Proposta de um critério de resistência para juntas metálicas colocadas

Abstract

Butt and fillet welds are usually used in the design of structural elements. Since heat is used in the welding operation, there is a possibility of metallurgical changes in the parent metal in the vicinity of the weld. Also, residual stresses may be introduced in the process. Besides, weldments in corrosive environments may, over a period of time, develop serious cracks. The present work is concerned with the study of the alternative use of bonded joints in the place of welded joints. The use of epoxy as adhesive in metallic joints may be, in certain circumstances, a good alternative for designers. For instance, aluminium joints have good resistance to corrosion but the welding process is not simple. Bonding can also be a good alternative to welding at facilities for offshore oil fields exploitation (platforms, FPSO, FSO, etc.), specially after the development of structural adhesives. The present paper is a first step to propose a model, as simple as possible, to evaluate the strength of butt and lap bonded joints. Experimental data for the rupture strength of lap and but joints are presented and so is an analysis based of Von Mises Fracture Criteria for welded joints using the experimental data. Besides, it is discussed in which level of strain the use of bonding may be interesting both from the structural and economical point of view.Juntas soldadas de topo e de cisalhamento são comumente utilizadas na confecção de elementos estruturais. Dado o aporte de calor intrínseco à operação de soldagem, transformações metalúrgicas são passíveis de ocorrência nas vizinhanças da solda, bem como se arrisca à produção de um campo de tensões residuais. Além disso, soldas tendem a desenvolver, após um determinado período de exposição a uma atmosfera corrosiva, trincas significativas que podem comprometer o uso seguro da estrutura. O presente trabalho apresenta, portanto, um estudo sobre a utilização de juntas coladas como uma alternativa às juntas soldadas convencionais. A utilização de epóxi como adesivo para confecção de juntas coladas de substratos metálicos pode representar, sob determinadas circunstâncias, uma boa alternativa para os engenheiros. As juntas coladas representam ainda uma boa alternativa para a área de exploração marítima da indústria petrolífera (plataformas, navios FSO e FPSO, etc), especialmente a partir do desenvolvimento de adesivos estruturais. O trabalho a seguir representa a primeira etapa do que seria uma proposta de modelo simples de avaliação da resistência de juntas coladas de topo e de cisalhamento. Foram comparados resultados experimentais e modelagens dos sistemas analisados a partir do Critério de Von Mises para juntas soldadas. Por fim, discutem-se os resultados obtidos à luz de questões estruturais e econômicas