INFLUÊNCIA DO GÁS DE PROTEÇÃO NAS PROPRIEDADES DE METAIS DE SOLDA DE ALTA RESISTÊNCIA OBTIDOS PELO PROCESSO GMAW COM ELETRODO ROTATIVO UTILIZANDO ARAME METAL CORED (MCAW-RE)

Abstract

The MCAW with rotating electrode process (MCAW-RE) is a variation of the conventional MCAW(metal cored arc welding) process, where reduced costs and superior productivity are obtained due to narrow gap welding, since the rotational motion of the electrode allows the electric arc to reach peripheral regions of the groove, preventing lack of fusion on the sidewall. Although there is some information about the operational characteristics of this process, the literature studying the mechanical properties is very limited. This work evaluates the mechanical and microstructural properties of high strength steel weld metals obtained by the MCAW-RE using different mixtures of Ar-CO2 as shielding gas. Multipass welding by MCAW-RE was performed with preheating of 100 °C, in 500×150× 10 mm C-Mn steel plates. Weld metals were obtained by the MCAW-RE process using a consumable of the class 700 MPa and two mixtures of Ar-CO2 (5%CO2, 5%CO2, and 25%CO2) as shielding gas. The results obtained from mechanical tests (hardness and impact Charpy-V) and metallographic examination (optical microscopy, scanning electron microscopy, and electron backscattering diffraction) carried out in samples removed transversally to the weld bead showed equivalent results for all weld metals. These results evidenced that the MCAW-RE process can provide weld metals with satisfactory behavior with different shielding gases. This process has a high potential for replacement of the conventional GMAW process because the weld metals achieved the requirements for several industrial applications.

O processo MCAW com eletrodo rotativo (MCAW-RE) é uma variação do processo MCAW convencional, onde são obtidos custos reduzidos e produtividade superior devido à soldagem em chanfro estreito, visto que o movimento rotacional do eletrodo permite ao arco elétrico atingir regiões periféricas do chanfro, evitando falta de fusão na parede lateral. Embora existam algumas informações sobre as características operacionais deste processo, a literatura que estuda as propriedades mecânicas é ainda muito limitada. Esta Tese avalia as propriedades mecânicas e microestruturais de metais de solda de aços de alta resistência obtidos pelo MCAWRE utilizando diferentes misturas de Ar-CO2 como gás de proteção. A soldagem multipasse pelo MCAW-RE foi realizada com preaquecimento de 100 °C, em chapas de aço C-Mn com 500×150× 10 mm. Os metais de solda foram obtidos pelo processo MCAW-RE utilizando um consumível da classe 700 MPa e três misturas de Ar-CO2 (5%CO2, 10%CO2 e 25%CO2) como gás de proteção. Os resultados obtidos nos ensaios mecânicos (dureza e impacto Charpy-V) e exame metalográfico (microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura e difração de elétrons retroespalhados) realizados em amostras removidas transversalmente ao cordão de solda apresentaram resultados equivalentes para todos os metais de solda. Estes resultados evidenciaram que o processo MCAW-RE pode proporcionar metais de solda com comportamento satisfatório com diferentes gases de proteção. Este processo tem alto potencial de substituição do processo GMAW convencional porque os metais de solda atendem aos requisitos para diversas aplicações industriais.