U N I V E R S I D A D E F E D E R A L DE S A N T A C A T A R I N A C U R S O D E P o S - G R A D U A C S O EM E N G E N H A R I A M E C Â N I C A V A L I A C S O Q U A N T I T A T I V A DA S U S C E T I B I L I D A D E h D E C 0 E S 2 0 L A M E L A R DE A C O S E S T R U T U R A I S C O N V E N C I O N A I S E D E UM A C O P A R A P L A T A F O R M A " O F F - S H O R E " D I S S E R T A C S O S U B M E T I D A A U N I V E R S I D A D E F E D E R A L DE S A N T A C A T A R I N A P A R A A O B T E N C S O DO G R A U DE " M E S T R E EM E N G E N H A R I A M E C Â N I C A " Y A S U N O B U A I H A R A F L O R I A N Ó P O L I S — SC, J A N E I R O DE 1 9 9 0
A V A L I A C S O Q U A N T I T A T I V A DA S U S C E T I B I L I D A D E A D E C O E S S O L A M E L A R DE A C O S E S T R U T U R A I S C O N V E N C I O N A I S E DE UM A C O P A R A P L A T A F O R M A " O F F - S H O R E ” E S T A D I S S E R T A C a o FO I J U L G A D A A D E Q U A D A P A R A O B T E N C S O DO T Í T U L O DE M E S T R E EM E N G E N H A R I A E S P E C I A L I D A D E E N G E N H A R I A M E C S N I C A , Ó R E A DE C O N C E N T R A Ç Ã O : F A B R I C S O , A P R O V A D A EM S U A F O R M A F I N A L P E L O C U R S O DE P O S - G R A D U A C S O EM E N G E N H A R I A M E C S N I C A . Y A S U N O B U A I H A R A Pr of. A U G U S T O J. A. B U S C H I N E L L I , D r . I n g . P r o f . A R N Ú B L A S S , P h . D . Coordenaçlor do C u r s o de P ó s - G r a d u a ç ã o em B A N C A E X A M I N A D O R A : Prof. A U G U S T O J. A. B U S C H I N E L L I , D r . Ing. _ .S-4.-U___Cl WA/yU-. E _ 3 hllD B U K A L Í I ,* P r o f . \ Ç É L loJjÍ A ^ G U C H I , Ph . D
A G R A D E C I M E N T O S - A o p r o f . A u g u s t o J o s é de A l m e i d a B u s c h i n e l l i , p e l a o r i e n t a ç ã o , d e d i c a ç ã o e e n s i n a m e n t o t r a n s f e r i d o ; - A o Dept<í de E n g . M e c â n i c a da U F S C e a c o o r d e n a ç ã o de P ó s - G r a d u a ç ã o em Eng. M e c â n i c a , n a s p e s s o a s do pr o f s . C a r l o s A. de C. S e l k e e A r n o B l a s s , p e l o o p o r t u n i d a d e de r e a l i z a ç ã o do c u r s o de p ó s - y r a d u a ç ã o ; - A o d e m a i s m e m b r o s d a b a n c a , p e l a a t e n ç ã o d e d i c a d a ; - À C o m p a n h i a S i d e r ú r g i c a P a u l i s t a - C O S I P A , p e l o a p o i o t é c n i c o e f i n a n c e i r o p a r a r e a l i z a ç ã o d e s t e t r a b a l h o ; - A o Eng. O r l a n d o B u s t e i n a s da C O S I P A , p e l o a p o i o e s u g e s t õ e s na r e a l i z a ç ã o d e s t e t r a b a l h o ; - A o E M B R A C O , na p e s s o a do J u l i o B a w n g a r t n e r , p e l a c o n t r i b u i u ç ã o p r e s t a d a a e s t e t r a b a l h o na a n á l i s e d a s a m o s t r a s a o m i c r o s c ó p i o e l e t r ô n i c o de v a r r e d u r a ; - A U S I M I N A S S.A. p e l a c o r t e s i a p r e s t a d a na r e a l i z a ç ã o da s o l d a g e m à f r i c ç ã o ; - A o s f u n c i o n á r i o s do L a b s o l d a , L a c i m a t , L a b . de M á q u i n a s O p e r a t r i z e s , L a b m e t r o e L a b o r a t ó r i o d e F o t o g r a f i a p e l o a u x í l i o p r e s t a d o q u a n d o da u t i l i z a ç ã o d e s s e s l a b o r a t ó r i o s ; - h C N P Q , p e l o a p o i o n a r e a l i z a ç ã o d e s t e t r a b a l h o ; - A o s d e m a i s p r o f e s s o r e s e c o l e g a s , que, d i r e t a ou i n d i r e t a m e n t e c o n t r i b u í r a m p a r a o ê x i t o d e s t e t r a b a l h o . i V
V Í N D I C E 1 - I N T R O D U Ç S O ... 01 2 - R E V I S S Q B I B L I O G R Á F I C A ... 04 2 . 1 - C o n d i ç õ e s de f o r m a ç ã o d a t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r ... 04 2 . 1 . 1 - E f e i t o d a s i n c l u s õ e s n ã o m e t á l i c a s ... 06 2 . 1 . 1 . 1 - A l i n h a m e n t o d e i n c l u s õ e s e o m e c a n i s m o de f o r m a ç ã o da t r i n c a ... ... 06 2 . 1 . 1 . 2 - A d e f o r m a b i 1 i d a d e d o s p r i n c i p a i s t i p o s de i n c l u s õ e s no a ç o ... 09 2 . 1 . 1 . 3 - A i m p o r t â n c i a da q u a n t i d a d e e da f o r m a de i n c l u s õ e s na d u t i l i d a d e na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a do a ç o ... 11 2 . 1 . 2 - E f e i t o d a s t e n s õ e s r e s i d u a i s ... 14 2 . 1 . 2 . 1 - G e o m e t r i a da j u n t a ... 14 2. 1 . 2 . 2 - G r a u de r e s t r i ç ã o ... 15 2 . 1 . 3 - E f e i t o da c o n t a m i n a ç ã o p o r h i d r o g ê n i o ... 16 2 . 2 - M é t o d o s de a v a l i a ç ã o da s u s c e t i b i 1 i d a d e à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r ... ... 19 2 . 2 . 1 .- A n á l i s e m e t a l o g r á f i c a ... 19 2 . 2 . 2 - E n s a i o s n ã o d e s t r u t i v o s ... . 20 2 . 2 . 3 - E n s a i o s d e s t r u t i v o s ... 22 2 . 2 . 3 . 1 - E n s a i o s d e s t r u t i v o s p a r a l e v a n t a m e n t o d a s p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s da d i r e ç ã o d a e s p e s s u r a ... 22 a - E n s a i o d e t r a ç ã o e m Z ... 22 b - O u t r o s e n s a i o s ... 26
2 . 2 . 3 . 2 - E n s a i o s d e s t r u t i v o s c o m i n t e r f ê r e n c i a de sol d a g e m ... ... ... .. 27 a - T e s t e de C r a n f i e l d ... .. 28 b - T e s t e d e J a n e l a ... .. 29 c - T e s t e de L e h i g h ... .. 3 0 d - O u t r o s t e s t e s c o m i n t e r f e r ê n c i a de s o l d a g e m ... ..31 2 . 3 - R e c u r s o s p a r a m i n i m i z a r a o c o r r ê n c i a da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r ... ..35 2 . 3 . 1 - Q u a n t o ao p r o j e t o da j u n t a ... ...35 2 . 3 . 1 . 1 - R e d u ç ã o d a s t e n s õ e s r e s i d u a i s ... ..35 2 . 3 . 1 . 2 - S u b s t i t u i ç ã o local p o r m a t e r i a l n ã o s u s c e t í v e l ... ..35 2 . 3 . 2 - Q u a n t o ao p r o c e s s o e t é c n i c a de s o l d a g e m . . . 37 2 . 3 . 2 . 1 - P r o c e s s o de s o l d a g e m ... ..37 2 . 3 . 2 . 2 - M e t a l de a d i ç ã o ... ..37 2 . 3 . 2 . 3 - T é c n i c a de s o l d a g e m ... ..37 2 . 3 . 3 .- Q u a n t o a s e l e ç ã o do a ç o ...39 M A T E R I A I S E P R O C E D I M E N T O S E X P E R I M E N T A I S . . ... ..45 3.1 - S e l e ç ã o e c a r a c t e r i z a ç ã o d o s t i p o s de a ç o s ... ..45 3 . 1 . 1 - D a d o s c a r a c t e r í s t i c o s f o r n e c i d o s p e l o f a b r i c a n t e ...45 3 . 1 . 2 - P r o c e d i m e n t o de a m o s t r a g e m ...46 3 . 1 . 3 - A n á l i s e q u í m i c a ... ... ..48 3 . 1 . 4 - A n á l i s e m e t a l o g r á f i c a ... ..48 3 . 2 - A v a l i a ç ã o da a n i s o t r o p i a m e c a n i c a d a s c h a p a s 1 a m i n a d a s ... ... ... .50 3 . 2 . 1 - E n s a i o de t r a ç ã o na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a .. 51 3 . 2 . 2 - E n s a i o de t r a ç ã o na d i r e ç ã o l o n g i t u d i n a l 54
3 . 2 . 3 - T e s t e de i m p a c t o c h a r p y ... ..5 5 3 . 3 - E n s a i o de s o l d a b i 1 i d a d e " L e h i g h ” ... .. 56 3 . 3 . 1 - D e s c r i ç ã o do e q u i p a m e n t o ... ..56 3 . 3 . 2 - P r o c e d i m e n t o do e n s a i o ... ..59 3 . 3 . 3 - A n á l i s e da f r a t u r a p o r m i c r o s c o p i a e l e t r ô n i c a de v a r r e d u r a ... ..6 5 R E S U L T A D O S E X P E R I M E N T A I S E D I S C U S S Ã O ... ..66 4.1 - A n i s o t r o p i a d a s c h a p a s l a m i n a d a s ... ...66 4 . 1 . 1 - R e s u l t a d o s d o s e n s a i o s de t r a ç ã o ...66 4 . 1 . 2 - I m p o r t â n c i a da p o s i ç ã o da a m o s t r a g e m na c h a p a - m a t r i z ... ..70 4 . 2 - E n s a i o de L e h i g h ... ..74 4 . 2 . 1 - R e s u l t a d o s d o s e n s a i o s de s o l d a b i 1 i d a d e ... 7 4 4 . 2 . 2 - O b s e r v a ç õ e s s o b r e o m o d o de f r a t u r a ... 77 4 . 2 . 2 . 1 - A ç o s c o n v e n c i o n a i s ... ..77 4. 2. 2. 2 - A ç o B S 4 3 6 0 ... ... ..84 4 . 3 - E f e i t o da n a t u r e z a , f o r m a e d i s t r i b u i ç ã o d a s i n c l u s õ e s n ã o m e t á l i c a s ... .85 4 . 3 . 1 A ç o s e m i - a c a l m a d o : A - 2 8 3 C ... .85 4 . 3 . 2 .- A ç o s a c a l m a d o s : A - 3 6 e C O S A R 5 0 ... .87 4 . 3 . 3 - A ç o c o m c o n t r o l e da m o r f o l o g i a d a s i n c l u s õ e s ... .91 4 . 4 - A n á l i s e c o m p a r a t i v a do e n s a i o d e L e h i g h e m é t o d o s i n d i r e t o s ...92 4 . 4 . 1 - E s t r i c ç ã o n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a ... .92 4 . 4 . 2 - C r i t é r i o do a l o n g a m e n t o ... •••• ?7 4 . 4 . 3 - C r i t é r i o d o l i m i t e de r e s i s t ê n c i a (LR /LR. ). 98Z L 4 . 4 . 4 - C r i t é r i o da t e n a c i d a d e ... .99 vi i C O N C L U S Õ E S E S U G E S T Õ E S ... : . . . 1 0 4
