Otimização dos parâmetros de soldagem para deposição de revestimento duro de liga FECRC-NB por FCAW

Abstract

Este trabalho tem como objetivo otimizar os parâmetros de soldagem para a deposição de revestimento duro da liga FeCrC-Nb utilizando o processo FCAW (Flux-Cored Arc Welding). A liga FeCrC-Nb é amplamente utilizada em aplicações que demandam alta resistência ao desgaste e proteção contra abrasão. A eficácia do revestimento, no entanto, depende diretamente dos parâmetros de soldagem aplicados, como corrente, tensão e velocidade de soldagem. Este estudo busca identificar condições que minimizem a diluição, preservando a composição química da liga e garantindo uma geometria adequada do cordão. A metodologia de superfície de resposta (DOE) foi utilizada para planejar experimentos e analisar os efeitos da corrente, tensão e velocidade de soldagem na geometria do cordão e na diluição. Os resultados indicaram que correntes mais altas aumentam a penetração e a diluição, enquanto tensões elevadas ampliam a largura do cordão, mas reduzem a altura do reforço. Por outro lado, velocidades de soldagem mais altas reduzem a diluição e a largura do cordão, favorecendo revestimentos com menor mistura do material base. As condições ideais determinadas foram: tensão moderada (27,5 V), corrente média (140 A) e velocidade de soldagem intermediária (23 cm/min). Essas configurações equilibram deposição e baixa diluição, resultando em revestimentos com alta resistência ao desgaste e manutenção da integridade da liga aplicada. O uso do software Minitab foi fundamental no desenvolvimento de modelos empíricos, demonstrando forte correlação entre os parâmetros experimentais e os resultados obtidos, validando a eficácia do processo otimizado.

This work aims to optimize welding parameters for the deposition of hardfacing coatings made of FeCrC-Nb alloy using the FCAW (Flux-Cored Arc Welding) process. The FeCrC-Nb alloy is widely used in applications requiring high wear resistance and abrasion protection. However, the coating's effectiveness depends directly on the applied welding parameters, such as current, voltage, and welding speed. This study seeks to identify conditions that minimize dilution, preserve the alloy's chemical composition, and ensure proper bead geometry. The response surface methodology (DOE) was employed to design experiments and analyze the effects of current, voltage, and welding speed on bead geometry and dilution. The results showed that higher currents increase penetration and dilution, while higher voltages expand bead width but reduce reinforcement height. Conversely, higher welding speeds reduce dilution and bead width, favoring coatings with less mixing of the base material. The optimal conditions identified were moderate voltage (27.5 V), medium current (140 A), and intermediate welding speed (23 cm/min). These configurations balance deposition and low dilution, resulting in coatings with high wear resistance while maintaining the integrity of the applied alloy. The use of Minitab software was essential for developing empirical models, demonstrating a strong correlation between the experimental parameters and the outcomes, thereby validating the effectiveness of the optimized process.