Caracterização mecânica e microestrutural do aço bifásico automotivo dual phase DP600 soldado por laser de yb:fibra
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Data
2019-06-26
Autores
Percy Junior, Jimes De Lima [UNIFESP]
Orientadores
Santo, Ana Maria Do Espirito [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
Presently, one of the most issues surrounding the modern automobile industry is to find new efficient solutions reducing fuel consumption and greenhouse gas emissions improving passenger comfort and safety. The importance of steel in the automotive industry is undeniable and it lasts as the most widely used material in vehicle platform. The main requirements are cost, safety, fuel efficiency, light weighting. Weight reduction is mandatory for reducing fuel consumption and greenhouse gases from the transportation sector. In 1970 a new class of lightweight and high-strength steel was developed. Advanced High Strength Steels (AHSS), such as Dual Phase (DP) steel have been used in vehicle bodies. Also, giving focus on new design, fabrication time, reproducibility and assembly techniques for automotive production, Laser Beam Welding – LBW is successfully applied because its high process speed, the possibility to weld joints better, and conformation of tailored blanks after welding. The current work purposes the optimal conditions for the weldability of Dual Phase DP600 steel by the laser welding process without filler metal (autogenous). The objective is to characterize the microstructure and mechanical properties of the welded bead. The welding process was performed by a laser beam from Yb:Fiber equipment, (IPG, YLR-2.000). The best condition was achieved setting power at 1.500 W and welding speed at 50 mm/s, bringing a heat input of 30 J/mm. Argon was used as shielding gas. The fusion zone (FZ), and in the heat affected zone (HAZ) were characterized. The tensile strength and Vickers hardness tests were performed in order to determine the mechanical behavior. The microstructural analyses were studied by micro X-ray diffraction, optical and electron microscopies. Chemical homogeneity was verified by X-ray micro-fluorescence. The results show high quality, chemically and structurally homogeneous weld (1500W , 50mm/s) with improved mechanical properties for the application, in order to other kind of welding that need after work.
A importância do aço na indústria automotiva é inegável e se mantém como o material mais utilizado na plataforma de veículos. Os principais requisitos para manter a competitividade são custo, segurança, eficiência de combustível e peso. A redução de peso é indispensável para reduzir o consumo de combustível e os gases de efeito estufa do setor de transporte para atender as exigências ambientais. Na década de 1970, foi desenvolvida uma nova classe de aço de alta resistência. Os aços avançados de alta resistência (AHSS), como o aço de bifásico (DP), têm sido usados em carrocerias de veículos. Além disso, dando foco em novo design, tempo de fabricação, reprodutibilidade e técnicas de montagem para produção automotiva, a soldagem a laser (Laser Beam Welding – LBW) é aplicada com sucesso em virtude de sua alta velocidade de processo, a possibilidade de soldar juntas com maior qualidade e conformação de Blanks após a soldagem. O presente trabalho teve como objetivo principal determinar as condições ótimas para a soldabilidade do aço Dual Phase DP600 pelo processo de soldagem a laser sem metal de adição (autógeno). Para tal, foram feitas as caracterizações microestrutural, das propriedades mecânicas e químicas da região do cordão soldado. O processo de soldagem foi realizado por um equipamento laser a fibra (Yb:Fiber, marca IPG, modelo YLR-2.000). A melhor condição foi atingida com potência de 1.500 W e velocidade de soldagem a 50 mm / s, com aporte térmico de 30 J/mm. O argônio foi usado como gás de proteção. A zona de fusão (ZF) e a zona termicamente afetada (ZTA) foram caracterizadas. Os testes de resistência à tração e dureza Vickers foram realizados para determinar o comportamento mecânico. As análises microestruturais foram estudadas pelas técnicas de microdifração de raios-X , microscopias óptica e eletrônica. A homogeneidade química foi verificada pela técnica de fluorescência de raios-X. Os resultados mostram uma solda de alta qualidade, quimicamente e estruturalmente homogênea (1500W, 50mm/s), com propriedades mecânicas melhoradas em relação a outros processos de união que necessitam de posterior trabalho, na indústria automobilistica.
A importância do aço na indústria automotiva é inegável e se mantém como o material mais utilizado na plataforma de veículos. Os principais requisitos para manter a competitividade são custo, segurança, eficiência de combustível e peso. A redução de peso é indispensável para reduzir o consumo de combustível e os gases de efeito estufa do setor de transporte para atender as exigências ambientais. Na década de 1970, foi desenvolvida uma nova classe de aço de alta resistência. Os aços avançados de alta resistência (AHSS), como o aço de bifásico (DP), têm sido usados em carrocerias de veículos. Além disso, dando foco em novo design, tempo de fabricação, reprodutibilidade e técnicas de montagem para produção automotiva, a soldagem a laser (Laser Beam Welding – LBW) é aplicada com sucesso em virtude de sua alta velocidade de processo, a possibilidade de soldar juntas com maior qualidade e conformação de Blanks após a soldagem. O presente trabalho teve como objetivo principal determinar as condições ótimas para a soldabilidade do aço Dual Phase DP600 pelo processo de soldagem a laser sem metal de adição (autógeno). Para tal, foram feitas as caracterizações microestrutural, das propriedades mecânicas e químicas da região do cordão soldado. O processo de soldagem foi realizado por um equipamento laser a fibra (Yb:Fiber, marca IPG, modelo YLR-2.000). A melhor condição foi atingida com potência de 1.500 W e velocidade de soldagem a 50 mm / s, com aporte térmico de 30 J/mm. O argônio foi usado como gás de proteção. A zona de fusão (ZF) e a zona termicamente afetada (ZTA) foram caracterizadas. Os testes de resistência à tração e dureza Vickers foram realizados para determinar o comportamento mecânico. As análises microestruturais foram estudadas pelas técnicas de microdifração de raios-X , microscopias óptica e eletrônica. A homogeneidade química foi verificada pela técnica de fluorescência de raios-X. Os resultados mostram uma solda de alta qualidade, quimicamente e estruturalmente homogênea (1500W, 50mm/s), com propriedades mecânicas melhoradas em relação a outros processos de união que necessitam de posterior trabalho, na indústria automobilistica.