Estudo Experimental e Numérico de Tensões Residuais em Juntas Soldadas com e sem Restrição

Numerical and Experimental Study of Residual Stress in Welded Joints with and without Constraint

Resumo

O conhecimento das tensões residuais geradas nos processos de soldagem apresenta especial importância no desempenho das estruturas e componentes soldados, pois durante a vida em serviço eles estarão sujeitos a diferentes níveis de carregamentos, que associados aos campos de tensões residuais pré-existentes podem levar à ruptura inesperada. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo estudar o nível das tensões residuais geradas em juntas soldadas, pelo processo arame tubular (FCAW - Flux Cored Arc Welding), de aço ASTM A 131 Grau A, usadas na construção naval, por difração de raios-X, usando a técnica do sen²ψ. Foi realizado um estudo comparativo das mudanças nos campos de tensões quando adotadas restrições para manter a geometria de projeto da junta, bem como uma análise numérica computacional pelo método de elementos finitos, com os resultados obtidos pelo método experimental. A maioria dos resultados das tensões residuais mostrou que houve similaridade qualitativa, na sua natureza, entre o modelo e os experimentos nas regiões da zona termicamente afetada e do metal de solda. As análises de microdureza Vickers e a caracterização microestrutural por microscopia óptica das juntas soldadas complementaram o presente estudo.

Palavras-chave:
Soldagem; Tensões residuais; Graus de restrição; Difração de raios-X; Método dos elementos finitos