Application of nickel as metal addition in the union of uns s32750 superduplex steel plates with nd: yag pulsed laser welding

Abstract

Os aços inoxidáveis duplex (AID) são caracterizados por uma microestrutura bifásica composta por proporções semelhantes de austenita e ferrita, que promovem excelente resistência mecânica e resistência à corrosão. Normalmente, após ser submetido a processos de soldagem, o AID apresenta uma microestrutura desbalanceada, predominantemente ferrítica, que compromete suas propriedades. O objetivo deste trabalho é investigar o efeito do uso de chapas finas de níquel eletrolítico com diferentes espessuras como metal de adição na soldabilidade da junta através da análise da microestrutura, microdureza, resistência à tração e resistência à corrosão do AID UNS S32750 soldado pelo processo laser pulsado Nd:YAG. Foram utilizadas seis condições de soldagem: soldagem autógena e com adição de níquel. Houve uma melhora na soldabilidade com a adição de níquel, permitindo obter porporções iguais de austenita e ferrita no cordão de solda, consequentemente boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. O aumento da adição de níquel aumentou a proporção de fase da austenita e diminuiu a microdureza. A resistência à tração foi pouco afetada adição de níquel.

Super duplex stainless steels (SDSSs) are characterized by a biphase microstructure consisting of equal volume fractions of FCC austenite and BCC ferrite, which promotes excellent mechanical strength and corrosion resistance. Welding process results in an unbalanced microstructure, with large amount of ferrite, which compromise SDSS’s properties. The aim of this work is to investigate the effect of using electrolytic nickel thin foils with different thickness as an addition metal on the weldability through the evaluation of the microstructure, microhardness, tensile strength and corrosion resistance of UNS S32750 SDSS welded by the Nd:YAG pulsed laser welding. Six welding conditions were used: autogenous welding and with addition of nickel. There was an improvement on the weldability with the nickel addition allowing to obtain well balanced austenite-ferrite microstructure in the weld bead, as well as good mechanical properties and corrosion resistance. Thicker foils, hence nickel amount, have promoted increasing of the austenite volume fraction and the lower microhardness. The tensile strength was slightly affected s with larger nickel addition.