Análise do ciclo térmico em diferentes configurações de juntas soldadas pelo processo MAG

Abstract

O ciclo térmico é de suma importância para a compreensão das transformações microestruturais, distorções e propriedades mecânicas resultantes das juntas soldadas. Este trabalho aborda a análise da condução do calor em chapas finas de aço baixo carbono com diferentes configurações de juntas soldadas. O procedimento experimental consiste em produzir juntas soldadas utilizando três níveis de energia com o processo MAG convencional, variando-se apenas tensão e corrente. As juntas estudadas foram: sobreposta, em ângulo tipo “T”, de topo, e cordão sobre chapa. Os três níveis de energia foram repetidos em todas as juntas estudadas, sendo as temperaturas adquiridas por termopares tipo K. Verificou-se que as temperaturas de pico do modelo Rosenthal apresentaram grande variação se comparadas com os dados obtidos no experimento, enquanto que os modelos sugeridos pela American Welding Society tiveram relativa proximidade com os resultados encontrados. Em uma mesma energia, a extração bidimensional apresentou maior temperatura de pico e menor taxa de resfriamento se comparadas com a extração tridimensional. Verificou-se que para chapas finas e finitas a área superficial das juntas influencia diretamente a taxa de resfriamento.

The thermal cycle is of great importance for the understanding of microstructural changes, distortions and mechanical properties in welded joints. The objective of this work is to analyze the heat conduction on thin plates of low carbon steel with different joint geometries. The experimental procedure consists on producing welded joints using a conventional MAG process and three different energy levels varying the voltage and current. The joints studied are: lap joint, T-joint, butt joint and bead-on-plate. During the experiments, the temperature of the joints was acquired by type K thermocouples. These measured temperatures were compared to a theoretical analysis using Rosenthal’s models. The comparison has shown great variation between the temperatures obtained experimentally and theoretically. On the other hand, the American Welding Society (AWS) presents models that give a better approximation with the measured temperatures. The models are known as two-dimensional heat flow and three-dimensional heat flow. For the same energy, the two-dimensional heat flow model presented a higher peak temperature and lower cooling rate compared with three-dimensional heat flow model. It was also observed that the surface area of the joint with thin and finite plates have a direct influence to the cooling rate.