Soldabilidade de aço multifásico da classe de resistência 1200 MPa pelo processo resistance mash seam welding

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Universidade Federal de Minas Gerais

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Dissertação de mestrado

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Weldability of 1200 MPa multi-phase steel using resistance mash seam welding

Primeiro orientador

Membros da banca

Pedro Henrique Rodrigues Pereira
Fernando de Souza Costa
Eduardo Henrique Martins Nunes

Resumo

O desenvolvimento de aços avançados de alta resistência (Advanced High-Strength Steels, AHSS) é motivado pelas crescentes demandas do setor automobilístico por aços de maior resistência com boa conformabilidade, visando atender as exigências de aumento de performance e segurança com redução de consumo. Como consequência deste desenvolvimento, o processo produtivo destes aços precisa se adaptar de forma a garantir a produtividade e segurança das linhas. O presente trabalho tem como objetivo a avaliação do processo de soldagem à resistência por costura (Resistance Mash Seam Welding - RMSW) a partir de uma abordagem que integra os efeitos simultâneos das características metalúrgicas do aço Dual-Phase de classe 1200 MPa, da geometria das juntas e dos parâmetros aplicados de corrente, velocidade linear de avanço do eletrodo e força de contato. Os resultados indicaram o relevante impacto da corrente no aporte térmico, influenciando diretamente a área da ZF e a resistência mecânica. A força dos eletrodos afeta a coalescência e a estabilidade do processo, enquanto a velocidade controla a extensão da ZAC, sendo a geometria da solda e a presença de trincas intergranulares fatores críticos. Ensaios dilatométricos sob diferentes taxas de resfriamento simuladas permitiram estabelecer correlações com as regiões formadas na solda, especialmente a zona fundida (ZF) e a zona afetada pelo calor (ZAC), validando a formação de microestruturas martensíticas por meio da curva de transformação por resfriamento contínuo (TRC). Este estudo busca aprofundar a compreensão dos fenômenos metalúrgicos que se desenvolvem durante a fabricação de juntas soldadas pelo processo RMSW, por meio de avaliações microestruturais e mecânicas, buscando contribuir para o avanço tecnológico associado a esse processo de união de aços e para o desenvolvimento de melhorias no desempenho das juntas durante sua aplicação.

Abstract

Driven by increasing of automotive industry demands for higher performance and safety aligned with better fuel consumption, the development of Advanced High-Strength Steels (AHSS) aim higher-strength steels with good formability. Therefore, the production process needs to adapt to guarantee the productivity and safety of production lines. The influence of process parameters in Resistance Mesh Seam Welding process (RMSW) was evaluated for a 1200 MPa Dual Phase steel, adopting an integrated approach that considers the simultaneous effects of metallurgical characteristics, joint geometry, and key process parameters: welding current, linear electrode advancement speed, and contact force. The findings highlight the significant influence of welding current on heat input, which directly affects the fusion zone (FZ) area and the mechanical strength of the joint. Electrode force plays a critical role in promoting coalescence and ensuring process stability, while welding speed governs the extent of the heat-affected zone (HAZ). Additionally, weld geometry and the occurrence of intergranular cracking were identified as key factors impacting joint integrity. Dilatometric tests conducted under controlled cooling rates enabled the correlation of thermal cycles with the microstructural evolution in the welded regions, particularly the FZ and HAZ. These results were validated through simulation of the Continuous Cooling Transformation (CCT) curve, confirming the formation of martensitic microstructures under rapid cooling conditions. This study aims to provide a better metallurgy phenomena understanding of RMSW welded joints using, and the effect of variables in the welding process to microstructural and mechanical assessments, contributing to technological advancement for this steel joining process and to develop improvements in weld joints application performance.

Assunto

Engenharia metalúrgica, Metalurgia física, Solda e soldagem, Metais - Soldabilidade, Aço - Soldagem

Palavras-chave

Solda resistência por costura e amassamento - RMSW, Aço Dual-Phase, Aporte térmico, Dilatometria, Curva TRC, Microestrutura

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