Avaliação da soldagem multipasse de chapas espessas do aço inodável lean duplex UNS S32304 soldadas pelos processos SMAW, GMAW E FCAW

• Autor(a) principal: Ronaldo Cardoso Júnior
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-929EUA
• topic: Soldabilidade; Lean duplex; Soldagem multipasse; Duplex; Engenharia mecânica; Soldagem

Os aços inoxidáveis duplex (AID) vêm se apresentando como uma excelente alternativa para aplicações em que elevada resistência à corrosão e alta resistência mecânica são requeridas. Em paralelo, vê-se uma corrida dos fabricantes dos AID pela obtenção de ligas cada vez mais baratas. Nesse contexto, surgem os aços inoxidáveis lean duplex (AILD), os quais apresentam menores teores de elementos de liga de elevado custo, como níquel e molibdênio. Entretanto, os AID, incluído os AILD, apresentam inferior soldabilidade em relação aos aços inoxidáveis austeníticos, devido a dificuldade de se manter suficientes proporções de austenita na zona termicamente afetada (ZTA) sem que haja precipitação de fases intermetálicas deletérias na microestrutura. Nesse sentido, esse trabalho teve como objetivo a avaliação da soldagem multipasse de chapas espessas de 22mm da liga inoxidável lean duplex UNS S32304. Inicialmente foi realizada a caracterização do metal de base (MB) e dos consumíveis de soldagem usados. Em seguida, com objetivo de se determinar a energia de soldagem a serusada na etapa posterior, foi realizada uma avaliação microestrutural de corpos prova confeccionados a partir de dois cordões parcialmente sobrepostos sobre chapa, soldados através do processo GTAW autógeno com quatro energias de soldagem (HI) distintas: 1,0, 1,5, 2,0 e 2,5 kJ.mm-1. Por ultimo, foram soldadas seis corpos de provas através dos processos de soldagem SMAW, GMAW e FCAW e consumíveis com dois tipos de composição química, 2209 (22%Cr, 9%Ni e 3%Mo) e 2307 (23%Cr e 7%Ni). Para esses, determinou-se à produtividade através da aquisição do tempo de arco aberto e a integridade da junta soldada através do ensaios por raios-X. Após isso, foram extraídos corpos de prova para ensaios de tração, dobramento, Charpy, macrografia, microdureza, microscopia óptica e MEV com EDS. Tanto o metal de base quanto os consumíveis de soldagem apresentaram composição química e propriedades mecânicas dentro das faixas especificadas pela normas relativas a cada material. A zona fundida (ZF) dos CPs obtidos por GTAW apresentaram grãos de ferrita grosseiros e baixo teor de austenita, enquanto a ZTA teve elevada ferritização, porém em menor intensidade que a ZF, sendo a HI de 2,0 kJ.mm-1 escolhida por sua relativa maior proporção de austenita. Foram encontradas descontinuidades consideradas aceitáveis segundo ASME B31.3 em alguns dos experimentos, porém isso não influenciou negativamente osresultados mecânicos, os quais se apresentaram acima do metal de base e especificado por normas de fabricação desses materiais. Já a análise metalográfica mostrou a microestrutura da 15 ZF de todos os testes com proporção de austenita acima de 48%, ao contrário do obtido na zona termicamente afetada, em que se obteve resultados a partir de 17% de austenita. Ainda verificou-se maiores teores de inclusões não metálicas, identificadas por EDS como óxidos de Mn, Si, Ti e Al, nos processos geradores de escória (SMAW e FCAW) quando comparado ao processo GMAW. Dessa maneira, conclui-se que foi possível obter soldas integras e atendendo aos requerimentos mecânicos em todos os experimentos, contudo observou-se baixas proporções de austenita na ZTA, o que sugere o aumento da energia de soldagem em trabalhos futuros.