Relatório Ensaio Destrutivo de Solda

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO NEWTON PAIVA
FACULDADE DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - FACET
CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA
RELATÓRIO FINAL:
Ensaio Destrutivo de Solda
BELO HORIZONTE
2014
RELATÓRIO FINAL:
Ensaio Destrutivo de Solda
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Práticas de Fabricação, no Curso de Engenharia Mecânica, no Centro Universitário Newton Paiva.
Professor: Handerson Correa Gomes
Belo Horizonte, 25 de novembro de 2014
RESUMO
Esse relatório tem por objetivo descrever o passo a passo de um ensaio destrutivo de solda. Será realizado diversos ensaios, como dureza, macrografia, micrografia, tração, etc. Serão detalhados o passo-a-passo, os parâmetros utilizados, as dificuldades encontradas e procedimento usando durante os ensaios.
Palavras-chave: Soldagem, ensaios, dureza.
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO.....................................................................................................4
2	DESENVOLVIMENTO.........................................................................................5
2.1	OBJETIVO GERAL..............................................................................................5
2.1.1	OBJETIVOS ESPECÍFICOS................................................................................5
2.2	METODOLOGIA..................................................................................................5
2.3	MATERIAIS E EQUIPAMENTOS.........................................................................5
2.4	PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS................................................................8
2.5	RESULTADOS.....................................................................................................8
2.5.1	MICROGRAFIA E MACROGRAFIA.....................................................................8
2.5.2	DUREZA............................................................................................................10
2.5.3	TRAÇÃO............................................................................................................10
3	CONCLUSÃO....................................................................................................12
REFERÊNCIAS.............................................................................................	....13
1 INTRODUÇÃO
Antigamente, como a construção dos objetos era essencialmente artesanal, não havia um controle de qualidade regular dos produtos fabricados. A qualidade era avaliada pelo uso.
Atualmente, o controle de qualidade precisa começar pela matéria-prima e deve ocorrer durante todo o processo de produção, incluindo a inspeção e os ensaios finais nos produtos acabados.
Nos produtos metálicos utilizados na mecânica, este controle de qualidade é realizado nos materiais através de ensaios para que se possa verificar se eles apresentam as propriedades que os tornarão adequados ao seu uso. 
Os ensaios mecânicos dos materiais são procedimentos padronizados que compreendem testes, cálculos, gráficos e consultas a tabelas, tudo isso em conformidade com normas técnicas. Realizar um ensaio consiste em submeter um objeto já fabricado ou um material que vai ser processado industrialmente a situações que simulam os esforços que eles vão sofrer nas condições reais de uso, chegando a limites extremos de solicitação. Os ensaios mecânicos podem ser realizados em protótipos ou em corpos de prova:
Protótipo: versão preliminar de um produto, produzida em pequena quantidade, e utilizada durante a fase de testes.
Corpo de Prova: amostra do material que se deseja testar, com dimensões e forma especificadas em normas técnicas.
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 OBJETIVO GERAL
	
