios metalográficos e de resistência mecânica das uniões, visando sua validação. Tais ensaios evidenciaram a integridade do cordão e ausência de descontinuidades importantes. Em sequência, os corpos de prova sofreram testes com carga repetida em máquina servohidráulica, para levantamento dos diagramas S-N. Para as três condições de ensaios, a vida em fadiga dos corpos de prova superou os valores sugeridos pelas normas e recomendação citadas. Os resultados foram ainda mais expressivos nos corpos de prova que tiveram os reforços usinados, obtendo-se uma vida em fadiga substancialmente superior aos corpos de prova soldados. Dessa forma, verificou-se que o emprego de uma técnica de pós-soldagem relativamente simples (a retirada dos reforços de face e raiz) resultou num incremento importante na vida em fadiga dos corpos de prova. Por fim, todos os resultados obtidos levam a crer que os aços inoxidáveis deveriam ser tratados, nas normas e recomendações que regem o projeto de uniões soldadas, como um grupo à parte dos aços estruturais e patináveis.