Avaliação da influência do material do cobre-junta na microestrutura final do passe de raiz de uma junta soldada em aço ABNT SAE 1045

Abstract

As transformações de fase que podem ocorrer no material durante a soldagem, são decorrentes do aquecimento vigoroso até temperaturas elevadas, seguido de resfriamento rápido até a temperatura ambiente. As taxas de resfriamento podem ser afetadas tanto pela temperatura inicial do metal base, quanto pela difusividade térmica do material. A difusividade térmica relaciona a capacidade que o material tem para conduzir o calor com a capacidade que ele apresenta para armazenar calor. A utilização de cobre-juntas é uma prática comum na soldagem. Os cobre-juntas podem ser encontrados em três tipos de materiais: aço, cobre e cerâmica, sendo este último o mais empregado. Como cada grupo de material apresenta difusividade térmica distinta, o material do cobre-junta pode influenciar na taxa de resfriamento do passe de raiz. Sendo assim, este trabalho tem por finalidade avaliar se a diferença de difusividade térmica dos materiais usados como cobre-junta, afeta a microestrutura do passe de raiz. Os testes foram realizados com corpos de prova de aço SAE 1045, com cobre-junta de aço SAE 1045, de cobre e de cerâmica. Foi utilizado processo MIG/MAG, com mistura de gases 80% argônio e 20% dióxido de carbono, arame sólido de diâmetro de 1,2mm ER 70S-6. Os corpos de prova foram pré-aquecidos na faixa de 225°C a 245ºC, soldados na posição plana utilizando os seguintes parâmetros: 256A, 24,8V e 5mm/min. Nessas condições, o modo de transferência foi spray em todos os passes de raiz, enchimento e acabamento. Para avaliar a microestrutura, realizou-se micrografia e macrografia. Realizou-se também ensaios de impacto a temperatura ambiente em torno 25°C, a -15°C e a -25°C. [De forma geral, os resultados demonstram que os materiais utilizados como cobre-junta têm uma pequena influência na microestrutura, no entanto não influenciou nas propriedades mecânicas. A junta soldada onde foi empregado o cobre-juntas cerâmico apresentou um maior crescimento de grão na zona termicamente afetada, em relação as demais. De uma forma geral, todos apresentaram boa tenacidade em todas as temperaturas de ensaio.

The phase transformations which may occur in metal during welding procedures are due to vigorous heating to high temperatures followed by rapid cooling to room temperature. Cooling rates may be affected by both the initial temperature of the base metal and the thermal diffusivity of the material. Thermal diffusivity relates the capability of the material to conduct heat to the capacity it has to store heat. The use of backing is a common practice in welding. The backings can be found in three types of materials: steel, copper and ceramics, the latter being most commonly used. As each group of material has distinct thermal diffusivity, the backing material may influence the cooling rate of the root pass. Thus, this study aims to evaluate if the difference if the difference in thermal diffusivity of materials used as backing affects the microstructure of the root pass. Thus, this study aims to evaluate if the difference in thermal diffusivity of materials used as backing affects the microstructure of the root pass. The tests were done with steel specimens SAE 1045, steel backing SAE-1045, copper and ceramics. MIG/MAG process have been employed using gas mixture with 80% argon and 20% carbon dioxide and ER 70S-6 solid wire of 1,2mm diameter. The specimens were pre-heated at around 225°C to 245°C and welded in flat position using the following parameters: 256A,24,8V and 5mm/min. Under these conditions, spray transfer has been used in all root passes, filling and finish. To evaluate the microstructure, micrograph and macrograph have been employed. Impact tests have also been carried out at room temperature, around 25°C to -15°C and -25°C. [As a whole, the results show that the materials used as backing have an little influence on microstructure, and mechanical properties no have influence. The welded joint where ceramic backing was employed showed a higher grain growth in the heat affected zone in relation to the others. In general, all of them showed good tenacity at all test temperatures.