Microestrutura e Características Mecânicas da Zona Fundida de um Aço Naval Soldado ao Arco Submerso com Aporte Térmico Muito Elevado

Barbosa, Luiz Henrique Soares; Modenesi, Paulo José; Godefroid, Leonardo Barbosa; Borba, Tadeu Messias Donizete

doi:10.1590/0104-9224/SI2302.05

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Sumário

Artigos Técnicos • Soldag. insp. 23 (2) • Apr-Jun 2018 • https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI2302.05 copiar

Microestrutura e Características Mecânicas da Zona Fundida de um Aço Naval Soldado ao Arco Submerso com Aporte Térmico Muito Elevado ^* * Trabalho apresentado no XLIII CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem, 06 a 09 de novembro de 2017 Joinville – SC, Brasil.

Microstructure and Mechanical Characteristics of the Welding Zone of a Shipbuilding Steel Welded in Submerged Arc Welding with Very High Heat Input

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

A soldagem de alto aporte térmico é uma alternativa que tem sido empregada na indústria naval e de petróleo para reduzir o número de passes de soldagem em estruturas espessas por meio do aumento da taxa de deposição. Isso tem levado desenvolvimento de aços e de consumíveis que permitem a obtenção de juntas com aceitável nível de tenacidade na zona termicamente afetada, mesmo com aportes térmicos muito elevados. Contudo, ainda não são muito claras as consequências do ponto de vista metalúrgico que este procedimento pode acarretar na zona fundida. O presente trabalho avalia a influência de aportes térmicos de até 17,1 kJ/mm na microestrutura e características mecânicas da zona fundida obtida na soldagem de um aço naval TMCP EH36 feita em único passe com o processo ao arco submerso multi-eletrodos e com adição de arame frio. A microestrutura foi comparada com a de soldas realizadas com energia menor e mapas de dureza foram produzidos e comparados, avaliando-se também a eficiência dos consumíveis geralmente aplicados para a soldagem e alto aporte. Foi observado que o teor de molibdênio na solda contribui de forma direta para a manutenção das propriedades mecânicas da zona fundida na soldagem de alto aporte térmico.

Palavras-chave:
Aço TMCP EH36; Arco submerso; Arame frio; Metalurgia da soldagem; Alto aporte térmico

C	Mn	Si	P	S	Cu	Cr+Ni+Mo	Nb+V+Ti	C_eq ^*	P_cm ^**
0,102	1,377	0,229	0,019	0,004	---	0,017	0,012	0,336	0,180
*C_eq. = C + Mn/6 + (Ni + Cu)/15 + (Cr + Mo + V)/5; **P _cm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr)/20 + Ni/60 + Mo/15 + V/10 + 5B.

Consumíveis (AWS A5.17)	Composição Típica (%p)	Propriedades Mecânicas Típicas
F48A4 - EM12K	0,05%C-0,24%Si-1,20%Mn-0,10%Cu	LE = 420; LR = 500; A = 30
F55A3 - EA2-A4	0,05%C-0,40%Si-1,40%Mn-0,50%Mo	LE = 520; LR = 590; A = 24

Cordão	Tocha	Corrente (A)	Tensão (V)	Velocidade (mm/s)	Aporte de Calor (kJ/mm)	Tipo de solda
H2.8	ICE	850	33	10	2,8	Cordão sobre Chapa
H2.8	DC+	0	0	0	2,8
H6.9	ICE	850	33	8,3	6,9
H6.9	DC+	900	33	8,3	6,9
H10.7	ICE	1000	35	6,7	10,7	Em chanfro ( Figura 1 )
H10.7	DC+	1000	36	6,7	10,7
H17.1	ICE	1000	35	4,2	17,1
H17.1	DC+	1000	36	4,2	17,1
H17.1 Mo	ICE	1000	35	4,2	17,1
H17.1 Mo	DC+	1000	36	4,2	17,1

Aporte (kJ/mm)	C	Mn	Si	P	S	Cr	Mo	Ni	Cu	V	N	Ti	C_eq	P_cm
2,8	0,092	1,335	0,274	0,020	0,005	0,024	0,008	0,005	0,020	0,001	0,012	0,008	0,323	0,171
6,9	0,090	1,321	0,289	0,021	0,008	0,029	0,008	0,006	0,023	0,002	0,004	0,005	0,320	0,169
10,7	0,084	1,360	0,230	0,012	0,006	0,020	0,010	0,009	0,010	0,003	---	0,010	0,319	0,162
17,1 (EM12K)	0,078	1,350	0,230	0,012	0,008	0,020	0,010	0,010	0,010	0,002	---	0,011	0,311	0,156
17,1 (EA2)	0,084	1,250	0,270	0,015	0,005	0,060	0,120	0,020	0,070	0,002	0,008	0,004	0,335	0,171

Aporte (kJ/mm)	LE (MPa)	LR (MPa)	Alongamento %	RE (%)	$\bar{H V} 3$
10,7	424 ± 2	542 ± 15	21 ± 2	78	176 ± 5
17,1 EM12K	342 ± 16	496 ± 16	25 ± 1	69	154 ± 4
17,1 EA2	422 ± 8	558 ± 10	18 ± 1	76	184 ± 6
Metal Base	375 ± 3	490 ± 8	29 ± 1	77	160 ± 5

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[1] E-mails: lhsbop@yahoo.com.br (LHSB), modenesi@demet.ufmg.br (PJM), leonardo@demet.em.ufop.br (LBG), tadeu.borba@usiminas.com (TMDB)

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Microestrutura e Características Mecânicas da Zona Fundida de um Aço Naval Soldado ao Arco Submerso com Aporte Térmico Muito Elevado * * Trabalho apresentado no XLIII CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem, 06 a 09 de novembro de 2017 Joinville – SC, Brasil.

Microstructure and Mechanical Characteristics of the Welding Zone of a Shipbuilding Steel Welded in Submerged Arc Welding with Very High Heat Input

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Microestrutura e Características Mecânicas da Zona Fundida de um Aço Naval Soldado ao Arco Submerso com Aporte Térmico Muito Elevado ^* * Trabalho apresentado no XLIII CONSOLDA – Congresso Nacional de Soldagem, 06 a 09 de novembro de 2017 Joinville – SC, Brasil.