BR112019028089B1

BR112019028089B1 - Método para soldar duas folhas de aço

Info

Publication number: BR112019028089B1
Application number: BR112019028089-8A
Authority: BR
Inventors: Bertrand Petit; Frédéric BRIDAULT
Original assignee: Aperam
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2023-01-10
Also published as: WO2019002924A1; EP3645764A1; US20200223008A1; BR112019028089A2; JP2020529921A; CN110809632B; KR20200027476A; US11478873B2; KR102279421B1; EP3645764B1; JP7053688B2; CN110809632A

Abstract

Trata-se de método para soldar duas folhas de aço inoxidável de espessura de 0,10 a 6,0 mm com a seguinte composição: 0,005%=C=0,3%; 0,2%=Mn=2,0%; traços=Si=1,0%; traços = S = 0,01 % ; traços = P = 0,04 %; 10,5 % = Cr = 17,0 %; traços = Ni = 4,0 %; traços = Mo = 2,0 %; Mo + 2 x W = 2,0 % traços = Cu = 3 %; traços = Ti = 0,5 %; traços = Al = 0,2 %; traços = O = 0,04 %; 0,05 % = Nb = 1,0 %; 0,05 % = Nb + Ta = 1,0 %; 0,25 % = (Nb + Ta)/(C + N) = 8; traços = V = 0,3 %; traços = Co = 0,5 %; traços = Cu + Ni + Co = 5,0 %; traços = Sn = 0,05 %; traços = B = 0,1 %; traços = Zr = 0,5 %; Ti + V + Zr = 0,5 %; traços = H = 5 ppm; traços = N = 0,2 %; (Mn + Ni) = (Cr -10,3 ? 80 x [(C + N)2]); traços = Ca = 0,002 %; traços = terras raras e/ou Y = 0,06 %; em que o restante é ferro ou impurezas resultantes da produção; sendo que a (Ms) temperatura da folha é = 200 °C; a (Mf) temperatura da folha é = -50°C; a microestrutura da folha contém no máximo 0,5 % de carbetos e no máximo 20 % de ferrita individual, o restante sendo martensita; compreendendo as seguintes etapas, sendo (e) a espessura de cada uma ou da mais fina das folhas: uma primeira etapa que dura por uma duração (t) em ms: para (e) de 0,10 a 0,50 mm, t = (40 x e + 36)±10 %; para (e) de 0,51 a 1,50 mm: t = (124 x e ? 13)±10 %; para (e) de 1,51 a 6,0 mm: t = (12 x e + 47) ± 10 %; com força de fixação (F) em daN para (e) de 0,10 a 1,50 mm: F = (250 x e (...).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à indústria de aço e mais particularmente a métodos para a soldagem por pontos de chapas de aço.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Chapas de aço inoxidável martensítico são conhecidas com ajustes nos parâmetros de composição, de microestrutura inicial e de tratamento térmico que permitiram a obtenção de altas propriedades mecânicas e grande capacidade para conformação complexa. Tais chapas são descritas no documento n° PCT/IB2017/051636 para o Requerente e são principalmente destinadas à indústria automotiva.

[003] Sua composição é a seguinte, em porcentagem em peso: * 0,005 % ≤ C ≤ 0,3 %; * 0,2 % ≤ Mn ≤ 2,0 %; * traços ≤ Si ≤ 1,0 %; * traços ≤ S ≤ 0,01 %; * traços ≤ P ≤ 0,04 %; * 10,5 % ≤ Cr ≤ 17,0 %; preferencialmente 10,5 % ≤ Cr ≤ 14,0 %; * traços ≤ Ni ≤ 4,0 %; * traços ≤ Mo ≤ 2,0 %; * Mo + 2 x W ≤ 2,0 %; * traços ≤ Cu ≤ 3 %; preferencialmente traços ≤ Cu ≤ 0,5 %; * traços ≤ Ti ≤ 0,5 %; * traços ≤ Al ≤ 0,2 % * traços ≤ O ≤ 0,04 %; * 0,05% ≤ Nb ≤ 1,0 % * 0,05% ≤ Nb + Ta ≤ 1,0 %; * 0,25% ≤ (Nb + Ta)/(C + N) ≤ 8; * traços ≤ V ≤ 0,3 %; * traços ≤ Co ≤ 0,5 %; * traços ≤ Cu + Ni + Co ≤ 5,0 %; * traços ≤ Sn ≤ 0,05 %; * traços ≤ B ≤ 0,1 %; * traços ≤ Zr ≤ 0,5 %; * Ti + V + Zr ≤ 0,5 %; * traços ≤ H ≤ 5 ppm, preferencialmente traços ≤ H ≤ 1 ppm; * traços ≤ N ≤ 0,2 %; * (Mn + Ni) ≥ (Cr - 10,3 – 80 x [(C + N)²]); * traços ≤ Ca ≤ 0,002%; * traços ≤ terras raras e/ou Y ≤ 0,06%; * o restante é ferro e impurezas resultantes da fabricação de aço; * a temperatura inicial (Ms) da transformação martensítica da chapa é > 200 °C; - e a temperatura de final (Mf) da transformação martensítica da chapa é > -50 °C.