vi i i
5 . 1 - C o n c l u s õ e s ... ... 104 5 . 2 - S u g e s t õ e s ... ... 105 B I B L I O G R A F I A ... 107
R E S U M O é d e s c r i t a a a p l i c a ç ã o d o t e s t e de L e h i g h que p e r m i t e u m a m e d i d a q u a n t i t a t i v a d i r e t a do n í vel de r e s t r i ç ã o r e q u e r i d o p a r a o c o r r ê n c i a de d e c o e s ã o l a m e l a r . A ç o s e s t r u t u r a i s c o n v e n c i o n a i s c o m e s t r i c ç ã o em Z s u p e r i o r a m o s t r a r a m r e s i s t ê n c i a à d e c o e s ã o l a m e l a r , só o b s e r v a d a p a r a n í v e i s d e r e s t r i ç ã o de s o l d a g e m da o r d e m do L i m i t e de r e s i s t ê n c i a do m a t e r i a l . A c o m p a r a ç ã o d o s r e s u l t a d o s d o s t e s t e s de L e h i g h c o m t e s t e s i n d i r e t o s d e s u s c e t i b i 1 i d a d e m o s t r o u que há m e l h o r c o r r e l a ç ã o c o m os v a l o r e s de e s t r i c ç ã o em Z, m e d i d o s na r e g i ã o p r ó x i m a à s u p e r f i c i e da c h a p a l a m i n a d a . Os r e s u l t a d o s p e r m i t e m q u e s t i o n a r a a p l i c a b i l i d a d e do m é t o d o r e c o m e n d a d o p e l o IIW, p a r a t r a ç ã o na d i r e ç ã o - Z , que n e m s e m p r e é r e p r e s e n t a t i v o , e m e s p e c i a l p a r a a ç o s s e m i - a c a l m a d o s . A l é m d i s s o , a a n i s o t r o p i a n a c h a p a - m a t r i2 v e r i f i c a d a em um a ç o t i p o A S T M - A 3 6 m o s t r o u s e r i m p o r t a n t e o c r i t é r i o de a m o s t r a g e m a d o t a d o p e l o f a b r i c a n t e de aço. F i n a l m e n t e , p a r a um a ç o B S 4 3 6 0 c o m c o n t r o l e de i n c l u s õ e s , n ã o s u s c e t í v e l a d e c o e s ã o l a m e l a r , é c o m e n t a d a a p o s s i b i l i d a d e da o c o r r ê n c i a d e t r i n c a d e v i d o a g l o b u l i a a ç ã o i n c o m p l e t a de s u l f e t o s .
X A B S T R A C T T h e w o r k d e s c r i b e s t h e a p p l i c a b i l i t y of t h e L e h i g h tes t, w h i c h a l l o w s a d i r e c t q u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o n of t h e r e s t r a i n t l e ve l a s s o c i a t e d w i t h t h e o c c u r r e n c e of l a m e l l a r t e a r i n g . S t a n d a r d s t r u c t u r a l s t e e l s w i t h r e d u c t i o n in a r e a l e v e l s h i g h e r t h a n 2 0 % s h o w e d r e s i s t a n c e to l a m e l l a r t e a r i n g , w h i c h w a s o b s e r v e d o n l y for r e s t r a i n t l e v e l s e q u i v a l e n t to t h e u l t i m a t e s t r e n g t h of t h e m a t e r i a l s . T h e r e s u l t s of t h e L e h i g h t e s t s w e r e c o r r e l a t e d w i t h m e c h a n i c a l te s t s . T h e best c o r r e l a t i o n w a s o b s e r v e d w i t h s h o r t t r a n s v e r s e r e d u c t i o n in area, w h e n m e a s u r e d n e a r t h e s u r f a c e of the r o l l e d s t e e l . T h e m e t h o d p r o p o s e d by t h e II W s h o r t t r a n s v e r s e t e n s i l e test is d i s c u s s e d , in p a r t i c u l a r its a p p l i c a b i l t y for s e m i - k i l l e d s t e e l s . T h e r e s u l t s of t h e i n v e s t i g a t i o n a l s o r e v e a l e d t h e i m p o r t a n c e of t h e s a m p l i n g c r i t e r i o n a d o p t e d by t h e steel m a n u f a c t u r e r , d u e to t h e s i g n i f i c a t i v e a n i s o t r o p y f o u n d in t h e "ma st er—p l a t e " of a A S T M - A 3 6 s t e e l . At last, for a B S 4 3 6 0 s t e e l w i t h c o n t r o l l e d m o r p h o l o g y of i n c l u s i o n s , c o n s i d e r e d not s u s c e p t i b l e to l a m e l l a r t e a r i n g , t h e p o s s i b i l i t y of c r a c k i n g d u e to i n c o m p l e t e s u l p h i d e g l o b u r i z a t i o n is d i s c u s s e d .
1 I - I N T R O D U Ç Ã O O a d v e n t o da c o n s t r u ç ã o m e t á l i c a de g r a n d e p o r t e t e m e x i g i d o a e s p e c i f i c a ç ã o de c h a p a s de a ç o de e l e v a d a e s p e s s u r a . As c h a p a s d e aço, e m d e c o r r ê n c i a da l a m i n a ç ã o , n o r m a l m e n t e a p r e s e n t a m a n i s o t r o p i a m e c â n i c a , qu e se d e s t a c a p e l a p e r d a de d u t i l i d a d e na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a . E s t a c a r a c t e r í s t i c a é p r i m o r d i a l m e n t e a s s o c i a d a ao a l i n h a m e n t o d a s i n c l u s õ e s n ã o m e t á l i c a s ( s i l i c a t o s e sul-Felos de M a n g a n ê s ) s e g u n d o o p l a n o de . . ~ (i) l a n u n a ç a o A s s o c i a n d o - s e a isto, na m o n t a g e m d a s e s t r u t u r a s , a l g u m a s j u n t a s s ã o s o l d a d a s e m c o n f i g u r a ç ã o d e s f a v o r á v e l , c o m e l e v a d a r e s t r i ç ã o ( j u n t a em 1, j u n t a em â n g u l o o u j u n t a em c r u z ) , de m o d o que é c o m u m gerat—se u m a t e n s ã o r e s i d u a l e l e v a d a no s e n t i d o m a i s d e s f a v o r á v e l da c h a p a . E s t a s c o n d i ç õ e s f a v o r e c e m a o c o r r ê n c i a de um f e n ô m e n o de d e s c o n t i n u i d a d e do t i p o t r i n c a , c o n h e c i d a p o r d e c o e s ã o l a m e l a r , que se c a r a c t e r i z a p e l a (2) l o c a l i z a ç a o n o m e t a l b a s e e p e l a m o r f o l o g i a em d e g r a u s 0 f e n ô m e n o de d e c o e s ã o l a m e l a r n ã o é um f a t o novo. Em m e a d o s d a d é c a d a de 60 já e r a c o n h e c i d a a e x i s t ê n c i a d o p r o b l e m a . (3 b 5) Desfie e n t ã o , n u m e r o s o s e s t u d o s te m s i d o r e a l i z a d o s na t e n t a t i v a de se a v e r i y u a r os e f e i t o s da q u a l i d a d e d a s c h a p a s l a m i n a d a s , d o s p r o c e d i m e n t o s de s o l d a g e m e d o s f a t o r e s r e l a c i o n a d o s ao p r o j e t o d e e s t r u t u r a s s o l d a d a s s o b r e a o c o r r ê n c i a do f e n ô m e n o . N e s t a d é c a d a , os f a b r i c a n t e s de a ç o s n a c i o n a i s ( ó 7 ) (w ‘ se e m p e n h a r a m em p r o d u z i r a ç o s c o m c o n t r o l e de i n c l u s õ e s , p a r a u s o e s p e c í f i c o o n d e a d e c o e s ã o l a m e l a r é u m p r o b l e m a a s e r c o n s i d e r a d o . Os m é t o d o s de e n s a i o s r e c o m e n d a d o s p a r a a v a l i a r a
