Estudo da recuperação de peças de ferro fundido nodular por processo de soldagem.

Abstract

A utilização de ferro fundido na fabricação de componentes para aerogeradores se torna cada vez mais comum na atualidade, seja pelas ótimas características deste tipo de material quanto pelo menor custo de fabricação em relação ao aço. Porém, existem alguns problemas na utilização deste material, podendo ser problemas no processo de fundição como trincas, inclusões de material não metálico e bolhas de gás ou durante a operação do aerogerador que está sujeito a defeitos do material e condições externas, a maioria destes problemas não possuem um processo de recuperação definido. Portanto, o objetivo deste trabalho é apresentar um processo de recuperação de peças fundidas em ferro nodular aceitável para aplicação em fábrica e/ou em campo, de modo que após o processo de soldagem a estrutura do material não se alterasse garantindo assim características mecânicas iniciais. Neste trabalho foram estudados o ferro fundido nodular e os processos de soldagem comumente utilizados na indústria que são o processo MIG e o eletrodo revestido. Utilizado a metodologia hipotético-dedutivo que buscou o falseamento da hipótese apresentada, o que neste trabalho foram os ensaios mecânicos. Foram apresentados também nos resultados as diferentes transformações do metal base, decorrentes das variáveis do projeto que foram o tipo de soldagem e se o processo foi executado com ou sem tratamentos térmicos de pré e pós aquecimento, verificando assim que a soldagem afeta drasticamente a poça de fusão e a ZTA causando nesta a formação de uma zona martensitica de extrema dureza e propensa a trincas. Para fins de aprovação ou rejeição dos parâmetros foram feitos ensaio de tração, flexão e de dureza em todas as amostras de caráter eliminatório, ou seja, se um dos corpos de prova fosse rejeitado em algum ensaio consequentemente os parâmetros utilizados também estariam rejeitados. Foi adotado um critério conservador que rejeitou todas as amostras, pois as mesmas falharam nos ensaios mesmo até as amostras que tiveram resultados próximos dos valores objetivados, porém deve se levar em conta de que se a peça não possuir os parâmetros definidos no cálculo do projeto pode vir a falhar e assim condenar todo o equipamento causando milhares de reais de prejuízo.

The use of cast iron in the manufacture of components for wind turbines becomes increasingly common nowadays, either due to the excellent characteristics of this type of material or the lower cost of manufacturing in relation to steel. However, there are some problems in the use of this material and may be problems in the casting process such as cracks, inclusions of non-metallic material and gas bubbles or during the operation of the wind turbine that is subject to defects in material and external conditions, most of these problems do not have a defined recovery process. Therefore, the objective of this work is to present a process of recovery of nodular iron castings acceptable for factory and / or field application, so that after the welding process the material structure did not change, thus guaranteeing initial mechanical characteristics. In this work the nodular cast iron and the welding processes commonly used in the industry that are the MIG process and the coated electrode were studied. Using the hypothetical-deductive methodology that sought the falsification of the presented hypothesis, what in this work were the mechanical tests. It was also presented in the results the different transformations of the base metal, resulting from the design variables that were the type of welding and whether the process was performed with or without heat treatments of pre and post heating, thus verifying that the welding drastically affects the puddle of fusion and HAZ causing in this the formation of a martensitic zone of extreme hardness and prone to cracks. For the purpose of approval or rejection of the parameters, tensile, flexure and hardness tests were carried out on all samples of eliminatory character, that is, if one of the test specimens was rejected in some test, the parameters used would also be rejected. We adopted a conservative criterion that rejected all the samples, since they failed in the tests even to the samples that had results close to the target values, but it should be taken into account that if the part does not have the parameters defined in the calculation of the project, come to fail and thus condemn all the equipment causing thousands of reais of loss.