Fadiga de juntas soldadas em aços estruturais de alto limite elástico

Abstract

Ao longo desta dissertação, é efectuado um estudo global sobre o comportamento à fadiga de um aço de alta resistência usado para fins estruturais. Existe um particular interesse em analisar a resistência a solicitações à fadiga, de juntas soldadas executadas neste tipo de aço.

Na primeira parte do relatório, é apresentada uma revisão bibliográfica sobre os principais temas abordados neste trabalho, o que possibilita uma melhor compreensão dos fundamentos teóricos associados aos resultados experimentais. Em seguida são apresentadas as metodologias e características dos equipamentos que são utilizados nos testes experimentais.

Entrando na parte dos resultados, são apresentadas medições de microdurezas efectuadas ao longo da região da soldadura, assim como, também se apresentam imagens da composição microestrutural do aço na zona soldada.

Mais adiante são expostos os resultados dos ensaios de fadiga, para três tipos de provetes com configurações diferentes: um em que o cordão de soldadura é mantido inalterado, um outro em que é feita uma limpeza do cordão à superfície, e por último um conjunto de provetes em metal de base. Estes resultados são comparados através das curvas S

N. Também é feita uma inspecção visual das superfícies de fractura, de modo a identificar as características associadas à nucleação e propagação dos mecanismos de fadiga. Por último é apresentada a formulação matemática, que permite a elaboração de um programa computacional, cuja função se destina a calcular, a vida associada à fase de propagação de uma fenda por fadiga.

Throughout this dissertation, is made a comprehensive study on the fatigue behavior of a high-strength steel used for structural purposes. There is a particular interest in analyzing the resistance to fatigue of welded joints performed in this type of steel.

In the first part of the report, is presented a literature review on the main topics discussed in this work, which allows a better understanding of the theoretical underpinnings associated with the experimental results. Then there is a presentation of the methodologies and equipment features, which are used in experimental tests.

Entering into the result’s part, there are presented microhardness measurements carried out over the region of the weld, as well, there are also images of the microstructural composition of the steel in the welded zone.

Later sets out the results of fatigue tests for three types of specimens with different configurations: one in which the weld is unchanged, another one in which cleaning is done on the surface of the cord, and finally a set of pieces of metal. These results are compared with the SN curves. It is also made a visual inspection of fracture surfaces, in order to identify the characteristics associated with the nucleation and propagation of fatigue mechanisms.

Finally is presented the mathematical formulation, which allows the development of a computer program, whose function is intended to estimate the life associated with the phase propagation, of a crack by fatigue.