Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://www.tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.20202062
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

DESENVOLVIMENTO DE DISPOSITIVO DE BAIXO CUSTO PARA MECANIZAÇÃO DA SOLDAGEM GTAW E SUA APLICAÇÃO EM ESTUDO DE SOLIDIFICAÇÃO DE AÇO ABNT 430

LOW COST MECHANIZED GTAW DEVICE DEVELOPMENT AND ITS APPLICATION ON SOLIDIFICATION STUDIES OF AISI 430 STEEL

Tairine Berbert Tavares, Rodrigo Rangel Porcaro, Luiz Cláudio Cândido, Geraldo Lúcio de Faria, Heitor Vieira Dâmaso

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Resumo

Laboratórios de pesquisa em metalurgia da soldagem requerem controle dos principais parâmetros da soldagem ao arco elétrico para obter resultados satisfatórios. Aços inoxidáveis ferríticos são muito utilizados devido ao custo relativamente baixo e sua resistência à corrosão atmosférica, no entanto, a ausência de transformação de fases no estado sólido durante a solidificação oferece certa limitação à soldabilidade. Neste contexto, um dispositivo de baixo custo para mecanização da soldagem GTAW foi desenvolvido e validado, permitindo condições adequadas de controle, repetibilidade e foi aplicado para avaliar a influência de parâmetros de soldagem na solidificação de um aço ABNT 430. Menores velocidades de soldagem, para uma mesma corrente elétrica, resultaram em grãos grosseiros e alongados no centro do cordão e paralelos à direção de soldagem. O aumento da velocidade e da corrente originou subestruturas dendríticas no interior dos grãos, devido à maior instabilidade da poça. Ainda, avaliou-se aplicação de vibração mecânica por sistema de martelete e pré-aquecimento com relação ao refinamento dos grãos e aumento da uniformidade da estrutura no centro do cordão. A aplicação de vibração mecânica gerou uma estrutura mais refinada e homogênea na zona fundida.

Palavras-chave

Soldagem TIG; Aço inoxidável ferrítico; Metalurgia da soldagem; Solidificação na soldagem.

Abstract

Research labs focused on welding metallurgy require the control of the major parameters of arc welding to obtain satisfactory results. Ferritic stainless steels (FSS) are largely used due to its relatively low cost and atmospheric corrosion resistance. However, the lack of phase transformation on solid state during solidification implies to these steels certain weldability limitations. In this context, a low cost mechanized autogenous GTAW device with controlled welding speed was developed and validated, obtaining suitable conditions of control and repeatability, to evaluate the influence of welding parameters on the solidification mode of AISI 430 FSS. It was observed that for lower welding speeds and equal current values, elongated grains were formed at the centerline of the weld parallel to the welding direction. The increase in current and speed values produced columnar dendritic structures inside the grains, as a result of the greater instability caused at the weld pool. The effects of mechanical vibration and preheating at the grain structure were also analyzed in order to investigate their influence on grain refinement. The application of mechanical vibration resulted in a more refined and homogeneous structure on the weld metal.

Keywords

GTAW welding; Ferritic stainless steel; Welding metallurgy; Weld solidification.

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