Avaliação do impacto dos processos de soldadem cmt® e forcearc® na microestrutura, resistência mecânica e à corrosão do aço inoxidável superduplex uns s32760

Abstract

A exploração de petróleo em águas profundas apresenta o desafio de operacionalizar a produção, e, portanto, aplicação de equipamentos em ambientes extremamente agressivos, com alta concentração de cloretos e ácido sulfúrico (H2SO4), principalmente, na exploração da camada Pré-Sal. Os aços inoxidáveis superduplex, por apresentarem elevado número de resistência ao pite, representam uma excelente alternativa para aplicações com tal severidade. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto do processo de soldagem de chapas de aço inoxidável superduplex UNS S32760 (Zeron 100, SAF 2507) com arame sólido austenítico (ER316LSi) pelos processos CMT® e ForceArc® através da avaliação microestrutural, propriedades mecânicas e resistência à corrosão. As juntas soldadas por ambos processos foram submetidas a: ensaios de tração para avaliação da força máxima suportada antes da ruptura; avaliação microestrutural por microscopia óptica (curvas de Tafel e de polarização anódica); e ensaio de Microdureza Vickers. Os aportes térmicos brutos obtidos menores que 703 J/mm foram insuficientes para realização do processo de soldagem. Foi possível observar que existe relação entre a potência do arco e a resistência à tração das juntas soldadas, sendo a faixa de potência ótima de desempenho para as juntas produzidas entre 4 e 6,4 kW. Existe uma ligeira correlação entre o tamanho de grão ferrítico e a resistência à corrosão. Não foi possível estabelecer a correlação entre o calor do processo de soldagem e a alteração na resistência à corrosão das juntas soldadas. Os processos tiveram desempenho semelhante com relação à resistência mecânica das juntas, exceto o CMT® que se mostrou incapaz de realizar a união. O processo de melhor desempenho de resistência mecânica e à corrosão foi o CMT®+Pulsado. ABSTRACT: The expansion of offshore oil exploration requires the development of new alloys, mechanically resistant and also corrosion resistant, especially in deep water exploitation. This has the challenge of making the production feasible, thus the application of equipment, in such harsh environments, with high concentrations of chlorides and sulfuric acid (H2SO4), mainly in the exploration of pre-salt layer. Superduplex Stainless steel, because of their higher Pitting Resistance Equivalent Number, represents an excellent alternative for applications with such severity. This work aimed to evaluate the impact of sheet stainless steel welding process Superduplex UNS S32760 (Zeron 100, SAF 2507) austenitic solid wire (ER316LSi) by CMT® and ForceArc® processes through microstructural evaluation, mechanical properties and corrosion resistance. At first, the produced joints were visually analyzed for the presence of welding defects such as lack of fusion, those which did not present this defect were subjected to tensile tests to evaluate the maximum rupture. However, all of them were subjected to microstructural evaluation by optical microscopy, Tafel and anodic polarization curves were performed for corrosion resistance evaluation and Vickers Micro hardness tests. It was found that a gross heat-input of 703 J/mm is insufficient for carrying out the welding process; there is a relationship between the power of the arc and the tensile strength of welded joints, with an optimum performance on the range between 4 and 6,4 kW to the produced joints and the ferritic grain size is slightly correlated, but not exclusively, to the corrosion resistance of the material. It could not establish, though, a correlation between the heat of the welding processes and the change in corrosion resistance of the welded joints. The processes have similar performance with respect to the mechanical resistance of the joints, except the CMT® that proved unable to make the union. The better performance process was found to be the CMT®+Pulse.