Abstract: A circular bead produced by a laser beam (CLW) is a method of joining superposed sheets by scanning circularly a laser beam. Among the various applications, it could be highlighted the welding of austenitic stainless steel AISI 304 sheets for heat exchangers. This work aims to report the effect of fiber laser CLW in tensile shear strength of superposed sheets as well as the corrosion behavior in relation to the process parameters. It was carried out circular beads using stainless steel AISI 304 sheets varying the laser power and speed. The samples were then submitted to optical and electronic microscopy, tensile-shear tests and electrochemical experiments. Among the experimental conditions, the weld sample with 800 W power and 50 mm/s speed presented an ultimate tensile strength of 159 MPa, 17% higher than the sample with the lowest result. The corrosion rate, corrosion and pitting potentials did not change significantly in the welded joint with different conditions compared to the base metal.

Resumo A solda a laser de aços com plasticidade induzida por transformação (TRIP) são conhecidos por gerar martensita nas zonas de fusão (ZF) e afetadas pelo calor (ZAC). Para resolver este problema, o presente estudo propõe uma soldagem em alta temperatura (HT) para evitar a transformação abaixo da temperatura inicial de martensita após a soldagem a laser. Assim, um aquecimento indutivo foi usado para atingir 500 °C antes da solda a laser da classe 750 de aço TRIP sobreposto de 1,6 mm de espessura. Após a soldagem, a temperatura foi mantida constante a 500 °C por mais 10 minutos para austemperar. As microestruturas das soldas em alta temperatura são compostas por bainita e austenita residual com dureza na ZF de até 300 HV, contra 450 HV da solda em temperatura ambiente (AT). Os valores da dureza HT são ligeiramente superiores ao tratamento térmico tradicional pós-soldagem (TW), 300 HV em comparação com 250 HV, devido à cinética de têmpera em cada caso. Os testes de embutimento Erichsen mostraram que as amostras HT apresentam melhor conformabilidade em comparação com as condições AT ou TW. A presente contribuição destaca uma possível solução para a fragilidade intrínseca durante a conformação a frio do aço TRIP 750 soldados a laser através da aplicação de uma austempera indutiva in situ.

Abstract Laser welded Transformation-induced plasticity (TRIP) steels are known to generate martensite in the fusion (FZ) and the heat-affected (HAZ) zones. To solve this issue, the present study proposes a high temperature (HT) welding to avoid decay below the martensite start temperature after laser welding. Therefore, an inductive heating has been used to reach 500 °C before laser weld of superposed 1.6mm thick TRIP steel class 750. After welding the temperature was kept constant at 500 °C for more 10 minutes in order to austemper. The microstructures of the welds at high temperature are composed of bainite and residual austenite with an FZ hardness up to 300 HV, compared to 450 HV of the ambient temperature (AT) weld. The HT values of hardness are slightly higher than a traditional post-weld heat treatment (TW), 300 HV compared to 250 HV, because of the tempering kinetics in each case. Erichsen cup indentation tests shown the HT coupons presents better formability compared to the AT or TW conditions. The present contribution highlights a possible solution to the intrinsic brittleness during cold forming of laser welded TRIP 750 steel by applying an inductive in-situ austempering.

Três processos de união de perfis de alumínio concorrem para a manufatura de painéis estruturais (união entre revestimento e reforçadores) aeronáuticos: rebitagem, Friction Stir Welding (FSW) e soldagem a laser (Laser Beam Welding - LBW). Esses processos têm vantagens e desvantagens particulares, as quais foram analisadas no presente estudo focando, especificamente, nas propriedades de tração do conjunto unido. Dois ensaios mecânicos foram considerados, T-pull test e Hoop test. No que tange ao ensaio T-pull, as amostras soldadas por LBW apresentam maior capacidade de suportar cargas. Isso se deve à melhor distribuição de cargas, quando a solicitação mecânica se faz pelo reforçador. No caso do ensaio Hoop, onde a solicitação mecânica se dá exclusivamente no revestimento, os resultados obtidos por FSW são notadamente superiores aos obtidos pelos demais processos, em termos de tensão máxima, tensão de escoamento e de alongamento máximo. Conclui-se que tanto o LBW quanto o FSW são métodos de soldagem com possibilidade de substituir a rebitagem comumente aplicada nas aeronaves comerciais.

Three welding processes for aluminum parts have been considered for the aircraft fabrication: riveting, friction stir welding (FSW) and laser beam welding (LBW). These processes have advantages and threats, which were analyzed in the present work focusing on T-pull and Hoop tensile properties. Concerning T-pull tests, LBW coupons presented higher ability to withstand the applied loads. This was due to the better distribution of loads when the strain is done to the stringer direction. In the case of the Hoop tests, which stress only the skin, the results obtained after FSW were notably higher in terms of ultimate tensile stress, yield stress and maximum strain. It was concluded that both LBW and FSW could replace riveting usually applied for commercial aircraft manufacturing.