Title

COMPORTAMENTO DO TAMANHO DE GRÃO NO CORDÃO DE SOLDA DO AÇO INOXIDÁVEL DUPLEX BAIXA LIGA (UNS S32101) UTILIZANDO O PROCESSO TIG PULSADO

BEHAVIOR OF GRAIN SIZE IN THE WELD BEAD OF LEAN DUPLEX STAINLESS STEEL (UNS S32101) USING THE PULSED TIG PROCESS

Authorship

Garcia, Erick Vargas; Brandi, Sergio Duarte

Garcia, Erick Vargas

I am this author

Brandi, Sergio Duarte

I am this author

DOI

10.5151/2594-5327-18307

Downloads

Abstract

A microestrutura e a composição química dos aços inoxidáveis duplex são responsáveis pela sua resistência mecânica e sua resistência à corrosão que, geralmente, é superior aos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos convencionais. A soldagem destes materiais causa tanto alteração de microestrutura como de composição química, que podem ser alteradas dependendo dos processos de soldagem, dos parâmetros de soldagem, da utilização ou não de metal de adição e da composição do gás de proteção, nos processos que utilizam proteção gasosa. No caso dos aços inoxidáveis duplex ‘baixa liga’, a solidificação é completamente ferrítica, podendo produzir tamanho de grão exagerado no metal de solda e na ZAC. O objetivo deste trabalho é de avaliar o efeito da freqüência de pulsação do processo TIG autógeno na soldagem de aços inoxidáveis duplex ‘baixa liga’. Foram soldadas chapas de aços duplex ‘baixa liga’ UNS S32101 (lean duplex), sem metal de adição e empregando-se argônio como gás de proteção. Foram feitas soldagens com o processo TIG, mantendo-se a energia de soldagem constante, de 340 J/mm, e variando-se a frequência de pulsação entre 1, 5, 10 e 20 Hz. As microestruturas resultantes tanto no metal de solda, região central e região sem mistura, bem como na zona afetada pelo calor foram caracterizadas através de microscopia óptica. Os resultados mostraram que, na soldagem autógena, independente de ter ou não a pulsação da corrente, ocorre um aumento no tamanho de grão da zona fundida devido à solidificação ferrítica deste aço. Comparando-se os resultados do tamanho de grão e da fração volumétrica de ferrita no metal de solda notou-se um aumento no tamanho de grão e na fração volumétrica da ferrita com o aumento da freqüência de pulsação.

The microstructure and chemical composition of duplex stainless steel are responsible for their mechanical strength and corrosion resistance. The welding of these materials produces a change in the microstructure and chemical composition. These changes depend on: welding processes, welding parameters, the use or absence of filler metal and composition of shielding gas in processes that use shielding gas. In the case of lean duplex stainless steel the solidification is fully ferritic, which may produce an excessive grain size in the weld metal and in the heat affected zone (HAZ). The main goal of this paper is to evaluate the effect of pulse frequency in autogenous TIG welding process of lean duplex stainless steel. In this sense, plates of UNS S32101 lean duplex were welded without filler metal and using argon as shielding gas. The welds were made using the GTAW process, keeping the heat input constant at 340 J/mm and varying the pulse frequency between 1,5,10 and 20 Hz. The results showed that, independent of pulse frequency, grain growth in the fusion zone took place since this duplex stainless steel type has a ferritic solidification mode. Comparing the grain size and ferrite volumetric fraction in the weld bead, an increase in the mean value of grain size in the central region and unmixed region of weld beads was related to an increase of pulse frequency.

Keywords

Aços inoxidáveis duplex; TIG; Soldabilidade de aços inoxidáveis duplex.

Duplex stainless steel; GTAW; Weldability of duplex stainless steel.