O ABC da soldadura por arco

O que é a ductilidade de baixa temperatura e como é determinada?

Um metal dútile como julgado pelos testes ordinários de tracção ou flexão pode atar no modo de “fractura frágil” com pouca ou nenhuma deformação plástica, quando é sujeitado às condições de serviço ou teste crítico. As condições críticas dependem da “resistência à fractura” do metal. A fractura frágil é considerada mais perigosa que as fracturas dútiles exibidas em testes ordinários de tracção ou flexão, porque as falhas de alta velocidade ocorrem nas construções de aço. Os seguintes três factores influencem consideravelmente o comportamento de um metal, em termos da fractura frágil:
(1) Presença de um entalhe no metal
(2) Temperatura do metal
(3) Esforços residuais e aplicados no metal

A “resistência à fractura” é um termo genérico para as medidas de resistência à extensão de uma rachadura. Os métodos comuns para medir a resistência à fractura das junções soldadas são o teste de impacto de entalhe “V” Charpy, o teste de deslocamento da abertura da ponta de rachadura (CTOD = Crack Tip Opening Displacement), o teste de impacto por queda de peso e o teste de tensão compacta. Destes métodos de teste, o teste de impacto de entalhe “V” Charpy é geralmente o mais usado para determinar a resistência à fractura (igualmente conhecida como “ductilidade de baixa temperatura”) das soldas.

O teste de impacto de entalhe “V” Charpy usa a amostra padrão mostrada na Fig. 1. Quando a espessura da solda não é bastante grande para remover este tamanho de amostra, uma amostra mais fina (amostra de sub-tamanho) pode ser usada. A amostra é posicionada com as extremidades da superfície entalhada que escarrancham dois apoios e é golpeada oposto ao entalhe por um martelo de forma de cunha na extremidade de um pêndulo. A energia absorvida em quebrar a amostra é calculada a partir da massa e do comprimento do pêndulo, da altura inicial do martelo e da altura do martelo após a fractura. Para os metais de carbono e de baixa liga que exibem uma mudança no modo de falha (da fractura de cisalhamento à fractura frágil) com diminuição de temperatura, o teste é executado em diversas temperaturas.

Fig. 1 - Amostra do teste de impacto de entalhe “V” Charpy padrão (exposta acima) e máquina de teste de impacto tipico (esquerda)

O resultado geralmente mais relatado é a energia absorvida, mas a fractura de cisalhamento de por cento e a expansão lateral podem igualmente ser relatada. As curvas típicas de temperatura de metal de solda de carbono o de liga baixa são mostradas na Fig. 2.

Fig. 2 - Curvas típicas da temperatura de transição de metal de solda de carbono ou de liga baixa IS: cisalhamento, B: frágil)

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