Os valores da Tabela 32, da Tabela 34 e da Tabela 36 foram substituídos na Equação 9, Equação 10, Equação 11 e Equação 12 para elaboração dos diagramas de decisão (DD) para os eletrodos similares (AWS ER80S-B2, AWS ER90S-B3 e o Eletrodo Protótipo.
Os diagramas de decisão foram elaborados conforme procedimentos descritos no item 4.4.6. Foram realizadas ao todo 864 combinações, permutando energia de soldagem, técnica de energia e temperatura de preaquecimento, resultando em 88 diagramas de decisão. Todos os diagramas de decisão obtidos das combinações de parâmetros e técnicas empregadas estão listados no Apêndice A.
Na Figura 100 estão apresentados os diagramas de decisão com as condições escolhidas para aplicação da TDC-DC para os metais de base soldados com os respectivos eletrodos similares. Foi observado, por meio dos diagramas de decisão, que as condições de soldagem que utilizaram baixa energia de soldagem na primeira camada (0,8 kJ/mm) apresentaram as maiores possibilidades de aprovação.
Isto ocorre devido ao fato das energias baixas produzirem menores reforços, penetrações e extensões de ZAC (ZAC GG + ZAC GF), devido ao menor aporte térmico e também em função da menor quantidade de metal depositado (menores Valim).
Em função das menores extensões de ZAC e menor quantidade de metal depositado, fica mais fácil a obtenção de energias de soldagem para segunda camada que proporcionem o adequado revenimento e refinamento da ZAC.
Na Figura 100a e na Figura 100b estão apresentados os diagramas de decisão com as condições escolhidas (destacadas em preto) para a soldagem similar do aço ASTM A387 Gr11 com o eletrodo AWS ER80S-B2 para a temperatura de preaquecimento de 200°C e 300°C, respectivamente. Em ambos
os diagramas, os critérios de microdureza e microestrutura foram positivos indicando condições favoráveis para aplicação da TDC-DC. Neste caso, as condições de soldagem aprovadas foram aquelas com energia de soldagem de 0,8 kJ/mm na primeira camada e 1,4 kJ/mm na segunda camada, ambas com a técnica da alteração da energia dada pela velocidade de soldagem. A utilização de preaquecimento altera a geometria da solda (pela alteração da molhabilidade e da energia total imposta ao sistema), bem como as condições de resfriamento (pela alteração do ciclo térmico de soldagem).
Figura 100 – Soldagem Similar - Diagrama de decisão – Aço ASTM A387 Gr11 a) Amostra C6 na 1° Camada, b) Amostra C16 na 1° Camada.
Fonte: Própria do autor.
No caso da Figura 100a e na Figura 100b constata-se que o aumento da temperatura de preaquecimento afetou de forma significativa no critério de microestrutura, em que o Afastamento 3 (R1+P1>PZACGG2) diminuiu com o aumento da temperatura de preaquecimento de 200°C para 300°C. Conforme, visto na Figura 78, a temperatura de preaquecimento de 300°C apresenta maior extensão de ZAC GG do que com a temperatura de 200°C. O Afastamento 4 (PZACGF2>PZACGG1) aumentou de acordo com o aumento da temperatura de preaquecimento.
Na Figura 101a e na Figura 101b estão apresentados os diagramas de decisão com as condições escolhidas para a soldagem similar do aço ASTM
a) b)
Aprovada Aprovada
A387 Gr22 com o eletrodo AWS ER90S-B3 para a temperatura de preaquecimento de 250°C e 350°C, respectivamente. Em ambos os diagramas, os critérios de microdureza e microestrutura foram positivos indicando condições favoráveis para aplicação da TDC-DC. Neste caso, as condições de soldagem aprovadas foram aquelas que combinam a energia de soldagem de 0,8 kJ/mm na primeira camada com a de 1,6 kJ/mm na segunda camada.
Figura 101 – Soldagem Similar - Diagrama de decisão – Aço ASTM A387 Gr22 a) Amostra S1 na 1° Camada, b) Amostra S16 na 1° Camada.
Fonte: Própria do autor.
De uma forma geral, os resultados dos diagramas de decisão indicaram algumas possibilidades com 100% de aprovação dos critérios estabelecidos. Contudo, foi constatado que pode não haver aprovação de todos os critérios em função do tipo de material e das condições exploradas. Foi o caso do estudo para o aço ASTM A542 Tipo D.
