RESUMO Um adequado procedimento para a soldagem de materiais dissimilares deve prever o amanteigamento do bisel através da técnica da dupla camada, de modo a estabelecer uma barreira térmica capaz de minimizar os problemas de fragilização da junta. A interface do amanteigamento nessas soldas é apontada como a região mais crítica da junta devido à presença de fases duras, normalmente encontradas na região grosseira da zona afetada pelo calor (ZAC) e próximo da linha de fusão. O presente trabalho visa investigar a viabilidade das técnicas de Higuchi e Higuchi Modificado para a seleção dos parâmetros operacionais para a soldagem controlada pela técnica da dupla camada, em termos do revenimento da ZAC com granulação grosseira da primeira camada depositada sobre um aço ARBL. Os revestimentos foram depositados com os arames-eletrodos o ER NiCrMo-3 e o ER 316L, os quais utilizaram o processo GMAW (Gas Metal Arc Welding) com corrente pulsada e com corrente convencional, respectivamente. O aço ARBL (Alta Resistência Baixa Liga) ASTM A182 F22 foi utilizado como substrato. Os resultados mostraram uma redução no nível de microdureza da ZAC da primeira camada por meio da utilização da técnica da dupla camada. Contudo, o nível de revenimento alcançado ainda é insuficiente ao ponto de eliminar completamente o uso de Tratamento Térmico de Alívio de Tensões (TTAT).

ABSTRACT An adequate procedure for dissimilar welding must use the buttering of the bevel through the temper-bead technique, in order to establishing a thermal barrier capable to minimize the joint embrittlement. The buttering interface in these welds is indicated as the most critical region of the joint due to the presence of hard phases, which are often found in the coarse region of the heat affected zone (HAZ) and near the fusion line. The present work aims to investigate the feasibility of the Higuchi and Modified Higuchi techniques for the selection of operational parameters for controlled welding by the temper-bead technique, concerning the tempering the HAZ with coarse grains of the first layer deposited on an HSLA (High Strength Low Alloy) steel. The weld overlays were deposited by the combination of two wires, the ER NiCrMo-3 and the ER 316L, which used the GMAW (Gas Metal Arc Welding) process with pulsed current and with conventional current, respectively. The ASTM A182 F22 HSLA steel was used as base metal. The results showed a reduction in the microhardness level of the first layer HAZ by using the temper-bead technique. However, the tempering level achieved is still insufficient to eliminate the use of postweld heat treatment (PWHT).

RESUMO Diversos tipos de revestimentos duros com materiais especiais depositados por soldagem têm sido utilizados como um método de combate ao desgaste abrasivo para aumentar a vida útil de equipamentos e reduzir custos com paradas para manutenção não programada. Este trabalho avaliou a incidência de trincas, as características microestruturais e o comportamento mecânico de revestimento duro das ligas FeCrC e FeCrC+Nb, depositados sobre chapas de aço AISI 1020 pelo processo de soldagem arame tubular auto protegido. Para cada liga estudada foram depositados quatro revestimentos, sendo dois de uma camada e dois de duas camadas, em dois níveis de temperatura de pré-aquecimento, à temperatura ambiente e à 250 °C. Pelo ensaio de líquido penetrante, observou-se uma menor incidência de trincas para a liga FeCrC+Nb. Os resultados indicaram ainda uma microestrutura do revestimento da liga FeCrC constituída de grandes carbonetos primários do tipo M7C3 com morfologia hexagonal e em forma de agulhas, imersos em uma matriz eutética de austenita mais carbonetos. Já nos revestimentos da liga FeCrC + Nb, a microestrutura se apresentou alterada conforme o número de camadas depositadas. Para o revestimento de uma camada, a microestrutura foi caracterizada pela maior presença de carbonetos primários de nióbio (NbC) e um reduzido número de carbonetos primários do tipo M7C3, sendo ambos circundados pelo eutético de austenita mais carbonetos. Quanto aos revestimentos de duas camadas com a liga FeCrC+Nb, a microestrutura foi constituída por carbonetos NbC e por grandes e frequentes carbonetos primários M7C3, em sua maioria no formato de agulha e alguns com morfologia hexagonal, envolvidos por uma mistura eutética de finos carbonetos M7C3 e austenita. O depósito da liga FeCrC apresentou média de microdureza superior ao da liga FeCrC+Nb por conta da predominância e morfologia de carbonetos primários M7C3 evidenciados e do refinamento promovido pelo Nb.

ABSTRACT Several sorts of hardfacings has been used as a method of combating wear to increase equipment life cycle, reduce costs with maintenance stops, parts recovery and replacement. This work evaluates the incidence of cracking, microstructural characteristics and the mechanical behavior of FeCrC and FeCrC + Nb hardfacing alloys, deposited by self-shielded flux-cored arc welding (FCAW-S) process on SAE 1020 steel sheets. Single layer and double layer coatings were produced for both alloys in two interpass temperatures conditions, at room temperature and preheat of 250º. By liquid penetrant inspection, a lower incidence of cracks was observed to FeCrC + Nb alloy. The microstructures of all FeCrC alloy coatings presented large primary M7C3 carbides in a hexagonal and needle-shaped morphology on a matrix of a eutectic mixture of austenite and carbides. For FeCrC+Nb alloy single layer coatings, a microstructure with large niobium carbides (NbC) and few primary M7C3 carbides, both being surrounded by eutectic of austenite and carbides. However, for FeCrC+Nb alloy double layer coatings, microstructures indicate NbC carbides along with large and frequent M7C3 carbides, most of them in a needle-shape morphology and a few in a hexagonal shape, being surrounded by a eutectic mixture of austenite and thin M7C3 carbides. Microhardness was superior for FeCrC alloy, due to the predominance and morphology of the primary M7C3 carbides shown and the refinement promoted by Nb.

