Estudo comparativo das tensões residuais em juntas soldadas pelas técnicas de mediaçãopor coordenadas e difração de raios-X

Abstract

A soldagem na metalurgia atual vem sendo cada vez mais necessária em função da evolução industrial para atender uma sociedade cada vez mais exigente. O conhecimento do nível de tensões residuais gerados no processo de soldagem é sobretudo um fator de segurança para evitar problemas de acidentes e desgastes, em peças de engenharia. Neste trabalho esta sendo proposto um novo método de avaliação do nível destas tensões residuais. As tensões residuais (TR) de uma junta soldada do aço naval ASTM AH-32 foram medidas a partir da extensão do deslocamento de pontos mapeados numa máquina de medição por coordenadas (MMC) e por difração de raios-X (DR-X), onde os resultados das tensões residuais foram bastante próximos, apresentando comportamento semelhante. Para todos os ensaios, a soldagem foi realizada pelo processo SMAW (manual) utilizando eletrodo revestido AWS E7018 na posição G3 ascendente, por um soldador qualificado e pelo processo SAW (automático), com o objetivo de verificar se há influência do fator humano. Os corpos de prova foram soldados e depois foram marcados pontos (em grafite) sobre os quais se mediu as tensões residuais por difração de raios-X. Depois de medidas as tensões por DR-X foram feitos furos sobre os pontos (3,12 mm de diâmetro x 2,00 mm de profundidade) cujas coordenadas foram mapeadas numa máquina de medir por coordenadas. Depois de medidas as tensões residuais, as juntas soldadas foram submetidas a um tratamento térmico para alívio de tensões (recozimento parcial a 680°C, por 30 minutos). Depois de aliviadas as tensões, mediram-se na máquina de medição por coordenadas os deslocamentos sofridos pelos furos previamente mapeados. Baseado nos deslocamentos sofridos, as tensões residuais foram calculadas e comparadas às medidas da DR-X para validação desta nova metodologia de medição. Os resultados obtidos pela técnica de medição por coordenadas (MMC) mostraram uma boa correlação com DR-X, principalmente no sentido longitudinal. Os aspectos morfológicos da junta soldada do aço ASTM AH32 foram analisados antes e após tratamento térmico para alívio de tensões. A evolução microestrutural produzida pela plastificação e pelo alívio de tensões subseqüente foi observada e analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Para caracterização microestrutural foram preparados corpos de prova por metalografia tradicional nas condições de soldados e tratados e as análises microestruturais foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura. Baseados nas análises morfológicas, os resultados mostraram a eficácia do tratamento para alívio das tensões residuais e, a partir das quais, os efeitos da plastificação / restauração parcial da microestrutura foram evidenciados