Avaliação mecânica e metalográfica de juntas soldadas de um aço ABNT 1013 no processo de trefilação

Abstract

A trefilação é um processo de conformação a frio que permite reduzir a seção transversal e aumentar a resistência mecânica dos aços. O caso estudado tem como produto final o vergalhão para construção civil CA-60 com diâmetro de 4,20mm. Idealmente este processo deveria ser contínuo, mas, infelizmente, paradas de produção acontecem. As paradas causadas por ruptura de material são consideradas o principal problema das trefilarias devido ao tempo perdido para reiniciar a máquina, que acarreta numa queda de produtividade significativa. Dados foram coletados na fábrica e percebeu-se que a ruptura de juntas soldadas era o problema mais crítico. Por isso decidiu-se focar o estudo na avaliação do desempenho dessas juntas soldadas. Testes de tração e dobramento, medições de microdureza e análises metalográficas foram realizados para avaliar o desempenho das juntas soldadas e os resultados mostraram que baixas correntes de soldagem e uma rebarba pequena são desfavoráveis ao processo. Além disso, os perfis de microdureza mostraram um aumento de dureza na ZAC (zona afetada pelo calor) e as microestruturas foram identificadas. Embora não tenha sido avaliado, resultados levam a crer que o fator determinante para as rupturas seja o acabamento produzido pela operação de esmerilhamento, que varia de operador para operador e pode apresentar concentradores de tensão.

The wire drawing is a cold forming process that reduces the cross section and increases the mechanical strength of steel. The final product of the studied case is the rebar CA-60 applied on building. Its diameter is 4,20 mm. Ideally, this process should be continuous, but unfortunately production stops happen. The stops caused by rupture of the material are considered the main problem of the wire drawing because of the waste of time to restart the machine that results in a significant decrease of productivity. Data were collected at the factory and it was noticed that the rupture of welded joints was the most critical problem. Therefore, was decided to focus on evaluating the performance of these welded joints. Bending and tensile tests, microhardness measurements and metallography were performed to evaluate the performance and the results showed that low welding currents and a small burr are unfavorable to the process. In addition, microhardness profiles showed an increase in HAZ (heat affected zone) hardness and microstructure were identified. Although not evaluated, results suggest that the determining factor for the ruptures is the surface finish produced by grinding operation, which varies from operator to operator and can provide stress concentrators.