Title

OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SOLDAGEM A LASER YB:FIBRA DO AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO ASTM 201LN SUBMETIDO A PROCESSAMENTO TERMOMECÂNICO PARA REVERSÃO

YB:FIBER LASER WELDING PARAMETERS OPTIMIZATION OF THE ASTM 201LN AUSTENIC STAINLESS STEEL SUBMITTED TO THERMOMECHANICAL PROCESSING FOR REVERSION

Authorship

Moraes, Náhrima Chambela; Souza, Camila Oliveira de; Silva, Carolline Serafim da; Lima, Milton Sergio Fernandes de; Paula, Andersan dos Santos

Moraes, Náhrima Chambela

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Souza, Camila Oliveira de

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Silva, Carolline Serafim da

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Lima, Milton Sergio Fernandes de

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Paula, Andersan dos Santos

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DOI

10.5151/2594-5327-33350

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Abstract

O material em estudo é um aço inoxidável austenítico ASTM 201LN na condição laminada a quente e recozida a 1050 °C (denominado como recebido – CR), o qual foi tratado termomecanicamente para refinamento dos grãos. O processamento termomecânico adotado neste trabalho consistiu de duas etapas de laminação em temperatura ambiente, 8 passes com 10% de redução em cada passe, intercaladas com duas etapas de recozimento para reversão da martensita em austenita, utilizando uma temperatura de encharque igual a 750 °C e tempo de 15 min. De posse de amostras de chapas totalmente austeníticas e extraídas ao longo das etapas do processamento (CR e recozidas após a primeira e segunda etapa de laminação a frio) foram feitas soldas com 7 combinações de potências e velocidades, fazendo uso de um laser de Yb:Fibra de 2 kW de potência média e comprimento de onda de 1,07 μm. Foram realizadas análises macroscópicas superficiais e microestruturais, onde foi possível estimar os melhores parâmetros de soldagem a laser para cada amostra, através de observações como penetração total e menores dimensões das zonas de fusão. Para a amostra CR, somente o teste de soldagem com maior potência e menor velocidade alcançou penetração total. Para as amostras tratadas o teste com maior potência e maior velocidade de soldagem proporcionou as menores dimensões de zona de fusão. Também foi possível analisar a morfologia e formato dos cordões de solda.

The present material is an austenitic stainless steel ASTM 201LN in the hot rolled condition and annealed at 1050 °C (referred to as received - CR), which was thermo-mechanically treated for grain refinement. The thermo-mechanical processing adopted in this work consisted of two rolling stages at room temperature, 8 runs with 10% reduction each, with two annealing steps to reverse martensite in austenite, using a soaking temperature of 750 °C and time of 15 min. The samples of fully austenitic sheets and extracted during the processing stages (CR and annealed after the first and second cold rolling stages) were tested for welding with 7 combinations of powers and speeds, using an Yb:fiber laser of 2 kW power and 1.07 μm wavelength. Surface macroscopic and microstructural analyzes were performed, where it was possible to estimate the best laser welding parameters for each sample, through observations such as full penetration and dimensions of the fusion zones. For the CR sample, only the welding test with higher power and lower speed reached full penetration. For the treated samples, higher power and higher speed of welding provided the smaller dimensions of fusion zone. It was also possible to analyze the morphology and shape of the welds.

Keywords

Aço Inoxidável Austenítico; Soldagem a Laser, Efeito TRIP, Refinamento de Grão

Austenitic Stainless Steel; Laser Welding; TRIP Effect; Grain Refining