Análise mecânica e microestrutural de soldas produzidas pelo processo de arco submerso com pulsação ultrassônica da corrente

Abstract

RESUMO Este trabalho tem como objetivo realizar a caracterização de cordões de solda obtidos por soldagem a arco submerso empregando corrente pulsada em frequências ultrassônicas (acima de 20 kHz). Para tanto, foram realizadas soldas em chapas de aço carbono ASTM A36, variando-se a corrente e a frequência de pulsação ultrassônica em 25 e 50 A e 20, 50 e 80 kHz, respectivamente. Foram realizadas análises de microscopia óptica e eletrônica de varredura, além de ensaios mecânicos de microdureza Vickers e Charpy. Como resultado, foi verificado que o emprego da pulsação ultrassônica da corrente resulta no aparecimento de placas laterais de ferrita Widmanstatten secundária na zona fundida, enquanto que na ZAC-GG, além do surgimento desta microestrutura houve o crescimento de grão conforme o aumento da frequência de pulsação ultrassônica. Em relação aos resultados dos ensaios Charpy, à temperatura ambiente a energia absorvida ao impacto foi crescente conforme o aumento da amplitude da corrente e frequência de pulsação ultrassônica, enquanto que para a temperatura subzero esse nível crescente de energia absorvida média foi perceptível apenas para a amplitude de 25 A. Estes resultados reforçam a hipótese de que o crescimento de grão pode ser devido ao resfriamento mais lento da solda, enquanto que a mudança microestrutural observada, ao efeito de propagação da energia ultrassônica no material.

Microstructural and mechanical evaluation of a dissimilar joining between SAE 1020 and AISI 304 steel obtained via ultra-high-frequency-pulsed GTAW

“…Moreover, when evaluating the extremes of the pulsed current frequencies (20 and 80 kHz), mainly for the amplitude of 20 A, it was noted that the higher the frequency the larger the grain size will be. These observations were also reported by Silva et al [12].…”

“…On the other hand, the secondary side plates Widmanstätten ferrite extends into austenite grains from preexisting ferrite grains formed at grain boundaries. The primary and secondary sawteeth Widmanstätten ferrite, also called by Silva et al [12] as serrated Widmanstätten ferrite, are similar to the side plates morphology, however, present a larger apex angle. According to Silva et al [12], the side plates Widmanstätten ferrite is related with a higher cooling rate compared to the serrated Widmanstätten ferrite.…”

“…The primary and secondary sawteeth Widmanstätten ferrite, also called by Silva et al [12] as serrated Widmanstätten ferrite, are similar to the side plates morphology, however, present a larger apex angle. According to Silva et al [12], the side plates Widmanstätten ferrite is related with a higher cooling rate compared to the serrated Widmanstätten ferrite. Therefore, it indicates a higher cooling rate in the presence of current pulsed at ultra-high frequencies.…”

“…However, on analyzing the HAZ microstructure, the grain size indicated a slower cooling. Silva et al [12] also noted that the higher the frequency adopted the larger the resulting grain size will be in the HAZ.…”

“…Silva et al [12], on applying current pulsed at ultra-high frequencies to join A36 steel sheets through the SAW process, noted a change in the microstructure of Widmanstätten ferrite from serrated to secondary side plates in the HAZ, which indicated a higher cooling rate. However, on analyzing the HAZ microstructure, the grain size indicated a slower cooling.…”