[004] A microestrutura da chapa inicial obtida após o uso de meios apropriados, que, possivelmente, incluem trabalho a quente e/ou frio, é composta de ferrita e/ou martensita revenida e 0,5% a 5% em volume de carbonetos, e o tamanho do grão ferrítico é de 1 a 80 μm, de preferência, 5 a 40 μm. A espessura dessa chapa inicial é de 0,1 a 10 mm e, mais tipicamente, de 0,1 a 6 mm.

[005] O processo de tratamento normalmente aplicado à mesma começa com a austenização da chapa, isto é, um aumento da temperatura acima da temperatura Ac1 do aço para formar austenita no lugar de e em vez da ferrita e dos carbonetos dos quais a microestrutura inicial foi composta e, sob condições limitantes tanto quanto possível, descarbonetação e oxidação da superfície da chapa. Normalmente, subsiste não mais do que 20% de ferrita residual e não mais do que 0,5% de carbonetos.

[006] Várias etapas sucessivas de conformação a quente da chapa são, então, realizadas (pelo menos duas) sob condições de tempo e temperatura, de modo que a estrutura de baixos teores de ferrita e carboneto, obtida após a austenização, seja mantida durante todo o processo de conformação. Essas operações de conformação a quente ocorrem a uma temperatura superior à temperatura inicial Ms da transformação martensítica. Se necessário, é possível reaquecer ou manter a temperatura entre, ou durante, cada operação de conformação a quente por meio de ferramentas de aquecimento, de modo que a temperatura da chapa durante as operações de conformação (durante transferências da chapa de uma ferramenta para outra, ou se a chapa permanecer na mesma ferramenta, durante as alterações de configuração da ferramenta) não caia abaixo da Ms.

[007] Deve ser entendido que, pelo termo "etapa de conformação a quente", deve-se incluir operações de deformação ou remoção de material tão variadas, por exemplo, como embutimento profundo, embutimento a quente, estampagem, corte, perfuração, essas etapas ocorrem possivelmente em qualquer ordem escolhida pelo fabricante.

[008] Após a conformação a quente, a peça obtida é resfriada sem restrições específicas quanto às condições de resfriamento.

[009] No momento do resfriamento, uma etapa de cortar ou uma etapa final de conformar a quente pode ser realizada entre a Ms e a Mf (temperatura final de transformação martensítica) sob condições nas quais a microestrutura é composta por pelo menos 10% de austenita e não mais do que 20% de ferrita, o restante é martensita.

[010] A chapa obtida desse modo tem fortes propriedades mecânicas à temperatura ambiente, em particular, devido ao alto teor de martensita. Normalmente, a resistência à tração Rm é de pelo menos 1.000 MPa, a tensão de escoamento Re é de pelo menos 800 MPa, o alongamento percentual após a fratura A, medido conforme a norma ISO 6892, é de pelo menos 8% e o ângulo de dobramento para uma espessura de 1,5 mm é de pelo menos 60°, medido conforme a norma VDA 238-100. Isso implica que a chapa finalmente obtida tem uma excelente conformabilidade e pode ter um uso particular na indústria automotiva, ou formar peças que tenham uma função estrutural na aeronáutica, ou nas indústrias de construção ou ferrovia.

[011] Finalmente, após o resfriamento até a temperatura ambiente, após a última operação de conformação, a microestrutura da chapa contém uma fração volumétrica não superior a 0,5% de carbonetos e uma fração volumétrica não superior a 20% de ferrita residual, o restante é martensita.

