Influence of GMAW Operating Parameters on the Metallurgical Properties of AISI 304 Steel Welds

Eduardo Pereira da Silva; Allan Barbosa da Silva; Carlos Alberto Carvalho Castro

doi:10.36674/mythos.v17i2.1032

Autores

Eduardo Pereira da Silva Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFETMG
Allan Barbosa da Silva Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI
Carlos Alberto Carvalho Castro Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFETMG

DOI:

https://doi.org/10.36674/mythos.v17i2.1032

Palavras-chave:

Soldagem, GMAW, Sensitização, Aço inoxidável, Austenítico

Resumo

Este estudo investiga a influência dos parâmetros da Soldagem a Arco com Gás de Proteção (GMAW), corrente, tensão e velocidade de soldagem, sobre a penetração e a qualidade dos cordões em aço inoxidável AISI 304. Foi empregado um planejamento fatorial completo (DoE) para avaliar tanto os efeitos individuais quanto as interações desses parâmetros. Os resultados demonstraram que a corrente de soldagem é diretamente proporcional à penetração, enquanto a velocidade apresenta relação inversa, refletindo o controle combinado sobre o aporte térmico. A tensão, por sua vez, apresentou um efeito não linear, com um aumento significativo da penetração observado especificamente a 25 V. Os gráficos de interação revelaram ainda que a combinação de alta corrente com baixa velocidade maximiza a penetração, corroborando princípios fundamentais da soldagem a arco. Além disso, foi identificado um efeito sinérgico entre correntes intermediárias (116–120 A) e tensão de 25 V, que aumentou substancialmente a penetração. Esses fenômenos evidenciam que a geometria do cordão e as propriedades metalúrgicas da solda são consequências diretas do ciclo térmico imposto pelos parâmetros de processo selecionados. Portanto, a otimização eficaz requer uma abordagem integrada que considere não apenas os efeitos isolados, mas também as interações entre corrente, tensão e velocidade de soldagem, assegurando, assim, o controle geométrico, a integridade metalúrgica e o desempenho global da junta soldada.

Biografia do Autor

Eduardo Pereira da Silva, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFETMG

Doutor em Engenharia Mecânica pela UNIFEI, com ênfase em Projeto, Materiais e Processos, atuando principalmente nas áreas de inovações tecnológicas em processos de fabricação, tais como, soldagem, microestrutura, propriedades mecânicas, metalurgia e usinagem CNC. Possui experiência na área metal mecânica, com ênfase em fundamentos gerais de projetos de máquinas desde 2002, tendo atuado nas áreas de usinagem, caldeiraria e manutenção mecânica. Desde 2009, atua como técnico de laboratório de mecânica no CEFET-MG, onde foi o coordenador dos laboratórios do Departamento de Mecatrônica (DMCVG) na unidade de Varginha, nos anos de 2015 e 2016 e participa de diversos projetos de pesquisa e inovação tecnológica. Atualmente é membro do corpo editorial do periódico Mythos, atua como pesquisador em grupos de pesquisa, como o GPIT (Grupo de Pesquisa e Inovação Tecnológica - CEFET-MG), Grupo de Fabricação (UNIFEI) e Grupo de Pesquisa em Automção e Robótica (CEFET-MG). Sua área de pesquisa principal envolve a soldagem de ligas especiais, como titânio, alumínio, aços inoxidáveis, dentre outros, com foco no processo, melhoria das propriedades mecânicas e microestruturais. Além de coorientar trabalhos de iniciação científica, de conclusão de curso e ministrar treinamentos para as empresas da região.

Allan Barbosa da Silva, Universidade Federal de Itajubá - UNIFEI

Mestre em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI) na área de Projetos, materiais e Processos. Engenheiro Mecânico graduado pelo Centro Universitário do Sul de Minas (UNIS). Durante a graduação desenvolveu Projeto de Iniciação Científica (Estudo da influência dos parâmetros operacionais do processo GMAW nas propriedades metalúrgicas da região soldada do aço inoxidável AISI 304 - FAPEMIG PIBIT 2012). Possui curso técnico em Mecatrônica pelo CEFET-MG Campus Varginha, onde iniciou seu contato com a área acadêmica e de pesquisa como monitor de disciplina e aluno de Iniciação Científica, já na área de Soldagem, tendo apresentado seu trabalho no exterior (Portugal) em um evento científico. Possui experiência profissional em Manutenção Industrial e Predial, tendo atuado diretamente nas áreas de Planejamento e Controle de Manutenção (PCM) e Gestão de Instalações (Facilities Management), onde desenvolveu diversas atividades relacionadas ao Planejamento de Manutenções Corretivas, Preventivas e Preditivas; Elaboração e gestão de Procedimentos, Indicadores de Desempenho (KPIs), Investimentos; Solução de Problemas; Gestão de Estoque; Melhoria Contínua; entre outras. Atuou também na área de Engenharia de Processos (Montagem) e hoje dedica-se à área da tecnologia de Soldagem.

Carlos Alberto Carvalho Castro, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais - CEFETMG

Professor Titular do CEFET-MG. Possui graduação em Engenharia Mecânica pela Universidade do Estado de Minas Gerais - UEMG (1997). Mestrado em Engenharia Nuclear pelo Instituto Militar de Engenharia - IME (2000) e Doutorado pela Universidade Federal de Minas Gerais - UFMG (2007). Dedica-se a estudar novos processos envolvendo inovações tecnológicas, tais como: processos de soldagem, microestrutura, propriedades mecânicas, fadiga dos materiais, metalurgia, ensaio, projetos, novos modelos de Dano em metais e não metais (Geossintéticos), geração de energia limpa, meio ambiente e radiações. Coordenou e participou de Projetos de Pesquisa financiados por Órgãos de Fomento (CNPq, FAPEMIG e PROPESQ). É Pesquisador e Consultor ad hoc do CNPq e FAPEMIG. É professor do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais. Professor do Programa de Mestrado em Engenharia de Materiais. Atuei como professor convidado do Mestrado em Engenharia Civil, ministrando a disciplina Mecânica dos Sólidos dos Materiais. É revisor de diversos Congressos e Periódicos. É líder do Grupo de Pesquisa em Inovação Tecnológica (GIPT) e Membro de mais 2 Grupos de Pesquisa. Coorientação de alunos de Mestrado e Doutorado. Atualmente destina o seu trabalho entre o Ensino, Pesquisa e Extensão. Possui vários trabalhos publicados no Brasil e no Exterior.

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