Teste de dobra guiada ASTM E190 para ductilidade de soldas

A norma "ASTM E190 Método de Teste Padrão para Teste de Dobramento Guiado de Soldas para Ductilidade", desenvolvida pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM), descreve um método de teste de dobramento guiado para determinar a resistência e a ductilidade de soldas em produtos ferrosos e não ferrosos. Defeitos não visíveis em raios X podem aparecer na superfície de uma amostra quando submetida a uma sobrecarga local gradual.

A amostra é dobrada em uma matriz em forma de "U" aplicando-se uma força centralizada no cordão de solda sobre uma amostra plana apoiada em dois pontos equidistantes da linha de aplicação da força. A amostra é forçada para dentro da matriz por um pistão moldado para produzir o contorno desejado. A superfície convexa da amostra dobrada é examinada em busca de trincas ou outros defeitos evidentes.

O teste de dobra direcionada descrito neste método de teste é usado para avaliar a qualidade das soldas com relação à ductilidade, evidenciada por sua capacidade de resistir a rachaduras durante a dobra.

Os corpos de prova comumente utilizados para ensaios de dobra guiada são corpos de prova retangulares usinados a partir de chapas e tubos. A face de solda de um corpo de prova plano contém a maior parte do material de solda, enquanto o lado oposto é chamado de superfície da raiz da solda. Os tipos de corpos de prova são os seguintes:

• Dobramento lateral transversal: A solda é transversal ao eixo longitudinal da amostra, e a amostra é dobrada de modo que uma das superfícies laterais se torna a superfície convexa da amostra dobrada.
• Dobramento da face transversal: A solda é transversal ao eixo longitudinal da amostra dobrada, de modo que a superfície da face da solda se torna a superfície convexa da amostra dobrada.
• Dobramento transversal da raiz: A solda é transversal ao eixo longitudinal da amostra dobrada, de modo que a superfície da raiz da solda se torna a superfície convexa da amostra dobrada.
• Dobramento longitudinal da face: a solda é paralela ao eixo longitudinal da amostra dobrada, de modo que a superfície da face da solda se torna a superfície convexa da amostra dobrada.
• Curvatura longitudinal da raiz: a solda é paralela ao eixo longitudinal da amostra dobrada, de modo que a superfície da raiz da solda se torna a superfície convexa da amostra dobrada.

Durante o ensaio, corpos de prova com dobra guiada são dobrados em um dispositivo de teste que se adapta substancialmente ao formato especificado na norma. Corpos de prova transversais são colocados no elemento de molde do dispositivo com a solda no meio do vão. Corpos de prova com dobra frontal são colocados com a solda voltada para a cavidade; corpos de prova com dobra de raiz são colocados com a raiz da solda voltada para a cavidade; e corpos de prova com dobra lateral são colocados com o lado que apresenta as maiores imperfeições voltado para a cavidade. Se não houver imperfeições significativas, qualquer um dos lados pode ser selecionado.

Qualquer meio adequado pode ser usado para mover o pistão em relação à matriz, mas ele deve estar parado e não deve haver movimento lateral significativo. A força é aplicada até que a amostra forme um "U" e um fio de 3,2 mm de diâmetro não pode ser inserido entre a amostra e qualquer ponto na curvatura do elemento do pistão do gabarito. No entanto, isso seria possível se a amostra falhasse prematuramente.

Ductilidade de soldas refere-se à capacidade de uma junta soldada de se deformar plasticamente (flexionar ou dobrar) sem fraturar quando submetida a tensões. É uma propriedade mecânica crítica que indica quão bem um material soldado pode lidar com a deformação sob forças de tração ou flexão, particularmente em ambientes dinâmicos ou altamente tensionados.

Na soldagem, a ductilidade mede o quanto uma junta soldada pode esticar ou dobrar antes de fraturar. Uma ductilidade maior indica uma maior capacidade de absorver tensões sem rachar.

A ductilidade em soldas é importante pelos seguintes motivos:

• Evita fraturas frágeis em aplicações estruturais.
• Ajuda os componentes soldados a absorver choques, impactos e vibrações.
• Indica boa fusão entre o metal base e o metal de solda.
• Importante em condições cíclicas de carga ou sísmicas.

Os fatores que afetam a ductilidade da solda são:

• Processo de soldagem: alguns processos produzem maior ductilidade do que outros (por exemplo, soldagem a arco).
• Material de enchimento: É muito importante usar um metal de enchimento com ductilidade compatível com o metal base.
• Zona afetada pelo calor: A área próxima à solda pode se tornar quebradiça devido ao aquecimento e resfriamento rápidos.
• Defeitos de solda: Porosidade, inclusões ou rachaduras reduzem a ductilidade.
• Tratamento térmico pós-soldagem: pode aliviar tensões e melhorar a ductilidade.

Os seguintes métodos de teste são geralmente usados ​​para determinar a ductilidade da solda:

• Ensaio de tração: Mede o alongamento e a redução na área de solda.
• Teste de dobramento: verifica se a solda pode ser dobrada sem rachar.
• Teste de tenacidade à fratura: avalia a resistência à propagação de trincas.

Esta norma é amplamente aplicada a pontes, navios, oleodutos, aeronaves e vasos de pressão onde a deformação sem falha é crítica, bem como em ambientes onde a expansão térmica ou cargas dinâmicas pesadas são críticas.

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