Soldagem de topo com centelhamento de trilhos ferroviários: caracterização microestrutural, propriedades mecânicas e desgaste.

• Autor(a) principal: Bauri, Luiz Felipe
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-15122020-130129/
• topic: Calor; Desgaste; Flash Butt Welding (FBW); Heat Affected Zone (HAZ); Mechanical properties; Propriedades dos materiais; Propriedades mecânicas; Rails premium and super premium; Trilhos. Soldagem; Wear; Zona Afetada pelo Calor (ZAC)

De modo geral, as ferrovias para transporte de carga pesada no Brasil têm sido submetidas a condições operacionais que solicitam melhores desempenhos dos materiais, ao passo que a velocidade de operação da via e a quantidade de cargas crescem para atender o aumento da demanda por transportes. Atualmente a maior parte da via tem seus trilhos soldados. Entre os processos de soldagem existentes destaca-se a soldagem de topo com centelhamento, devido à melhor qualidade da junta soldada obtida. Entretanto, as propriedades dos trilhos podem ser comprometidas por erros na parametrização do processo de soldagem acarretando o surgimento de heterogeneidades e defeitos na junta soldada, em particular na Zona Afetada pelo Calor (ZAC). Relatos de experimentos através da dilatometria para simular a região da ZAC e as suas propriedades foram publicados recentemente, no entanto, existe uma carência de estudos mais detalhados dos efeitos das variáveis do processo de soldagem na microestrutura dos trilhos. Com este objetivo, foi elaborada uma matriz experimental, alterando quatro variáveis do processo da soldagem de topo com centelhamento (corrente de pulso, quantidade de pulsos, força de recalque e carbono equivalente) em trilhos ferroviários das classes Premium e Super Premium. O planejamento experimental gerou oito condições de soldagem. Os resultados obtidos permitiram entender a relação entre a microestrutura e os mapas de microdureza na seção longitudinal da junta soldada. Os ensaios de tração mostraram que a condição de soldagem com o maior aporte térmico apresentou mais baixo limite de escoamento e limite de resistência à tração. As análises das fraturas obtidas pelo ensaio de tração mostraram que os trilhos da classe Premium apresentaram fratura dúctil com dupla-estricção na região de austenitização parcial. Enquanto que os trilhos Super Premium apresentaram fratura frágil, com exceção da condição de soldagem mais extrema. Os ensaios de desgaste por deslizamento mostraram que a região de austenitização parcial apresentou maior perda de massa em relação as outrasregiões, sendo está a região mais afetada da solda. Em suma, as condições de soldagem com mais baixo aporte térmico apresentaram os melhores comportamentos para aplicações ferroviárias.