Caracterização mecânica e metalúrgica de soldas aluminotérmicas em trilhos ferroviários

Abstract

Este trabalho visa avaliar as características metalúrgicas e mecânicas de juntas soldadas pelo processo aluminotérmico, também conhecido por "Thermit®". Foram utilizados como materiais alvo deste estudo, quatro segmentos de trilhos utilizados em ferrovias brasileiras, do tipo “Vignole” com perfil TR-45. A avaliação das soldas foi realizada seguindo as recomendações de normas nacionais ABNT NBR 11449 – Trilho “Vignole” – Solda – Determinação da resistência à fadiga – Método de ensaio e ABNT NBR 7590 – Trilho “Vignole” – Classificação. Para atingir estes objetivos foram realizados ensaios de qualificação com o intuito de identificar as características de cada amostra e suas respectivas influências no desempenho dos materiais. A análise das soldas compreendeu ensaio de fadiga por flexão em quatro pontos, análise da superfície de fratura, análise química, análise metalográfica e ensaio de dureza. Dentre os fatores que apresentaram maior influência no desempenho das juntas soldadas, destaca-se a presença de porosidades, inclusões de óxidos globulares e microrechupes. A avaliação destes fatores permite predizer a qualidade da soldagem de segmentos de trilho a ser utilizado, dessa forma algumas modificações nos procedimentos de soldagem devem ser realizadas a fim de aumentar a vida em fadiga das soldas.

This study aims to assess the metallurgical and mechanical characteristics of welded joints by the aluminothermic process, also known as "Thermite®”. Were used as target materials in this study, four sections of rails used in Brazilian railroads, such as "Vignole" TR-45 profile. The welding evaluation was performed according to recommendations from national standards ABNT NBR 11449 - Rail "Vignole - Welding - Determination of Fatigue Resistance - Test method and ABNT NBR 7590 – Rail “Vignole” – Classification. To achieve these objectives were achieved qualification tests in order to identify the characteristics of each sample and their influences on the performance of materials. The welding analysis included: four points bending fatigue tests, fracture surface analysis, chemical analysis, metallographical analysis e hardness test. Among the factors that had the greatest influence on the performance of welded joints, there is the presence of porosity, inclusions of globular oxides and micro shrinkage porosity. The assessment of these factors can predict the quality of welding of rail segments to be used, thus some changes in welding procedures must be performed in order to increase the fatigue life of welds.