Preparação de Superfície para Medição de Tensões Residuais em Soldagem por DRX Translated title: Surface Preparation for XRD Residual Stress Measurements

Abstract

Resumo: A característica típica do método de medição das tensões por Difração de Raio X (DRX) é que as medições ocorrem numa camada superficial. As chapas de aço vêm com superfícies alteradas (tensões residuais ou rugosidades inerentes ao material) por processos de laminação, limpeza (jateamento, esmerilhagem) e até por corrosão. Por isto, a preparação da superfície previamente à medição das tensões residuais é essencial, apesar de nem sempre ser observada ou haver procedimentos padronizados. A recomendação geral é remover uma camada micrométrica para não mascarar as tensões causadas pela soldagem. Neste trabalho, foi avaliado o uso de um processo eletrolítico portátil e mecanizado, para remoção de material em superfícies de chapas de aço ANBT 1020 e AISI 304. Estudou-se composições químicas para soluções eletrolíticas e a influência da corrente sobre a quantidade de material removido, tempo de remoção e temperatura durante o processo. Como resultado, encontrou-se soluções químicas e parâmetros não austeros que permitiram a remoção de cerca de 300 µm em um tempo razoável. Uma maior corrente reduz o tempo de remoção, mas aumenta o consumo da solução e temperatura da peça (que, por efeito colateral, poderia chegar a alterar a microestrutura ou gerar tensões térmicas). Além disso, foi demostrado a influência dos parâmetros de remoção sobre a operacionalidade do processo.

Translated abstract

Abstract: A characteristic feature of the X Ray Diffraction (XRD) method for stress determinationt is that measurements occur at a thin surface layer. Steel sheets come with surfaces modified by lamination, cleaning (sandblasting, grinding) and even corrosion, which induce residual stresses or roughness inherent to the material. Therefore, surface preparation prior to the residual stress measurement is essential, although no standard procedure seems to be available. A general recommendation is to remove a thin layer so that only residual stresses related to the welding process will be measured. In this study, the use of portable electrolytic equipment was evaluated for mechanized surface material removal. Chemical compositions of electrolytic solutions and the influence of current on the removed material, removal time and temperature during the process were studied. As a result, a suitable chemical solution for electroetching of low carbon steel was developed and a set of “soft” parameters that allowed the removal of about 300 um in a reasonable time was found. Higher currents reduce the removal time, yet increasing the consumption of the solution and plate temperature (which could adversely alter the microstructure or generate thermal stresses). Furthermore, the influence of these parameters on the operability of the process was demonstrated.