Avaliação térmica e microestrutural de juntas de filete com chapas de diferentes espessuras

Abstract

A qualidade das juntas soldadas é fortemente influenciada pela espessura das chapas unidas e pela condição térmica a que estas são submetidas durante o processo. Este trabalho tem como objetivo avaliar a distribuição de calor em juntas tipo filete com chapas de espessuras diversas, além de analisar os efeitos microestruturais decorrentes de tratamentos térmicos. Para o estudo foi realizada a soldagem MAG robotizada em juntas de filete, em “T”, de aço SAE 1045 e o consumível utilizado foi o arame maciço AWS ER 70S-6 com 1,2 mm de diâmetro. O gás de proteção consistiu em uma mistura de Ar+10%CO2. Do mesmo modo, utilizou-se uma combinação de parâmetros de soldagem para a primeira análise, referente aos tratamentos térmicos, e outra combinação para as juntas de chapas de espessuras variadas, nas quais foram analisados os ciclos térmicos e as macrografias. Foram soldados dois cordões, um em cada lado da alma, de forma sequencial, aproveitando a própria energia do processo para modificar a microestrutura da junta. O cordão que passou pelo pós-aquecimento apresentou refino de grãos em sua microestrutura e o pré-aquecido exibiu modificações nos microconstituintes do metal fundido e da ZAC, sendo que em ambos foi observada dureza semelhante ao metal base. Para a soldagem de chapas de espessuras variadas foi verificado que a chapa de maior espessura busca dar equilíbrio térmico, para a junta, próximo ao cordão. Também, quando soldadas chapas de mesmas espessuras, as juntas mais espessas apresentaram resfriamento mais rápido, quando comparadas com as uniões de materiais mais finos.

The quality of the welded joints is strongly influenced by the thickness of the plates being united and the thermal conditions they are subjected during the process. The main aim of this work was to evaluate the heat distribution in fillet joints composed by different plates thicknesses and to analyze the microstructural effects resulting from thermal treatments. In the present study, robotic MAG process was used to perform fillet joints in "T" configuration. The base metal was SAE 1045 steel and the consumable was solid wire AWS ER 70S-6 with 1.2 mm diameter. The shielding gas was a mixture of Ar +10% CO2. A combination of welding parameters was used for the first analysis, referring to thermal treatments, and another combination for the joints of plates of various thicknesses, in which the thermal cycles and macrographs analysis. Two welding beads were deposited, one on each side of the web, sequentially, using the actual energy of the process to modify the microstructure of the joint. The bead that was submitted to post-heating presented grain refinement in their microstructure and the preheating modified the microconstituents at the molten metal and the ZAC, and in both the hardness observed was similar to the base metal. In the welding of plates of different thicknesses was observed the supremacy imposed by the thicker plate. Also, when welding plates of the same thickness, the thicker joints showed more rapid cooling compared with the unions of thinner materials.