Caracterização do metal de solda do aço inoxidável austenítico AISI 316L com laser pulsado Nd:YAG

Abstract

O aço inoxidável austenítico 316L é um material empregado nas indústrias que requerem resistência à corrosão e mecânica como a indústria de petróleo, gás natural e papel e celulose. O uso do laser vem se tornando uma ferramenta atrativa em relação as soldagens convencionais, devido aos seus benefícios que vão desde processo sem contato, controle de energia do feixe e fácil automatização do sistema. Nesse trabalho o objetivo foi analisar a influência do processo de soldagem laser pulsado Nd: YAG nas características mecânicas e microestruturais da junta soldada de chapas de aço inoxidável austenítico AISI 316L com 1,0 mm de espessura, averiguando o efeito da energia de soldagem nas características do cordão de solda desenvolvidas no Laboratório de Soldagem Laser, do Departamento de Engenharia Mecânica da FEIS UNESP. Foram realizadas soldagens de juntas de chapas aço inoxidável austenítico com valores fixos de energias de soldagem em 8 Joules, largura temporal em 4 ms, velocidade de soldagem em 1 mm/s, variando apenas a frequência entre 2 e 10 Hz, com isso obteve-se diferentes taxas de sobreposição, com proteção gasosa de argônio. Com as diferentes condições obtidas foram realizadas análises macrográficas das juntas soldadas, através de secções transversais das mesmas e, ensaios de microdureza Vickers e ensaios de tração. Os resultados obtidos mostraram que o cordão de solda se comportou de forma frágil, rompendo-se todos no cordão, a fractografia da seção transversal aparentemente apresentou muitos vazios, a ZTA mostrou-se muito pequena e aparentemente não houve crescimento do grão, o aumento da sobreposição da junta soldada tem influencia direta com a dureza do material.

316L austenitic stainless steel is a material used in industries which require mechanical and corrosion resistance like the petroleum industry, natural gas and paper/cellulose industry. The usage of laser has become an attractive tool compared to conventional welding, due to its benefits ranging from contactless process, beam power control and easy system automation. In this work the objective was to analyze the influence of the Nd: YAG pulsed laser welding process on the mechanical and microstructural characteristics of the welded joint of AISI 316L austenitic stainless steel sheets with 1.0 mm thickness, investigating the effect of the welding energy on the characteristics Of the weld bead developed at the Laser Welding Laboratory of the Mechanical Engineering Department of FEIS UNESP. Sheet joints of austenitic stainless steel were welded with fixed values of welding energies in 8 Joules, temporal width in 4 ms, welding speed in 1 mm / s, only varying the frequency between 2 to 10 Hz. With this, different rates of overlap, with argon gas protection. With the different conditions obtained, macroscopic analysis of the welded joints were carried out through cross sections of the welds and Vickers microhardness tests and tensile tests. The results showed that the weld bead behaved in a fragile manner, breaking all in the cord, the fracture of the cross section apparently presented many voids, the ZTA showed to be very small and apparently there was no growth in the grain, the increase of the overlap of the welded joint has a direct influence on the hardness of the material.