Estudo do processo MIG/MAG-PV com arame AWS A5.9 ER316LSI : influência da %EN na morfologia e diluição de revestimento em aço ASTM A36

Abstract

A investigação dos parâmetros do processo de soldagem a arco elétrico é essencial para a viabilidade do revestimento, uma solução eficiente em comparação ao componente maciço, tanto do ponto de vista econômico quanto em relação à redução do peso final da estrutura. O processo MIG/MAG –PV oferece diversos benefícios em relação ao processo convencional, destacando-se pela flexibilidade, possibilidade de aplicação em todas as posições, baixo aporte térmico e elevada taxa de deposição, devido à influência do componente de Eletrodo Negativo (EN). Este trabalho teve como objetivo utilizar o processo MIG/MAG –PV, com metal de adição AWS A5.9 ER316LSi, aplicado sobre uma superfície livre (bead-on-plate) em substrato de aço carbono ASTM A36 (6,35 mm), na posição plana (1G), visando à otimização do cordão de solda. Foi utilizado o arranjo experimental Box–Behnken Design (BBD), considerando como variáveis independentes a Corrente Negativa (In), o Tempo de Corrente Negativa (Tn) e a Corrente de Base (Ib). Além disso, foi empregada a Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), com otimização realizada por meio do método desirability, visando alcançar a máxima Área de Reforço (Ar), com seis réplicas. Com um coeficiente de determinação R² de 97,23% e erro absoluto de 2,77%, o processo alcançou um valor mínimo de aproximadamente 4% de diluição e altura média de 4,3 mm. A otimização atingiu o alvo de máxima Ar de 31,85 mm², com valores de %EN variando entre 17% e 25%. Conclui-se que o processo é viável para aplicação em revestimentos, apresentando características morfológicas satisfatórias e elevada qualidade superficial.

The investigation of arc welding process parameters is essential to ensure the viability of weld coatings as an efficient solution compared to solid components, offering economic advantages and reducing the final weight of the structure. The MIG/MAG -VP process provides several benefits over conventional methods, notably it’s flexibility, ability to be applied in all positions, low heat input, and high deposition rates, attributed to the influence of the Electrode Negative (EN) mode. This study aimed to apply the MIG/MAG -VP process, using the AWS A5.9 ER316LSi filler metal, on a free surface (bead-on-plate) with an ASTM A36 carbon steel substrate (6.35 mm) in the flat position (1G), focusing on optimizing the weld bead. The Box–Behnken Design (BBD) experimental arrangement was employed, considering Negative Current (In), Negative Current Time (Tn), and Base Current (Ib) as independent variables. Additionally, the Response Surface Methodology (RSM) was utilized, with optimization performed using the desirability method to maximize the Reinforcement Area (Ar), based on six replicates. With a determination coefficient (R²) of 97.23% and an absolute error of 2.77%, the process achieved a minimum dilution of approximately 4% and an average height of 4.3 mm. Optimization successfully reached a maximum Ar target of 31.85 mm², with %EN valuesranging from 17% to 25%. It was concluded that the process is viable for coating applications, demonstrating satisfactory morphological characteristics and excellent surface quality.

La investigación de los parámetros del proceso de soldadura por arco eléctrico es esencial para la viabilidad del revestimiento, una solución eficaz en comparación con el componente sólido, tanto desde el punto de vista económico como en términos de reducción del peso final de la estructura. El proceso MIG/MAG -PV ofrece varias ventajas sobre el proceso convencional, entre las que destacan la flexibilidad, la posibilidad de aplicación en todas las posiciones, el bajo aporte de calor y la alta tasa de deposición debido a la influencia del componente Electrodo Negativo (NE). El objetivo de este estudio fue utilizar el proceso MIG/MAG -PV, con metal de aportación AWS A5.9 ER316LSi, aplicado en superficie libre (cordón sobre placa) sobre un sustrato de acero al carbono ASTM A36 (6,35 mm), en posición plana (1G), con el fin de optimizar el cordón de soldadura. Se utilizó el arreglo experimental Box-Behnken Design (BBD), considerando como variables independientes la Corriente Negativa (In), el Tiempo de CorrienteNegativa (Tn) y la Corriente Base (Ib). Además, se utilizó la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM), realizándose la optimización mediante el método de deseabilidad para alcanzar la máxima Área de Refuerzo (RA), con seis repeticiones. Con un coeficiente de determinación R² del 97,23% y un error absoluto del 2,77%, el proceso alcanzó un valor mínimo de aproximadamente el 4% de dilución y una altura media de 4,3 mm. La optimización alcanzó el objetivo máximo de Ar de 31,85 mm², con valores de %EN que oscilaron entre el 17% y el 25%. La conclusión es que el proceso es viable para su aplicación en recubrimientos, con características morfológicas satisfactorias y alta calidad superficial.