[012] Tais chapas, com uma espessura típica de 0,10 a 6,0 mm, têm uma desvantagem, que é que sua soldabilidade pode, às vezes, ser considerada insuficiente quando a soldagem é realizada com uso de um método de solda por pontos nas condições mais frequentes usadas pelos fabricantes de veículos. Verifica-se que, em áreas soldadas, não é fácil obter uma resistência à tração da cruzeta suficiente para uma dada espessura da chapa (isto é, tipicamente de pelo menos 450 daN para chapas com 1,2 mm de espessura): o material é muito fraco na solda.

[013] Foi possível melhorar os resultados modificando-se os parâmetros de soldagem, isto é, adicionando-se pulsos de pós-aquecimento aos ciclos de soldagem padrão, como geralmente usados com aços martensíticos, mas, até agora, as otimizações realizadas não permitiam obter qualidade satisfatória da solda nos ciclos de soldagem com duração inferior a 5 s. Esse período de tempo é muito alto para os fabricantes de veículos, que devem poder soldar essas chapas estando atentos às restrições de produtividade que enfrentam para aplicação na produção em massa de veículos. Um tempo total de ciclo de soldagem não superior a cerca de 1 s seria o objetivo. Um ciclo de soldagem com duração total de 1,5 s, até 2 s, às vezes pode ser aceitável.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[014] É, por isso, o objetivo da invenção propor um ciclo de soldagem por pontos especialmente adaptado ao uso da chapa de aço inoxidável martensítica anteriormente descrita para embutimento a quente, e que permita que essa soldagem seja realizada em condições industrialmente adequadas para o setor automotivo.

[015] Com essa finalidade, a invenção é um método para soldar duas chapas de aço inoxidável com uma espessura de 0,10 a 6,0 mm e com a seguinte composição em porcentagem em peso: * 0,005% ≤ C ≤ 0,3%; * 0,2% <Mn <2,0%; * traços ≤ Si ≤ 1,0%; * traços ≤ S ≤ 0,01%; * traços ≤ P ≤ 0,04%; * 10,5% ≤ Cr ≤ 17,0%; de preferência 10,5% ≤ Cr ≤ 14,0%; * traços ≤ Ni ≤ 4,0%; * traços ≤ Mo ≤ 2,0%; * Mo + 2 x W ≤ 2,0%; * traços ≤ Cu ≤ 3%; preferencialmente traços ≤ Cu ≤ 0,5%; * traços ≤ Ti ≤ 0,5%; * traços ≤ Al ≤ 0,2%; * traços ≤ O ≤ 0,04%; * 0,05% < Nb <1,0%; * 0,05% < Nb + Ta < 1,0%; * 0,25% < (Nb + Ta)/(C + N) < 8; * traços ≤ V ≤ 0,3%; * traços ≤ Co ≤ 0,5%; * traços ≤ Cu + Ni + Co ≤ 5,0%; * traços ≤ Sn ≤ 0,05%; * traços ≤ B ≤ 0,1%; * traços ≤ Zr ≤ 0,5%; * Ti + V + Zr ≤ 0,5 %; * traços ≤ H ≤ 5 ppm, de preferência, traços ≤ H ≤ 1 ppm * traços ≤ N ≤ 0,2%; * (Mn + Ni) ≥ (Cr-10,3 - 80 x [(C + N) ²]); * traços ≤ Ca ≤ 0,002%; * traços ≤ terras raras e/ou Y ≤ 0,06%; * o restante é ferro e impurezas resultantes da fabricação de aço; * a temperatura inicial (Ms) da transformação martensítica da chapa é > 200 °C; * a temperatura final (Mf) da transformação martensítica da chapa é > -50 °C; * a microestrutura da chapa que contém não mais do que uma fração volumétrica de 0,5% de carbonetos e não mais do que uma fração volumétrica de 20% de ferrita residual, o restante é martensita; caracterizado por compreender as seguintes etapas, em que (e) é a espessura de cada uma das ditas chapas ou a mais fina entre as mesmas: * Uma primeira etapa de soldagem, com duração de tempo (t) em ms: * para espessuras (e) de 0,10 a 0,50 mm: t = (40 x e + 36) ± 10%, * para espessuras (e) de 0,51 a 1,50 mm: t = (124 x e - 13) ± 10%, * para espessuras (e) de 1,51 a 6,0 mm: t = (12 x e + 47) ± 10 %, e com uma força de fixação (F) em daN: * para espessuras (e) de 0,10 a 1,50 mm: F = (250 x e + 90) ± 10 %, * para espessuras (e) de 1,51 mm a 6,0 mm: F= (180 x e + 150) ± 10 %, uma corrente é aplicada nessa etapa entre os eletrodos de soldagem, com uma intensidade entre 80 e 100% da intensidade máxima permitida correspondente à expulsão de metal fundido; * Uma segunda etapa, na qual a intensidade da corrente é definida entre zero e 1 kA; - E uma terceira etapa, na qual a passagem de corrente é retomada a uma intensidade de 3,5 kA a 4,5 kA, por um tempo de pelo menos 755 ms, para aplicar tratamento térmico à zona de solda.

