Investigação da soldabilidade pela metodologia Box-Behnken e da suscetibilidade à fragilização por metal líquido de chapas galvanizadas de aço DP 600 utilizando o processo GMAW

Abstract

A larga utilização de aços avançados de alta resistência no setor automotivo se dá em virtude das características destes materiais, como elevada resistência mecânica, alta ductilidade e boa resistência ao impacto. Assim, chapas finas podem ser utilizadas, reduzindo o peso dos veículos, levando à menor emissão de poluentes, sem renunciar à segurança veicular. Para evitar a degradação das propriedades mecânicas durante os processos de fabricação, pesquisadores são impelidos à busca do entendimento dos fenômenos decorrentes dos processos de união destes materiais. Neste sentido, esta tese de doutorado tem por objetivo otimizar e validar parâmetros de soldagem de chapas finas de aço Dual-Phase galvanizado a quente durante a soldagem robotizada GMAW e avaliar a suscetibilidade das juntas soldadas com elevado nível de restrição à fragilização por metal líquido. O metal de base como recebido foi caracterizado pelas técnicas de microscopia ótica e eletrônica de varredura, bem como difração de raios-X. Valores otimizados dos parâmetros de soldagem foram definidos mediante uso da metodologia Box-Behnken e o teste circular-patch foi utilizado para avaliar a sensibilidade ao trincamento das juntas soldadas. Os resultados deste estudo mostraram que o metal de base apresenta uma microestrutura bastante refinada, com ilhas de martensita (com fração volumétrica igual a 15,62% ± 5,61) dispersas em uma matriz ferrítica. A espessura média do revestimento é igual a 7 ± 1 μm e há uma camada interfacial de alumínio entre o aço e o revestimento. O delineamento de experimentos mostrou que não existe efeito combinado entre os parâmetros que modifique as respostas energia de soldagem, extensão de ZTA e dureza próximo da interface ZTA/ZF; mas a resposta massa adicionada possui interação de segunda ordem para o fator velocidade de soldagem. As juntas soldadas apresentaram um pico de dureza próximo da interface ZTA/ZF, devido à formação de martensita em ripas; ademais, apresentaram queda de dureza na ZTA subcrítica devido ao revenimento da martensita. Porosidades foram encontradas em amostras de maior energia de soldagem devido ao aprisionamento do vapor de Zn durante a soldagem. Todas as respostas aferidas para os parâmetros otimizados se encontraram dentro do intervalo de predição, corroborando com a confiabilidade do modelo proposto. Além disso, as juntas soldadas apresentaram baixa ou nenhuma suscetibilidade à fragilização por metal líquido – fato provavelmente relacionado ao reduzido tempo em elevadas temperaturas, à ação da camada interfacial de alumínio e/ou à microestrutura refinada do aço DP 600.