RESUMO Os problemas devido à fadiga em componentes mecânicos e estruturais são recorrentes na indústria, sendo ainda mais preocupantes quando tais componentes apresentam uniões soldadas. Ao longo dos anos, estudos têm sido realizados com o objetivo de desenvolver procedimentos para aumentar a vida em fadiga desse tipo de união. Dentre tais procedimentos estão algumas técnicas aplicadas ao cordão ou filete após concluído o processo de soldagem. O presente trabalho científico tem por objetivo estudar o efeito, em termos de vida sob carga cíclica, da técnica conhecida globalmente por toe grinding, que consta da usinagem localizada do pé do cordão de solda. A ranhura resultante do processo propicia a redução do fator de concentração de tensões, bem como a retirada de microdefeitos. Mais especificamente, o estudo visou verificar a influência de tal processo na vida em fadiga de juntas cruciformes de Aço ASTM A131 Grau AH36, soldadas pelo processo Arame Tubular (Flux-Cored Arc Welding - FCAW) e submetidas a carregamento cíclico transversal. Para tal, procedimentos experimentais envolvendo diferentes áreas da fabricação foram utilizados para confeccionar os corpos de prova, dentre os quais, um processo pré-qualificado de soldagem, bem como técnicas de inspeção não destrutiva dos cordões. Mesmo assim, o corte lateral dos corpos de prova mostrou que as juntas apresentaram falta de penetração na raiz dos cordões. Em sequência, a amostra foi dividida em dois grupos – com e sem toe grinding – e os ensaios de fadiga foram realizados em condições semelhantes para ambos os grupos. Os resultados obtidos nos ensaios mostraram que o mecanismo de falha, no caso dos corpos de prova que não sofreram toe grinding, se tratou da propagação de microtrincas do tipo intrusão previamente localizadas no pé dos filetes de solda. Já os corpos de prova que passaram pelo toe grinding apresentaram migração do local de falha do pé para a raiz dos cordões de solda, bem como um aumento expressivo do valor médio de número de ciclos até a falha.
ABSTRACT Failures of mechanical and structural components due to fatigue are unfortunately recurrent in industry and there is a special concern when these components contain welded joints. Over the years, studies have been carried out with the objective of developing procedures and techniques for fatigue life increasing of this type of joints. Among them, a set of techniques consisting of bead or fillet reworking after the welding process completion has been developed. Present work aims to evaluate the effect, in terms of life under cyclical load, of the toe grinding technique, which consists of a weld toe machining process employing a round tip tool. Such a process generates a shallow circular groove which allows the reduction of the stress concentration factor as well as microdefects removal. More specifically, the study focused on the influence of such process on the fatigue life of cruciform joints of ASTM A131 – Grade AH36 steel, welded by Flux Cored Arc Welding Process and subjected to transverse cyclic loading. Experimental procedures involving different manufacturing areas were applied for specimens preparation, including a prequalified welding process, as well as nondestructive weld bead inspection techniques. Even so, lateral cutting of the specimens evidenced lack of penetration at the root of the beads. After that, the sample was divided into two groups - with and without toe grinding application - and the fatigue tests were performed under similar conditions for both groups. The results obtained indicate that the failure mechanism, in the case of ordinary specimens, was the propagation of intrusion-type micro-cracks which were previously located at the weld toe. On the other hand, the specimens presenting toe grinding grooves suffered a failure site changing, from toe to the weld root, accompanied by an expressive increase in the number of cycles up to failure.