Influência de ciclos térmicos na microestrutura e propriedades mecânicas da junta soldada do aço COS CIVIL 300

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Os processos de soldagem são um dos principais meios de fabricação e vêm sendo cada vez mais empregado nos mais diversos ramos industriais. Um exemplo disso é aplicação em grande escala da soldagem na construção civil, sobretudo para a fabricação de perfis e estruturas metálicas. Para estruturas como pontes com grande vão livre, edifícios multiandares, estruturas off-shore, estão entre as aplicações mais modernas. Com o objetivo de racionalizar custos de processamento e de materiais empregados em junções soldadas, desenvolveu-se a técnica de soldagem de laminados planos sem chanfro em apenas um lado só. Entretanto, quando se solda este tipo de perfil estrutural com um único passe, dificilmente consegue-se penetração total. A falta de penetração origina um entalhe entre a aba e a mesa do perfil. A complexa microestrutura formada após a solidificação do cordão-de-solda e a presença do entalhe tornam esta região propicia para a nucleação e propagação de trincas, que podem originar falhas mecânicas catastróficas. Deste modo, deve-se procurar uma microestrutura que favoreça uma melhoria na tenacidade da junta soldada. Recentemente, pesquisadores têm apontado a ferrita acicular como sendo o microconstituinte mais apropriado para possibilitar ótimos níveis de tenacidade sem que com isso ocorra significativa perda de resistência mecânica. O presente projeto tem como principal objetivo estudar e compreender o efeito de ciclos térmicos na microestrutura e nas propriedades mecânicas da junta soldada do aço COS Civil 300. A investigação se deu utilizando corpos-de-prova extraídos da junta soldada submetidos a distintos ciclos térmicos. Ensaios mecânicos foram empregados com o intuito de se julgar o mérito dos ciclos térmicos empregados e, conseqüentemente, avaliar quais são os parâmetros microestruturais mais influentes nas propriedades mecânicas...

The welding processes are the main means of fabrication and have been more and more used in the most diverse industrial branch. An example of this is the application in large scale of welding in civil construction, specially for production of steel sections and metallic structures. For structures which as bridges with large span, a multi-floors building, off-shore structures are among the more modern application. By rationalizing cost of processing and employed material in welding joints, the technique was developed of welding of plane laminated without chamfer in one side only. However, when one weld this type of steel structural section in a single step, one hardly achieve total penetration. This lack of penetration causes a notch between the flap and core of steel section. The complex microstructure formed after the solidification of weld metal and the presence of notch make this region propitiated to a nucleation and a propagation of cracks, which can originate mechanical catastrophic failure. This way, one should search a microstructure that favour a improvement in toughness of weld joint. Researchers have pointed out the acicular ferrite as being the most appropriated microstructure to enable optimum levels of toughness without occuring significative loss of strength. The present project has as its main purpose study and comprehend the effect of thermal cycles in the microstructure and mechanical properties in weld joint of the steel COS Civil 300. The investigation occurred utilizing testpiece extracted from the weld joint submitted to the thermal cycles. Mechanical tests were done in order to judge the merit of thermal cycles and, consequently, to assess what microstructural parameters are more influential in the mechanical properties measure, specially in the toughness values. Through the results obtained it was noticed that the quenching condition is the one... (Complete abstract click electronic access below)