2 s u s c e t i b i l i d a d e d i s t i n g u i n d o - s e r e s p e c t i v a m e n t e , c o m o u s e m i n t e r f e r ê n c i a da s o l d a g e m . 0 m é t o d o i n d i r e t o m a i s u t i l i z a d o p a r a a v a l i a r a s u s c e t i b i 1 i d a d e de um a ç o à t r i n c a d e d e c o e s ã o l a m e l a r é o e n s a i o de c o r p o s d e p r o v a d e t r a ç ã o e x t r a i d o s na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a < d i r e ç ã o - Z > . A e s t r i c ç ã o e m Z é u t i l i z a d a c o m o u m p a r â m e t r o da s u s c e t i b i 1 i d a d e d a s c h a p a s de a ç o à t r i n c a de d e c o e s a o l a m e l a r . E n t r e t a n t o , a p e s a r de ser um e n s a i o já b a s t a n t e d i f u n d i d o , a l g u n s a u t o r e s q u e s t i o n a r a m a s u a r e p r e s e n t a t i v i d a d e a c o r d o c o m a m e t o d o l o g i a u t i l i z a d a p a r a e x t r a ç ã o d o s c o r p o s d e pr o v a , o e n s a i o a v a l i a a d u t i l i d a d e d a r e g i ã o c e n t r a l da e s p e s s u r a da c h a p a , ao p a s s o que a d e c o e s ã o l a m e l a r o c o r r e p r ó x i m o a s o l d a . D e s t a forma , a r e g i ã o d e m a i o r i n t e r e s s e ( p r ó x i m a à s u p e r f í c i e da c h a p a ) n ã o é a v a l i a d a , pois. é n o r m a l m e n t e u t i l i z a d a p a r a f a b r i c a ç ã o da c a b e ç a d o s c o r p o s de p r o v a . P o r o u t r o lado, os t e s t e s d i r e t o s m a i s p o p u l a r e s , c o m o o t e s t e de C r a n f i e l d e o t e s t e de J a n e l a , s o f r e m de i n c e r t e z a em r e l a ç ã o a o s n í v e i s de t e n s õ e s e d e f o r m a ç õ e s a p l i c a d o s à c h a p a t e s t e . O s r e s u l t a d o s o b t i d o s s ã o n o r m a l m e n t e a p e n a s q u a l i t a t i v o s , o q u e d i f i c u l t a s u a c o r r e l a ç ã o c o m os p r o v e n i e n t e s d e e n s a i o s m e c â n i c o s , c o m o p o r e x e m p l o , a e s t r i c ç ã o e m Z. A l é m d i s s o , u m d o s f a b r i c a n t e s n a c i o n a i s de a ç o s n ã o o b t e v e r e s u l t a d o s s a t i s f a t ó r i o s c o m o t e s t e de J a n e l a . E n s a i o s em d i f e r e n t e s a ç o s e s t r u t u r a i s c o m e s t r i c ç ã o e m Z, d e s d e 10 a t é 6 0 % n ã o r e v e l a r a m n e n h u m a c o r r e l a ç ã o (9) e n t r e a d u t i l i d a d e n a d i r e ç a o - Z e a t e n d e n c i a a t r i n c a 0 p r e s e n t e t r a b a l h o t r a t a da a p l i c a ç ã o de um t e s t e c o m i n t e r f e r ê n c i a d a s o l d a g e m , c o n c e b i d o p o r p e s q u i s a d o r e s da U n i v e r s i d a d e de L e h i g h qU e f o r n e c e d a d o s q u a n t i t a t i v o s d o ~ ~ ( 4 5 ) à d e c o e s ã o l a m e l a r s ã o n u m e r o s o s ' , e n t r e m é t o d o s d i r e t o s e i n d i r e t o s ,
3 n í v e l d e t e n s ã o , a s s o c i a d o a t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . Os o b j e t i v o s d o t r a b a l h o p o d e m s e r a s s i m e s p e c i f i c a d o s : 1 - C o n s t r u ç ã o da b a n c a d a de " E n s a i o de s o 1d a b i 1 i d a d e de L e h i â h " . 2 - A v a l i a ç ã o q u a n t i t a t i v a da s u s c e t i b i 1 i d a d e a d e c o e s ã o l a m e l a r de c h a p a s de a ç o e s t r u t u r a l , d i s t i n t a s e s p e c i a l m e n t e q u a n t o ao g r a u de d e s o x i d a ç ã o e m o r f o l o g i a , n a t u r e z a e t e o r de i n c l u s õ e s n ã o m e t á l i c a s . 3 - A v a l i a r a c o r r e l a ç ã o e n t r e os r e s u l t a d o s do t e s t e d i r e t o ( L e h i g h ) e de t e s t e s i n d i r e t o s , e m e s p e c i a l a e s t r i c ç ã o em Z, c o m e n f o q u e p a r a as q u e s t õ e s : - M e t o d o l o g i a p a r a e s c o l h a da l o c a l i z a ç ã o de c o r p o s de p r o v a p a r a t r a ç ã o em Z . - P o s i ç ã o de a m o s t r a g e m na " c h a p a - m a t r i z ” p e l o f a b r i c a n t e do aço.
2 - R E V I S S O B I B L I O G R Á F I C A 2.1 - C o n d i ç õ e s de f o r m a ç ã o da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r 0 -Fenômeno de -Formação de d e s c o n t i n u i d a d e d o t i p o t r i n c a , o b s e r v a d o em j u n t a s s o l d a d a s c o m e l e v a d a s r e s t r i ç õ e s e u m a y e o m e t r i a tal que o m e t a l b a s e s e j a s o l i c i t a d o p e r p e n d i c u l a r m e n t e a o s e u p l a n o de l a m i n a ç ã o , é d e n o m i n a d o d e c o e s ã o lamela»' S u a s c a r a c t e r í s t i c a s p e c u l i a r e s a d i s t i n g u e m d a s d e m a i s t r i n c a s d e s e n v o l v i d a s p e l o m e c a n i s m o de f i s s u r a ç ã o a -Frio. D e s l a c a - s e a l o c a l i z a ç ã o da t r i n c a n o met al b a s e , n o r m a l m e n t e f o r a da ZAC, p a r a l e l a m e n t e à l i n h a de f u s ã o e ao p l a n o de l a m i n a ç ã o , a s s u m i n d o um p e r f i l em d e g r a u s , c o n f o r m e i l u s t r a d o n a f i g u r a 1, p a r a u m a j u n t a s o l d a d a c o m c o n f i y u r a ç ã o t i p i c a m e n t e e x p o s t a à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . i i <e > l a m e l a r F i g u r a 1 - P e r f i l c a r a c t e r í s t i c o da t r i n c a de d e c o e s ã o
5 A t r i n c a d e d e c o e s ã o l a m e l a r d e c o r r e de u m a r e s t r i ç ã o a d e f o r m a ç ã o , c o n d i c i o n a d a à b a i x a d u t i l i d a d e na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a , n a s o l d a g e m de j u n t a s de c o n f i g u r a ç ã o d e s f a v o r á v e l , d e m o d o q u e a t e n s ã o o r i u n d a da s o l d a g e m se m a n i f e s t e p e r p e n d i c u l a r m e n t e a o p l a n o de l a m i n a ç ã o . A o c o r r ê n c i a d e s t e f e n o m e n o e c o n d i c i o n a d a a o s s e g u i n t e s f a t o r e s 1 - 0 m a t e r i a l d e v e ser s u s c e t í v e l à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r , o u seja, d e v e se c a r a c t e r i z a r p o r b a i x a d u t i l i d a d e na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a . E s t a c a r a c t e r í s t i c a é a s s o c i a d a p r i m o r d i a l m e n t e ao a l i n h a m e n t o de i n c l u s õ e s no p l a n o de l a m i n a ç ã o do m a t e r i a l . £ - D e s e n v o l v i m e n t o de u m a t e n s ã o d e t r a ç ã o na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a , p r o v e n i e n t e d o e f e i t o t é r m o - m e c â n i c o da s o l d a g e m na j u n t a a l t a m e n t e r e s t r i n g i d a . 3 - A o r i e n t a ç ã o da s o l d a d e v e s e r tal qu e a l i n h a de f u s ã o s e j a p a r a l e l a ao p l a n o de l a m i n a ç ã o . O s f a t o r e s 2 e 3 s ã o d e c o r r e n t e s d a s c a r a c t e r í s t i c a s da j u n t a ( p r o j e t o ) e d o s p r o c e d i m e n t o s de s o l d a g e m . A s e g u i r s e r ã o t r a t a d o s os e f e i t o s de c a d a u m d e s t e s f a t o r e s s e p a r a d a m e n t e e a s p r e c a u ç õ e s s u g e r i d a s p a r a m i n i m i z a r a o c o r r ê n c i a d a t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r .
6 p r o p c r i s est r s e g r met á met á c o m o d ire t í p i 2 . 1 . 1 - E f e i t o d a s i n c l u s õ e s n ã o m e t á l i c a s 2 . Í . Í . 1 - A l i n h a m e n t o de i n c l u s õ e s e o m e c a n i s m o de f o r m a ç ã o da t r i n c a . As c h a p a s de a ç o s l a m i n a d a s a p r e s e n t a m , n o r m a l m e n t e , ■iedades a n i s o t r ó p i c a s que d e c o r r e m d a o r i e n t a ç ã o . a l o y r á f i c a p r e f e r e n c i a l e do a l i n h a m e n t o de d e s c o n t i n u i d a d e s i t u r a i s e x i s t e n t e s n a m a t r i z m e t á l i c a , t a i s c o m o ?ya çõ es, v a d i o s , p a r t í c u l a s de s e g u n d a f a s e e i n c l u s õ e s n ã o licas. D e n t r e e s s a s d e s c o n t i n u i d a d e s , as i n c l u s õ e s n ã o licas, a l o n g a d a s no s e n t i d o da l a m i n a ç ã o , s ã o a p r e s e n t a d a s e l e m e n t o s p o t e n c i a i s p a r a d e g r a d a ç ã o da d u t i l i d a d e na ( 1 1 , 1 2 , 1 3 ) .. ' . . ;ao da e s p e s s u r a . A f i g u r a 2 m o s t r a o a s p e c t o :o de i n c l u s õ e s a p ó s a l a m i n a ç ã o . aí?" X 100 F i g u r a 2 - I n c l u s õ e s a l o n g a d a s p e l a l a m i n a ç ã o .
