Assessment of techniques for corrosion mitigation in HAZ of welded joining in P410D ferritic stainless steel

The heat affected zone (HAZ) is the most susceptible region for corrosion occurrence in a welded joining. Besides microstructural variations, the corrosion susceptibility of HAZ is increased by stresses that act on it (residual ones, related to welding thermal cycles, added to external stresses) and also by stress concentration factors connected to the geometry of the weld edge (toe). Machining (grinding) of the weld edge is used to increase the smoothness (concordance) between the weld bead and the base metal. However, such techniques do not eliminate problems associated to the presence of inclusions, porosity and segregation, which increase corrosion wear. TIG Dressing technique has been used for reducing fatigue crack occurrence from stresses generated in the weld edge. The use of this technique is expected to increase the concordance between weld bead and base metal and to reduce the tensile residual stresses in the surface (tensile stresses increase the HAZ corrosion susceptibility). Therefore, the effect of external stresses concentrated at the concordance between weld bead and base metal on corrosion wear at the weld edge of the HAZ was evaluated. Both machining and TIG Dressing techniques were used to smoothen the concordance. The effects of tensile stresses, superficial finishing and microstructural variations in the HAZ were quantified by the wearing after submitting the samples to chloriteion medium. Wear in MIG/MAG and TIG Dressing HAZ were assessed using optical microscopy by using a mask that reveals the corrosion area in terms of linear dimension of the welded and bended samples. From the obtained results, it was observed that the TIGDressing technique led to lower wear in the HAZ, especially when using pure argon as shielding gas. By using electrochemical measurements, it was observed the HAZ of the weld edge of the bead from TIG Dressing is the most susceptible region for corrosion wear and anodic dissolution occurs.Doutor em Engenharia MecânicaDentre as regiões que compõem uma solda, a zona afetada pelo calor (ZAC) é a mais susceptível à corrosão. Além das variações microestruturais, a susceptibilidade à corrosão desta região é aumentada pelas tensões que agem sobre ela (residuais, ligadas aos ciclos térmicos de soldagem somadas às tensões externas) e também fatores de concentração de tensão, ligados à geometria da borda do cordão de solda. Técnicas de adoçamento por usinagem são utilizadas para aumentar a concordância entre o metal de solda e o metal de base. No entanto, tal técnica não elimina problemas relacionados à presença de inclusões, poros e segregações prejudiciais ao material que elevaria o desgaste por corrosão. A técnica TIG Dressing tem sido utilizada para reduzir trincas por fadiga resultante das tensões geradas na região de concordância. Espera-se que o uso dessa técnica possa aumentar a concordância entre o metal de solda e o metal de base, reduzindo as tensões residuais trativas na superfície da peça que aumentam a susceptibilidade à corrosão na ZAC. Desta forma, neste trabalho foi verificado o efeito das tensões concentradas na concordância entre o metal de solda e o metal de base devido a tensões externas no desgaste por corrosão da borda do cordão de solda (especificamente na ZAC). Para tanto, o adoçamento por Usinagem e TIG Dressing foi utilizado para aumentar esta concordância, comparando o efeito das tensões, acabamento superficial e variações microestruturais que agem sobre o desgaste na ZAC após estas terem sido submetidas em meios contendo íons cloretos. Os desgastes nas ZACs do MIG/MAG e TIG Dressing foram avaliados por microscopia óptica com uso de máscaras que revelaram a área de corrosão por dimensão linear das amostras soldadas e flexionadas. Dos resultados obtidos, observou-se que as amostras adoçadas com TIG Dressing apresentaram desgaste menor na ZAC, sendo mais significativo para a condição utilizando o argônio puro como gás de proteção. Uma avaliação da susceptibilidade à corrosão por medidas eletroquímicas mostrou que na borda do cordão de solda do TIG Dressing, a ZAC é a mais susceptível à corrosão, sofrendo dissolução anódica para as condições em estudo