Title

CICLO TÉRMICO DE SOLDAGEM POR SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL EM JUNTAS SOLDADAS POR GTAW EM AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO

GTAW WELDING THERMAL CYCLE IN AUSTENITIC STAINLESS STEEL WELDED JOINTS BY COMPUTATIONAL SIMULATION

Authorship

Araújo, Helen Rodrigues; Sousa, Guilherme Gadelha de; Fernandes, Petrônio Luiz Cabral de Carvalho Clemente; Santana, Thiago Henrique Bezerra de; Vicente, André de Albuquerque; Santos, Tiago Felipe de Abreu

Araújo, Helen Rodrigues

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Sousa, Guilherme Gadelha de

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Fernandes, Petrônio Luiz Cabral de Carvalho Clemente

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Santana, Thiago Henrique Bezerra de

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Vicente, André de Albuquerque

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Santos, Tiago Felipe de Abreu

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DOI

10.5151/2594-5327-34694

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Abstract

A INDÚSTRIA TEM EXIGIDO NÍVEIS CADA VEZ MAIORES DE PRECISÃO E QUALIDADE, DEMANDANDO UM APRIMORAMENTO CONSTANTE DOS PROCESSOS DE SOLDAGEM. O GAS TUNGSTEN ARC WELDING (GTAW) SE APRESENTA COMO UMA ALTERNATIVA ENTRE OS PROCESSOS CONVENCIONAIS, PROPORCIONANDO MAIOR CONTROLE DO APORTE TÉRMICO E POSSIBILITANDO A UNIÃO ENTRE MATERIAIS QUE REQUEREM MENOS ALTERAÇÕES NA MICROESTRUTURA. O OBJETIVO FOI DETERMINAR A HISTÓRIA TÉRMICA ESTABELECIDA NAS JUNTAS SOLDADAS POR GTAW EM AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO 304 ATRAVÉS DE SIMULAÇÃO COMPUTACIONAL EM UM SOFTWARE COMERCIAL, PERMITINDO A AVALIAÇÃO SOBRE AS PROPRIEDADES MECÂNICAS DAS JUNTAS. FOI DESENVOLVIDO UM MODELO COMPUTACIONAL, BASEADO EM DADOS EXPERIMENTAIS OBTIDOS DURANTE A SOLDAGEM, DETERMINANDO OS CICLOS TÉRMICOS RELACIONADOS À APLICAÇÃO. ALÉM DISSO, O ENSAIO DE TRAÇÃO FOI REALIZADO PARA DETERMINAR A RESISTÊNCIA MECÂNICA DO MATERIAL. AS TEMPERATURAS MÁXIMAS FORAM DETERMINADAS NAS DIFERENTES REGIÕES DA JUNTA, COMO 2.120,1 ºC NA ZONA FUNDIDA E 860,5 ºC NA ZTA. O VALOR LIMITE DE RESISTÊNCIA À TRAÇÃO DE 593 MPA FOI VERIFICADO NA JUNTA DE SOLDAGEM. ALÉM DISSO, OBSERVOU-SE QUE O GRADIENTE DE TEMPERATURA NA ZONA DE FUSÃO INFLUENCIOU, COMO ESPERADO, NA MICROESTRUTURA FINAL. PORÉM, NÃO GEROU PERDAS NA RESISTÊNCIA MECÂNICA EM RELAÇÃO AOS REQUISITOS NORMATIVOS.

THE INDUSTRIAL DEMANDS FOR HIGHER ACCURACY AND QUALITY, REQUIRING A CONSTANT IMPROVEMENT OF THE WELDING PROCESSES. THE GAS TUNGSTEN ARC WELDING PRESENTS ITSELF AS AN ALTERNATIVE AMONG CONVENTIONAL PROCESSES, PROVIDING GREATER CONTROL OF THE THERMAL INPUT AND ENABLING THE UNION BETWEEN MATERIALS THAT REQUIRED LESS CHANGES IN THE MICROSTRUCTURE. THE OBJECTIVE WAS TO DETERMINE THE TEMPERATURE THERMAL HISTORY ESTABLISHED IN THE WELDED JOINTS OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL 304 BY GTAW THROUGH COMPUTER SIMULATION IN A COMMERCIAL SOFTWARE AND PROVIDING EVALUATION ABOUT THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE JOINTS. A COMPUTATIONAL MODEL WAS DEVELOPED, BASED ON EXPERIMENTAL DATA OBTAINED DURING WELDING, DETERMINING THE THERMAL CYCLES RELATED TO THE APPLICATION. IN ADDITION, THE TENSILE TEST WAS PERFORMED TO DETERMINE MECHANICAL STRENGTH OF THE MATERIAL. THE MAXIMUM TEMPERATURES WERE DETERMINED IN THE DIFFERENT REGIONS OF THE JOINT, SUCH AS 2120.1 ºC IN THE FUSION ZONE AND 860.5 ºC IN THE HAZ. THE TENSILE STRENGTH LIMIT VALUE OF 593 MPA WAS ACHIEVED IN THE WELDING JOINT. IN ADDITION, IT WAS OBSERVED THAT THE TEMPERATURE GRADIENT IN THE FUSION ZONE INFLUENCED, AS EXPECTED, IN THE FINAL MICROSTRUCTURE. HOWEVER, IT DID NOT GENERATE LOSSES IN MECHANICAL RESISTANCE IN RELATION TO THE EXPECTED VALUES ACCORDING WITH STANDARDS.

Keywords

GTAW; Ciclo Térmico; Simulação Computacional; Aço Inoxidável AISI 304.

GTAW; Thermal Cycles; Computational Simulation; Stainless Steel AISI 304