Propriedades Mecânicas e Microestruturais de Juntas Soldadas pelo Processo a Arco Submerso com Elevado Aporte Térmico

Abstract

Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. Mechanical and Microstructural Properties of Submerged Arc Weldments with High Heat InputAbstract: The objective of the current work is to present a study of the mechanical and microstructural properties of welded joints of carbon steel obtained from automatic submerged arc welding process with high welding energy, in order to improve productivity on the fabrication of pipes for mooring equipment. Joints of 25mm-thick ASTM A-572 Gr.50 steel were welded by a single pass of submerged arc welding process, with heat input varying from 7.8 to 14.0kJ/mm. The welded joints were evaluated through Charpy-V impact test performed at 0°C temperature, hardness test with 1 kgf load and metallographic examination, performed on samples removed from weld metal and heat affected zone (HAZ). The results showed that the welded joints presented impact toughness higher than the minimum requirements for the welding of low-alloy C-Mn steel with impact toughness requirement of 34 Joules at 0°C. A significant increase on productivity was observed, without prejudice to the mechanical properties, allowing the fabrication of pipes for oil equipment with significant reduction of production time.

Microestrutura e Características Mecânicas da Zona Fundida de um Aço Naval Soldado ao Arco Submerso com Aporte Térmico Muito Elevado

“…As baixas velocidades de resfriamento e longos tempos de permanência a alta temperatura favorecem a formação de estruturas de solidificação com grande espaçamento, o crescimento de grão austenítico e a consequente formação de estruturas grossas formadas predominantemente por ferrita de contorno de grão e ferrita intragranular, bem como com a redução da fração volumétrica de ferrita acicular [5,10]. A microestrutura resultante contribui diretamente para degradar a tenacidade à fratura da zona fundida e espera-se que essa região apresente tendência à fratura dúctil e menor dureza [11,12] tornando-a menos resistente que a ZTA e o metal base.…”

“…A presença do M-A é indesejável pois trata-se de um constituinte de elevada fragilidade o qual prejudica as propriedades mecânicas da junta soldada. Contudo, com o aumento do aporte térmico na soldagem, a fração volumétrica do constituinte M-A tende a diminuir devido ao aumento do ciclo térmico e redução na taxa de resfriamento, o que possibilita sua decomposição em ferrita e carbonetos [11]. Os valores encontrados para o metal base estão dentro da faixa aceita pela Norma ASTM A131M [18].…”

“…Nas Figuras 10 e 11 são mostrados os mapas de dureza obtidos na seção transversal dos cordões de solda. De maneira geral, como esperado [5,8,11,12,15], a dureza Vickers da zona fundida reduziu com o aumento do aporte térmico. Isso está relacionado principalmente ao aumento do tamanho de grão e à variação dos constituintes microestruturais, consequência dos maiores tempos de permanência em elevadas temperaturas [25,28].…”

Soldagem Helicoidal de Tubos Produzida em Campo do Aço ASTM A-1018 e sua Correlação com Características Mecânicas e Microestruturais das Juntas Soldadas

“…Dentre os processos de soldagem mais utilizados para a fabricação de tubulação estão o eletrodo revestido (SMAW) e a soldagem por arco submerso (SAW) [8]. Apesar de apresentar ampla utilização por ser relativamente simples e aplicável em todas as posições de soldagem, o processo de soldagem por eletrodo revestido apresenta produtividade limitada quando comparada aos processos automáticos, tornando o processo SAW o mais utilizado devido à fatores como: alta taxa de deposição, alcance de altas velocidades de soldagem, elevada eficiência energética do processo, e facilidade de automatização [6,7,9].…”

“…Na soldagem por fusão, particularmente no processo SAW, trabalha-se com fontes de calor com alto aporte térmico. Esta transferência de calor da fonte para a junta gera gradientes de temperatura na solda e nas regiões adjacentes ao metal de base [8,[16][17][18]. Assim, durante a soldagem com altas taxas de resfriamento, pode haver transformações microestruturais que promovem fragilização localizada e diminuem a tenacidade na ZTA, principalmente na região de grãos grosseiros (ZTAGG), pois a formação dos microconstituintes deletérios, em especial da martensita, é influenciada pelos ciclos térmicos de soldagem, particularmente em processos altamente fora do equilíbrio termodinâmico [2,18].…”