Avaliação da influência dos parâmetros de processamento na manufatura aditiva do aço VP50IM por arco elétrico a gás

• Autor(a) principal: Toaldo, Paulo Henrique
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30843
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA; Soldagem; Processos de fabricação; Aço - Metalurgia; Welding; Manufacturing processes; Steel - Metallurgy; Engenharia/Tecnologia/Gestão

Os processos de soldagem como fabricação mecânica são uma realidade essencial na produção e reparo de componentes para a maioria das indústrias de manufatura. Ademais, nos últimos anos a demanda por manufatura aditiva a arco por arame, processo de soldagem conhecido como WAAM, (Wire Arc Additive Manufacturing) aumentou potencialmente, tornando-­se uma alternativa às manufaturas subtrativas. No processo WAAM, utiliza­-se a deposição multicamada de cordões de solda seguindo um modelo digital, produzindo uma estrutura mecânica tridimensional. A utilização da manufatura aditiva é reconhecida para confecção de peças de alta complexidade geométrica e para o reparo de componentes, com propriedades mecânicas comparáveis às do material fundido. Entretanto, existem desafios significativos associados ao WAAM, como microestruturas e propriedades mecânicas indesejáveis, altas tensões residuais e distorção da geometria. Neste contexto, este estudo contribui para o tema com uma metodologia de seleção de parâmetros para WAAM utilizando GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) pulsado e a caracterização do empilhamento gerado. Utilizou­-se a metodologia CCC (Central Composto Completo), definindo critérios para avaliar o comportamento e definição dos parâmetros para a confecção das amostras por manufatura aditiva, variando corrente de pico (Cp), corrente de base (Cb), velocidade de alimentação de arame durante corrente de pico (Vap), velocidade de alimentação de arame durante corrente de base (Vab) e velocidade de soldagem (Vs). A metodologia de seleção de parâmetros evidenciou um caminho lógico a seguir para uma escolha viável de parâmetros de soldagem para manufatura aditiva. A combinação de parâmetros ideal demostrada foi Cp=200A, Cb=100A, Vap=2,9cm/min, Vab=1,2cm/min e Vs=20cm/min.. Foram realizados ensaios de tração, rugosidade, dureza, inspeção visual, microestrutura e geometria da seção transversal das amostras confeccionadas em manufatura aditiva no parâmetro ideal previamente designado. Ensaios de tração mostraram uma resistência até 15% maior nas amostras na seção longitudinal ao sentido de soldagem em comparação ao sentido transversal. Ensaios de dureza demonstraram uma dureza até 9% menor no centro do empilhamento em comparação ao topo e base. A análise de fratura dos corpos de prova evidenciou algumas inclusões e uma fratura dúctil. Utilizou­-se a ISO 4287 para avaliação de rugosidade através de ensaio de polimento. Os valores de rugosidade chegaram a 0,265 Ra sem sinais de descontinuidade.