Avaliação das Tensões Residuais em Juntas Soldadas de Inconel 625 Obtidas Através da Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica

Abstract

Resumo A utilização de materiais nobres é requisito básico em aplicações onde existe um ambiente agressivo como na indústria do petróleo e nuclear. Neste panorama, a liga Inconel 625 é frequentemente utilizada como material de cladeamento no revestimento interno de dutos rígidos. Assim, as superligas de níquel exercem papel fundamental nos campos de exploração de águas profundas e, por isso, o conhecimento de métodos modernos de soldagem aplicados a estas ligas e suas consequências nos estados de tensões residuais é importante. Portanto, o presente trabalho faz uma avaliação das tensões residuais após a Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (SFMM) em chapas soldadas de Inconel 625. A união das chapas foi realizada com rotação da ferramenta 200 e 1200 rpm e velocidade de soldagem constante (1mm/s). As medições de tensões residuais na superfície das juntas soldadas foram investigadas através da técnica de difração de raios-X. Além disso, foram avaliadas as macroestruturas e o aporte térmico de acordo com os parâmetros de soldagem empregados. Embora não existam muitos trabalhos relacionados ao processo SFMM para ligas de Inconel, provavelmente devido à sua dificuldade de soldagem, tem sido percebido um aumento na aplicação da soldagem no estado sólido como excelente alternativa para as superligas à base de níquel. Os resultados mostraram que diferentes parâmetros de processo produziram juntas soldadas distintas e, consequentemente, variações na distribuição de tensões residuais. Por fim, um aumento na velocidade de rotação da ferramenta ocasionou um aumento nas tensões residuais na zona de mistura.

Replacement of Gas Metal Arc Welding by Friction Welding for Joining Tubes in the Hydraulic Cylinders Industry

“…In addition, fusion welding may also be related to unhealthy environments and exposure to radiation 7 . Friction based processing is characterized by solid state joining methods that can weld several materials both ferrous based alloys 8 and non-ferrous alloys such as titanium 9 and nickel based alloys 10,11 . As potential advantages over conventional welding could be the possibility of achieving an excellent joint quality, joining of dissimilar materials, cost savings and increased mechanical properties 12,13,14 .…”

Progress in friction stir welding of Ni alloys

“…It should be noted that CPT does not consider a welded joint made by FSW, but this method changes the initial material microstructure and may affect the CPT value. In this sense, Lemos et al [83] carried out a preliminary study regarding corrosion resistance of FSWed CRA and there was no pitting observed through immersion test in ferric chloride solution. In a good accordance with the test method, the CPT may be estimated by the following equation:…”

“…It should be noted that CPT does not consider a welded joint made by FSW, but this method changes the initial material microstructure and may affect the CPT value. In this sense, Lemos et al [83] carried out a preliminary study regarding corrosion resistance of FSWed CRA and there was no pitting observed through immersion test in ferric chloride solution. In a good accordance with the test method, the CPT may be estimated by the following equation: Because Ni alloys are often chosen for harsh environment conditions, there is a need for optimised properties, such as UTS, yield strength, corrosion resistance and PREN and CPT values, based on the chemical composition of the alloys (Table 1).…”

Sensitization Study in Friction Stir Welds of Inconel® 625

“…A superliga de Níquel Inconel 625 é muito usada na indústria aeroespacial, nuclear, óleo e gás devido as suas propriedades de alta resistência mecânica e excelente resistência à corrosão (LEMOS et al, 2016a;LEMOS et al, 2016b). Trata-se de um material austenítico, não ferroso, que possui estrutura cristalina cúbica de faces centradas e endurecimento por solução sólida.…”

“…Na indústria do petróleo, os métodos de união comumente aplicados às ligas de Níquel são os processos por fusão como, por exemplo, eletrodo revestido, processo TIG autógeno, entre outros. Os materiais a base de Níquel são altamente ligados, portanto, os processos tradicionais de união com fusão podem ocasionar a precipitação de carbonetos ricos em Cr e outros metais, fases Laves, Delta e o crescimento de grãos (LEMOS et al, 2016a;LEMOS et al, 2016b;DAVIS, 2006;LEMOS et al, 2015), que tendem a afetar a resistência à corrosão. Assim, a soldagem no estado sólido (Friction Stir Welding) surge como alternativa aos métodos convencionais de união devido ao fato de produzir juntas soldadas com temperaturas relativamente baixas, mas suficientes para que ocorra a recristalização e refino de grão do material (LEMOS et al, 2015).…”