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metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Influência do gás de proteção na soldabilidade do aço inoxidável ferrítico aplicado a sistema de exaustores automotivos
Other Titles: The Shielding Gas Influence on the Weldability of Ferritic Stainless Steel Utilized in Automotive Exhaust Systems
metadata.dc.creator: Ferreira Filho, Demostenes
metadata.dc.contributor.advisor1: Ferraresi, Valtair Antonio
metadata.dc.contributor.referee1: Scotti, Américo
metadata.dc.contributor.referee2: Oliveira, Sônia Aparecida Goulart de
metadata.dc.contributor.referee3: Mota, Carlos Alberto Mendes da
metadata.dc.contributor.referee4: Marques, Paulo Villani
metadata.dc.description.resumo: A indústria de exaustores automotivos passou por diversas evoluções ao longo dos últimos 20 anos com o intuito de atender a demanda por controles mais severos de emissões de gases poluentes, devido à necessidade de maior durabilidade, de aumento da eficiência do motor e de reduções de peso e custo. Com este intuito, os aços inoxidáveis ferríticos vêm sendo cada vez mais empregados em exaustores, sendo estes até pouco tempo soldados exclusivamente com arames austeníticos para garantir uma boa qualidade à solda. Recentemente, metais de adição ferríticos têm sido desenvolvidos para conferir uma boa qualidade às soldas, além de significativa redução custo. Porém, ainda existe a necessidade da realização de estudos do comportamento destes metais de adição, principalmente com relação à influência do gás de proteção nas mudanças das propriedades das juntas soldadas. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a influência do gás de proteção na soldabilidade do aço inoxidável ferrítico, avaliando a microestrutura, as propriedades mecânicas e a susceptibilidade à sensitização das juntas. Foram utilizados dois metais de base ferríticos (UNS 43932 e AISI 441) que são atualmente empregados em exaustores automotivos, cinco gases de proteção (Ar puro, Ar+2%O2, Ar+4%CO2, Ar+8%CO2 e Ar+25%CO2) e três metais de adição maciços (ER308LSi, ER430Ti e ER430LNb). Os parâmetros de soldagem foram determinados em juntas de topo com uma fresta de três milímetros, avaliando a corrente de soldagem e a tensão de arco para garantir a mesma energia gerada pela fonte desconsiderando o rendimento térmico para todas as condições estudadas. Concluiu-se, para os gases de proteção estudados, que ocorrem variações significativas na soldabilidade apenas para o metal de adição ER430Ti. Neste caso, ocorreu diminuição da ductilidade da solda, inclusive com formação de martensita quando se soldou com 25% de dióxido de carbono e aumento da suscetibilidade a corrosão intergranular. Para os outros dois metais de adição (ER308LSi e ER430LNb), verificou-se a viabilidade da soldagem com todos os gases utilizados, não se observando variações significativas na dutibilidade da solda e baixa corrosão intergranular. Logo, levando em consideração a qualidade da solda e menor custo do metal de adição, com 25% de dióxido de carbono torna-se mais viável a utilização do metal de adição ER430LNb.
Abstract: The automotive exhaust industry has gone through several evolutions over the last 20 years in order to comply with the stringent gas emission control policies and due to longer durability, increased engine efficiency and weight and cost reduction requirements. With that in mind, ferritic stainless steels have been progressively more used in exhaust systems, being traditionally and exclusively welded with austenitic wires to ensure good weld quality. Recently, ferritic wires have also been developed to provide good weld quality as well as significant cost reduction. However, it is necessary to conduct studies on these wires behavior, particularly regarding the shielding gas influence. Thus, the aim of this work was to assess the shielding gas influence on the ferritic stainless steel weldability, evaluating the joint microstructure, mechanical properties and susceptibility to sensitization. Two ferritic base metals (UNS 43932 and AISI 441), both used in automotive exhaust systems, five shielding gases (pure Ar, Ar+2%O2, Ar+4%CO2, Ar+8%CO2 and Ar+25%CO2) and three solid wires (ER308LSi, ER430Ti and ER430LNb) were utilized. The welding parameters were determined for butt joints with a three-millimeter gap, taking the welding current and arc voltage into account to ensure the same heat input for all conditions tested. It was concluded, for the shielding gases studied, that significant variations in the weldability only took place for the ER430Ti wire. In this case, weld ductility reduction, including martensite formation when it was welded with 25%-carbon-dioxide shielding gas and intergranular corrosion susceptibility increase occurred. For the other two wires (ER308LSi and ER430LNb), welding feasibility was verified with all the shielding gases studied, because it was not observed weld ductility variation and little intergranular corrosion. Then, because of the weld quality and the cost it is better to use ER430LNb wire using 25%-carbon-dioxide shielding gas.
Keywords: Soldagem
Aço inoxidável
Aço inoxidável ferrítico
Gás de proteção
MIG/MAG
Curto-circuito
Ferritic stainless steel
Shielding gas
Short-circuit
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Citation: FERREIRA FILHO, Demostenes. The Shielding Gas Influence on the Weldability of Ferritic Stainless Steel Utilized in Automotive Exhaust Systems. 2010. 288 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2010.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14698
Issue Date: 17-Dec-2010
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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