Resumo: Este artigo apresenta um estudo das características operacionais, geométricas e microestruturais de soldas MIG e MIGAF (MIG com arame frio) aplicadas no revestimento de chapa de um aço AISI 1020, com uma superliga de níquel ER NiCrMo-4, tipo Hastelloy 276C. A soldagem foi automatizada, na posição plana, e realizada por uma fonte eletrônica em CC+ com aquisição instantânea dos oscilogramas de corrente e tensão de soldagem. As variáveis de entrada foram às velocidades do arame eletrodo e do arame frio, e a velocidade de soldagem. Foram avaliadas a operacionalidade dos processos e o efeito da energia de soldagem sobre as características geométricas (reforço e largura), diluição, microestrutura e microdureza do revestimento. Os resultados indicaram um bom desempenho operacional, a ausência de defeitos nos passes isolados e nos revestimentos para as soldagens com MIGAF. Além disso, constataram-se menores níveis de diluição.

Abstract: This paper presents a study about the operational, geometrical and microstructural characteristics of GMAW and GMAW-CW (GMAW Cold Wire) welds applied on a coating of steel AISI 1020 plate, with a nickel superalloy ER NiCrMo-4, Hastelloy 276C type. The welding was automated in flat position, and executed with an electronic source on DC+ and having instantaneous acquisition of the welding voltage and current oscillograms. The input variables were the speeds of the electrode and cold wires and the welding speed. It was evaluated the operational processes and the effect of heat input on the geometrical characteristics (reinforcement and width), dilution, microstructure and microhardness of the coating. The results indicated a good operating performance, the absence of defects in single passes and in the GMAW-CW coatings. Furthermore, it has been found the lowest level of dilution.

Dada a importância do uso da polaridade variável na soldagem MIG/MAG (MIG/MAG-PV), com grande potencial para a aplicação de revestimento e para a soldagem de passe de raiz, é fundamental investigar os efeitos de parâmetros do processo na formação do cordão e na taxa de fusão do arame-eletrodo. Esta última em especial, dada a maior taxa de fusão obtida pelo período de polaridade negativa. Desta forma, procurou-se avaliar o efeito de dois formatos de onda investigados anteriormente que possuem pausa de corrente antes e após o pulso principal do período de polaridade positiva, haja vista que estas condições se mostraram as mais estáveis. Investigou-se também o efeito do tipo de gás de proteção utilizado sobre as características geométricas do cordão de solda (representadas pela largura, penetração e reforço) e taxas de fusão e deposição e o rendimento. As soldagens foram executadas em simples deposição sobre chapas de aço SAE 1020 pelo processo MIG/MAG-PV com 30 e 50% de porcentagem de tempo com eletrodo em polaridade negativa. Os gases de proteção utilizados foram Ar+2%O2, Ar+5%O2, Ar+8%CO2 e Ar+15%CO2. Procurou-se manter o mesmo comprimento de arco em todos os testes, por meio da variação da velocidade de alimentação de arame. Além disto, foi mantida constante a relação velocidade de alimentação de arame pela velocidade de soldagem, com o objetivo de tentar manter o volume de metal depositado constante para comparação. Pode-se concluir que o melhor entendimento do comportamento da geometria em relação aos parâmetros e consumíveis utilizados auxiliará para garantir o perfil do cordão desejado de acordo com a aplicação. Aliado a isto, a análise da taxa de fusão do processo possibilita selecionar com mais coerência os parâmetros e consumíveis utilizados que forneçam menores perdas de material e maior produtividade.

Due to the importance of variable polarity in MIG/MAG welding (MIG/MAG-PV) with great potential for overlaying and root pass applications, it is fundamental to assess the effect of process parameters on the bead formation and wire-burn rate, specially the latter, since higher melting rate is achieved by this process during negative polarity. Therefore, this work aims to assess the effect of two different waveforms previously investigated, in which current pauses before and after the main pulse during positive polarity (this condition leads to better stability). The shielding gas effect was also investigated for the bead geometry (width, penetration and reinforcement), melting rate, deposition rate and deposition efficiency. Bead-on-plate weldments were carried out over SAE 1020 carbon steel with MIG/MAG-PV welding at 30 and 50% of time in negative polarity. The employed shielding gases were Ar+2%O2, Ar+5%O2, Ar+8%CO2 and Ar+15%CO2. The arc length was kept approximately the same during the runs by varying the wire-feed speed. Also, the relationship between wire-feed speed and travel speed was kept constant in order to keep the same amount of deposited material. It is possible to conclude that the better understanding on the relationship among bead geometry, parameters and consumables leads to assure a desired bead profile, in accordance with a given application. Moreover, the melting rate analysis allows selecting more coherent parameters and consumables to assure lower material losses and high productivity.