Na Figura 102a e na Figura 102b estão apresentados os diagramas de decisão com as condições escolhidas para a soldagem similar do aço ASTM A542 Tipo D com o eletrodo protótipo para a temperatura de preaquecimento de 250°C e 350°C, respectivamente. Em ambos os diagramas, observa-se que o critério de microdureza não foi atendido para o AFASTAMENTO 1 (R1+P1- PZD2>0) e o critério de microestrutura apresentaram os afastamentos positivos indicando condições favoráveis para a aplicação da TDC-DC quanto ao
a) b)
Aprovada Aprovada
refinamento da microestrutura. Neste caso, a escolha da condição a ser soldada foi escolhida baseado nas prioridades detalhadas na metodologia (Item 4.4.6 - Construção dos Diagramas de Decisão – Etapa 2).
Assim, as condições de soldagem escolhidas foram dadas pela energia de soldagem de 0,8 kJ/mm na primeira camada e 2,0 kJ/mm na segunda camada, ambas com alteração de energia de soldagem pela velocidade de soldagem. Acredita-se que, apesar do critério não ser plenamente aprovado, com esse procedimento é possível garantir as melhores propriedades mecânicas na zona afetada pelo calor, quando comparados com os enchimentos tradicionais sem aplicação da técnica de deposição controlada.
Figura 102 – Soldagem Similar - Diagrama de decisão – Aço ASTM A542 Tipo D a) Amostra MC6 na 1° Camada e b) Amostra MC16 na 1° Camada.
Fonte: Própria do autor.
Os valores da Tabela 33, da Tabela 35 e da Tabela 37 foram substituídos na Equação 9, Equação 10, Equação 11 e Equação 12 para elaboração dos diagramas de decisão para os eletrodos dissimilares (AWS ERNiCrMo-3, AWS ER309L e AWS ER347).
Na Figura 103 está apresentado o diagramas de decisão com a condição escolhida para a soldagem dissimilar do aço ASTM A387 Gr11 com o
a) b)
eletrodo AWS ERNiCrMo-3. Observa-se que a condição escolhida apresentou aprovação de todos os critérios estabelecido.
Figura 103 – Soldagem Dissimilar - Diagrama de decisão. Aço ASTM A387 Gr11 Amostra L5 na 1° Camada.
Fonte: Própria do autor.
Na Figura 104 está apresentado o diagramas de decisão com a condição escolhida para a soldagem dissimilar do aço ASTM A387 Gr22 com os eletrodos AWS ER309L e AWS ER347. Observa-se que a condição escolhida apresentou aprovação de todos os critérios estabelecido.
Figura 104 – Soldagem Dissimilar - Diagrama de decisão. Aço ASTM A387 Gr22 Amostra D6 na 1° Camada.
Fonte: Própria do autor.
A Figura 105 está apresentado o diagramas de decisão com a condição escolhida para a soldagem dissimilar do aço ASTM A387 Gr22 com os eletrodos AWS ER309L e AWS ER347.
Figura 105 – Soldagem Dissimilar - Diagrama de decisão. Aço ASTM A542 Tipo D Amostra DV6 na 1° Camada.
Fonte: Própria do autor.
De forma análoga a soldagem similar, os resultados dos diagramas de decisão indicaram algumas possibilidades com 100% de aprovação dos
Aprovada
critérios estabelecidos. Contudo, foi constatado que pode não haver aprovação de todos os critérios em função do tipo de material e das condições exploradas. Foi o caso de estudo para o aço ASTM A542 Tipo D, semelhante ao que ocorreu na soldagem similar desse mesmo aço.
Pela Figura 105 a condição que apresentou a melhor combinação de parâmetros baseado nas prioridades estabelecidas no Item 4.4.6 - Construção dos Diagramas de Decisão – Etapa 2) está marcada no gráfico.
As relações aprovadas foram alcançadas com baixa energia de soldagem na primeira camada (0,8 kJ/mm) e com o dobro da energia de soldagem para a segunda camada nos aços ASTM A387 Gr.11 e ASTM A387 Gr.22. Para o aço ASTM A542 Tipo D a energia de soldagem da segunda camada foi três vezes a energia da primeira camada, devido ao efeito endurecedor do vanádio.
5.3 Etapa 3 – Técnica de deposição controlada com dupla camada