Influência do modo de transferência metálica no processo de soldagem GMAW em aços ARBL sob condições de fadiga mecânica

Abstract

ResumoA soldagem Gas Metal Arc Welding (GMAW) é um dos processos mais amplamente utilizados na produção de metais, pois permite o controle preciso de parâmetros, com a possibilidade de regular a energia de soldagem e garantir boa produtividade na união de aços. A soldagem de aços carbono é amplamente empregada, especialmente em estruturas metálicas, como implementos rodoviários, que são submetidos a diferentes níveis de esforço durante o uso. A busca por maior eficiência e aumento da capacidade de carga levou à utilização de aços mais resistentes, como os aços microligados de Fadiga mecânica e Baixa Liga (ARBL), que possuem valores elevados de tensão de escoamento em comparação aos aços ASTM A36, tradicionalmente usados em estruturas metálicas. No entanto, a soldagem de aços ARBL é desafiadora, pois o processo deve preservar as propriedades mecânicas após a soldagem, limitando a energia aplicada para evitar a redução da resistência ao escoamento. O modo de curto-circuito é comumente utilizado para unir peças de aço ARBL, mas, mesmo com o controle adequado dos parâmetros, estruturas soldadas podem falhar quando submetidas a esforços cíclicos em condições de fadiga mecânica, um fenômeno estudado desde o início do século XX. Até o momento, os estudos sobre o comportamento do aço ARBL DIN EN10149-2 S700MC concentraram-se em chapas com espessuras superiores a 8 mm no modo de curto-circuito. Este estudo tem como objetivo testar diferentes energias de soldagem com diferentes modos de transferência metálica: curto-circuito; pulsado; e arco pulsado de alta frequência (APAF), na soldagem do aço ARBL DIN EN10149-2 S700MC com espessura de 3 mm, comumente utilizada na fabricação de implementos rodoviários. Foram utilizados arames eletrodos ER70S e ER100S. O efeito do modo de transferência, associado à energia de soldagem, destacou-se neste estudo como um fator primordial para o aumento da produtividade e da resistência mecânica. O processo APAF com o arame eletrodo ER100S, na faixa de energia de soldagem de 0,3 a 0,4kJ.mm-1, apresentou os melhores resultados de resistência à fadiga mecânica (11x10³ ciclos), mesmo com uma corrente de soldagem mais elevada (238A) em comparação aos demais modos (curto circuito 184A e pulsado 73A) com a mesma energia.