Title

MAPEAMENTO DE INCLUSÕES NÃO METÁLICAS DO TIPO SULFETOS DE MANGANÊS (MnS) NO PROCESSO DE SOLDAGEM POR FRICÇÃO COM PINO CONSUMÍVEL EM AÇO C-Mn

MAPPING OF NON-METALLIC INCLUSIONS OF MANGANESE SULFIDE TYPE (MnS) IN CASE OF FRICTION HYDRO-PILLAR PROCESSING STEEL C-Mn

Authorship

Douglas Martinazzi; Mariane Chludzinski; Cleber de Lima Lessa; Afonso Reguly; Marcelo Torres Piza Paes; Josemar Jantsch Andriotti; Emília Lucena de Oliveira; Marcio Medeiros de Magahães

Douglas Martinazzi

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Marcelo Torres Piza Paes

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Josemar Jantsch Andriotti

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Emília Lucena de Oliveira

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Marcio Medeiros de Magahães

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DOI

10.5151/1516-392X-24318

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Abstract

O processo de soldagem por fricção com pino consumível (Friction Hydro-Pillar Processing- FHPP) um método de reparo no estado sólido que consiste no processamento termomecânico de um pino metálico em alta rotação e inserido em um orifício criado no material a reparar. O pino é pressionado com uma força axial e o aquecimento resultante do atrito dos materiais é suficiente para garantir a plastificação dos mesmos promovendo o preenchimento do orifício e a união dos componentes. Este trabalho é centrado na análise da distribuição de inclusões não metálicas do tipo Sulfetos de Manganês (MnS) presentes em juntas soldadas produzidas por esta técnica com a aplicação de diferentes forças axiais. Micrografias da zona termomecanicamente afetada (ZTMA) foram realizadas por microscopia ótica em amostras polidas e sem ataque para registrar as inclusões. Essas micrografias foram avaliadas via análise de imagens visando a determinação de quantidade, tamanho e área ocupada pelas inclusões nas juntas em juntas soldadas. O mapeamento identificou a distribuição e o tamanho médio das inclusões em função das forças axiais. Concluiu-se que a região analisada é potencialmente crítica no que diz respeito a tenacidade à fratura, uma vez que foi observada uma quantidade considerável de inclusões fragmentadas de dimensões reduzidas.

The Friction Hydro-Pillar Processing (FHPP) is a solid state repair method that consists in the thermomechanical processing of metallic pin, at high rotational speed, into a hole machined in the material to repair. The rotating pin is pressed with an axial force and the friction heating generated between the two materials is sufficient to ensure the plastification, promoting the fill of the hole and the welding of the components. This work is focused on the analysis of the distribution of non-metallic inclusions of MnS type (manganese sulfide) present in the welded joints produced by this technique varying the applied axial force. Micrographs of thermomechanical affected zone (TMAZ) were performed by optical microscopy on polished and non-etched samples to characterize the inclusions. These micrographs were evaluated via image analysis in order to determine the amount, size and area occupied by the inclusions in the joints. The mapping identified the distribution and average size of inclusions depending on the axial forces. It was concluded that the considered region is potentially critical in terms of fractures toughness, since it was observed a considerable amount of fragmented inclusions of reduced dimensions.

Keywords

Soldagem por fricção com pino consumível; Análise de Imagens; Inclusões de MnS; ZTMA

Friction Hydro-Pillar Processing; Image Analysis; Inclusions MnS; TMAZ