7 N a f i g u r a 3 é a p r e s e n t a d a u m a c u r v a d e t e n s ã o X dtfforrnação, p a r a c o r p o s de p r o v a de t r a ç ã o n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a . O b s e r v e - s e que as p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a s ã o i n f e r i o r e s à q u e l e s na d i r e ç ã o da l a m i n a ç ã o , n o t a d a m e n t e p a r a os v a l o r e s de a l o n g a m e n t o e e s t r i c ç ã o . Kg/m m 40 30 20
10
'Qi' dir. z 10 dir. x L E Kg/mm2 « X 27 z 25 L R Kg/mm* 44 33 A % 34 4 RA % 69 9 20 30 40 A C % ] F i g u r a 3 - C u r v a de t e n s ã o x d e f o r m a ç ã o d e a ç o e s t r u t u r a l na d i r e ç ã o p r i n c i p a l e na , . ~ . (13) d i r e ç ã o da e s p e s s u r a E s t a a n i s o t r o p i a p o d e ser e x p l i c a d a p e l o e f e i t o da c o n c e n t r a ç ã o de t e n s õ e s n a s p o n t a s d e i n c l u s õ e s , e f e i t o qu e se t o r n a m u i t o a c e n t u a d o q u a n d o a t e n s ã o é a p l i c a d a na d i r e ç ã o n o r m a l ao p l a n o de l a m i n a ç ã o d e s t a s i n c l u s õ e s . A s t e n s õ e s o r i y i n a d a s p o r e f e i t o s t é r m i c o s de s o l d a g e m p o d e m p r o d u z i r t r i n c a s p o r c l i v a g e m , qu e a c o m p a n h a m as i n c l u s õ e s , r n t e r 1 i g a n d o - s e p a r a c o n f e r i r a f r a t u r a . r i . (14) . . • E l i o t l o b s e r v o u que o p r o c e s s o que c o n d u E a f r a t u r a e n v o l v e a f o r m a ç ã o de c a v i d a d e s em t o r n o d e i n c l u s õ e s , as q u a i s se o r i g i n a m p o r t r i n c a de i n c l u s õ e s e / o u p o r d e c o e s ã o da8 i n t e r f a c e i n c l u s ã o / m a t r i z . A o r i g e m d e s t a s c a v i d a d e s é i n f l u e n c i a d a p e l a s c a r a c t e r í s t i c a s de d e f o r m a ç ã o d a s i n c l u s õ e s e p e l o v a l o r d a c o e s ã o i n t e r f a c i a l . E s s a s p r o p r i e d a d e s v a r i a m c o m a c o m p o s i ç ã o d a s i n c l u s õ e s e c o m a p r e s e n ç a d e i m p u r e z a s , t a i s c o m o , P, Sb, Sn, e t c ., que t e n d e m a f r a g i l i z a r a i n t e r f a c e a p u d (15) U m a v e z f o r m a d a s as cavid?<áes j u n t o as i n c l u s õ e s p r o s s e g u e - s e a u n i ã o e n t r e as c a v i d a d e s v i z i n h a s , o r i g i n a n d o u m t e r r a ç o , p a r a l e l o ao p l a n o de l a m i n a ç ã o . V á r i a s f o r m a s d e u n i ã o t e m s i d o v e r i f i c a d a s . E n t r e os m e c a n i s m o s m a i s f r e q u e n t e m e n t e c i t a d o s e s t ã o o do t i p o e m p e s c o ç a m e n t o ( n e c k i n g ) , c o a l e s c i m e n t o d* m i c r o c a v i d a d e s e q u a s e - c 1 i v a g e m a P uc**15)^ ^ u n i ã o de t e r r a ç o s de p l a n o s a d j a c e n t e s p o r m e i o de c i z a l h a m e n t o v e r t i c a l na m a t r i z , c u j o a s p e c t o d e p e n d e d a s i n c l u s õ e s c i r c u n v i z i n h a s , c o n f e r e o p e r f i l f i na l d a f r a t u r a c o m c a r a c t e r í s t i c a de u m d e g r a u ( f i g u r a . 4 > * ^ . D ire çã o de p ro p a g a ç ã o da t r in c a —;--- ■ ---Direcao u da tensão Inclusões alongadas União por
cizalham ento v e rtic a l O ecoesão em I I
inclusões
ESTADO INICIAL ZONA DE ZONA DE DE M A T E R IA L DECOESÃO TRINCA
~ (2)
de d e c o e s ã o l a m e l a r
9 2 . 1 . 1 . 2 - A d e f o r m a b i 1 i d a d e d o s p r i n c i p a i s t i p o s de i n c l u s õ e s n o s a ç o s As i n c l u s õ e s de o c o r r ê n c i a m a i s f r e q u e n t e n o s a ç o s s ã o os s u l f e t o s , o s s i l i c a t o s e os ó x i d o s . A d e f o r m a b i l i d a d e ~ (16) d e s t a s i n c l u s õ e s é d e p e n d e n t e da t e m p e r a t u r a de c o n f o r m a ç ã o O s ó x i d o s , em g e r a l , s ã o c o n s i d e r a d o s i n d e f o r m á v e i s n a s r a t u r a s n o r m a i s de l a m i n a ç ã o , d e v i d o ao s e u a l t o p o n t o de e p o r t a n t o m a n t é m su a f o r m a g l o b u l i z a d a . As i n c l u s õ e s de at os , p o r é m , m o s t r a m d e f o r m a b i 1 i d a d e c r e s c e n t e c o m o to d e t e m p e r a t u r a . A d e f o r m a ç ã o é t a n t o m a i o r q u a n t o m a i s for o p o n t o de f u s ã o d o s s i l i c a t o s . A s s i m p o r e x e m p l o , o a t o de a l u m i n i o ( P F : 1 8 1 6 °C) é m e n o s d e f o r m á v e l q ue o a t o de m a n g a n ê s ( P F : 1 2 7 3 °C> ( 1 7 > . E n t r e t a n t o , as i n c l u s õ e s de s u l f e t o s , e n t r e elas, o to de m a n g a n ê s que é n o r m a l m e n t e p r e d o m i n a n t e , n ã o t e m i ç ã o c l a r a q u a n t o a su a d e f o r m a b i 1 i d a d e . I s t o s e e x p l i c a e x i s t ê n c i a de t r ê s m o r f o l o g i a s d i f e r e n t e s de i n c l u s õ e s de q ue s ã o c l a s s i f i c a d a s e m f u n ç ã o d o t e o r de o x i g ê n i o e ... ( 1 7 , 1 8 , 1 9 ) m o c o n t i d o s n o a ç o - T i p o I: G l o b u l a r . S ã o e n c o n t r a d a s em a ç o s e f e r v e s c e n t e s e s e m i - a c a l m a d o s o n d e a p r e s e n ç a de o x i g ê n i o é r e l a t i v a m e n t e a l t a ( F i g u r a 5a>. - T i p o II: A r v o r e a d o ( r e d e d e d e n d r i t a ) . E n c o n t r a d a s em a ç o s a c a l m a d o s ao a l u m i n i o ( F i g u r a 5b). - T i p o III:, P a r t í c u l a a n g u l a r . S ã o n o r m a l m e n t e e n c o n t r a d o s elm a ç o s t o t a l m e n t e a c a l m a d o s c o m e x c e s s o de a l u m i n i o ( F i g u r a 5c). t e m p e f u s ã o s i 1 ic d u m e n b a i x o s 11 i c s i 1 ic sul fe d e f in p e l a M n S , a 1 u m i
10 0 t i p o I é c o n s i d e r a d o p o u c o d e f o r m á v e l e f r e q u e n t e m e n t e s ã o e n c o n t r a d o s p r e c i p i t a d o s ó x i d o s j u n t o ao MnS, f o r m a n d o um c o r p o d u p l e x . P o r o u t r o lado, t a n t o o t i p o II, c o m o o t i p o III s ã o c o n s i d e r a d o s d e f o r m á v e i s e e n c o n t r a m - s e em c h a p a s l a m i n a d a s em f o r m a b a s t a n t e a l o n g a d a . P o r e s s e a s p e c t o , a l g u n s p e s q u i s a d o r e s * ^ ' têm a p o n t a d o s as i n c l u s õ e s de M n S do t i p o II e III c o m o as qu e m a i s p r o p o r c i o n a m a p e r d a da d u t i l i d a d e na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a . (c) F i g u r a 5 - M o r f o l o g i a de i n c l u s õ e s de M n S o b s e r v a d a e m a ç o s ( a n t e s da l a m i n a ç ã o ) . a ) t i p o I b ) t i p o II c) t i p o III
11 As i n c l u s õ e s de s i l i c a t o s t a m b é m s ã o a l t a m e n t e d e t e r i o r a n t e s p e l a s u a f r a g i l i z a ç ã o d u r a n t e a l a m i n a ç ã o , o c a s i o n a n d o u m d e f e i t o o c u l t o que p o d e f a c i l m e n t e a f l o r a r c o m ~ (14) i n t e r v e n ç ã o de u m e s f o r ç o e x t e r n o A l é m d i s s o , a d i f e r e n ç a b a s t a n t e s e n s í v e l n o c o e f i c i e n t e de d i l a t a ç ã o t é r m i c a e n t r e e s t a p a r t í c u l a e a m a t r i z f a c i l i t a r i a a n u c l e a ç ã o de v a z i o s em e n s a i o s p o s t e r i o r e s à u m a o p e r a ç ã o de s o l d a g e m . 2 . 1 . 1 . 3 - I m p o r t â n c i a d a q u a n t i d a d e e d a f o r m a de i n c l u s õ e s na d u t i l i d a d e , na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a S e n d o a d e c o e s ã o l a m e l a r o r i g i n a d a po r t r i n c a s n u c l e a d a s em i n c l u s õ e s e p o s t e r i o r m e n t e i n t e r l i g a d a s , t o r n a - s e c l a r a a d e p e n d ê n c i a d o m e c a n i s m o de f r a t u r a da q u a n t i d a d e d a s i n c l u s õ e s , p o i s a q u a n t i d a d e m a i s a l t a de i n c l u s õ e s i m p l i c a em m a i o r p r o x i m i d a d e e n t r e as m e s m a s . A e s t r i c ç ã o e m Z, c o m o m e d i d a de d u t i l i d a d e , t e m s i d o u s a d a c o m o p a r â m e t r o d e s u s c e t i b i 1 i d a d e à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . E s t a p r o p r i e d a d e é f o r t e m e n t e i n f l u e n c i a d a p e l a (3) q u a n t i d a d e de i n c l u s õ e s . 0 r e s u l t a d o e x p e r i m e n t a l d e F a r r a r m o s t r a c l a r a m e n t e e s t e f a t o ( f i g u r a 6). Q u a n d o u m a c h a p a l a m i n a d a é s o l i c i t a d a n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a , a c o n c e n t r a ç ã o de t e n s õ e s ao r e d o r de u m a i n c l u s ã o ir á d e p e n d e r de s u a form a. As i n c l u s õ e s m a i s a l o n g a d a s d ã o m a i o r f a t o r de c o n c e n t r a ç ã o de t e n s õ e s n a s s u a s p o n t a s . (11) ~ N a k a o et al , e s t u d a n d o o e f e i t o da t a x a de r e d u ç ã o (a d i f e r e n ç a p e r c e n t u a l e n t r e e s p e s s u r a i n i c i a l e final na
