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

Dalcin, Rafael Luciano; Machado, Ivan Guerra; Gonzalez, Arnaldo Ruben; Mazzaferro, José Antônio Esmerio

doi:10.1590/0104-9224/SI2101.09

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Artigos Técnicos • Soldag. insp. 21 (1) • Mar 2016 • https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI2101.09 copiar

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

Effects of Heat Input and Consumable on Simple Bending Strength of Welded Joints in TMCP Steel Tubular Profiles

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

A introdução dos aços fabricados por processamento termomecânico controlado (TMCP) demandou maiores propriedades mecânicas e metalúrgicas das juntas soldadas sobre eles produzidas. Em função desses fatores, a energia de soldagem é estritamente limitada, e para evitar uma eventual redução da resistência mecânica da zona afetada pelo calor (ZAC), é necessário testar os procedimentos de soldagem próximos daqueles que serão usados na estrutura real. Desta forma, o objetivo deste estudo é obter dados detalhados referentes à eficiência mecânica de juntas soldadas pelo processo MAG e com diferentes energias de soldagem, sobre perfis tubulares quadrados em aço TMCP, formando um conjunto soldado coluna/viga. Portanto, seis distintas energias de soldagem e dois metais de adição foram utilizados (AWS ER80S-G e AWS ER120S-G), com as soldas posicionadas em todo o contorno do perfil. As doze estruturas soldadas foram instrumentadas e submetidas à flexão simples. Comparando-se as juntas soldadas produzidas com mesma energia de soldagem, e apesar dos efeitos similares sobre a zona afetada pelo calor (ZAC), aquelas fabricadas com o consumível AWS ER120S-G apresentaram maior resistência mecânica.

Palavras-chave:
Soldagem MAG; Aço TMCP; Energia de soldagem; Perfil tubular; Resistência mecânica da junta soldada; Flexão simples

Elemento Químico (% em massa)
C	Si	Mn	P	S	Cr	Mo	Ni	Al
0,0678	0,0468	1,98	0,006	<0,00100	0,041	<0,005	0,0289	0,0292
Co	Cu	Nb	Ti	V	W	Pb	Sn	B
0,0163	<0,0100	0,0555	0,106	0,0164	<0,0100	<0,00200	<0,00100	<0,00010
Propriedades Mecânicas (valores médios)
Tensão de escoamento			Limite de resistência à tração			Alongamento
766 MPa			852 MPa			11%

Metal de Adição	Limite de Escoamento (MPa)		Limite de Resistência à Tração (MPa)		Alongamento (%)
Metal de Adição	Fabricante	AWS	Fabricante	AWS	Fabricante	AWS
AWS ER120S-G	810	^* * Não é especificado; deve ser estabelecido entre o comprador e o fornecedor.	900	830	18	^* * Não é especificado; deve ser estabelecido entre o comprador e o fornecedor.
AWS ER80S-G	540		625	550	26

Condição	Experimento	Tensão Média (V)	Corrente Média (A)	Velocidade de Soldagem (mm/s)	Energia de Soldagem (kJ/mm)	Velocidade de Alimentação do Arame (m/mim)
Solda Longitudinal^* * Denominações em relação à direção de aplicação da carga.	E1/120	22,5	139	9,2	0,3	4,0
	E2/120	22,2	142	5,0	0,6
	E3/120	22	145	3,5	0,9
	E4/120	22,1	136	2,5	1,2	3,7
	E4/120	22,1	129	2,0	1,4	3,5
	E6/120	22,4	113	1,5	1,6	3,2
Solda Transversal^* * Denominações em relação à direção de aplicação da carga.	E7/80	21,9	141	9,2	0,3	4,0
	E8/80	22,2	148	5,0	0,6
	E9/80	21,9	150	3,5	0,9
	E10/80	22,1	139	2,5	1,2	3,7
	E11/80	22,1	134	2,0	1,4	3,5
	E12/80	22,4	112	1,5	1,6	3,2

Experimento	Energia de Soldagem (kJ/mm)	Área Média da Seção Resistente (mm²)	Força máxima suportada pela estrutura (kN)	Cisalhamento (máx.)		^* * A tensão/deformação normal é negativa em função do extensômetro uniaxial estar submetido à esforços de compressão. Normal (máx.)
Experimento	Energia de Soldagem (kJ/mm)	Área Média da Seção Resistente (mm²)	Força máxima suportada pela estrutura (kN)	Tensão (MPa)	Deformação (mm/mm)	Tensão (MPa)	Deformação (mm/mm)
E1/120	0,3	1055	32,1	194,3	0,0008	–588,3	–0,0028
E2/120	0,6	1320	38,3	266,7	0,00116	–636,4	–0,003
E3/120	0,9	1399	40,4	363,9	0,00161	–935,6	–0,0045
E4/120	1,2	1500	42,0	485,1	0,00224	–1110,4	–0,0053
E5/120	1,4	1568	41,5	389,5	0,00157	–1031,1	–0,0049
E6/120	1,6	1439	38,9	308,1	0,00141	–850,2	–0,004
E7/80	0,3	1088	27,7	285,9	0,00132	–532,2	–0,0025
E8/80	0,6	1244	33,6	297,8	0,00127	–665,4	–0,0032
E9/80	0,9	1409	33,8	319,9	0,00148	–726,0	–0,0035
E10/80	1,2	1549	40,7	422,1	0,00194	–838,5	–0,004
E11/80	1,4	1566	39,4	351,4	0,00165	–838,1	–0,004
E12/80	1,6	1385	38,1	329,5	0,00149	–774,4	–0,0037

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