Análise de Soldagem em Corpos de Prova de Aço SAE 1020

FAHOR – Faculdade Horizontina

CAIO HENRIQUE PENNING

IGOR ANGELIN

Análise de soldagem em corpos de prova de aço SAE 1020

Horizontina - RS

2017

RESUMO

O presente Artigo trata-se de um estudo sobre processos diversos de soldagem em Aço 1020. A pesquisa foi aplicada em corpos de prova de Aço SAE 1020, onde foram feitos os processos de soldagem por eletrodo revestido, MIG e TIG. Essa pesquisa tem como objetivo geral averiguar qual o melhor tipo de aplicação de soldagem para este material. De acordo com o estudo bibliográfico desenvolvido, é possível dizer as diferenças dos processos já citados, além das variações das características mecânicas e químicas presentes nas soldagens, que são inúmeras. Para o embasamento teórico se utilizou artigos de terceiros disponíveis na internet. Os métodos utilizados na pesquisa teve a combinação de exploratório na prática das soldagens, explicativo ao buscar a razão das características resultantes e descritivo na sondagem dos fenômenos decorrentes dos processos. Por fim, a pesquisa constatou que o processo que apresenta melhores resultados em geral é a soldagem TIG, que tem ótima penetração, ótima fusão, pouco depósito de material e porosidade resultante mínima.

Palavras chave: Soldagem, Aço SAE 1020, Análise.

1 INTRODUÇÃO

Desde o fim do século 19, o processo de soldagem evoluiu principalmente quando se descobriu os princípios de arco elétrico. Com esse avanço muitas aplicações e materiais foram introduzidos ao método, possibilitando a implantação do mesmo em inúmeros campos da área metalomecânica.

Esse experimento tem por objetivo mostrar qual o tipo de solda que pode ser aplicada a esse material para obter as melhores características mecânicas possíveis, além disso, esta pesquisa pode ser aplicada em metais com características similares.

Com esse processo pode-se ter resultados diferentes dependendo dos numerosos tipos de solda disponíveis e do material ou materiais em que se é aplicado, variando desde a sua estrutura química até suas propriedades mecânicas, como ductilidade e resistência a calor.

Por isso, o presente artigo aborda a aplicação de três tipos de solda (Eletrodo revestido, TIG, MIG) aplicados em corpos de prova de Aço SAE 1020, onde se avaliou o acabamento, fusão, penetração e porosidade resultante de cada processo.

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 Solda

Soldagem é o processo de união de dois ou mais materiais metálicos através da aplicação de calor e pressão, com ou sem adição de material. A sua aplicação abrange desde pequenos componentes eletrônicos até grandes estruturas (pontes, navios, vasos de pressão, etc.). Existem numerosos processos de soldagem diferentes, o que faz necessário a seleção do melhor processo (ou processos) para uma dada aplicação.

2.1.1 Eletrodo revestido

Um dos processos selecionados foi o eletrodo revestido, que funciona através de fusão por arco elétrico utilizando um eletrodo consumível, onde o calor necessário para soldagem é gerada pelo arco entre a peça a ser soldada e o eletrodo.

O material de adição, manuseado sem pressão, provem da composição metálica do eletrodo, a proteção da poça de fusão é obtida por meio dos gases gerados pela decomposição do revestimento do mesmo.

De acordo com Manoel Messias Neris (2012, p.17)

O metal de base no percurso do arco é fundido, formando uma poça de metal fundido. O eletrodo é também fundido e assim transferido à poça de fusão na forma de glóbulos de metal fundido a cada 0,001 a 0,01 segundos a elevada temperatura.

        A distância para arco deve ser entre 3 e 4 mm para que a solda tenha menor contato possível com o ar afim de evitar adversidades nas propriedades mecânicas do material depositado.

        Este tipo de soldagem é aplicado em inúmeros processos de fabricação e montagem de equipamentos metálicos, pois pode ser empregada em grande número de metais e ligas (aços baixo carbono, baixa liga, média liga e alta liga, aço inoxidável, ferro fundido, alumínio, cobre, níquel e ligas destes).

2.1.2 TIG ou Gas Tungsten Arc Welding ( GTAW )

O processo Tig apresenta soldagem por fusão, a arco elétrico gerado entre o eletrodo de tungstênio não consumível e a peça a ser soldada.  A proteção da poça de fusão é obtida através de um gás inerte (argônio, hélio ou mistura deles), sendo que o gás também transmite corrente elétrica, quando ionizado durante o processo e ainda auxilia no resfriamento do eletrodo.

A soldagem pode ser realizada com ou sem metal de adição. A constituição do eletrodo não consumível é de tungstênio puro ou misturado a variados elementos químicos, a presença destes elementos aumenta a capacidade de emissão de elétrons, além de permitir maior vida útil ao eletrodo.

        Prioriza-se usar o eletrodo em Corrente continua (CC) polaridade direta na maioria das soldagens, pois o calor na extremidade é muito menor comparada à polaridade inversa.

 No entanto, de acordo com Manoel Messias Neris (2012, p.26)

Na soldagem do Alumínio, no entanto, muitas vezes utiliza-se a polaridade inversa, mesmo com o risco de fusão do eletrodo, pois para quebrar a camada de óxido de alumínio, de alto ponto de fusão, é necessário que o fluxo de elétrons saia do Alumínio para o eletrodo (fenômeno que recebe o nome de dispersão); melhor que utilizar CC em Alumínio é optar pelo uso de corrente alternada, que quebra a camada de óxido e não aquece em demasia a ponta do eletrodo.

Este processo é utilizado na soldagem de quase todos os tipos de materiais metálicos, utilizado principalmente em tubos na indústria aeroespacial e nuclear. Pode ser empregado em: titânio, zircônio, ligas de alumínio e magnésio, aços ligados, inoxidáveis, ligas de níquel e ligas especiais.