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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Avaliação de Tensões Residuais e Validação da Resistência Mecânica de Juntas Soldadas conforme ASME IX 2017
Alternate title (s): Assessment of Residual Stress and Validation of the Mechanical Resistance of Welded Joints in accordance to ASME IX 2017
Author: Silva, Ricardo Martins
First Advisor: Vilarinho, Louriel Oliveira
First member of the Committee: Reis, Ruham Pablo
Second member of the Committee: Costa, Admilson Vieira
Summary: O objetivo principal deste trabalho consistiu em verificar quantitativamente e qualitativamente a influência das tensões residuais na resistência mecânica de juntas soldadas baseando-se no processo de qualificação de procedimento de soldagem de acordo com a ASME IX (2017). Para tanto, adotou-se, como critérios comparativos, a mudança de variáveis essenciais (ângulo de chanfro e diâmetro de arame-eletrodo) e não essenciais (gás de proteção e temperatura de pré-aquecimento) para o processo de soldagem a arco GMAW (Gas Metal Arc Welding), também conhecido como MIG/MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas). Procurou-se avaliar a influência real dessas variáveis na geração de tensões residuais e, adicionalmente, verificar o quanto afetam a resistência mecânica das juntas por meio de ensaios mecânicos destrutivos, tais como dobramento e tração. Para tais medições foi utilizado a técnica não-destrutiva de Difração de Raios-X (DRX), aliado ao tratamento da superfície por polimento eletrolítico. Com objetivo de intensificar a geração das tensões residuais, utilizou-se da relação inversamente proporcional, entre distorções e tensões residuais, restringindo a movimentação das chapas de teste durante o processo de soldagem. Como premissas de teste, manteve-se a energia de soldagem, a corrente e a deposição por comprimento de solda constantes. Os resultados obtidos para as variáveis não essenciais foram contraditórios com os esperados, de acordo com a literatura. O aumento do ângulo de chanfro diminuiu os valores de tensões residuais, enquanto que o aumento no diâmetro do arame-eletrodo mostrou-se suficientemente influente na geração de tensões residuais. As variáveis essenciais mostram resultados coerentes. A utilização de temperatura de pré-aquecimento diminuiu as tensões residuais, enquanto que o uso de um gás com maior condutividade térmica (CO2 se comparado à mistura 75% Ar + 25% CO2) aumenta os valores de tensões residuais. Os ensaios mecânicos mostraram menor dependência em relação as tensões residuais, obtendo valores para o limite de escoamento e tensão máxima, maiores, para a junta soldada, em relação ao metal base.
Abstract: The purpose of this work was to verify quantitatively and qualitatively the influence of the residual stresses of the mechanical resistance of welded joints in accordance to ASME IX (2017). Then, it was adopted as comparative criterion, the essential variables (bevel angle of the Vee-groove and electrode wire diameter) and nonessential variables (shielding gas and preheat temperature) for the Gas Metal Arc Welding (GMAW), also known as MIG / MAG (Metal Inert Gas / Metal Active Gas). It was tried to evaluate the real influence of these variables on the generation of residual stresses and, in addition, to verify how much it affects the mechanical strength of the joints by means of destructive mechanical tests such as tension and bending tests. For such measurements, the non-destructive X-Ray Diffraction (XRD) technique was used, allied to the treatment of the surface by electrolytic polishing. In order to intensify the generation of residual stresses, it was used the inversely proportional ratio between distortions and residual stresses, restricting the movement of test plates during the welding process. As test premises, the heat input, current and deposition by constant welding length remained. The results obtained for the nonessential variables were contradictory with the expected ones, according to the literature. The increase in the bevel angle decreased the residual stresses, whereas the increase in the electrode wire diameter proved to be sufficiently influential in the generation of residual stresses. The essential variables show consistent results. The addition of the preheat temperature decreased the residual stresses, while the use of a gas with higher thermal conductivity (CO2 compared to the 75% Ar + 25% CO2 mixture) increases the residual stress values. The mechanical tests showed less dependence on the residual stresses, obtaining values for the Yield Strength and Tensile Strength, greater, for the welded joint, in relation to the base metal.
Keywords: Tensões Residuais
Soldagem
GMAW
MIG/MAG
Difração de Raios-X (DRX)
ASME IX
Variáveis essenciais
Variáveis não essenciais
Residual Stress
Welding
X-Ray Diffraction (XRD)
Essential Variables
Nonessential Variables
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: SILVA, R. M. Avaliação de Tensões Residuais e Validação da Resistência Mecânica de Juntas Soldadas conforme ASME IX 2017. 2018. 127 f. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Uberlândia, 2018.
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1230
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22947
Date of defense: 26-Oct-2018
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