[016] De preferência, na segunda etapa, a passagem de corrente na zona de solda é interrompida.

[017] Vantajosamente, a soma dos tempos das ditas primeira, segunda e terceira etapas não é superior a 2 s, de preferência, não superior a 1,5 s, melhor ainda, não superior a 1 s.

[018] As ditas chapas podem ser laminadas a quente.

[019] Como será entendido, na invenção, as chapas consideradas prioritárias e que têm a composição especificada acima são submetidas a um ciclo de soldagem por pontos que é específica na escolha dos parâmetros e específica na sua sequência de operações.

[020] Deve-se lembrar de que as condições para a realização de soldagem por pontos são suficientemente definidas por: - a pressão aplicada, pelos eletrodos de soldagem, às peças a serem soldadas, o que impacta a resistência de contato em conjunto com a composição química e a rugosidade de superfície das peças; - a intensidade da corrente que passa pela zona a ser soldada e que é submetida a um fornecimento de corrente regulada, como uma função de outros parâmetros que não são estritamente controláveis; - tempo de soldagem ou o tempo das diferentes suas etapas.

[021] Por isso, a diferença de potencial entre as duas chapas varia de acordo com a resistência de contato e, consequentemente, de acordo com a energia injetada na área de solda. Essa diferença de potencial e essa potência não representam diretamente os parâmetros do método, mas, no entanto, as mesmas são aplicadas devido às condições operacionais controláveis e controladas representadas pela força de fixação e pela intensidade de corrente

[022] A soldagem começa com uma primeira etapa, na qual uma corrente elétrica de intensidade regulada passa através das chapas a serem soldadas, previamente colocadas em contato uma com a outra sob uma força. A força a ser aplicada e o tempo de passagem de corrente são geralmente ditados pela norma que o usuário deseja aplicar (por exemplo, SEP1220 ou ISO18278-2). Uma vez selecionados e aplicados esses dois parâmetros, o usuário varia a corrente de soldagem até a expulsão do metal fundido, que representa o valor máximo de intensidade dentro da faixa de soldabilidade. A intensidade da corrente de soldagem da invenção se encontra em uma faixa entre 80% e 100% dessa intensidade máxima. Tipicamente, na invenção, essa intensidade da corrente de soldagem é de 5,5 kA, quando as chapas a serem soldadas têm uma espessura de 1,2 mm. Em geral, a intensidade máxima tolerável de soldagem correspondente à expulsão de metal fundido é obtida de forma experimental com um método padronizado, consultar, por exemplo, as normas SEP 1220 e ISO 18278-2. A sua determinação, por técnicos no assunto, em cada caso específico, que surge para implantar a invenção, deve, por isso, ser realizada ao finalizar o processo de soldagem específico da invenção. No entanto, essa determinação não é típica da invenção e, da mesma forma, a questão de otimizar a intensidade da corrente de soldagem pode ser encontrada ao implantar qualquer método de soldagem por pontos e é convencionalmente realizada como descrito.

[023] A força F em daN para espessuras e de 0,1 mm a 1,50 mm é expressa pela equação: F = 250 x e + 90 e para espessuras de 1,51 mm a 6 mm pela equação: F= 180 x e + 150 em que e é a espessura das duas chapas soldadas ou das mais finas dentre essas se forem de espessura diferente.

[024] É admissível uma variação na força F de ± 10% em torno desses valores expressos.

