Análise da formação de macrossegregações em reparos por soldagem utilizando diferentes variantes do processo MIG/MAG em aços inoxidáveis dissimilares

Abstract

Resumo: Macrossegregações em soldas são imperfeições de natureza metalúrgica que, na maioria das vezes, se formam durante a união de materiais dissimilares, podendo comprometer a qualidade da região soldada. O presente estudo teve como objetivo analisar a formação de macrossegregações durante a simulação de reparos por soldagem em regiões degradadas por cavitação, utilizando diferentes variantes do processo MIG/MAG e envolvendo a união de um aço inoxidável austenítico e um aço inoxidável martensítico. Foram realizados depósitos do tipo bead on plate empregando distintos modos de transferência metálica: curto-circuito convencional com e sem tecimento, curto-circuito controlado por CMT (Cold Metal Transfer), globular, spray e pulsado. Utilizou-se o aço inoxidável austenítico AISI 309 como metal de adição e o aço inoxidável martensítico grau CA-6NM como material-base. A caracterização microestrutural revelou a presença de macrossegregações na forma de ilhas e penínsulas na interface soldada entre os materiais. Essas imperfeições foram menos expressivas nos processos com transferência CMT e curto-circuito convencional sem tecimento quando comparadas às demais variações. Concluiu-se que o grau de macrossegregações está diretamente relacionado aos movimentos convectivos gerados pelas forças atuantes na poça de fusão, os quais variam conforme o modo de transferência metálica utilizado. Além da análise das macrossegregações, também foram realizadas medições complementares dos níveis de diluição e da profundidade da zona termicamente afetada (ZTA) entre os diferentes processos

Abstract: Macrosegregations in welds are metallurgical imperfections that typically form during the joining of dissimilar materials, potentially compromising the quality of the welded region. This study aimed to analyze the formation of macrosegregations during the simulation of welding repairs in areas degraded by cavitation, employing different variants of the MIG/MAG process and involving the joining of an austenitic stainless steel to a martensitic stainless steel. Bead on-plate weld deposits were produced using various metal transfer modes: conventional short circuit with and without weaving, CMT (Cold Metal Transfer) controlled short-circuit, globular, spray, and pulsed transfer. Austenitic stainless steel AISI 309 was used as the filler metal, and martensitic stainless steel grade CA-6NM was used as the base material. Microstructural characterization revealed the presence of macrosegregations in the form of islands and peninsulas at the welded interface between the two materials. These imperfections were less pronounced in the processes utilizing CMT transfer and conventional short-circuit without weaving when compared to the other variants. It was concluded that the extent of macrosegregation is directly related to the convective movements induced by the forces acting on the molten pool, which vary according to the metal transfer mode employed. In addition to the macrosegregation analysis, complementary measurements of dilution levels and heat affected zone (HAZ) depths were also performed for the different processes