12 v, (%) Estripõo -z (%) F i g u r a 6 - V a r i a ç ã o da e s t r i c ç ã o em Z e m f u n ç ã o da ~ ~ < 3) f r a ç ã o de v o l u m e s de i n c l u s õ e s l a m i n a ç ã o ) o b s e r v a r a m qu e as p r o p r i e d a d e s a n i s o t r ó p i c a s v a r i a v a m s e n s i v e l m e n t e a p a r t i r da r e d u ç ã o de 7 0 % e a t r i b u i r a m a e s t e f a t o o m a i o r a l o n g a m e n t o de i n c l u s õ e s . E s t a c o n s t a t a ç ã o é c o n s i s t e n t e , p o r t a n t o , c o m a g r a n d e i n c i d ê n c i a de d e c o e s ã o l a m e l a r v e r i f i c a d a p a r a as c h a p a s de e s p e s s u r a s n a s f a i x a s de 20 a 6 0 m m c h a p a s de e s p e s s u r a m u i t o e l e v a d a o p e q u e n o g r a u (11) de d e f o r m a ç a o r e s u l t a em i n c l u s õ e s p o u c o a l o n g a d a s , d e s t e m o d o r e d u z i n d o a p o s s i b i l i d a d e da o c o r r ê n c i a d a t r i n c a . P o r o u t r o (3) lado, a c r e d i t a - s e que p a r a e s p e s s u r a i n f e r i o r e s a 20m m , m u i t a s v e z e s a f l e x ã o d a c h a p a a l i v i e as t e n s õ e s o r i u n d a s da s o l d a g e m , s u p r i m i n d o a d e c o e s ã o l a m e l a r , e m b o r a h a j a r e l a t o s da o c o r r ê n c i a da d e c o e s ã o l a m e l a r e m c h a p a s d e e s p e s s u r a s i n f e r i o r e s a 2 0 m m . (2 1) Os r e s u l t a d o s e x p e r i m e n t a i s de B e r n a r d et al ,
13 r e p r e s e n t a d o s n a f i g u r a 7, i l u s t r a m c l a r a m e n t e o d e c r é s c i m o da e s t r i c ç ã o em Z c o m o p a r â m e t r o r e l a c i o n a d o c o m a f o r m a de i n c l u s õ e s , que é a s o m a de c o m p r i m e n t o s de i n c l u s õ e s p r o j e t a d o s n o s e n t i d o da l a m i n a ç ã o , p o r u n i d a d e de área. A p e r d a d a d u t i l i d a d e n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a t a m b é m t e m s i d o r e l a c i o n a d a a p r e s e n ç a de e l e m e n t o s d e liga, p r i n c i p a l m e n t e d e S, t e n d o em v i s t a a v i n c u l a ç ã o d e s t e p a r â m e t r o c o m a q u a n t i d a d e de i n c l u s õ e s de MnS. A t r a v é s d o s r e s u l t a d o s de (11) N a k a o et al , r e p r e s e n t a d o s na f i g u r a 8, p o d e - s e c o n s t a t a r o d e c r é s c i m o do a l o n g a m e n t o em Z c o m o a u m e n t o de p e r c e n t u a l de S, a s s i m c o m o a p r o n u n c i a d a m e l h o r i a p a r a t e o r e s a b a i x o de 0 . 0 1 0 % d e s t e e l e m e n t o n o aço. E s triçõ o - z. (%) Pícm'1) F i g ü r a 7 V a r i a ç ã o da e s t r i c ç ã o na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a em f u n ç ã o d o c o m p r i m e n t o p r o j e t a d o ( P ) ( 2 1 ) .
14 Alongam ento - z (%) 4 8 12 16 20 24 28 32 (10'3 % S ) F i g u r a 8 - R e l a ç ã o e n t r e o p e r c e n t u a l d o t e o r S e o a l o n g a m e n t o n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a £ . 1 . 2 - E f e i t o d a s t e n s õ e s r e s i d u a i s 2 . 1 . 2 . 1 - G e o m e t r i a da j u n t a S e m p r e que a d e c o e s ã o l a m e l a r é u m p r o b l e m a l a t e n t e , d o i s c r i t é r i o s d e t e r m i n a n t e s s ã o c o n s i d e r a d o s n a c o n c e p ç ã o da j u n t a s a s o l d a r : a q u a n t i d a d e do m e tal d e p o s i t a d o e a d i r e ç ã o (13) p r e f e r e n c i a l d a s t e n s õ e s r e s i d u a i s a t u a n t e s C o m o a u m e n t o n o v o l u m e d o met al d e p o s i t a d o m a i o r s e r á a c o n t r a ç ã o p r o v o c a d a . p e l a s o l i d i f i c a ç ã o d o m e s m o e a s s i m a u m e n t a a d i f i c u l d a d e da j u n t a em a b s o r v e r tal d e f o r m a ç ã o . P o r o u t r o lad o, c o n f o r m e a g e o m e t r i a , a d i r e ç ã o p r e f e r e n c i a l d a s t e n s õ e s p o d e se r a l t e r a d a . A c o n d i ç ã o m a i s d e s f a v o r á v e l d á - s e
15 q u a n d o a z o n a d e l i g a ç ã o é p a r a l e l a ao p l a n o . de l a m i n a ç ã o , c o n f o r m e o e x e m p l o da f i g u r a 9. LAMINAÇAO F i g u r a 9 - J u n t a em 1, c u j a g e o m e t r i a é a s s o c i a d a a o r i e n t a ç ã o de t e n s õ e s no s e n t i d o m a i s d e s f a v o r á v e l . 2 . 1 . 2 . 2 - G r a u de r e s t r i ç ã o 0 g r a u d e r e s t r i ç ã o da j ú n l a p o d e se r d e f i n i d o p e l o g r a u de d i f i c u l d a d e qu e a m e s m a t e m e m a b s o r v e r a e x p a n s ã o e a c o n t r a ç ã o p r o v o c a d a s p e l a s o l d a g e m , em f u n ç ã o da m a i o r ou m e n o r r i g i d e z d a e s t r u t u r a s o l d a d a . A j u n t a e s t a n d o i m p e d i d a de se m o v i m e n t a r ou d e f o r m a r o r i g i n a um e s t a d o de t e n s õ e s , d e n o m i n a d a s t e n s õ e s r e s i d u a i s de r e a ç ã o na s o l d a g e m . Q u a n t o m a i o r for o g r a u de r e s t r i ç ã o m a i o r s e r á a i n t e n s i d a d e . d e s t a s t e n s õ e s , p o d e n d o s e r da o r d e m d o l i m i t e d e e s c o a m e n t o d o m a t e r i a l .
16 A i n d a qu e as c h a p a s de a ç o a p r e s e n t e m b a i x a d u t i l i d a d e na d i r e ç ã o d a e s p e s s u r a , n o t a - s e um c o n s e n s o g er al na l i t e r a t u r a ( O o o o \ ' , q u e a o c o r r ê n c i a da d e c o e s a o l a m e l a r d e p e n d e do nív e l de t e n s õ e s a t u a n t e s , o u sej a, d o g r a u d e r e s t r i ç ã o d a ju n t a . As f i g u r a s 10a, b e c a p r e s e n t a m e s t r u t u r a s s o l d a d a s de a l t a r e s t r i ç ã o d e c o n f i g u r a ç ã o t i p i c a m e n t e d e s f a v o r á v e i s , q u e s ã o c o m u m e n t e a s s o c i a d a s à o c o r r ê n c i a de d e c o e s a o l a m e l a r . A l y u n s p e s q u i s a d o r e s c o m o um m e i o de se c a r a c t e r i z a r o g r a u de r e s t r i ç ã o a s s o c i a d o à o c o r r ê n c i a de d e c o e s a o , e s t u d a r a m a q u a n t i f i c a ç ã o do t e r m o r e s t r i ç ã o . 0 r e s u l t a d o e x p e r i m e n t a l de M a l i k e G r a v i l l e , a p r e s e n t a d o n a f i g u r a 11, e n v o l v e n d o a ç o s c o m v á r i o s n í v e i s d e d u t i l i d a d e , m o s t r a a po<;s i h i 1 i d a d e da e x i s t ê n c i a de u m a r e s t r i ç ã o c r í t i c a , c o r r e s p o n d e n t e ao n í v e l de d u t i l i d a d e do aço, a c i m a d o qual p o d e o c o r r e r a d e c o e s ã o l a m e l a r . Os m é t o d o s d e a v a l i a ç ã o s e r ã o c o m e n t a d o s n o i t e m 2.2. 2 . 1 . 3 - E f e i t o da c o n t a m i n a ç ã o p o r h i d r o g ê n i o Os p r o c e s s o s de s o l d a g e m ao a r c o e l é t r i c o s ã o os m a i s l a r g a m e n t e u s a d o s na c o n s t r u ç ã o m e t á l i c a . A v a r i e d a d e de p o s i ç õ e s d e s o l d a q e m e as d i f i c u l d a d e s de a c e s s o e de a u t o m a t i z a ç ã o n a s c o n s t r u ç õ e s de q r a n d e p o r t e a i n d a f a v o r e c e m o u s o de a r c o e l é t r i c o c o m e l e t r o d o r e v e s t i d o . U m p r o b l e m a r n m u m n e s t e p r o c e s s o é a p r e s e n ç a de h i d r o q ê n i o , qu e se o r i q i n a , p r i n c i p a l m e n t e , d o s c o m p o s t o s o r g â n i c o s d o s r e v e s t i m e n t o s e da u m i d a d e do m e i o a m b i e n t e .