[025] O tempo de soldagem t em ms também é expresso para as espessuras de 0,10 a 0,50 mm pela equação: t = 40 x e + 36 para espessuras de 0,51 a 1,50 mm: t = 124 x e - 13 e para espessuras de 1,51 a 6,0 mm t = 12 x e + 47 É permitida uma variação de ± 10% em torno desses valores expressos.

[026] Em uma segunda etapa, a pressão dos eletrodos é mantida, e a passagem de corrente é interrompida ou fortemente reduzida, e uma intensidade não superior a 1 kA, e idealmente de 0 kA, é aplicada por um tempo mínimo tf expresso em ms pela equação: tf > 34 x e + 2 Isso leva ao resfriamento repentino das chapas na zona de solda até uma temperatura posicionada entre Ac1 e Ac5, uma faixa de temperatura que leva à reaustenização da zona.

[027] Em uma terceira etapa, a corrente elétrica é retomada com um valor de intensidade entre 3,5 e 4,5 kA, para manter a temperatura entre Ac1 e Ac5 e aplicar tratamento térmico à zona de solda, o que modificará as características estruturais, conferindo à mesma as propriedades mecânicas desejadas. Essa terceira etapa deve durar um tempo de pelo menos 755 ms para garantir a eficácia, e nenhum tempo máximo é especificado. Quanto mais longo, mais eficiente será o tratamento térmico, garantindo alta resistência à tração da cruzeta. No entanto, é vantajoso evitar prolongar excessivamente essa terceira etapa para não prolongar o ciclo de solda por um período de tempo que seria incompatível com as exigências da produção industrial. Vantajosamente, como dito acima, é preferencial que o tempo total das três etapas do ciclo de soldagem não exceda 2 s, de preferência, não exceda 1,5 s e, idealmente, não exceda 1 s.

[028] Se esse tratamento for realizado nas condições descritas, pode-se obter uma resistência à tração da cruzeta que atinja valores adequados para as espessuras da chapa em consideração, mesmo excedendo esses valores, e com um tempo de ciclo de soldagem de aproximadamente 1 s ainda mais curto e, por isso, compatível com as exigências atuais industriais do setor automotivo para a produção em massa de veículos. Por isso, é possível, em boas condições econômicas, que as chapas soldadas por pontos se beneficiem das vantagens do método descrito no PCT/IB2017/051636, relativo à fácil obtenção de uma peça de formato complexo em aço inoxidável martensítico, conformado a quente, com altas propriedades mecânicas e de composição bem definidas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[029] A invenção será mais bem compreendida ao ler a seguinte descrição, dada em referência às seguintes Figuras anexas: - A Figura 1 mostra uma micrografia da zona de solda quando duas chapas são soldadas juntas com um método que não está em conformidade com a invenção; - A Figura 2 mostra um detalhe da zona de solda na Figura 1; - A Figura 3 fornece uma micrografia da zona de solda após a segunda etapa de um método da invenção, por isso, em um estado intermediário anterior à terceira etapa de soldagem, e que mostra o desaparecimento da ferrita residual nessa etapa; - A Figura 4 fornece uma micrografia da zona de solda após a implantação completa de um método em conformidade com a invenção. - A Figura 5 mostra um detalhe da zona de solda na Figura 4.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[030] Os experimentos realizados pelos inventores na soldagem de duas chapas com a seguinte composição em porcentagem em peso: Cr = 11,02%; Nb = 0,11%; Mn = 0,50%; C = 0,059%; N = 0,0107%; o restante é ferro e impurezas resultantes da fabricação de aço, no estado austenitizado, e arrefecido à pressão, de acordo, por isso, com a invenção descrita no documento PCT/IB2016/052302, e com espessura de 1,2 mm, forneceram os seguintes resultados.

[031] Em uma primeira série de experimentos, um ciclo de soldagem convencional foi aplicado, com duração de um tempo total de 560 ms, em que, entre os eletrodos sob uma pressão de 4.000 N, passou uma corrente de intensidade de 5,5 kA por 280 ms, seguida por um período de intensidade zero de 280 ms, durante o qual a pressão foi mantida (parâmetros estabelecidos pela norma ISO 18278-2 e geralmente usados pelos fabricantes de veículos). Os resultados são apresentados nas Figuras 1 e 2, que mostram micrografias da zona de solda. No centro da Figura 1, é possível ver a presença da zona fundida 1 correspondente à solda real e, ao seu redor, a Zona Afetada pelo Calor - ZAC. A zona fundida 1 é delimitada por uma trinca 2 que se propaga dentro da ZAC 3, com tamanho de grão grande, no interior do qual a ferrita 4 pode ser vista em branco (também claramente visível na Figura 1). É essa ferrita frágil 4 que é responsável pela propagação da trinca 2 e, por isso, pela fraca resistência à tração da cruzeta. A proporção de ferrita na ZAC 3 é de 20 para 80%, a depender das áreas, o que é claramente superior ao esperado pela leitura dos diagramas de equilíbrio. A resistência à tração medida na cruzeta é de 290 daN, por isso, insuficiente para as necessidades dos fabricantes de veículos, por exemplo.

