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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.97.2014.tde-24032015-170343
Documento
Autor
Nome completo
Renata Mayumi Okuma
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Lorena, 2014
Orientador
Banca examinadora
Barboza, Miguel Justino Ribeiro (Presidente)
Baptista, Carlos Antonio Reis Pereira
Torres, Marcelo Augusto Santos
Título em português
Influência do formato do cordão de solda na vida em fadiga de rodas de caminhão utilizando o processo de soldagem Tandem-MIG
Palavras-chave em português
Cordão de solda
Curva SN
Fadiga de aços
Soldagem Tandem-MIG
Resumo em português
Neste trabalho foram soldadas 4 amostras de rodas para veículos comerciais pelo processo de soldagem Tandem-MIG. Para cada amostra foram utilizados parâmetros de soldagem diferentes de modo a se obter formatos de cordão de solda distintos. O objetivo do trabalho foi avaliar a influência desses formatos de cordão de solda no desempenho em fadiga. Para os materiais utilizados, SAE1010AA e SAE1015A, foram realizados os seguintes ensaios: análise de composição química, análise micrográfica, levantamento das curvas tensão x deformação, medidas de microdureza Vickers e levantamento das curvas SN pelo método de flexão alternada (R=-1). Através da composição química constatou-se que ambos os aços são de baixo carbono e atendem o especificado pela norma SAEJ403. Através da análise micrográfica foi verificado que as fases presentes foram ferrita e perlita, e o tamanho médio de grão foi de 11,2 ?m para os dois materiais. O aço SAE1010AA apresentou limite de escoamento médio de 265,2 MPa, limite de resistência de 384,8 MPa e alongamento médio de 43,9%. Já o aço SAE1015AA apresentou limite de escoamento médio de 260,1 MPa, limite de resistência de 407,3 MPa e alongamento de 41,9%. Para os dois materiais, o limite de resistência à fadiga (2.10-6 ciclos) foi de 225 MPa. Foi realizada a caracterização das 4 amostras soldadas. Através das curvas SN observou-se que o limite de resistência à fadiga para as amostras soldadas apresentou redução para valores entre 180 e 160 MPa. Com os mapas de microdureza Vickers levantados foi possível perceber as diferenças de microdureza obtidas de acordo com os parâmetros de soldagem utilizados e consequentemente com as microestruturas formadas. Com as imagens obtidas na análise micrográfica observou-se a formação de microestruturas com formatos e tamanhos diversos tanto nas regiões da zona termicamente afetada das amostras como na região de solidificação do cordão de solda. Finalmente, com a realização da análise via MEV, constatou-se que todas as trincas por fadiga iniciaram na superfície dos corpos de prova. Foram observadas estrias de fadiga, com maior e menor intensidade de acordo com cada amostra, ao longo da região de fratura. Além disso, foi observada a geração de múltiplas trincas por fadiga em duas amostras.
Título em inglês
Influence of weld bead shape in fatigue life of commercial wheels using Tandem-MIG process weld
Palavras-chave em inglês
SN Curve
Steel fatigue
Tandem-MIG Welding
Weld bead
Resumo em inglês
In this study four samples of commercial vehicle wheels were welded using the Tandem-MIG process. For each sample different welding parameters were used to get different kinds of weld bead shape. The aim of this study was to evaluate the influence of these weld bead shapes in fatigue performance. For the SAE1010AA and SAE1015AA materials the following tests were performed: chemical composition analysis, microstructure characterization, SN curves by alternating bending method (R=-1). Through analyzing chemical composition, it was found that both materials are low carbon steel and they meet the SAE J403 standard. In microstructure characterization, ferrite and perlite microstructure were found, with an average grain size of 11,2 ?m for both steels. The SAE1010AA showed an average yield strength of 265,2 MPa, an average tensile strength of 384,8 MPa, and alongation of 43,9%. The SAE1015AA showed an average yield strength of 260,1 MPa, an average tensile strength of 407,3 MPa, and alongation of 41,9%. For both materials, the fatigue limit (2.10-6 ciclos) was 225 MPa. The characterization of the four samples was done. In SN curves the fatigue limit for welded samples showed a reduction to values of between 180 and 160 MPa. In the Vickers microhardness test, it was possible to notice the differences between the microhardness obtained in accordance with welding parameters used and, consequently, the microstructure formed. In microstructure analysis, different kinds and sizes of microstructure were observed to have formed in both the heat-affected zone and the welded zone. Finally, through MEV analysis, all fatigue cracks were seen to have begun on the surface of the samples. Fatigue estriaton, with major and minor intensity depending on the sample, was observed along the fracture region. Furthermore, the beginning of multiple fatigue cracks were seen in two samples.
 
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EMD14006_C.pdf (12.35 Mbytes)
Data de Publicação
2015-03-24
 
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