Desempenho do processo MIG/MAG-PV para revestimento de AWS A5.9ER385 em ASTM A36 : estudo experimental e avaliação morfológica e mecânica

Abstract

O produto final revestido não é determinado exclusivamente pelo processo de soldagem e pela otimização dos seus parâmetros, mas também pela combinação do metal de adição com o metal base. Essa combinação deve garantir a formação de um cordão com morfologia adequada, requerendo um processo robusto e controlado. Para tanto, este estudo avaliou a aplicabilidade do processo MIG/MAG com polaridade variável (MIG-PV) na deposição de revestimento com arame AISI 904L (AWS A5.9 ER385) sobre aço carbono ASTM A36. A metodologia experimental foi dividida em cinco etapas: (i) análise comparativa da rugosidade e esforço de usinagem entre chapas laminadas e revestimento; (ii) avaliação do efeito de diferentes gases de proteção (Ar e Ar + 2% O2) sobre a morfologia do cordão; (iii) aplicação em geometrias tubulares; (iv) estudo das estratégias de deposição por camadas; e (v) verificação da estabilidade em posições 1G e 3G. Os resultados evidenciaram diluição inferior a 5% e rugosidade mínima de Ra ≈ 0,61 μm após fresamento. A adição de 2% de O2 ao argônio aumentou a molhabilidade e a largura do cordão, sem prejudicar a estabilidade do arco. Ensaios de dobramento demonstraram integridade estrutural e adesão metalúrgica. A estratégia com usinagem entre camadas verticais apresentou desempenho superior em termos de estabilidade do processo. Conclui-se que o MIG-PV é tecnicamente viável para aplicações de revestimento com o par de material proposto.

The final coated product is not determined exclusively by the welding process and the optimization of its parameters, but also by the combination of the filler metal with the base metal. This combination must ensure the formation of a bead with appropriate morphology, requiring a robust and controlled process. To this end, this study evaluated the applicability of the variable polarity MIG/MAG process (MIG-VP) for the deposition of coatings using SASS 904L wire (AWS A5.9 ER385) on ASTM A36 carbon steel. The experimental methodology was divided into five stages: (i) comparative analysis of roughness and machining effort between rolled plates and coating; (ii) evaluation of the effect of different shielding gases (Ar and Ar + 2% O₂) on bead morphology; (iii) application on tubular geometries; (iv) study of layer deposition strategies; and (v) verification of stability in 1G and 3G positions. The results demonstrated dilution below 5% and a minimum surface roughness of Ra ≈ 0.61 μm after milling. The addition of 2% O₂ to argon increased wettability and bead width without compromising arc stability. Bend tests showed structural integrity and metallurgical bonding. The strategy involving machining between vertical layers showed superior performance in terms of process stability. It is concluded that MIG-VP is technically viable for coating applications with the proposed material pair.

El producto final recubierto está determinadono solo por el proceso de soldadura y la optimización de sus parámetros, sino también por la combinación de metal de aportación y metal base. Esta combinación debe garantizar la formación de un cordón de soldadura con una morfología adecuada, lo que requiere un proceso robusto y controlado. Para ello, este estudio evaluó la aplicabilidad del proceso MIG/MAG con polaridad variable (MIG-PV) para la deposición de un revestimiento con alambre AISI 904L (AWS A5.9 ER385) sobre acero al carbono ASTM A36. La metodología experimental se dividió en cinco etapas: (i) análisis comparativo de la rugosidad y el esfuerzo de mecanizado entre las chapas laminadas y el revestimiento; (ii) evaluación del efecto de diferentes gases de protección (Ar y Ar + 2% O₂) sobre la morfología del cordón; (iii) aplicación a geometrías tubulares; (iv) estudio de estrategias de deposición capa por capa; y (v) verificación de la estabilidad en posiciones 1G y 3G. Los resultados mostraron una dilución inferior al 5 % y una rugosidad mínima deRa ≈ 0,61 μm tras el fresado. La adición de un 2 % de O₂ al argón aumentó la mojabilidad y el ancho del cordón sin comprometer la estabilidad del arco. Las pruebas de flexión demostraron la integridad estructural y la adhesión metalúrgica. La estrategia de mecanizado vertical entre capas mostró un rendimiento superior en términos de estabilidad del proceso. Se concluye que la tecnología MIG-PV es técnicamente viable para aplicaciones de revestimiento con el par de materiales propuesto.