Soldagem de revestimento de aços comuns C-Mn com superliga a base de níquel Inconel 625

Abstract

Uma alternativa à utilização de materiais resistentes a corrosão e de elevado custo para fins estruturais é o revestimento por soldagem dos aços C-Mn com superligas a base de níquel da série 625. Dentre os processos e soldagem a arco, os mais usualmente empregados para a confecção de revestimentos com estes materiais são por eletrodos revestidos, GTAW com uso da variante #hot-wire# e arco submerso. No processo de soldagem MIG/MAG, que propicia alta produtividade, verifica-se maior dificuldade na obtenção de cordões de solda com aceitáveis níveis de convexidade durante a transferência metálica com baixa potência de arco (curtocircuito e pulsado), sendo utilizada, na maioria das vezes, transferência por pulverização axial (spray), aumentando significativamente a diluição. Foi observado que elevados níveis de diluição impostos pelo processo de soldagem, podem, além de reduzir a resistência a corrosão dos revestimentos pela incorporação de ferro proveniente do metal de base, promover a formação de microestruturas definidas como zonas parcialmente diluídas (ZPD), fundamentalmente martensíticas, duras e frágeis sobre a linha de fusão. Este trabalho reúne uma série de resultados promissores, apresentando uma avaliação sistemática a partir do uso de técnicas estatísticas, dos efeitos dos parâmetros de soldagem sobre as características geométricas, de resistência à corrosão e sobre a formação das ZPD, resultando numa metodologia prática para a confecção de revestimentos de aços C-Mn com superligas de níquel, sob baixo consumo de material e em níveis satisfatórios de diluição e de convexidade. Verificou-se que a correta associação dos parâmetros de soldagem pelo processo MIG/MAG pulsado com o emprego da mistura binária constituída por Ar-5%H2 como gás de proteção proporcionou a fabricação de soldas de revestimento com características geométricas e de resistência à corrosão satisfatórias, resultando em níveis de diluição tão baixos quanto 1-3%, suprimindo assim a formação das ZPD.

An alternative to use of high cost corrosion resistant materials for structural purposes is the cladding of C-Mn steel with 625 series nickelbased superalloys. The most commonly arc welding processes employed for this operation are SMAW, hot wire GTAW and submerged arc. In the GMAW process, which provides high productivity, there is a greater difficulty in obtaining weld beads with acceptable convexity levels during low arc power metal transfer (short-circuiting and pulsed) being used in most times spray transfer, increasing significantly the base metal content (dilution) into the weld metal. High dilutions levels imposed by welding process can reduce the corrosion resistance of overlay (by the incorporation of iron from base metal) and to promote the formation of hard and brittle martensitic microstructures along the fusion line, named here as partially diluted zones (PDZ). This work presents promising results, with a systematic evaluation from statistical techniques, of the effects of welding parameters on the geometric characteristics, corrosion resistance and PDZ formation, resulting in a practical method for cladding C-Mn steel with nickel based superalloy at low material consumption and at satisfactory levels of dilution and convexity. Was verified that the correct association of welding parameters for pulsed GMAW and use of air-5%H2 mixture as welding shielding gas provided the best overlay geometric characteristics and satisfactory corrosion resistance, resulting in dilution levels as low as 1-3%, thereby suppressing the formation of PDZ.