Caracteriza????o mec??nica da solda a ponto em chapa de a??o 22MnB5 utilizando ensaio de tra????o e an??lises de correla????o de imagem digital

• Autor(a) principal: ROSSI, ANDRE
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/32711
• topic: mechanical properties; welded joints; welding; hardening; tensile properties; performance testing; japanese organizations; standardization; boron compounds; steels; angular correlation; image processing

Este trabalho teve como objetivo avaliar as propriedades mec??nicas da solda a ponto, em um a??o 22MnB5 em sua condi????o de fabrica????o e p??s obten????o de estrutura martens??tica por meio de tratamento t??rmico. Esta avalia????o foi efetuada por meio de ensaio mec??nico de tra????o em corpos de prova normalizados pela norma JIS (Japonese industrial Standard), atrav??s de extensometria aliada ao m??todo de correla????o de imagens digitais, atrav??s do software Gom Correlate. A soldagem a ponto ?? um processo com muita aplica????o na uni??o de chapas na ind??stria automobil??stica. Com a crescente necessidade do mercado automobil??stico, com foco na redu????o de peso dos ve??culos, no aumento dos n??veis de seguran??a dos passageiros e da necessidade de cumprimento de exig??ncias normativas quanto a impactos laterais no Brasil em 2018, foi necess??rio o estudo de uni??es destes a??os atrav??s deste tipo de solda, que ?? o mais utilizado no segmento automotivo, em virtude de sua alta produtividade, relativa facilidade de execu????o e qualidade adequada das regi??es de uni??o. Conforme literatura, a microestrutura inicial desse a??o, na condi????o de recozido, ?? formada basicamente por ferrita e perlita. Seu limite de resist??ncia nessa condi????o fica em torno de 600 MPa. Ap??s o processo de tratamento t??rmico, esse material apresenta microestrutura completamente martens??tica e resist??ncia ?? tra????o pr??xima a 1500 MPa. Para o estudo destes corpos de prova, foram produzidos corpos de prova soldados em material l??mina em sua condi????o de fabrica????o e ap??s tratamento t??rmico, sendo este ultimo a condi????o de uso na Ind??stria automobil??stica. Para se efetuar a correla????o de imagens digitais atrav??s do software, os corpos de prova foram pintados obtendo-se manchas (ou pontos) de forma aleat??ria. Os corpos de prova foram ent??o, submetidos a ensaio mec??nico de tra????o at?? a deforma????o e ruptura. Os ensaios foram digitalmente filmados e os fotogramas sequenciados foram analisados utilizando-se o m??todo chamado de correla????o de imagens digitais (CID). Utilizando- se o CID, foi poss??vel efetuar a caracteriza????o das deforma????es bidimensionais das superf??cies das amostras em a??o 22MnB5 soldadas a ponto, durante o ensaio mec??nico de tra????o. Foram geradas imagens com colora????o caracter??stica para cada zona deformada, possibilitando a an??lise dos resultados obtidos pelo software e ter entendimento parcial do que acontece na regi??o da soldagem. Os resultados experimentais indicam o crit??rio de fratura dos corpos de prova. Com o tratamento t??rmico utilizado foi obtida a dureza requerida, o que indica a forma????o de microestrututa totalmente martensitica. Para os corpos de prova com tratamento t??rmico, a tend??ncia de ruptura na zona afetada pelo calor (ZAC ou HAZ) foi confirmada nestes a??os de alta resist??ncia, devido ?? forma????o de material recozido em torno da pepita soldada. Tamb??m foi caracterizada a presen??a de defeitos formados durante o processo de soldagem. Para os materiais base, sem tratamento t??rmico, foi caracterizado que o rompimento ocorre fora da ??rea soldada, justificado pela forma????o de microestruras mais resistentes, resultando no aumento de caracter??sticas mec??nicas na regi??o soldada, em virtude de que ap??s a soldagem houve endurecimento na regi??o do bot??o de solda e a ruptura se desenvolveu na regi??o mais externa ao bot??o de solda e com menor dureza. Foi caracterizado pequena altera????o nos dados de rompimento dos corpos de prova que foram soldados com a utiliza????o de espa??adores, o que sugere que afastamentos entre os materiais a serem soldados, interferem no resultado da solda. Todos os m??todos utilizados para se efetuar a gera????o das manchas aleat??rias, foram satisfat??rios, mas cada uma com certas caracter??sticas de qualidade e restri????es. Quanto a qualidade de leitura pelo software os melhores resultados s??o os que promovem maior contraste entre o fundo e os pontos aleat??rios. Quanto ao tempo de an??lise das imagens pelo software, durante o per??odo do teste de tra????o, os melhores resultados foram obtidos pelos m??todos que promovem gera????o dos pontos aleat??rios diretamente sobre a superf??cie do corpo de prova.