Influência dos parâmetros de soldagem laser CO2 na microestrutura, propriedades mecânicas e conformabilidade de aços "dual phase"

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2016.A redução do peso da carroceria em veículos tem se tornado cada vez mais importante, para economia de combustível e proteção ao meio ambiente. Com o uso de aços de alta resistência tem sido possível essa redução, sem comprometer a segurança. Pertencem a esta família de aços os dual phase, cuja resistência é conferida por uma microestrutura mista, formada por martensita e ferrita. Entretanto, ao serem soldados tais aços, tende a ocorrer perda de resistência na denominada zona macia , devido à tempera da martensita. Neste trabalho foram realizadas soldas laser CO2 autógenas em chapas de aços dual phase dos tipos DP600 e DP780, com espessura de 2,8 mm, em equipamento específico para realizar emenda de bobinas, de modo a não interromper o posterior processamento por laminação. Foi variada a potência do laser, potência de pré-aquecimento e velocidade de soldagem. Foi observado que a formação da zona macia pode ser evitada mediante o uso de menores energias de soldagem, seja por utilizar maiores velocidades de soldagem ou menores potências do laser. Mesmo no caso de se formar a zona macia , com redução de dureza de até 15 HV, a fratura de corpos de prova de tração transversais à solda ocorreu afastada da zona macia mais de 20 mm, devido a que, por ser a zona macia suficientemente estreita, sua deformação foi restringida pelo material adjacente de maior resistência. A conformabilidade das soldas foi avaliada pelo ensaio de embutimento Erichsen que mostrou que índices de embutimento inferiores a 7, menores que o do metal base, que foi 10. O índice de embutimento é melhorado quando se utilizam baixos aportes térmicos ou maiores potências de pré-aquecimento. Outro ponto na qual foi estudado foi à influência dos parâmetros de soldagem na formação de descontinuidades, fator de grande relevância operacional e tecnológico.Abstract : Reduction of body weight in vehicles has become increasingly important, for fuel economy and environmental protection. With the use of high strength steels it has been possible to reduce weight without impair safety. To this group of steels belong the dual phase, whose stength is granted by a mixed microstructure of martensite and ferrite. However, when welding such steels, loss of strength in the so-called soft zone tends to occur due to martensite tempering. In this work, autogenous CO2 laser welds were made from dual phase steels of types DP600 and DP780, with a thickness of 2.8 mm, in a specific equipment to join coils borders, in order to not interrupt further processing by rolling. In the tests, the laser power, preheating power and welding speed were varied. It was observed that the formation of the soft zone can be avoided by using lower heat inputs, either by using higher welding speeds or lower laser powers. Even in the case of having a soft zone with a reduction of hardness up to 15 HV, the fracture of tensile test specimens transverse to the weld occurred away from the soft zone more than 20 mm, because, as the soft zone was sufficiently narrow, its deformation was restricted by adjacent material of higher strength. The formability of the welds was evaluated by the Erichsen cupping test which showed Erichsen numbers below 7, lower than that of the base metal, which was 10. The Erichsen number was improved when using low heat inputs and higher preheating power. Another point in which it was studied was the influence of welding parameters on the formation of discontinuities, a factor of great operational and technological relevance