Comparação da vida em fadiga de juntas soldadas pelos processos com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding - GMAW) e arame tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW) num aço estrutural microligado

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2018
Autor(a) principal: Silva, Marcos Saalfeld da
Orientador(a): Bianchi, Kleber Eduardo
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Fadiga
Aços microligados
GMAW – gás metal arc welding
FCAW - flux cored arc welding
Fatigue
Microalloyed steel
GMAW - gas metal arc welding
FCAW - fluxcored arc welding
Link de acesso: https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12679
Resumo: Dissertação (mestrado)
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spelling Silva, Marcos Saalfeld daBianchi, Kleber Eduardo2025-04-23T22:03:50Z2025-04-23T22:03:50Z2018SILVA, Marcos Saalfeld da. Comparação da vida em fadiga de juntas soldadas pelos processos com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding - GMAW) e arame tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW) num aço estrutural microligado. 2018. 123f. Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2018.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12679Dissertação (mestrado)Tendo como motivação a importância das uniões soldadas e a tendência cada vez maior de emprego de aços microligados de alta resistência nas estruturas de engenharia, o presente trabalho proporciona uma comparação da vida em fadiga de uniões soldadas de topo, tendo como metal de base um aço estrutural microligado, obtidas por meio de dois processos a arco elétrico distintos: com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding - GMAW) e Arame Tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW). Para tal, foram avaliadas as diferenças observadas nas uniões, segundo critérios mecânicos, metalúrgicos e de geometria final dos cordões. Os dois processos de soldagem comparados nesse trabalho apresentam energias de soldagem e metais de adição diferentes, o que ocasiona propriedades distintas no metal de solda e na zona afetada pelo calor (ZAC). Por esse motivo, as diferenças microestruturais resultantes de cada processo foram caracterizadas e, em sequência, sua influência no resultado final, sob os pontos de vista de microdureza e vida em fadiga, foram avaliadas. Para a realização dos ensaios, os corpos de prova foram divididos em dois grupos: i) com geometria original mantida e ii) com a retirada do reforço por processo de usinagem. Também foram observados aspectos adicionais, como a iniciação do mecanismo de falha destes componentes, o fator de concentração de tensão macrogeométrico no flanco do cordão de solda e as possíveis inclusões e defeitos inerentes ao processo de soldagem a arco elétrico. A plotagem das curvas S-N mostrou que a geometria mais favorável para a resistência à fadiga corresponde àquela obtida no processo FCAW. Em contrapartida, após a retirada do reforço, o processo de soldagem GMAW atingiu uma vida superior ao FCAW. Quando comparados com os valores de referência retirados das normas Eurocode3 e AWS, bem como das orientações do IIW, as juntas soldadas de ambos os processos analisados superaram a expectativa de resistência à fadiga. Adicionalmente, com a retirada do reforço, para ambos os processos de soldagem analisados, o desempenho final foi levemente superior ao esperado para o metal de base (sem união soldada). Os resultados indicam que, apesar das diferenças de propriedades mecânico-metalúrgicas evidenciadas nas juntas analisadas, os fatores macrogeométricos, ou seja, a forma final dos cordões obtidos se mostrou mais relevante para a vida em fadiga.This work was motivated by the great importance of the welded joints as well as the growing adoption of high strength microalloy steels in engineering structures. A fatigue life comparison of butt welded joints is presented, having the microalloy structures steel as metal base. These joints were made by means of two distinct electric arc processes: GMAW - Gas Metal Arc Welding e FCAW - Flux Cored Arc Welding. Mechanical and metallurgical differences in the regions affected by the welding process were evaluated, as well as the final bead reinforcement geometry. Different welding energies and filler metals have being adopted for the joint manufacturing, so rather distinct metallurgical and morphological properties were observed in weld metal and heat affected zones. These microstructural differences were characterized and afterwards their influence on microhardness and fatigue life results were evaluated. For testing implementation, specimens were divided in two groups: i) with original bead geometry and ii) with bead reinforcement removed by a manual machining process. Some additional aspects observed in the specimens are explained, as the failure initiation elements, the presence of inclusions and defects in the joints and the weld toe geometrical stress concentration factor. After S-N diagrams had being plotted it was possible to conclude that the FCAW original bead geometry was more favorable for fatigue life performance. However, GMAW specimens in which the bead reinforcements had being removed presented a better fatigue performance than in the FCAW counterparts. Finally, when compared with fatigue strength reference values, taken from IIW recommendations and Eurocode3 and AWS standards, both original welding joints showed quite superior values. However, after face and root reinforcement removal, all the joints presented a fairly high performance than the one expect for the base metal (no welding case). As a whole resume of results, it can be said that the final bead geometry, and the stress concentration factor associated with this geometry, are more relevant for fatigue performance than the mechanical and metallurgical differences present in the joints.porFadigaAços microligadosGMAW – gás metal arc weldingFCAW - flux cored arc weldingFatigueMicroalloyed steelGMAW - gas metal arc weldingFCAW - fluxcored arc weldingComparação da vida em fadiga de juntas soldadas pelos processos com proteção gasosa (Gas Metal Arc Welding - GMAW) e arame tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW) num aço estrutural microligadoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALMarcos Saalfeld da Silva.pdfMarcos Saalfeld da Silva.pdfDissertação (mestrado)application/pdf9661793https://repositorio.furg.br/bitstreams/e7e8569a-7de3-46ff-b073-73c0cda6a991/downloada0f6bb1f0a8fff0841c29ec4be812492MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/afb18cc5-16ef-442e-ae78-d8f364d68ffb/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTMarcos Saalfeld da Silva.pdf.txtMarcos Saalfeld da Silva.pdf.txtExtracted texttext/plain102897https://repositorio.furg.br/bitstreams/de35344f-3adb-421e-a7b5-fb904b1068a2/downloadb0786636f8be9e8f510077bd1d379fc4MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILMarcos Saalfeld da Silva.pdf.jpgMarcos Saalfeld da Silva.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3033https://repositorio.furg.br/bitstreams/dc4d32e0-ec68-4983-9c0b-b6a30788ebfc/download3de52980b0c518af39cb6ff94da39b19MD54falseAnonymousREAD123456789/126792025-12-10 01:20:16.876open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12679https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T04:20:16Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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