17
F i y u r a 1.0 - E s t r u t u r a s t i p i c a m e n t e s u s c e t í v e i s à de d e c o e s ã o l a m e l a r .
18 < Ui o: < Ui o o l< o O O Ui cc 40
30
20 -10o Decoesõo lomelar nõo observada
0
5
TO
15
20
25
RESTRIÇÃO CRÍTICA (MPa x lO '3 )
F i g u r a 11 - D e l i n e a m e n t o da l i n h a de o c o r r ê n c i a da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r d e v á r i o s a ç o s (22) (24) ,. . . . . . . F a r r a r r e a l i z o u u m a s e n e de e x p e r i e n c i a s c o m o i n t u i t o de a v e r i g u a r a i n f l u ê n c i a do h i d r o g ê n i o na s u s c e t i b i 1 i d a d e à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . C o m o r e s u l t a d o o b s e r v o u qu e a l g u n s a ç o s s u s c e t í v e i s d e i x a r a m de a p r e s e n t a r o f e n ô m e n o na m e d i d a que foi l i m i t a d a a p o s s i b i l i a d e de a b s o r ç ã o d e h i d r o g ê n i o p e l o m e t a l de s o l d a . A l é m d i s s o , v e r i f i c o u - s e qu e a d e c o e s ã o l a m e l a r é u m f e n ô m e n o d e p e n d e n t e d o tem po . A d m i t e - s e q u e e s t e t e m p o é o n e c e s s á r i o p a r a d i f u s ã o do h i d r o g ê n i o . p a r a c a m p o s de t e n s õ e s em t o r n o de i n c l u s õ e s , c o n t r i b u i n d o p a r a o m e c a n i s m o de f r a g i l i z a ç ã o da f e r r i t a e p a r a a t r i n c a d e c l i v a g e m , d a n d o i n í c i o e m s e q u ê n c i a a o f e n ô m e n o de d e c o e s ã o l a m e l a r a p u d ( 5 ) A i n f l u ê n c i a d o h i d r o g ê n i o na s u s c e t i b i 1 i d a d e t a m b é m
19 foi o b s e r v a d a e m e s t u d o r e a l i z a d o p o r K a u f m a n et al qu e u t i l i z a n d o a m i s t u r a de a r g o n i o e IX de á g u a n o p r o c e s s o a a r c o p r o t e g i d o à gas, p u d e r a m v e r i f i c a r p a r a um m e s m o aço, um a u m e n t o s u b s t a n c i a l na s u s c e t i b i 1 i d a d e c o m p a r a t i v a m e n t e a a t m o s f e r a de a r g ô n i o pur o. £ . £ - M é t o d o s de a v a l i a ç ã o da s u s c e t i b i 1 i d a d e à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r Em s e q u ê n c i a a o s p r i m e i r o s m é t o d o s de a v a l i a ç ã o p r o p o s t os p o r M e y e r (26) e m m e a d o s de d e c a d a de. , j 60, i n ú m e r a s out r a s p r o p o s t as t ê m s i d o p u b l i c a d a s (1'2 , 3 , 4 , 5 , 2 7 , 2 8 ) P o d e - s e c l a s s i f i c a r os m é t o d o s de e n s a i o em: - A n á l i s e m e t a l o g r á f i c a - E n s a i o s n ã o d e s t r u t i v o s - E n s a i o s d e s t r u t i v o s A s e g u i r s e r ã o d e s c r i t a s , b r e v e m e n t e , as t é c n i c a s m a i s d i f u n d i d a s p a r a a v a l i a ç ã o da s u s c e t i b i 1 i d a d e a t r i n c a de d e c o e s ã o 1 a m e lar. £ . 2 . 1 - A n á l i s e m e t a l o g r á f i c a A t r a v é s da m e t a l o g r a f i a q u a n t i t a t i v a p o d e - s e d e t e r m i n a r a " f r a ç ã o v o l u m é t r i c a ” de i n c l u s õ e s , m e d i d a a t r a v é s da f r a ç ã o de i n c l u s õ e s e m u m a d a d a á r e a e o " c o m p r i m e n t o p r o j e t a d o " que c o n s i s t e e m s o m a r o s c o m p r i m e n t o s de i n c l u s õ e s p o r u n i d a d e de
á r e a , p r o j e t a d o n o e i x o da l a m i n a ç ã o T a i s d a d o s q u a n t i t a t i v o s d a s i n c l u s õ e s s ã o c o r r e l a c i o n a d o s c o m o u t r a s v a r i á v e i s , c o m o p o r e x e m p l o a e s t r i c ç ã o em Z, p a r a q u a l i f i c a r a ~ (21 29) s u s c e t i b i 1 i d a d e de u m a ç o à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r ' U m a d a s f o n t e s de e r r o m a i s i m p o r t a n t e s c o m e n t a d a a r e s p e i t o d e s t e s m é t o d o s de a n á l i s e é a f a l t a d e / . , (30) r e p r e s e n t a t í v x d a d e d a s a r e a s de a m o s t r a g e m , o u seja, as á r e a s s e l e c i o n a d a s n ã o s e r i a m e x a t a m e n t e r e p r e s e n t a t i v a s do c o r p o de p r o v a c o m o um to do. E n t r e t a n t o , u m a c a r a c t e r í s t i c a i m p o r t a n t e do m é t o d o e s t a t í s t i c o é que a p r o b a b i l i d a d e de se e x c e d e r u m d e t e r m i n a d o e r r o p o d e se t o r n a r t ã o p e q u e n a q u a n t o se q u e i r a , d e s d e que se f a ç a u m n ú m e r o d e m e d i d a s s u f i c i e n t e m e n t e (29) y r a n d e . A s s i m , F a r r a r et al o b t i v e r a m b o n s r e s u l t a d o s na c o r r e l a ç ã o c o m o e n s a i o de d o b r a m e n t o c o m e n t a l h e , t o m a n d o p o r b a s e 2 9 4 m e d i d a s ( p o n t o s de l e i t u r a ) , r e a l i z a d a s a t r a v é s de r e t i c u l a d o s de 49 p o n t o s e m 6 r e g i õ e s da a m o s t r a r e t i r a d a p r ó x i m a à s u p e r f í c i e f r a t u r a d a . (21) B e r n a r d et al , c o m s e m e l h a n t e n u m e r o de m e d i d a s f e i t a s a t r a v é s d e r e t i c u l a d o s de 10 0 p o n t o s e e m 3 r e g i õ e s da a m o s t r a , t a m b é m o b t i v e r a m b o n s r e s u l t a d o s de c o r r e l a ç ã o c o m a e s t r i c ç ã o em Z, c o n f o r m e a i l u s t r a ç ã o da f i g u r a 8, já a p r e s e n t a d a a n t e r i o r m e n t e . (16) 2 . 2 . 2 - E n s a i o s n ã o d e s t r u t i v o s S ã o d i s p o n í v e i s d i f e r e n t e s m é t o d o s n ã o d e s t r u t i v o s p a r a a d e t e c ç ã o de t r i n c a s em s o l d a g e m , d e p e n d e n d o da l o c a l i z a ç ã o d o s d e f e i t o s . As t r i n c a s s u p e r f i c i a i s s ã o c o m u m e n t e d e t e c t a d a s
21 v i s u a l m e n t e p o r l í q u i d o s p e n e t r a n t e s o u p o r p a r t í c u l a s m a g n é t i c a s , e n q u a n t o p a r a as t r i n c a s i n t e r n a s s ã o u t i l i z a d a s r e c u r s o s c o m o r a d i o g r a f i a e u l t r a - s o m . A p a r t i c u l a r i d a d e da l o c a l i z a ç ã o e da o r i e n t a ç ã o da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r t o r n a o m é t o d o u l t r a s ô n i c o , e n t r e < 3 > e le s , c o m o o m é t o d o m a i s i n d i c a d o . E n t r e t a n t o , as t é c n i c a s < 26 27 ) c o n v e n c i o n a i s t ê m se m o s t r a d o de d i f í c i l a p l i c a ç ã o ' d e v i d o a d i f i c u l d a d e e m i n t e r p r e t a r o e c o g r a m a , o n d e a d e c o e s ã o l a m e l a r p o d e s e r c o n f u n d i d a c o m u m a c o l ô n i a de i n c l u s õ e s e t a m b é m c o m os o u t r o s t i p o s de t r i n c a . (31) R e c e n t e m e n t e f o r a m f e i t o s e s t u d o s p a r a d e t e r m i n a r a c o n f i a b i l i d a d e d o m é t o d o u l t r a s ô n i c o no qu e d i z r e s p e i t o à d e t e c t a b i 1 i d a d e da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . 0 r e s u l t a d o i n t e r e s s a n t e d e s t e e s t u d o foi a d e t e c ç ã o da t r i n c a de s u f i c i e n t e t a m a n h o a n t e s que a p e r d a de r e s i s t ê n c i a da j u n t a a t i n g i s s e m a i s qu e 15% P o r o u t r o lado, t e n t a t i v a s t e m s i d o r e a l i z a d a s no s e n t i d o d e p r é - q u a l i f i c a r o a ç o a t r a v é s da a n á l i s e de e c o g r a m a s de u l t r a - s o m q u a n t o ao p o s s í v e l r i s c o de o c o r r ê n c i a da t r i n c a de ~ (26 31 32) d e c o e s ã o l a m e l a r ' ' E n t r e as p o s s i b i l i d a d e s p o d e m ser (26) c i t a d a s a t é c n i c a de a t e n u a ç ã o d e s i n a i s p r o p o s t a p o r M e y e r e a t é c n i c a d e i n t e g r a ç ã o de s i n a i s de e c o p r o p o s t a p o r D o l b y et (32) al C o n t u d o , os r e s u l t a d o s o b s e r v a d o s a t e o p r e s e n t e m o m e n t o ~ (33) n ã o s ã o c o n s i d e r a d o s p l e n a m e n t e c o n f i á v e i s . A t u a l m e n t e e s t a s e n d o d e s e n v o l v i d o n o L A B S O L D A - U F S C um e s t u d o , p a r a l e l a m e n t e a e s t e , a r e s p e i t o d a u t i l i z a ç ã o d a s t é c n i c a s a c i m a p a r a a v a l i a r a s u s c e t i b i 1 i d a d e d e um a ç o à d e c o e s ã o l a m e l a r .
