Soldagem A-TIG em aços inoxidáveis ferríticos UNS S41003
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
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Primeiro orientador
Membros da banca
Dagoberto Brandao Santos
Alexandre Queiroz Bracarense
Alexandre Queiroz Bracarense
Resumo
A soldagem A-TIG é uma variante simples do processo TIG convencional que permite aumentar a penetração da solda e, por exemplo, possibilitar a soldagem em um único passe, com penetração total e sem a preparação de chanfro para juntas com espessuras de até 10 mm. Diferentes mecanismos foram propostos para explicar os fenômenos que promovem aumento de penetração, entre eles estão constrição do arco elétrico pela presença de íons negativos e o da alteração no movimento de metal líquido na poça de fusão associada à variação da tensão superficial com a temperatura. O presente trabalho teve o objetivo de caracterizar o efeito da soldagem A-TIG em um aço inoxidável ferrítico UNS S41003 com a variação dos parâmetros de soldagem e do tipo e quantidades de fluxos utilizados. Os materiais usados como fluxos foram óxidos de cromo, óxido de silício e óxido de titânio. Para caracterizar a soldagem A-TIG foi realizado a deposição de cordões sobre chapa do aço inoxidável ferrítico com 6 mm de espessura. Para todos os testes foram medidos os sinais elétricos (corrente e tensão) durante a soldagem e, em seções transversais dos cordões, a largura, a penetração e a área do cordão. Os resultados indicam uma pequena variação na tensão de soldagem (aumento menor ou igual a 1,0 V) na passagem da soldagem TIG para a A-TIG. Como esperado, a variação dos parâmetros de soldagem e as quantidades de fluxos afetou a penetração da solda, sendo que nenhuma alcançou penetração total, mesmo para os maiores valores de corrente usados. Esta situação sugere um menor ganho de penetração na soldagem A-TIG quando comparada com resultados encontrados na literatura para aços inoxidáveis austeníticos. Os resultados obtidos são discutidos considerando os mecanismos propostos para o efeito A-TIG.
Abstract
The A-TIG welding is a simple variant of the conventional TIG process which allows increased weld penetration that makes it possible the full penetration welding of 10 mm thick joints with no preparation. Different mechanisms have been proposed to explain the penetration enhancement which include constriction of the electric arc by negative ions formation and changes in liquid metal flow direction in the weld pool driven by surface tension gradient inversion. This study aimed to characterize the effect of TIG welding in an UNS S41003 ferritic stainless steel with different welding parameters and flux types and quantities. Chromium, silicon and titanium oxides were used as fluxes. Mechanized bead-on-plate welding trials were performed on 6 mm thick ferritic stainless steel plates. Welding current and voltage were measured during all trials and stored in computer. Cross sections of both TIG and A-TIG welds were prepared for macrograph examination and weld bead geometry was characterized. The results indicate a small increment in welding voltage (less than 1.0 V) during the passage from TIG to A-TIG welding. Variations of flux type and density and, as expected, of the welding parameters affected the weld bead geometry. No full penetration was achieved in any weld. Comparing these results with those from literature for austenitic stainless steel suggests a lower effect of the flux in A-TIG welding of ferritic stainless steel. The results are discussed considering the proposed mechanisms for the effect of A-TIG.
Assunto
Engenharia metalúrgica, Aço inoxidavel, Metalurgia de transformação
Palavras-chave
Materiais e de Minas, Engenharia Metalúrgica