A utilização da difração de neutrões na determinação do perfil de tensões residuais em revestimentos por soldadura

Abstract

A técnica de difração de neutrões é usada neste artigo para estudar amostras ferríticas, revestidas com aços inoxidáveis austeníticos através de soldadura por arco submerso. Este procedimento é frequentemente usado no fabrico de equipamentos de processo para as indústrias química e nuclear, por facilidade de execução e razões económicas. A principal desvantagem deste processo de revestimento é a fissuração que frequentemente ocorre na interface material base/soldadura, potenciada pela presença de tensões residuais resultantes da operação de soldadura, a qual pode ser minimizada com a realização de tratamentos térmicos de relaxação de tensões. As amostras foram produzidas a partir de placas em aço ao carbono, tendo uma das superfícies sido revestida com dois tipos de aço inoxidável. Para a primeira camada foi usado um elétrodo EN 12072 – S 23 12 2 L e para a segunda e a terceira camadas foi usado um elétrodo EN 12072 – S 19 12 3 L. Após a soldadura, as amostras foram submetidas a um tratamento térmico de relaxação de tensões, durante 1 hora, à temperatura de 620°C. Os perfis de tensões residuais obtidos por difração de neutrões evidenciam a relaxação de tensões residuais após o tratamento térmico realizado. A técnica de difração de neutrões revelou-se muito adequada na avaliação de tensões residuais neste tipo de ligações.

The neutron diffraction is a non-destructive technique, particularly suitable for the analysis of residual stress fields in welds. The technique is used in this article to study ferritic samples, coated by submerged arc welding using stainless steel filler metals. This procedure is often used for manufacturing process equipment for chemical and nuclear industries, for ease of implementation and economic reasons. The main disadvantage of that processes is the cracking phenomenon that often occurs at the interface between the base material and coatings, which can be minimized by performing post-weld stress relief heat treatments. The samples analyzed in this study were made of carbon steel plates, coated by submerged arc welding two types of stainless steel filler metals. For the first layer was used one EN 12 072 - S 2 U 23 12 electrode, while for the second and third layers were used an EN 12 072 - 19 12 3 S L electrode. After cladding, the samples were submitted to a post-weld heat treatment for 1 hour at 620°C. The residual stress profiles obtained by neutron diffraction evidence the relaxation of residual stress given by the heat treatment.