Estudo da soldabilidade e do comportamento mecânico de juntas de aços TRIP 750 soldados a laser.

Abstract

Os aços TRIP (Transformation Induced Plasticity) vêm sendo desenvolvidos e aplicados amplamente nas indústrias automotivas e aeroespaciais. Estes apresentam boa ductilidade e elevada resistência mecânica associada à boa conformabilidade devido a sua microestrutura complexa de ferrita pró-eutetoide associada a bainita, martensita e frações menores de austenita retida. A soldabilidade desses aços é limitada pelo alto teor de elementos de liga presentes na sua composição, fazendo com que o ciclo térmico da soldagem afete a cuidadosamente projetada microestrutura, o que, por consequência, gera propriedades mecânicas insatisfatórias da solda. A soldagem a laser possui aporte térmico relativamente baixo e, portanto, são obtidas zona fundida (ZF) e zona termicamente afetada (ZTA) estreitas. A literatura ainda não conseguiu determinar definitivamente as características microestruturais da ZF e da ZTA após a soldagem a laser dos aços TRIP e correlacioná-las com o comportamento mecânico em tração uniaxial e com a conformabilidade dessa classe de aços. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi caracterizar a microestrutura e o comportamento mecânico do aço TRIP750 após soldagem a laser. As chapas de aço TRIP750 com 1,6 mm de espessura foram soldadas com diferentes potências e velocidades a fim de se encontrar a condição mais adequada segundo alguns critérios estabelecidos no trabalho. Os resultados obtidos mostram que a melhor condição, entre as estudadas, foram: velocidade de soldagem de 50 mm/s, potência de 900 W com foco na superfície da chapa e proteção gasosa de argônio com 8 l/min. Nestas condições, a ZF se apresenta quase totalmente martensítica, enquanto a ZTA apresenta uma microsestrutura bifásica, constituída majoritariamente por ferrita e martensita. A dureza média da ZF de 530 HV e na ZTA de 480 HV, comparativamente com 270 HV do material base. Em termos de comportamento mecânico, para essa condição de soldagem, foi verificado que o limite de resistência da junta soldada é 740 MPa e que a deformação uniforme é de 22%. Portanto, esse material soldado continua atendendo aos requisitos exigidos para a classe TRIP 750. Em termos do ensaio de embutimento foi verificada uma deformação máxima (índice Erichsen) de 15 mm para uma carga de 48,5 kN, semelhante ao material de base não soldado. Tanto no caso do ensaio de tração uniaxial, quanto no ensaio de embutimento Erichsen, a fratura ocorre no material de base, longe da solda, mostrando uma boa tenacidade do material soldado.