Análise e comparação de soldas dissimilares nos eixos oscilantes

Abstract

Eixos oscilantes compõe o equipamento de desfibragem utilizado no preparo de cana de açúcar, antes da moagem e/ou difusão, sendo essencial para o processo de fabricação do açúcar e álcool. Estes eixos são fabricados em aço inoxidável AISI 420 e passam pelo processo de usinagem para uma maior precisão dimensional e eficácia na montagem. Durante o procedimento de usinagem, podem ocorrer defeitos (como um risco que pode iniciar uma microtrinca durante ou após tratamento térmico e/ou levar até ao seu empenamento), sendo reprovado para uso na inspeção. O objetivo geral desta pesquisa é verificar a viabilidade em reparar estes defeitos com uso de solda, sem que ocorram perdas nas propriedades mecânicas bem como na dureza superficial dos materiais. Para tal, utilizou-se soldas dissimilares depositadas pelo processo de soldagem SMAW (eletrodo revestido), comparando-se dois tipos de consumíveis: um austenítico (E316L) e outro martensítico (E410). Avaliou-se através de ensaios metalográficos, de desgaste em roda de borracha e areia e pela dureza Rockwell, nos materiais como recebido e após soldagem e tratamento térmico (têmpera e revenimento) dos mesmos. Como resultados, verificou-se que o eletrodo E410 é mais compatível ao metal base, pois apresentou uma melhor resistência ao desgaste, além de apresentar similaridade microestrutural e de dureza Rockwell. O eletrodo E316l não apresentou bons resultados possivelmente devido ao fato de ser austenítico e sua microestrutura não se modificar com a têmpera. Concluiu-se que em caso de pequenos reparos é possível a utilização de soldas, sendo recomendável a soldagem utilizando-se o eletrodo E410 pois suas propriedades mecânicas são similares ao metal base.

Oscillating shafts comprise the defibration equipment used in the preparation of sugar cane, before grinding and/or diffusion, being essential for the sugar and alcohol manufacturing process. These shafts are made of AISI 420 stainless steel and pass through the machining process for greater dimensional accuracy and assembly efficiency. During the machining procedure, defects (such as a risk that can initiate a microtitrin during or after heat treatment and/or lead to its warping), may be faulted and used for inspection. The general objective of this research is to verify the feasibility of repairing these defects with soldering, without loss of mechanical properties as well as surface hardness of the materials. For this, dissimilar welds deposited by the SMAW (coated electrode) welding process were used, comparing two types of consumables: one austenitic (E316L) and another martensitic (E410). It was evaluated through metallographic tests, wear on rubber and sand wheel and by Rockwel hardness, on the materials as received and after welding and heat treatment (tempering and tempering) of the same. As results, it was verified that the electrode E410 is more compatible to the base metal, because it presented better resistance to wear, besides presenting microstructural similarity and Rockwell hardness. The electrode E316l did not present good results possibly due to the fact of being austenitic and its microstructure does not modify with the temper. It was concluded that in case of small repairs it is possible to use welds, and welding is recommended using the E410 electrode because its mechanical properties are similar to the base metal.