Cooling rate effects in the welding of API 5L-X80 steel

Uma das principais razões para o desenvolvimento do aço API 5L-X80 foi seu uso em Regiões Polares, onde se faz necessário alta tenacidade em baixas temperaturas. Neste trabalho foi estudado o efeito da taxa de resfriamento na soldagem sobre as propriedades mecânicas e metalúrgicas deste tipo de aço. Estas diversas taxas de resfriamento simulam também diversas energias de soldagem. As diferentes taxas de resfriamento foram obtidas através de cinco distintos pré-aquecimentos. A temperatura de interpasse foi igual à temperatura de pré-aquecimento de cada uma das juntas em duplo V com face de raiz, sendo as soldagens robotizadas realizadas por arco elétrico com gás de proteção e eletrodo consumível (“Metal Active Gas” – MAG), arame maciço com resistência mecânica equivalente (“matching”) ao metal base e gás de proteção composto de 75% Ar e 25% CO2. Para análise das juntas soldadas foram utilizados microscópio de luz e microscópio eletrônico de varredura (MEV), bem como ensaios mecânicos de tração, dobramento, impacto (Charpy-V) e dureza (Vickers). Os resultados dos testes mecânicos foram satisfatórios e apresentaram correlação com as análises metalúrgicas. As juntas apresentaram alta resistência ao impacto (Charpy-V) em temperaturas de teste de até –40 °C.One of the main reasons for the development of the API 5L-X80 steel was its utilization in Polar Areas where a relatively high toughness in low temperatures is needed. The present work aimed at studying the welding cooling rate effects on the mechanical and metallurgical properties of this type of steel. These various cooling rates also simulate various heat input’s. These different cooling rates were obtained through five distinct pre-heatings. The interpass temperature was the same of the pre-heating temperature presented by each one of the double V joints with root face; being the robotics weldings itself performed through gas metal arc welding (GMAW), using solid wire with matching mechanical resistance, and as a shielding gas a mixture of 75% Ar and 25% CO2. In order to analyze the welded joints, light microscope and scanning electron microscope (SEM) were utilized, as well as mechanical tests, such as tension, bending, impact (Charpy-V) and hardness (Vickers). The results of such mechanical tests were satisfactory and suitable correlated with the metallurgical analyses. The joint presented a high Charpy-V impact resistance in testing temperatures up to –40 °C