Efeito da profundidade de soldagem sobre o hidrogênio difusível das soldas molhadas
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Valter Rocha dos Santos
Maurício de Jesus Monteiro
Maurício de Jesus Monteiro
Resumo
A soldagem subaquática molhada por eletrodo revestido é amplamente utilizada na manutenção e reparos de estruturas submersas. Neste processo a água podese dissociar e fornecer quantidades apreciáveis de íons H+ e O2- para a poça de fusão líquida. O hidrogênio e oxigênio podem formar bolhas de gases que, por sua vez, caso sejam aprisionadas no metal de solda, acarretam a formação de poros. O hidrogênio pode se difundir pelo metal de solda e zona termicamente afetada ou ficar retido na estrutura do metal de solda na forma de hidrogênio residual. O hidrogênio difusível (Hdif) no metal de solda e zona termicamente afetada (ZTA) pode ter efeito bastante prejudicial nas propriedades mecânicas da junta soldada. O Hdif em encontro com uma microestrutura susceptível, tal como a martensita, presença de tensões residuais e temperaturas abaixo de 200ºC, pode levar ao aparecimento de trincas no metal de solda e zona termicamente afetada (ZTA). Em soldagem subaquática molhada todas essas condições são encontradas. A quantidade de hidrogênio difusível no metal de solda pode ser influenciada por diversos fatores. Todavia, pouco se sabe sobre a influência da profundidade de soldagem (pressão hidrostática) sobre a quantidade de Hdif no metal de solda. Neste trabalho, diversas medições de hidrogênio difusível em soldagem molhada foram feitas nas profundidades equivalentes a 0,30m, 10m, 20m e 30m. O consumível utilizado foi o eletrodo comercial E6013 envernizado. O aço ASTM A36 foi utilizado como metal de base. As medições de hidrogênio difusível foram feitas através do método da cromatografia gasosa segundo a norma AWS D3.6M. Para medição de porosidade foi utilizado o método macrográfico e um programa chamado Quantikov. O hidrogênio residual foi medido pelo método de extração a quente por gás. Prosseguindo, diversas medições foram feitas da largura, reforço e penetração do cordão de solda, nas quatro profundidades equivalentes estudadas neste trabalho. Utilizou-se o método macrográfico padrão e o software Quantikov para realizar estas medições. Análises da dureza do metal de solda e ZTA também foram feitas. Análises da microestrutra dos corpos de prova foram feitas pelo método metalográfico padrão, com uso de Nital 2%. Por fim, os sinais de tensão foram monitorados durante a realização de cordões sobre chapa. Os resultados mostraram que o hidrogênio difusível reduziu significativamente com a profundidade, quando se variou a pressão de hidrostática de 0,3m para 10m e 10m para 20m. A partir de 20m, os resultados sugeriram que o hidrogênio difusível do metal de solda assume um patamar constante. Com relação ao hidrogênio residual, não se observou alterações substanciais com a profundidade. Constatou-se uma tendência de aumento do número de poros e aumento da área dos poros na seção transversal seccionada com a profundidade, o que sugere que a pressão hidrostática influencia diretamente nos fenômenos de nucleação e crescimentos dos poros em soldagem subaquática molhada. Com relação à morfologia do cordão de solda, observou-se uma tendência de redução nos parâmetros P/L (razão penetração pela largura do cordão de solda) e R/L (razão reforço pela largura do cordão de solda) quando se variou a profundidade de soldagem de 0,3m para 10m. Contudo, não foram observadas alterações significativas nos parâmetros P/L e R/L variando-se a profundidade de 10m para 20m e de 20m para 30m. Além disto, não foram observadas alterações significativas na microestrutura e microdureza do metal de solda com a variação da profundidade de soldagem. Com relação à análise dos sinais de tensão, constatou-se uma tendência na redução da tensão média com a profundidade, sendo notória a ocorrência de curtos-circuitos a partir da profundidade de 10m. Assim, é possível concluir que a profundidade de soldagem afeta diversos aspectos da soldagem subaquática molhada, em especial o hidrogênio difusível e porosidade, conforme foi observado neste trabalho.
Abstract
Assunto
Pressão hidrostática, Processos de fabricação, Engenharia mecânica
Palavras-chave
Hidrostática, Hidrogênio difusível, Soldagem subaquática molhada, Pressão