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Aplicação de laser Nd:YAG pulsado na soldagem do aço inoxidável superduplex UNS S32750 utilizado na indústria de petróleo e gás natural

Processo: 15/12797-6
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de setembro de 2015
Vigência (Término): 31 de agosto de 2017
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia Mecânica - Processos de Fabricação
Pesquisador responsável:Vicente Afonso Ventrella
Beneficiário:Matheus Shimizu Clemente
Instituição-sede: Faculdade de Engenharia (FEIS). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Ilha Solteira. Ilha Solteira , SP, Brasil
Assunto(s):Soldagem a laser   Ligas metálicas   Aço inoxidável   Gás natural   Microdureza   Laser do estado sólido   Caracterização microestrutural   Microscopia de contraste de fase   Microscopia eletrônica de varredura

Resumo

Em geral, os requisitos essenciais exigidos para uma liga metálica empregada nas indústrias pertencentes ao setor de Petróleo e Gás Natural 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. Neste sentido, além dos desafios inerentes à exploração de petróleo cada vez mais agressivo das fontes existentes, as novas descobertas denominadas de Pré-Sal representam mais um grupo de operações que necessitará de 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 petroquímico 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) e com mínima precipitação de fases intermetálicas deletéreis. Caso esse balanço não seja obtido pode-se perder as vantagens do aço super duplex sobre os aços inoxidáveis tradicionais. Este trabalho de pesquisa de Iniciação Científica envolve o estudo da influência da energia do pulso de soldagem laser Nd:YAG sobre o balanço de fases ferrita/austenita do aço inoxidável super duplex UNS S32750. Os cordões de solda laser serão obtidos com diferentes intensidades do feixe laser, largura temporal (ms), e diferentes profundidades de foco. Os resultados obtidos através desse estudo proposto serão, portanto, comparados com resultados experimentais disponíveis na literatura, os quais foram gerados através de outros processos de soldagem. 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 no controle das fases presente no metal de solda, e portanto garantindo uma boa tenacidade e boa resistência à corrosão da junta soldada. Serão utilizadas técnicas de caracterização microestrutural através de Microscopia Ótica e Microscopia Eletrônica de Varredura. Além disso, será realizada uma caracterização mecânica através de ensaios de microdureza Vickers e ensaios de tração. A contribuição pretendida por este projeto de pesquisa de iniciação científica 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.