Estudo das distorções em chapas finas de um aço com alta resistência mecânica e ao desgaste soldadas pelos processos MAG e TIG

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Rubio Ramirez, Cristian Ricardo
• Orientador(a): Mazzaferro, Jose Antonio Esmerio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Aço de alta resistência; Soldagem MIG/MAG; Soldagem TIG; Chapas de aço; Simulação
• Palavras-chave em Inglês: High strength and wear resistance steel; MAG welding; TIG welding; Thin sheet; Distortions; Simulation
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/212196

Aços de alta resistência mecânica e ao desgaste vêm sendo amplamente empregados na indústria agrícola, de mineração e aplicações militares. A soldagem de chapas de baixa espessura desse tipo de aço, é um grande desafio, pois o gradiente térmico não uniforme que é gerado em função da pequena quantidade de material para dissipação térmica, desencadeia deformações plásticas não controladas. O objetivo do presente trabalho foi estudar as distorções produzidas pelos processos de soldagem MAG convencional e TIG autógeno em chapas de aço Hardox® 450 de 1 mm de espessura, empregando dois níveis de energia. Foram realizadas medições dos ciclos térmicos, das geometrias das seções transversais dos cordões de solda, e a magnitude das distorções nas chapas soldadas. O foco do estudo consistiu na deformação longitudinal, transversal e contração angular. Para soldas MAG a diferencia de deformação foi menor a 20% entre os níveis de energia, e para soldas TIG foi de 15%. Fazendo a comparação entre os processos de soldagem, as chapas soldadas pelo processo MAG deformaram 33% mais que aquelas soldadas pelo processo TIG. A fim de simular o campo de distorções nos experimentos foi desenvolvido um modelo numérico no software Comsol Multyphysics®, onde foram considerados os mecanismos de dissipação de calor e as propriedades termomecânicas dependentes da temperatura do material. Foi implementado um modelo analítico adicional para fazer a validação e comparação dos resultados.Na análise térmica a diferença entre os resultados do modelo numérico e dos experimentos, foi inferior a 10% tanto para os testes de máxima e mínima energia nas soldas MAG e TIG. Na análise estrutural para os testes MAG, se teve diferenças entre o modelo e os experimentos inferior a 10% em referência da deformação máxima. No entanto, nos testes TIG a discrepância é maior, com diferenças de até 30% para os dois tipos de deformações. O modelo numérico foi comparado com um modelo analítico de contração angular. Nas soldas MAG a diferença foi menor a 30% e nos testes TIG foi, aproximadamente de 70%. O modelo analítico apresenta melhores resultados aos experimentos, em comparação com o modelo numérico, pois tem diferenças inferiores a 55% para os dois tipos de processo de soldagem.