Estudo dos efeitos dos ciclos térmicos no aço SAE 1045 - processo de soldagem MIG

Abstract

Este trabalho teve o objetivo Estudar as diferenças dos efeitos do processo MIG em um aço SAE 1045 quando realizado a solda: CP1 sem preaquecimento; CP2 com pré-aquecimento e alívio de tensão; CP3 com pré-aquecimento; CP4 com preaquecimento e pós aquecimento, todos os experimentos foram realizados nos Laboratórios da Fatec de Pindamonhangaba, utilizou-se o processo de soldagem MIG com arame sólido 1,2 mm ER70S6, Chapa de aço 1045, com as dimensões: 25mmX100mm x12,4 mm, com a máquina de solda MIG automática, marca Lincoln Electric modelo Power Wave S350,com os seguintes parâmetros de Soldagem: 18 V, 230 A, Velocidade do arame 6,5 m/mm, Velocidade de soldagem 300 Mm/min. Posição 1G, Vazão do Gás Argônio 15L/min, Distância da tocha 15 mm, Ângulo da tocha 90°posição neutra. O pré-aquecimento foi calculado por fórmula específica e adotado para os experimento a 285°C, já no pós-aquecimento de utilizou-se a temperatura de 385°C e no tratamento de alívio de tensão foi realizado a 600°C por uma hora iniciado e finalizado a 25°C e com aquecimento e resfriamento controlado de 180°C/h. Na sequência ao processo de soldagem as amostras foram preparada na metalografia para ser realizada a macrografia que gerou as imagem dos perfil da solda, onde foi medido as áreas da mistura de solda e área do metal de solda fundido com a finalidade calcular a diluição, medido a penetração e realiza as comparações de cada condição estudada. O CP1 sem pré-aquecimento e CP2 sem pré-aquecimento alívio de tensão apresentaram valores muitos próximos de penetração e quando comparado CP4 com a solda com pré e pós-aquecimento apresentou cerca de 31% maior, observado também por Castro; Pinheiro (2017) e Basto; Augusto (2024). Já ao observar a dureza o CP1 e CP4 apresentou o mesmo valor médio de dureza para as regiões: Metal Base e mesmo aconteceu para o CP2 e CP3, já na solda o CP1 apresentou maior valor de dureza e o CP2, CP3 e CP4 valores muitos próximos, e na região da Zona Térmica Afetada CP1 apresentou um aumento de cerca de 4% quando comparado com o CP2, CP3 e CP4 que apresentaram valores de dureza muito próximos, isso demonstra o que o pré pós-aquecimento e alívio de tensão ajudou a diminuir as tensões interna na região da ZTA do material, O mesmo foi Observado em trabalho similar de ISQUIERDO et al, 2022. Pode-se concluir que o alívio de tensão melhora a região da solda e ZTA mais o pré-aquecimento é mais eficiente que o alívio de tensão, mas o préaquecimento junto com o pós-aquecimento se mostrou mais eficiente em todas as condições estudadas.

This work aimed to study the differences in the effects of the MIG process on SAE 1045 steel when welding: CP1 without preheating; CP2 with preheating and stress relief; CP3 with preheating; CP4 with preheating and post-heating, all experiments were carried out in the Laboratories of Fatec de Pindamonhangaba, the MIG welding process was used with solid wire 1.2 mm ER70S6, 1045 steel plate, with dimensions: 25mmX100mm x12.4 mm, with the automatic MIG welding machine, Lincoln Electric model Power Wave S350, with the following welding parameters: 18 V, 230 A, Wire speed 6.5 m/mm, Welding speed 300 mm/min, Position 1G, Argon gas flow 15L/min, Torch distance 15 mm, Torch angle 90° neutral position. Preheating was calculated using a specific formula and adopted for the experiments at 285°C, while postheating used a temperature of 385°C and stress relief treatment was carried out at 600°C for one hour, starting and ending at 25°C and with controlled heating and cooling of 180°C/h. Following the welding process, the samples were prepared in metallography for macrography, which generated images of the weld profile. The areas of the weld mix and the area of the molten weld metal were measured to calculate dilution, measure penetration, and perform comparisons for each condition studied. CP1 without preheating and CP2 without preheating and stress relief showed very similar penetration values, and when compared to CP4 with the weld with pre- and postheating, it presented approximately 31% greater penetration, also observed by Castro; Pinheiro (2017) and Basto; Augusto (2024). When observing the hardness, CP1 and CP4 presented the same average hardness value for the regions: Base Metal and the same happened for CP2 and CP3, in the weld, CP1 presented a higher hardness value and CP2, CP3 and CP4 very close values, and in the region of the Thermal Affected Zone CP1 presented an increase of about 4% when compared to CP2, CP3 and CP4 which presented very close hardness values, this demonstrates that pre-post-heating and stress relief helped to reduce internal stresses in the HAZ region of the material. The same was observed in a similar work by ISQUIERDO et al, 2022. It can be concluded that stress relief improves the weld region and HAZ, but preheating is more efficient than stress relief, but preheating together with post-heating was more efficient in all conditions studied.