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Type: Tese de Doutorado
Title: Propagação de trincas por fadiga na zona fundida de soldas obtidas em único passe com altíssima energia de soldagem através do processo SAW com adição de arame frio em um aço EH36
Authors: Luiz Henrique Soares Barbosa
First Advisor: Paulo Jose Modenesi
First Co-advisor: Leonardo Barbosa Godefroid
Abstract: A soldagem ao arco submerso com elevado aporte térmico e mais de um arame tem sido usada para a união de chapas de grande espessura, visando a redução do número de passes e o consequente aumento da produtividade na indústria naval e de petróleo. Características favoráveis adicionais como penetração elevada e relativa facilidade de produção de soldas com bom acabamento e sem descontinuidades contribuem para que este processo seja largamente aplicado. Mas o uso de aportes térmicos muito elevados leva à formação de uma poça de fusão de grandes dimensões e grande volume de metal líquido, submetendo a região da solda a ciclos térmicos de longa duração com baixas velocidades de resfriamento. Isso favorece a formação de estruturas de solidificação grossas que, ao final do resfriamento, resulta em uma microestrutura constituída principalmente por ferrita primária com grande tamanho de grão e baixa resistência mecânica. O presente trabalho avaliou o crescimento de trincas por fadiga em metais de solda feitos com aportes térmicos superiores a 10kJ/mm. Foram feitas soldas de um único passe em um aço EH36 com 25mm de espessura variando a composição química do metal de adição. A microestrutura, propriedades mecânicas de tração, dureza foram medidas e curvas de crescimento de trincas por fadiga foram construídas considerando a propagação da trinca no sentido longitudinal à solda. Para todas as condições testadas, as taxas de propagação foram similares às do metal base na Região II. Contudo, as soldas apresentaram limiar de propagação das trincas superior ao do metal base e este limiar foi aumentado, para as soldas feitas com maior aporte térmico, pelo uso de um metal de adição contendo molibdênio. Isto foi atribuído à presença de uma maior quantidade de ferrita acicular nesta solda.
Abstract: The submerged arc welding (SAW) with high heat input and various wires has been used to weld thick plates in order to reduce the number of passes and consequent increase of productivity in the shipbuilding and oil industry. Additional characteristics of SAW such as high penetration and relative ease of producing welds with good finishing and without discontinuities contribute to this process being widely applied. However, the use of very high heat inputs leads to the formation of a large melting pool and large amount of liquid metal which submits the region of the weld to long-term thermal cycles with low cooling rates. This contributes to the formation of thick solidification structures and, at the end of the cooling, results in a microstructure consisting mainly of grain boundary ferrite with low mechanical strength and large grain size. This research evaluated the fatigue crack growth rates in welding metals made by high heat input SAW with cold wire. Single pass welds were made on a 25 mm thick TMCP EH36 steel varying the chemical composition of the wire and heat inputs from 10 kJ/mm. Microstructure, mechanical properties and da/dN x K graphics were constructed with the propagation of the crack in the longitudinal direction of the weld. For all tested conditions, propagation rates were similar to those of base metal in Paris Region. However, the welds presented a crack propagation threshold higher than base metal, and this threshold was increased for welds made with higher heat input by the use of a molybdenum-containing addition metal. This was attributed to content of a higher amount of acicular ferrite in weld.
Subject: Engenharia metalúrgica
Mecânica da fratura
Soldagem
Metalurgia de transformação
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B3EFSN
Issue Date: 18-May-2018
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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