Efeitos da Energia de Soldagem e Consumível sobre a Resistência à Flexão Simples de Juntas Soldadas em Perfis Tubulares de Aço TMCP

Abstract

Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. Effects of Heat Input and Consumable on Simple Bending Strength of Welded Joints in TMCP Steel Tubular ProfilesAbstract: The introduction of steels made by thermomechanical controlled processing (TMCP) demanded higher mechanical and metallurgical properties of the welded joints produced on them. Given these factors, the heat input is strictly limited, and to avoid any reduction in the mechanical strength of the heat affected zone (HAZ), it is required to test welding procedures close to those that will be used in the actual structure. Therefore, the aim of this study is to obtain detailed data on the mechanical efficiency of welded joints by GMAW process and different heat inputs, on square tubular profiles in TMCP steel, disposed as a column/beam weldment. So, six different heat inputs and two filler metals were used (AWS ER80S-G and AWS ER120S-G), with welds located around the profile contour. The twelve welded structures were instrumented and subjected to simple bending. Comparing welded joints produced with same heat input, and despite similar effects on the heat affected zone (HAZ), those made with consumable AWS ER120S-G have shown higher mechanical strength.Key-words: GMAW; TMCP steel; Heat input; Tubular profile; Welded joint Mechanical strength; Simple bending. IntroduçãoO processamento termomecânico controlado (TMCP) envolve o controle rigoroso da austenita durante a laminação a quente, de modo que os seus grãos se transformem em ferrita refinada ao final desta etapa. O conceito básico do TMCP é garantir e melhorar as propriedades mecânicas através do controle das mudanças microestruturais durante o processo de deformação a quente [1]. Para uma dada composição química, as propriedades mecânicas finais dependerão da taxa de resfriamento e da sequência de laminação. Para retardar, ou suprimir a recristalização da austenita deformada, são geralmente utilizados elementos químicos tais como boro, nióbio, titânio ou vanádio, usualmente em proporções variando entre 0,001% e alguns décimos por cento. Deste modo, além das bandas de deformação no seu interior, são produzidos grãos muito alongados de austenita,

Comparação entre soldagem ascendente e descendente no processo MAG para obtenção de melhores propriedades na junta soldada

“…Esse comportamento foi observado em todos os corpos de prova testados. Ao se comparar os valores obtidos e os de referência literária contidos em [14] é visto que são valores próximos (considerando os valores de referência como valores mínimos admitidos). Para a tensão de escoamento, a variação em relação a média das médias das condições, tem-se um aumento de aproximadamente 9,8%, já para limite de resistência, é visto o aumento de aproximadamente 2,4% e para ductilidade observou-se redução de 28,5% de porcentagem de alongamento.…”

“…Como todos os corpos de prova romperam no metal de base e não no metal de solda ou em suas imediações (ZAC), o ensaio de tração não foi capaz de medir as propriedades mecânicas como escoamento e limite de resistência do metal de solda da junta soldada. A microestrutura do local e as propriedades de qualquer ponto ao longo do cordão de solda são determinadas pelo ciclo térmico sofrido no ponto em questão [14], muito provavelmente a resistência do metal de solda (MS) ficou superior à do material base (MB), isso é devido à baixa energia de soldagem usada no processo que consequentemente produziu uma ZAC menor e com maior dureza que o MB. Contando que a energia de soldagem durante o processo de soldagem não seja muito elevada, a resistência mecânica da junta não é significativamente alterada.…”

“…Contando que a energia de soldagem durante o processo de soldagem não seja muito elevada, a resistência mecânica da junta não é significativamente alterada. Entretanto, com o aumento da energia de soldagem, a ZAC aumenta consideravelmente e promove a redução da resistência mecânica da junta soldada [14].…”

Bending Strength of Welded Joints in TMCP Steel Square Tubular Profiles “T” Connexions

“…In function of these factors, the structural integrity of welded joints can be impaired when used very high heat input, as the "notch effect" promoted in the regions of lower microhardness is higher and the probability of failure in this region increases [5].…”

“…Given these factors, the heat input is strictly limited to avoid any reductions in the strength by HAZ. However, in this kind of procedure two important factors are usually ignored: the thermal cycling and its effect on the mechanical efficiency of the welded joint [5]. Despite the apparent simplicity of the welded joints, finite elements modeling has shown that the way the load transfer causes an extremely complex internal strain systems between their members.…”