Influência do teor de CO2 e do metal de adição na soldagem híbrida laser-GMAW em aço estrutural grau S355

Abstract

No presente trabalho, realizou-se um estudo da soldagem híbrida laser-GMAW aplicada a chapas espessas em aço estrutural. O objetivo do trabalho é avaliar a influência do gás de proteção e do tipo de arame na microestrutura final das juntas soldadas e, consequentemente, nas suas propriedades mecânicas. Para tal, realizaram-se ensaios de soldagem laser-GMAW em aço estrutural EN 10025-2 S355 J2 N, nas espessuras de 15 e 30 mm, com misturas argônio (Ar) + dióxido de carbono (CO2) nas proporções de 2%, 8% e 15% de CO2, bem como arames maciço AWS ER70S-6 e tubular AWS E71T-1M. As seções transversais das juntas soldadas revelaram a formação de duas regiões distintas, sejam a região de influência laserarco e a região de predomínio do laser, o que se deve à característica de menor penetração do arco elétrico em relação ao laser. Realizaram-se, em cada região, medições de características geométricas, análise microestrutural por técnicas de microscopia ótica e eletrônica de varredura e caracterização mecânica por ensaio de dureza por microindentação. As juntas soldadas também foram submetidas a ensaio de tração. A microestrutura diferiu significativamente entre as duas regiões: na área de influência laser-arco encontraram-se grãos maiores e predomínio de microestruturas ferríticas; a região de predominância do laser apresentou microestrutura mais acicular, com presença de bainita e martensita. Menores teores de CO2 resultaram em soldas com microestruturas mais aciculares, provenientes de maiores taxas de resfriamento. Comportamento similar foi verificado ao comparar soldas realizadas com arame maciço e tubular: o primeiro resultou em predominância de microestruturas aciculares, enquanto o segundo favoreceu a formação de microestruturas ferríticas, além de garantir maior penetração. A caracterização mecânica revelou resistência à tração superior da junta soldada em comparação ao metal base e maiores valores de dureza na região de predominância de laser em comparação à região laser-arco.