Análise da variação das respostas dinâmicas em placas retangulares delgadas soldadas.

Abstract

Este trabalho estuda a variação das frequências naturais em placas delgadas de aço inoxidável soldadas, ocasionada por tensões residuais de soldagem. Sabe-se que as tensões residuais de soldagem influenciam significativamente nas respostas dinâmicas de placas delgadas soldadas e, portanto, aprimorar o entendimento deste fenômeno pode culminar, no futuro, no desenvolvimento de um novo método de detecção de tensões residuais de soldagem. Foram realizadas análises experimentais e simulações numéricas, utilizando o método dos elementos finitos, em placas de aço inoxidável AISI316L de 302 x 150,5 milímetros, para duas diferentes espessuras, 2,95 e 6,30 milímetros. Foram realizadas soldas de deposição (bead-on-plate) e soldas de topo, em diferentes energias de soldagem, e as frequências naturais das mesmas foram medidas antes e após as soldagens. Ao se calcular as variações para os seis primeiros modos de vibrar, foi observado que é esperado que as variações das respostas dinâmicas sejam negativas, devido à predominância das tensões residuais de compressão. Detectou-se que as maiores magnitudes ocorrem para o primeiro modo de torção e que as variações para o modo de flexão longitudinal são relativamente próximas de nulo. Variações diferentes das esperadas podem ser indicativas de tensões residuais de soldagem inesperadas ou indesejadas. Observou-se ainda que testes bead-on-plate nem sempre geram maiores variações nas respostas dinâmicas para maiores energias de soldagem, como seria esperado e como ocorre nas juntas soldadas. Ainda, foi detectado que para as mesmas energias e velocidades de soldagem, as variações são maiores para as juntas soldadas que nos testes bead-on-plate. Também se observou que testes bead-on-plate e simulações numéricas nem sempre detectam problemas que são detectáveis nas juntas soldadas, como energia de soldagem insuficiente para penetração total da solda, por exemplo.