Soldagem do aço inoxidável superduplex UNS S32750 com laser Nd:YAG pulsado e adição de cobalto

• Processo: 22/08493-5
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de dezembro de 2022 - 30 de novembro de 2023
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
• Pesquisador responsável: Vicente Afonso Ventrella
• Beneficiário: Vicente Afonso Ventrella
• Instituição Sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
• Assunto(s): Soldagem Aço inoxidável Cobalto Lasers de Nd-YAG Microestruturas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aço Inoxidável | duplex | microestrutura | Soldagem Laser | Uns S32750 | Soldagem

Resumo

Em geral, os requisitos essenciais exigidos para uma liga metálica empregada nas indústrias pertencentes ao setor químico são resistência mecânica, tendo em vista os diversos esforços aos quais os materiais serão submetidos, e resistência à corrosão, devido à severidade ambiental ao qual os materiais serão expostos. Os componentes e equipamentos dessas indústrias muitas vezes são submetidos a altas temperaturas e ao contato com fluidos extremamente corrosivos ou contendo abrasivos. Neste sentido, além dos desafios inerentes a esse tipo de indústria, associa-se necessidade do emprego de materiais de alto desempenho mecânico e à corrosão, e também de processos de soldagem capazes de garantir boa qualidade da junta soldada. O aço inoxidável super duplex vem conquistando cada vez mais espaço no setor químico justamente por possuir tais requisitos citados acima. Além disso, ele supre as carências dos já tradicionais austeníticos e ferríticos em muitas aplicações, pois o aço inoxidável super duplex consegue aliar as propriedades tanto do ferrítico como do austenítico. Atribui-se suas altas resistências à corrosão e mecânica à sua microestrutura balanceada em aproximadamente 50% de ferrita e 50% de austenita. A soldagem dos aços inoxidáveis super duplex interfere diretamente na microestrutura do metal de solda e, portanto, somente um processo de soldagem bem ajustado pode gerar juntas soldadas com um balanço adequado das fases (austenita e ferrita). Caso esse balanço não seja obtido pode-se perder as vantagens do aço super duplex sobre os aços inoxidáveis tradicionais. Este trabalho de pesquisa envolve o estudo da influência da adição de cobalto no metal de solda, através de deposição eletrolítica na face da junta do metal base, sobre o balanço de fases ferrita/austenita do aço inoxidável super duplex UNS S32750. Os cordões de solda laser serão obtidos com diferentes adições de cobalto na junta a ser soldada. Os resultados obtidos através desse estudo proposto serão, portanto, comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura e resultados obtidos pelo grupo de pesquisa com níquel. Desse modo, o papel do laser no controle das fases austenita e ferrita será investigado, onde será demonstrado a viabilidade do uso do processo de soldagem por laser pulsado Nd:YAG, com adição de cobalto, no controle das fases presente no metal de solda, e portanto garantindo boas propriedades mecânicas e boa resistência à corrosão da junta soldada. Serão utilizadas técnicas de caracterização microestrutural através de Microscopia Ótica, Microscopia Eletrônica de Varredura e Difração de Raio-X. Além disso será realizada uma caracterização mecânica através de ensaios de microdureza Vickers, ensaios de corrosão CPT e ensaios de tração. A contribuição pretendida por este projeto de pesquisa deve ser no sentido de se obter uma maior difusão de informações acerca da aplicação de uma fonte laser de estado sólido, pulsado, Nd:YAG na soldagem do aço inoxidável super duplex UNS S32750 com o auxílio da adição de um elemento gamagênico para o controle do balanço de fases. Nesse caso a adição será realizada através de deposição eletrolítica na região do metal base a ser fundida. O projeto possui grande potencial de inovação na área de lasers, através da aplicação de laser pulsado de estado sólido (Nd:YAG) na união de aços super duplex, importante constituinte dos componentes metálicos da indústria química. Os resultados obtidos poderão contribuir na redução de prejuízos provocados por falhas prematuras de componentes, oriundos do desbalanceamento de fases, mas principalmente diminuir os riscos de acidentes ambientais e operacionais que possam ser provocados por estas falhas. (AU)