22 2 . 2 . 3 - E n s a i o s d e s t r u t i v o s As p r o p o s t a s de e n s a i o s d e s t r u t i v o s s ã o f o c a l i z a d a s s o b r e a m e d i ç ã o da c a p a c i d a d e de d e f o r m a ç ã o da c h a p a d e a ç o na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a . P o d e - s e d i s t i n g u i r d o i s t i p o s d e e n s a i o s : - E n s a i o s d e s t r u t i v o s p a r a l e v a n t a m e n t o d a s p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a . - E n s a i o s d e s t r u t i v o s c o m i n t e r f e r ê n c i a de s o l d a g e m . 2 . 2 . 3 . i - E n s a i o s d e s t r u t i v o s p a r a l e v a n t a m e n t o de p r o p r i e d a d e s m e c â n i c a s na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a S ã o e n s a i o s que p e r m i t e m ?. q u a l i f i c a ç ã o d o m e ta l ba se, de f o r m a i n d i r e t a , q u a n t o à s u a s u s c e t i b i 1 i d a d e à d e c o e s ã o 1 a m e 1 a r . a - E n s a i o de t r a ç ã o em Z E s t e é o e n s a i o m a i s d i f u n d i d o . De a c o r d o c o m o IIW ( I n s t i t u t e I n t e r n a t i o n a l W e l d i n g ) s ã o r e c o m e n d a d o s os s e g u i n t e s p r o c e d i m e n t o s p a r a f a b r i c a ç ã o de c o r p o de p r o v a c o n f o r m e a . , (34) e s p e s s u r a da c h a p a P a r a c h a p a s de e s p e s s u r a s m a i o r e s de 2 5 m m o c o r p o de p r o v a de t r a ç ã o é r e t i r a d o i n t e i r a m e n t e na d i r e ç ã o d a e s p e s s u r a da c h a p a ( f i g u r a i2a>. As d i m e n s õ e s r e p r e s e n t a d a s s ã o v a l o r e s m í n i m o s r e c o m e n d a d o s e d e v e s e r o b s e r v a d a a c o n d i ç ã o d e L>2 D , o n d e L e D s ã o r e s p e c t i v a m e n t e o c o m p r i m e n t o útil e o d i â m e t r o do
2 3 c o r p o de p r o v a . N a s c h a p a s de e s p e s s u r a i n f e r i o r a 2 5 m m d e v e - s e s o l d a r , p o r u m p r o c e s s o a d e q u a d o , u m c o m p l e m e n t o de c a d a l a d o ( f i g u r a 12b). é r e c o m e n d a d a , c a s o p o s s i v e l , a s o l d a g e m p o r a t r i t o , p r o c e s s o q u e a p r e s e n t a v a n t a g e n s , c o m o p e q u e n a á r e a a f e t a d a p e l o c a l o r e b a i x a a b s o r ç ã o de h i d r o g ê n i o * . Q u a n d o é u s a d a a s o l d a g e m p o r p r o c e s s o de f u s ã o d e v e m ser t o m a d a s p r e c a u ç õ e s , d e m o d o a m i n i m i z a r a c o n t a m i n a ç ã o p o r h i d r o g ê n i o . a) e s p e s s u r a > 2 5 m m b) e s p e s s u r a a t é 2 5 m m F i g u r a 12 - P r o c e d i m e n t o s p a r a e x t r a ç ã o de c o r p o s de p r o v a p a r a t r a ç ã o em Z. 0 p a r â m e t r o m a i s u s a d o p a r a c a r a c t e r i z a r a s u s c e t i b i 1 i d a d e é a p o r c e n t a g e m de e s t r i c ç ã o e m Z, e s t a b e l e c i d o a t r a v é s de, no m í n i m o , 3 c o r p o s de p r o v a , d e t e r m i n a d a s a o m e n o s (24) e m u m a c h a p a l a m i n a d a , o r i g i n a d a d e c a d a l i n g o t e d e a ç o (21 27) C o m o o u t r o c r i t é r i o , foi e s t u d a d a ' a p o s s i b i l i d a d e de se U s a r o l i m i t e de r e s i s t ê n c i a c o m o p a r â m e t r o
2 4 de s u s c e t i b i 1 i d a d e à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . V e r i f i c o u - s e que a r a z ã o e n t r e L R z / L R ^ ( r e l a ç ã o e n t r e os v a l o r e s d e l i m i t e de r e s i s t ê n c i a na d i r e ç ã o da e s p e s s u r a e da d i r e ç ã o l o n g i t u d i n a l ) v a r i a c o m a p o r e c e n t a g e m de r e d u ç ã o de á r e a em Z. P a r a LRz /L Rl a c i m a de 0.9, c u j o v a l o r c o r r e s p o n d i a a u m a e s t r i c ç ã o e m Z de 20%, o a ç ò e r a c o n s i d e r a d o de b a i x a s u s c e t i b i 1 i d a d e . E n t r e t a n t o , (27) c o n f o r m e v e r i f i c o u G R A N S 1 R O N , tal c r i t é r i o t e m p e r m i t i d o q u a l i f i c a r s o m e n t e os a ç o s c o m a d u t i l i d a d e m o d e r a d a ( f i g u r a 13). 1.2 L R Z LRi 0.9 0.6 0.3 0 20 40 60 Redução de a'rea RA z (%) R e l a ç ã o e n t r e a e s t r i c ç ã o em 2 e a r a z ã o (8 35) a O u t r o s e s t u d o s ' t ê m a p o n t a d o que a m e d i d a de a l o n g a m e n t o t a m b é m n ã o d i s c r i m i n a s a t i s f a t o r i a m e n t e e n t r e o a ç o s u s c e t í v e l e o n ã o s u s c e t í v e l , t a n t o q u a n t o o faz a e s t r i c ç ã o . I s s o é j u s t i f i c a d o p e l a m e d i d a d o a l o n g a m e n t o e s t a r s u j e i t a à c o n t r i b u i ç ã o d e t r i n c a s s e c u n d á r i a s q u e o c o r r e m em F i g u r a 13 - tS-• •* • • 1 1 •( . M « * M , • • • • • • • • c •
2 5 g r u p o s de i n c l u s õ e s p r e s e n t e s ao l o n g o do c o m p r i m e n t o úti l d o c o r p o de p r o v a , a l é m d a d e f o r m a ç ã o p l á s t i c a , e n q u a n t o que a e s t r i c ç ã o se o b t é m p e l a d e f o r m a ç ã o l o c a l i z a d a so b e s t a d o t r i a x i a l de t e n s õ e s . P o r o u t r o lado, t ê m s i d o o b s e r v a d o que a m e d i d a de e s t r i c ç ã o em Z s o f r e a i n f l u ê n c i a d o s s e g u i n t e s f a t o r e s : - F o r m a do c o r p o de p ro va : Foi v e r i f i c a d o que a m e d i d a d e e s t r i c ç ã o v a r i a c o m r e l a ç ã o L/D, ou seja, a p a r t i r da r e l a ç ã o m a i o r que 1.5 o v a l o r de e s t r i c ç ã o a p r e s e n t a - s e c o n s t a n t e ( f i g u r a 14). A r e c o m e n d a ç ã o do IIW s o b r e a r e l a ç ã o L > 2 D se r e f e r e e x a t a m e n t e a q u e s t ã o da e s t a b i l i z a ç ã o d e v a l o r e s de e s t r i c ç ã o . (—
10
12
(L/d) F i g u r a 14 - C o m p o r t a m e n t o do v a l o r de e s t r i c ç ã o e o a l o n g a m e n t o o b t i d o n a d i r e ç ã o p r i n c i p a l e m 1 a ç a o a r a z a o L / D« a# . (35)26 - D i â m e t r o d o c o r p o de p r o v a : A i n f l u ê n c i a do d i â m e t r o s o b r e a m e d i d a de e s t r i c ç ã o foi e s t u d a d a p o r v á r i o s / ncr v p e s q u i s a d o r e s ' Os r e s u l t a d o s d a s p e s q u i s a s c o n c o r d a m que c o m o a u m e n t o no d i â m e t r o o n í v e l de e s t r i c ç a o t e n d e a d i m i n u i r ( f i g u r a 15). A l é m di s s o , o u t r o a s p e c t o i n t e r e s s a n t e o b s e r v a d o foi o a u m e n t o n a d i s p e r s ã o d o s r e s u l t a d o s na m e d i d a que é r e d u z i d o o d i â m e t r o , e p o r t a n t o , n ã o se r e c o m e n d a o u s o de d i â m e t r o m e n o r qu e 4 m m . Estriçõo (%) Diâmetro do c.p.(mm) F i g u r a 15 - R e l a ç ã o e n t r e a e s t r i c ç ã o em Z e o d i â m e t r o < 8 > d o c o r p o de p r o v a b - O u t r o s e n s a i o s D e n t r e o u t r o s e n s a i o s p r o p o s t o s , p o r é m de m e n o r d i v u l g a ç ã o , c o m o b j e t i v o t a m b é m de q u a l i f i c a r os a ç o s q u a n t o a
27 s u s c e t i b i 1 i d a d e à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r , p o d e - s e m e n c i o n a r o e n s a i o de B o r d e a u a P U£* < 21 )e 0 e n s a i o de d o b r a m e n t o de l â m i n a d p u d ( 2 7 ) ^ f r a c a a c e i t a ç ã o d o s e n s a i o s a c i m a d e v e - s e , p r o v a v e l m e n t e à f a b r i c a ç ã o e x t r e m a m e n t e d e l i c a d a d o c o r p o de p r o v a p a r a o e n s a i o de B o r d e a u ( f i g u r a 16) e a n e c e s s i d a d e de u t i l i z a ç ã o de g r a n d e n ú m e r o de c o r p o s de p r o v a n o e n s a i o de d o b r a m e n t o d a l a m i n a . r Lominoçõo f i g u r a 16 - C o r p o de p r o v a p a r a e n s a i o de B o r d e a u . 2 . 2 . 3 . 2 - E n s a i o s d e s t r u t i v o s c o m i n t e r f e r ê n c i a de s o l d a g e m D e s t a c a m - s e p e l a a c e i t a ç ã o qu e t i v e r a m os s e g u i n t e s e n s a i o s •.
