Medição de tensões residuais em juntas soldadas pelo processo de soldagem a arco elétrico com atmosfera gasosa (GMAW) utilizando ondas longitudinais criticamente refratadas (ondas LCR)
Resumo
A soldagem é um processo de fabricação largamente utilizado na indústria para a união
permanente de peças metálicas. No entanto, esse processo pode gerar tensões residuais,
prejudicando o desempenho mecânico do componente. Tensões residuais são carregamentos
intrínsecos à fabricação da peça e conhecer o estado de tensão residual é essencial, pois o
mesmo pode contribuir diretamente para a redução da vida útil do componente. Ensaios
destrutivos e não destrutivos são realizados para a quantificação de tais tensões. Contudo, as
abordagens destrutivas, ao contrário das não destrutivas, impossibilitam o uso do componente
após o ensaio e, por isso, não são usadas em diversos casos, como em rodas ferroviárias,
bombas, equipamentos nucleares e dutos de petróleo. Dentre os métodos não destrutivos
encontra-se o método de medição de tensão com ultrassom utilizando ondas longitudinais
criticamente refratadas (Ondas LCR). Esse tipo de onda propaga-se ligeiramente abaixo da
superfície do material e o tempo que a onda leva para percorrê-lo é influenciado pela presença
de tensões no meio. Desse modo, com a variação do tempo de percurso da onda (TOF), é
possível determinar a diferença de tensão por meio da teoria acustoelástica, que estuda a
alteração da velocidade de propagação de ondas ultrassônicas devido à presença de tensões
em um determinado material. Nesse trabalho, foram ensaiadas amostras de aço carbono
ASTM A36, muito usado em componentes estruturais. Todas as amostras possuem cordões de
solda gerados com diferentes tensões de soldagem, velocidades de alimentação do arame e
velocidades de soldagem e foram produzidas pelo processo a arco elétrico com atmosfera de
proteção gasosa (GMAW). Os resultados experimentais mostram perfis de tensão residual em
função da distância transversal ao cordão de solda coerentes com a literatura, contribuindo
para aumentar a confiabilidade do método. Além disso, verificou-se que os parâmetros de
soldagem analisados influenciam diretamente na tensão residual máxima gerada na junta
soldada. Essa influência é quantificada, possibilitando a escolha apropriada dos parâmetros de
soldagem de modo a atenuar as tensões residuais geradas no processo.
Coleções
- TCC Engenharia Mecânica [119]