Resumo: O aço AISI 316L e Inconel 718 são metais de ampla aplicação na indústria. O estudo da soldagem dissimilar entre esses dois materiais é tecnologicamente importante para melhorar o desempenho da junta. Concentramos este estudo na avaliação da soldabilidade dissimilar desses materiais. Três amostras de AISI 316L e Inconel 718 soldadas usando processo multipass GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) com diferentes parâmetros foram analisadas. Foram realizadas caracterização microestrutural, medidas da fração volumétrica da ferrita δ e fase Laves, espaçamento entre as dendritas de austenita, além da medição e análise das dimensões do metal de solda e da microdureza. A medição das dimensões do metal de solda e do espaçamento entre as dendritas mostrou que maiores aportes térmicos aumentaram as zonas fundidas e o espaçamento entre as dendritas de austenita. A fração volumétrica de ferrita δ diminuiu com o aumento do aporte térmico, enquanto que a fração da fase Laves aumentou. A microdureza apresentou variação significativa na poça de fusão devido a mudanças nas fases e na composição, conforme evidenciado pela análise de EDS nas juntas dissimilares.

Abstract: AISI 316L steel and Inconel 718 are metals of wide application in industries. The study of dissimilar welding between these two materials is technologically important to improve their joint performance. We focused this study on the evaluation of the dissimilar weldability of these materials. Three samples of AISI 316L and Inconel 718 welded using a multipass GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) process with different parameters were analyzed. The microstructural characterization, measurements of the volumetric fraction of the δ ferrite and Laves phase, the spacing between austenite dendrites, in addition to measurement and analysis of dimensions of the welding zones and the microhardness were performed. The measurement of the weld metal dimensions and the dendrite spacing showed that higher heat inputs increased the dilution zones and the spacing between austenite dendrites. The volumetric fraction of the δ ferrite decreased with the increase of heat input, while the Laves phase fraction increased. The microhardness presented significant variation in the weld pool due to changes in the phases and composition, as evidenced by EDS analysis in the dissimilar joints.

Resumo: Aços AISI 316 e AISI 316L possuem ampla aplicação industrial, por isso a importância de avaliar a soldabilidade dessas ligas. Neste estudo, foi feita análise comparativa entre as amostras de ambos os aços soldados com aportes de 0,5, 1,5 e 2,5 kJ/mm utilizando processo TIG autógeno. Foi analisada a variação do aporte térmico sobre a morfologia do cordão de solda, o espaçamento entre ferritas δ, a fração volumétrica de ferrita δ e a microdureza na zona fundida. Os resultados mostraram que as dimensões do metal de solda, o espaçamento entre as ferritas e a fração volumétrica de ferrita δ tornam-se maiores com o aumento do aporte. As amostras soldadas do aço AISI 316L apresentaram maior espaçamento entre ferritas δ e maiores frações de ferrita δ que o aço AISI 316. Quanto à microdureza, o estudo mostrou que quanto mais próximo do centro da zona fundida, maior é o valor de microdureza, sendo a microdureza do aço AISI 316 maior que a do aço AISI 316L. Através de modelagem computacional foi possível avaliar a distribuição de temperatura ao longo das chapas soldadas e comparar o ciclo térmico obtido por simulação com o ciclo calculado experimentalmente para o aporte de 0,5 kJ/mm.

Abstract AISI 316 and AISI 316L steels have wide industrial application, so the importance of evaluating the weldability of these alloys. In this study, comparative analysis was made between the samples of both welded steels with heat inputs of 0.5, 1.5 and 2.5 kJ/mm using autogenous TIG process. The variation of heat input on weld bead morphology, the spacing between δ ferrite bands, the volumetric fraction of ferrite δ and the microhardness in the molted zone were analyzed. The results showed that the dimensions of the welding metal, the spacing between ferrite bands and the volumetric fraction of ferrite δ become larger with the increase of the heat input. The welded samples of AISI 316L steel presented larger ferrite band spacing and larger δ ferrite fractions than AISI 316 steel. As for microhardness, the study showed that the closer to the center of the molted zone, the greater the microhardness value and the hardness of AISI 316 steel higher than that of AISI 316L steel. Through computational modeling it was possible to evaluate the temperature distribution along the welded plates and compare the thermal cycle obtained by simulation with the experimentally calculated cycle for the input of 0.5 kJ/mm.

Resumo A aplicação de juntas soldadas dissimilares, de Inconel 718 endurecível por precipitação e aço inoxidável austenítico AISI316L, ocorre principalmente em indústrias aeroespaciais e plantas de usinas nucleares. Isso ocorre devido à elevada resistência mecânica aliada a boa resistência à corrosão em ambos ambientes e condições de temperaturas. Este trabalho objetivou avaliar o efeito da intensidade da corrente de soldagem e da temperatura de interpasse em juntas dissimilares utilizando o processo de soldagem a arco com eletrodo de tungstênio e proteção gasosa (TIG) autógeno. Este processo de soldagem foi escolhido em função de seus excelentes resultados aliados à facilidade operacional e baixo custo. Foi utilizada a ferramenta de planejamento experimental para maximizar o potencial dos resultados experimentais. Para caracterização metalúrgica foram utilizados análise da macrografia da junta soldada, de perfis de microdureza, e de microscopia ótica (MO). A variação da corrente de soldagem e da temperatura de interpasse ocasionou alteração da geometria da zona fundida (ZF) de até 232% de aumento da área da ZF. A microdureza sofreu uma variação de até 25% de aumento na região da ZF. Quanto a fração volumétrica de ferrita, foi observado um acréscimo de até 139% na região da ZF. Este trabalho objetiva também estabelecer referências de parâmetros de soldagem que possam proporcionar garantias de estabilidade para a união metalúrgica entre metais de dissimilares.

Abstract The application of dissimilar welded joints, from Inconel 718 precipitation curable and AISI316L austenitic stainless steel, occurs mainly in the aerospace and nuclear power plant industries. This is due to the high mechanical resistance coupled with good corrosion resistance in both environments and temperature conditions. The aim of this study was to evaluate the effect of welding current and interbody temperature on dissimilar joints using the tungsten electrode and gaseous protection (GTAW) autogenous arc welding process. This welding process was chosen due to its excellent results coupled with ease of operation and low cost. The experimental planning tool was used to maximize the potential of the experimental results. For metallurgical characterization, the weld joint macro-analysis, microhardness profile, and optical microscopy (OM) analysis were used. The variation of the welding current and the interpolation temperature caused a change in the geometry of the molten zone (MZ) of up to 232% increase in the ZF area. The microhardness varied up to a 25% increase in the MZ region. As for the volumetric fraction of ferrite, an increase of up to 139% in the MZ region was observed. This work also aims to establish references of welding parameters that can provide guarantees of stability for the metallurgical union between dissimilar metals.