Realizar ensaios destrutivos na peça afim de avaliar a qualidade do cordão de solda
2.1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Entender como funcionam os ensaios destrutivos;
Análise macrográfica da ZTA;
Analisar a resistência e a dureza do cordão de solda.
2.2 METODOLOGIA
Através da soldagem por eletrodo revestido de duas chapas de aço SAE 1020, com chanfros de 45º e união de topo, irão ser submetidos a ensaios destrutivos, como tração e dureza, e não destrutivos, como ataque químico e micrografia.
2.3 MATERIAIS E EQUIPAMENTOS
6 chapas de aço SAE 1020.
Máquina de solda (eletrodo revestido).
EPI’s de Soldagem: Avental, mangas, perneiras, luvas de raspa, máscara de solda eletrônica.
Morsa
Lixadeira
Máquina de tração
Politriz Lixadeira Metalográfica – PL02ETD
Figura 1: Politriz Lixadeira
Microscópio Metalográfico Invertido – Kontrol – Modelo IM-713.
Durômetro Panantec – Modelo DURVB (HBRV 187,5) – Medição de dureza: Brinell/Rockwell/Vicker.
Figura 2: Durômetro
Cortadora Metalográfica Teclago – Modelo CM 60
Figura 3: Cortadora Metalográfica
Máquina de ensaios universal - modelo WDW-100E
Figura 4: Máquina de ensaios universal
2.4 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
O início deste experimento ocorreu no laboratório de soldagem, onde primeiramente foram feitos chanfros de 45º nas laterais das chapas prendendo-as a uma morsa e utilizando a lixadeira. Após este processo, as chapas foram separadas aos pares e posicionadas lado a lado e, utilizando o eletrodo revestido, foi depositado um passe de solda nelas. Após a retirada da escória do cordão de solda e do resfriamento da peça, iniciou-se o segundo passo do experimento, que ocorreu no laboratório de ciência dos materiais.
Utilizando a cortadora metalográfica (figura 3), uma das peças foi cortada em dois pedaços menores, sendo o menor destinado à realização do ensaio de tração, o maior pedaço foi destinado à análise macrográfica e micrográfica do material. A outra peça foi usada no ensaio de dureza. A terceira peça foi descartada para testes por apresentar muitas falhas no cordão de solda.
2.5 RESULTADOS
2.5.1 MICROGRAFIA E MACROGRAFIA
O primeiro ensaio realizado no laboratório foi a análise metalográfica do material. Com a peça já cortada, iniciou-se a análise realizando o lixamento da peça na Politriz Lixadeira Metalográfica para melhorar o acabamento do local que seria visualizado. Foram utilizadas quatro lixas em sequência, sendo da mais grossa para a mais fina, que possuíam respectivamente a seguinte numeração: 200, 320, 500,1000.
A última fase de acabamento da peça ocorreu em uma politriz. Para melhorar o polimento, utilizou-se a alumina AL203 no lado cortado da peça. Depois da alumina o polimento ocorreu utilizando-se pasta de diamante para dar o acabamento final. Em seguida, realizou-se o ataque químico do material utilizando o produto Nital 2%. Após este ataque, ficou visível a área da ZTA e ZF na peça.
Figura 5: Corpo de prova Após o Ataque Químico
Após alguns minutos esperando o corpo de prova secar, realizou-se uma análise micrográfica utilizando o Microscópio Metalográfico Invertido, obtendo assim a seguinte imagem:
Figura 6: Micrografia da Zona Térmica Afetada
Após a análise micrográfica pode-se observar pela imagem obtida no microscópio que a zona térmica afetada do corpo de prova (figura 3) possui regiões de granulação mais grosseira do que fina. No teste de dureza, o corpo de prova atingiu uma média de 55,67 HRB.
2.4.2 DUREZA
Após análise macrográfica e micrográfica, realizou-se um ensaio de dureza no material para verificar qual a influência da mudança de temperatura causada pelo processo de soldagem na dureza do material.
Utilizando o Durômetro Panantec com a ferramenta com ponta de diamante HRB, força máxima 980N, obteve-se os seguintes dados:
	
	Dureza
	1ª Medição
	56 HRB
	2ª Medição
	53 HRB
	3ª Medição
	58 HRB
	Média
	55,67 HRB
Tabela 1 – Dureza
2.4.3 TRAÇÃO
O segundo ensaio feito no laboratório de materiais foi o ensaio de tração, que após ser realizado gerou o seguinte gráfico:Figura 7: Gráfico do ensaio de Tração.
O ensaio de tração atingiu força máxima de 21,24 KN. O corpo de prova tracionado se partiu na união entre o material base e a solda.
Figura 8: Corpo de prova após o ensaio de tração.
3 CONCLUSÃO
De acordo com a análise dos resultados obtidos, é possível concluir que o cordão gerado pela soldagem de eletrodo revestido resistiu no regime plástico por volta de 2,36 KN, e se rompeu na faixa de 16,52KN a 21,22KN, apesar da tração máxima obtida no ensaio, ser um valor considerável quando se leva em conta as propriedades mecânicas do material base.
Com o trabalho foi possível compreender a teoria envolvida no experimento, os cálculos e as principais características da dureza Brinell e dos demais ensaios realizados, especialmente em relação a alguns detalhes, como a mudança de propriedades do material na ZTA, causada pelo aumento de temperatura consequente do processo de soldagem.
Analisando o gráfico, pode se dizer que o regime plástico do material testado não foi demarcado graficamente com o “zoom” da faixa de 0 a 2,16 KN, como na peça se rompeu no cordão de solda, fica claro que a fusão do material de base com o material de adição foi feita de forma suficientemente forte. Como o corpo de prova utilizado didaticamente para o experimento não foi feita por um profissional de soldagem, pode dizer que a penetração do cordão de solda foi boa, pois foi no cordão de solda aonde ouve o rompimento da peça.
REFERÊNCIAS
Gomes, Handerson. Trabalho Avaliativo - ENSAIO DESTRUTIVO DE ELEMENTOS SOLDADOS. Centro universitário Newton Paiva. FACET. Belo Horizonte. 2014
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS – ABNT. NBR 10719: apresentação de relatórios técnico-científicos. Rio de Janeiro, 1989. 9 p.
CALLISTER JR, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma introdução. 7° Edição. Rio de Janeiro: Editora: LTC. 2008.