[en] INFLUENCE OF MICRO-WELD DOTS ON THE FATIGUE STRENGTH OF LOW CARBON STEELS

• Main Author: RENATO REIS MACHADO
• Other Authors: JOSE LUIZ DE FRANCA FREIRE
• Language: pt
• Published: MAXWELL 2015
• Subjects: [pt] FADIGA; [en] FATIGUE; [pt] MICRO-PONTO DE SOLDA
• Online Access: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=24816@1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=24816@2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.24816

[pt] As dificuldades para a instalação e proteção de Extensômetros de Resistência Elétrica (EREs) em ambientes inóspitos pelos processos normais de colagem, limitam bastante o uso. A utilização de extensômetros soldáveis (ESs) pode reduzir sensivelmente os problemas de instalação e proteção, oferecendo uma ampliação na faixa de utilização e abaixando seu custo. Os ESs são instalados nos componentes estruturais metálicos a partir de micro-pontos de soldas, gerados por instrumentos soldadores que trabalham através de descargas capacitivas. Estes micro-pontos geram dois efeitos. Um deles afeta a distribuição das macro tensões atuantes na região. O outro efeito está relacionado com a mudança na estrutura do material, nas suas propriedades mecânicas, e tem implicações na geometria da superfície. No presente trabalho, procurou-se estudar a influência da instalação de EREs soldáveis na resistência à fadiga de aços de baixo carbono, através da soldagem de pequenas chapas finas de aço inoxidável com espessura de 0,1 mm em espécimes de aço-carbono. Os espécimes utilizados foram retirados de chapas de aço estrutural, utilizados em plataformas marítimas (ASTM A-36 e o USIMINAS SAR-60). Os testes de fadiga feitos em uma máquina de flexão rotativa UBM e em um máquina INSTRON 8501 servo-hidráulica, em tração-tração, ambos em controle de carga. A partir dos resultados obtidos, das análises efetuadas e considerando espécimes com bases de medidas longas, ensaiados sob flexão rotativa e tração-tração, pôde-se concluir que estes micro-pontos de solda não influenciaram de maneira significativa a resistência à fadiga dos materiais testados. A ausência de influência destes micro-pontos na resistência à fadiga foi também detectada a partir de avaliações feitas nas regiões de fratura dos corpos de prova, onde a grande maioria aconteceu nas regiões próximas aos ombros dos espécimes. Isto pode ter acontecido devido a: defeitos de usinagem na região do ombro, formação de tensões residuais compreensivas ao redor dos micro-pontos de solda e fortalecimento da região dos micro-pontos pela transformação microestrutural de ferrita em ferrita com carboneto em estrutura acicular. === [en] Bonding and protecting electric resistance gauges (ERSG) through the normal bonding procedures, is a difficult exercise in aggressive atmosphere. The use of welded strain gages (WSG) may significantly reduce the installation and protection problems. This welding technique permits the installation of a larger number of strain gages within a given period, and reduces operating costs. The WSG are affixed to metallic structural components using a micro-spotting technique, generated by a capacitive discharge equipment. Two effects are observed as a consequence of the micro-spots. The first is related to the distribution of the macroscopic stresses acting in the vicinity of the spots. The second is related to the alteration of the material microstructure and changes in mechanical properties and the surface geometry. In the present work, the influence of the WSG bondage on the fatigue strength of low carbon steels is studied. The bondage was simulated by micro-welding small stainless steel strips, 0,1 mm thick, along the gage length of the low carbon fatigue test piece. The specimens were machined out of structural steel sheets, used on off-shore platforms (grades: ASTM A -36 and USIMINAS SAR-60). Fatigue testing was performed under load control. Two equipments were used: a rotational-bending UBM machine, and an INSTRON 8501 of servhydraulic control. The results show that, considering long-dimension specimens, tested under rotational-bending and axial repeated (tensile)loading, the micro-spots have no significant effect on the material fatigue strength. The insignificant effect of the micro-spots was also confirmed through observations of the fracture surface. Most of the cracks initiated near the end of the gage length. This result may be attributed to: localization of machining surface defects around the shoulder region, generation of compressive residual stresses in the vicinity of the micro-spots, and strengthening of the microstructure around the spots due to a localized transformation of ferrite to acicular ferrite with carbide.