In the laser cladding process, control of the process parameters and knowledge of the characteristics of the materials used are essential for obtaining depositions with excellent metallurgical union, satisfactory dilution values, absence of defects, and acceptable geometric characteristics. Without such precautions, depositions can exhibit low or excess dilution, low wettability, and the presence of pores, consequently reducing the performance of the materials. The aim of the present work was to evaluate the effects of the laser beam power, with maximum power of 4000 W and continuous wave mode, and scanning speed in laser cladding processes employing the AISI 316L austenitic stainless steel and the AISI 431 martensitic stainless steel, considering the geometric characteristics, dilution, and structural defects of the depositions. It was found that the laser power had a greater effect on the width and dilution of the depositions, while the scanning speed influenced the deposition height. The depositions of AISI 431 steel presented dilution values between 9 and 25%, using power settings between 1400 and 1600 W. The depositions of AISI 316L steel required higher power values between 1900 and 2600 W to achieve dilution values between 15 and 41%. The existence of pores and satisfactory hardness values were observed for both materials, with the average of microhardness of 522 HV0.5/15 and 356 HV0.5/15 on the AISI 431 and AISI 316L depositions. It was also found that the different characteristics of the addition metals, considering their morphology, particle size distribution, and flow rate, led to significant changes in the geometric features of the depositions.
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.Resumo: Um problema diversas vezes encontrado na produção de tubos está relacionado ao seu transporte dificultado por suas grandes dimensões. Atrelado a isso, a soldagem de campo é complexa e muitas vezes onerosa. Um processo de fabricação alternativo para tubulações é o processo de formação de tubos com costura helicoidal. Este trabalho propõe estudar as características microestruturais e realizar uma avaliação mecânica destas soldas executadas em campo do aço ASTM A1018. Para alcançar o objetivo do trabalho foram utilizados dois tubos de aço fabricados com chapas de espessura de 12,5 mm e diâmetro nominal de 1200 mm, através do equipamento adaptado para a soldagem em campo pelo processo de soldagem por arco submerso. Após soldagem dos tubos, foram retiradas amostras destes para efetuar as análises de micrografia, macrografia, composição química, dobramento e dureza. A principal diferença apresentada entre as amostras foi o aumento da ferrita acicular e redução da ferrita primária de contorno de grão com o decréscimo do aporte térmico nas microestruturas formadas tanto na zona fundida como na ZTA como apresentado. Observou-se, ainda, mudanças na geometria dos cordões de solda. Por fim, identificou-se que o principal parâmetro que influência nas mudanças microestruturais apresentadas é a corrente de soldagem. Palavras-chave: Tubos helicoidais; Soldagem por arco submerso; Caracterização microestrutural e mecânica.Abstract: A problem commonly found in the production of tubes is related to transportation due its large dimensions. This fact, makes field welding a complex and often costly operation.. An alternative fabrication process for pipes is the process of forming tubes with helical welds. This work proposes to study the microstructural characteristics and perform a mechanical evaluation of these welds performed in field of ASTM A1018 steel tubes. In order to reach the aim, two steel tubes manufactured from sheets with a thickness of 12.5 mm and a nominal diameter of 1200 mm were welded by the process of submerged arc welding through the equipment adapted for field welding. Subsequently, samples were taken to perform characterization by microanalysis. Chemical composition, bending and hardness tests were also conducted. The main difference between the samples was the increase of the acicular ferrite and reduction of the primary ferrite of the grain boundary with the decrease of the thermal contribution in the microstructures formed in the molten zone as in the ZTA as presented. Also, changes in the geometry of the weld beads were observed. Finally, it was identified that the main parameter that influences the microstructural changes presented is the welding current.
Resumo: A soldagem a arco submerso tem recebido atenção crescente na indústria devido a sua propensão a altas produtividades, que podem atingir níveis ainda maiores através da variante tandem arc (SAW-T). Este trabalho avalia a influência da velocidade de soldagem nas características geométricas e microestruturais de juntas soldadas por SAW-T com dois arames, em dois passes opostos. Para isso, fabricou-se, em velocidades de soldagem distintas, três juntas a partir de chapas de aço estrutural, em dois passes opostos cada. Avaliou-se a geometria dos cordões, a microestrutura e a distribuição de dureza ao longo da seção transversal das juntas. Aumentos de velocidade de soldagem mostraram-se detrimentais à geometria dos cordões. As zonas fundidas formadas consistem majoritariamente em variadas morfologias de ferrita, com maiores teores de ferrita acicular em amostras de velocidades de soldagem mais altas. Foram identificadas ilhas de bainita no interior de grãos nas zonas termicamente afetadas, além de outros tipos de ferrita. Os valores de dureza sofreram suave aumento com acréscimos de velocidade e não indicam suscetibilidade a trincas. As velocidades mais altas resultaram em juntas com falta de penetração, defeito que indica aporte térmico insuficiente. A junta soldada a 1200 mm/min apresentou boa geometria e microestrutura refinada.
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