2 8 a - T e s t e d e C r a n f i e l d 0 c o r p o de p r o v a é c o n s t i t u í d o de um b l o c o m e d i n d o 3 0 0 m m de c o m p r i m e n t o na d i r e ç ã o d a s o l d a g e m , 8 0 m m de la rg u r a , a a l t u r a c o n f o r m e a e s p e s s u r a da c h a p a e um b l o c o a u x i l i a r c o m d i m e n s õ e s e q u i v a l e n t e s ao d o c o r p o d e p r o v a ( f i g u r a 17). A s o l d a g e m é f e i t a m a n u a l m e n t e em j u n t a de â n g u l o de 60 g r a u s , c o m o é m o s t r a d a na f i g u r a 17. P a r a o p r o c e s s o u t i l i z a - s e o e l e t r o d o de b a i x o h i d r o g ê n i o , m i n i m i z a n d o o e f e i t o d o m e s m o na F i g u r a 17 - E s q u e m a d o e n s a i o de C r a n f i e l d o b t e n ç ã o da t r i n c a . A c o n t r a ç ã o d e v i d a a o r e s f r i a m e n t o d o s c o r d õ e s d a s o l d a m u l t i p a s s e s , p r o p o r c i o n a t e n s õ e s n o r m a i s ao p l a n o de l a m i n a ç a o da c h a p a - t e s t e . A p ó s d e z (10) p a s s e s de s o l d a f a z - s e o c o n t r o l e p o r l í q u i d o s p e n e t r a n t e s e e x a m e m e t a l o g r á f i c o , s e c c i o n a n d o - s e
2 9 t r a n s v e r s a l m e n t e ao c o r d ã o d e s o l d a . A p r e s e n ç a ou n ã o da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r d i s c r i m i n a e n t r e o m a t e r i a l s u s c e t í v e l e o n ã o s u s c e t i v e l . . t * • ■ , a p u d ( 2 1 ) b - T e s t e de J a n e l a Na p r e p a r a ç ã o d e s t e e n s a i o o c o r p o de p r o v a é i n s e r i d o n u m r a s g o r e t a n g u l a r a b e r t o n o b l o c o de r e s t r i ç ã o , o n d e os e n c o s t o s e s t ã o p r e p a r a d o s c o m o c h a n f r o em V ( f i g u r a 18). A s o l d a g e m é r e a l i z a d a em 4 p a s s e s , s e n d o o p r i m e i r o e s e g u n d o p a s s e s s o l d a s de a n c o r a g e m . A s s o l d a s t e s t e s s ã o f e i t a s a t r a v é s d o s p a s s e s 3 e 4 A o b s t r u ç ã o i m p o s t a à c o n t r a ç ã o no r e s f r i a m e n t o d o m e t a l de s o l d a p r o p o r c i o n a t e n s ã o n o r m a l a o p l a n o de l a m i n a ç ã o d a c h a p a . . , a p u d ( 2 1 ) J a n e l a F i g u r a 18 - R e p r e s e n t a ç ã o e s q u e m á t i c a do e n s a i o de
30 0 c o n t r o l e é f e i t o p o r l i q u i d o s p e n e t r a n t e s e e x a m e m e t a l o g r á f i c o , s e c c i o n a n d o - s e v á r i o s r e g i õ e s . A o c o r r ê n c i a ou n ã o de t r i n c a s d e t e r m i n a a s u s c e t i b i 1 i d a d e do a ç o a d e c o e s ã o 1 amei ar. c - T e s t e de L e h i g h A t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r p o d e o c o r r e r so b d u a s c o n d i ç õ e s de c a r r e g a m e n t o a p r i m e i r a , de o r i g e m r o t a c i o n a l ( a s s o c i a d a a t r i n c a de r a i z ) o c o r r e em m e m b r o s s o l d a d o s c o m l i b e r d a d e de r o t a ç ã o , c o m o p o r e x e m p l o , a t r i n c a p r o d u z i d a p e l o t e s t e de C r a n f i e l d . E a s e g u n d a , d o t i p o a r r a n c a m e n t o , o r i g i n a - s e q u a n d o os m e m b r o s s o l d a d o s s ã o r e s t r i n g i d o s q u a n t o à r o t a ç ã o . N e s s e c a s o , a t r i n c a de djecoesão l a m e l a r , n o r m a l m e n t e , é (26) c o n s t a t a d a sob a s u p e r f í c i e s o l d a d a e r a r a m e n t e é a s s o c i a d a à t r i n c a de r a i z . E n t r e t a n t o , os t e s t e s p r o j e t a d o s p a r a p r o d u z i r a t r i n c a do t i p o a r r a n c a m e n t o , c o m o é o c a s o do e n s a i o de j a n e l a , n ã o t ê m < 9 ) d e m o n s t r a d o b o a c o n f i a b i 1 i a d e A l e m d i s s o , o e n s a i o d e p e n d e a p e n a s da c o n t r a ç ã o do m e t a l de s o l d a e da r í g i d a e s t r u t u r a de r e s t r i ç ã o p a r a p r o p o r c i o n a r a d e f o r m a ç ã o p l á s t i c a a d e q u a d a n a d i r e ç ã o da e s p e s s u r a a p u d * 2 i ) ^ d i f i c u l t a n d o d e s t e m o d o o e m p r e g o de r e s t r i ç õ e s v a r i á v e i s e a p o s s i b i l i d a d e da a n á l i s e q u a n t i t at i v a . O a t e s et al d e s e n v o l v e r a m u m t e s t e de s o l d a b i 1 i d a d e n a U n i v e r s i d a d e de L e h i g h , q u e s u p r e t a i s d e f i c i ê n c i a s s u p l e m e n t a n d o a c o n t r a ç ã o t é r m i c a de s o l d a p o r u m a c a r g a c o n t r o l á v e l , e x t e r n a m e n t e a p l i c a d a . N o e n s a i o é s o l d a d a u m a
31 v i g a a u x i l i a r p e r p e n d i c u l a r m e n t e a c h a p a - t e s t e ( f i g u r a 19). 0 g r a u de r e s t r i ç ã o é m a n t i d o em um n í vel p r é d e t e r m i n a d o , a t r a v é s d o a j u s t e d a c a r g a (P), na e x t r e m i d a d e da v i g a a u x i l i a r . A o c o r r ê n c i a da t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r p o d e e n t ã o s e r r e l a c i o n a d a à c a r g a de r e s t r i ç ã o e a q u e l e p a r t i c u l a r n í v e l de r e s t r i ç ã o e m que e l e o c o r r e é c h a m a d o de n í v e l de r e s t r i ç ã o c r í t i c a de s o l d a g e m ( N . R . S . C . ) , p a r â m e t r o p r o p o s t o c o m o c r i t é r i o de s u s c e t i b i 1 i d a d e do a ç o à t r i n c a de d e c o e s ã o l a m e l a r . F i g u r a 19 - D i s p o s i t i v o p a r a e n s a i o d e L e h i g h d - O u t r o s t e s t e s c o m i n t e r f e r ê n c i a de s o l d a g e m E n t r e o u t r o s t e s t e s p o d e - s e m e n c i o n a r o e n s a i o d e ( 2 ) (22) F a r r a r e o t e s t e d e s e n v o l v i d o p o r M a l i k e G r a v i l l e
3 2 0 e n s a i o de F a r r a r é u m e n s a i o d e p r e p a r a ç ã o m a i s c o m p l e x a , c o n f o r m e e s q u e m a de p r e p a r a ç ã o do c o r p o d e p r o v a m o s t r a d o na f i g u r a 20. A i n f o r m a ç ã o a r e s p e i t o da i n i c i a ç ã o e p r o p a g a ç ã o da t r i n c a é o b t i d a , s u b m e t e n d o - s e o c o r p o de p r o v a ao t e s t e de t r a ç ã o , a t r a v é s da c u r v a c a r g a X d e f o r m a ç ã o . A c a r g a m á x i m a m e d e a s u s c e t i b i 1 i d a d e à i n i c i a ç ã o a t r i n c a e o c o m p o r t a m e n t o d a c u r v a i n f o r m a o g r a u de p r o p e n s ã o a f r a t u r a . (3) CORTE ( 2 ) SOLDAGEM A ARCO MANUALMENTE (4 ) SOLDAGEM A FRICÇÃO F i y u r a 20 - S e q u ê n c i a de o p e r a ç õ e s p a r a p r e p a r a ç ã o d o c o r p o de p r o v a p a r a o e n s a i o . < 2 )
