Comparação da vida em fadiga de juntas soldadas pelos processos com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding - GMAW) e arame tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW) num aço estrutural microligado
Autor: Marcos Saalfeld da Silva (Currículo Lattes)
Resumo
Tendo como motivação a importância das uniões soldadas e a tendência cada vez maior de emprego de aços microligados de alta resistência nas estruturas de engenharia, o presente trabalho proporciona uma comparação da vida em fadiga de uniões soldadas de topo, tendo como metal de base um aço estrutural microligado, obtidas por meio de dois processos a arco elétrico distintos: com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding - GMAW) e Arame Tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW). Para tal, foram avaliadas as diferenças observadas nas uniões, segundo critérios mecânicos, metalúrgicos e de geometria final dos cordões. Os dois processos de soldagem comparados nesse trabalho apresentam energias de soldagem e metais de adição diferentes, o que ocasiona propriedades distintas no metal de solda e na zona afetada pelo calor (ZAC). Por esse motivo, as diferenças microestruturais resultantes de cada processo foram caracterizadas e, em sequência, sua influência no resultado final, sob os pontos de vista de microdureza e vida em fadiga, foram avaliadas. Para a realização dos ensaios, os corpos de prova foram divididos em dois grupos: i) com geometria original mantida e ii) com a retirada doreforço por processo de usinagem. Também foram observados aspectos adicionais, como a iniciação do mecanismo de falha destes componentes, o fator de concentração de tensão macrogeométrico no flanco do cordão de solda e as possíveis inclusões e defeitos inerentes ao processo de soldagem a arco elétrico. A plotagem das curvas S-N mostrou que a geometria mais favorável para a resistência à fadiga corresponde àquela obtida no processo FCAW. Em contrapartida, após a retirada do reforço, o processo de soldagem GMAW atingiu uma vida superior ao FCAW. Quando comparados com os valores de referência retirados das normas Eurocode3 e AWS, bem como das orientações do IIW, as juntas soldadas de ambos os processos analisados superaram a expectativa de resistência à fadiga. Adicionalmente, com a retirada do reforço, para ambos os processos de soldagem analisados, o desempenho final foi levemente superior ao esperado para o metal de base (sem união soldada). Os resultados indicam que, apesar das diferenças de propriedades mecânico-metalúrgicas evidenciadas nas juntas analisadas, os fatores macrogeométricos, ou seja, a forma final dos cordões obtidos se mostrou mais relevante para a vida em fadiga.