[032] As reduções no tempo de aplicação de corrente (de 280 ms para 140 ms) foram benéficas, pois permitiram uma redução na extensão da ZAC 3 de tamanho grande de grão e uma diminuição na porcentagem de ferrita residual, sem modificar significativamente a zona fundida 1. No entanto, a ZAC 3 contém, ainda, uma quantidade de ferrita frágil, e a resistência à tração da cruzeta não é suficientemente melhorada.

[033] Em uma segunda série de experimentos de acordo com a invenção, após uma primeira etapa, que era a mesma das experiências anteriores, a passagem de corrente foi interrompida por 46 ms enquanto se manteve a pressão dos eletrodos. E uma terceira etapa foi adicionada ao experimento anterior, na qual a passagem de corrente foi retomada a uma intensidade de 4 kA por um tempo de 814 ms, para aplicar tratamento térmico à zona de solda.

[034] No geral, o ciclo no exemplo da invenção durou 140 + 46 + 814 = 1.000 ms.

[035] O objetivo é obter uma solda das duas partes que não exiba um ponto de montagem fraco, em outras palavras, a resistência à tração da cruzeta, na zona de solda, deve ser suficiente para atingir esse objetivo e obter essa solda dentro de um tempo total de ciclo que garanta produtividade satisfatória da usina, sob condições industriais. Tipicamente, um tempo de ciclo de soldagem de aproximadamente 1 s, como no exemplo descrito, é um dito resultado satisfatório, na indústria automotiva, para a produção em massa de chapas soldadas.

[036] A Figura 3 mostra a aparência da zona de solda que pode ser obtida com a invenção, após a segunda etapa do método da invenção, que durou apenas 46 ms. As Figuras 4 e 5 mostram a zona de solda após a implantação de todo o método da invenção. Os grãos grandes na ZAC 3, na Figura 4, não apenas desapareceram, mas a tenacidade da ZAC 3 e da zona fundida 1 é tal que a trinca 2, cujo traço pode ser visto na Figura 5, é defletida para o metal-base 5.

[037] Desse modo, uma resistência à tração da cruzeta superior a 450 daN é obtida no filete de solda, objetivo que foi estabelecido no exemplo descrito, levando em consideração a espessura das chapas a serem soldadas.

[038] Os inventores atribuem a vantagem do método da invenção, em comparação com métodos mais convencionais de solda por pontos, à soma dos seguintes fatores, que parecem ter um efeito sinérgico notável que era inesperado.

[039] A implantação de um primeiro ciclo rápido de soldagem permite uma redução no tempo de permanência acima do ponto Ac5 e uma divisão minimizada de elementos gamagênicos e alfagênicos, levando à formação de ferrita de grãos grandes na ZAC 3. Por isso, constatou-se que a ferrita 4 em branco, na Figura 1, desapareceu completamente da ZAC 3 na Figura 3.

[040] Interromper a circulação de corrente na segunda etapa (ou pelo menos uma redução drástica na intensidade da corrente) causa o resfriamento da zona de solda até uma temperatura de reaustenização na região de 900 °C.

[041] Uma terceira etapa, na qual a corrente é restaurada com intensidade relativamente alta, embora menor do que na primeira etapa, leva à aniquilação definitiva da presença de ferrita residual de grãos grandes na ZAC em torno da zona coberta e à obtenção de propriedades mecânicas satisfatórias (Figuras 4 e 5). Também pode ser visto que a trinca 2, na Figura 4, não segue mais a ZAC como na Figura 1, mas é desviada para o metal-base 5 na Figura 4, deixando um ponto de diâmetro grande em uma das duas chapas.

[042] As chapas usadas para implantar a invenção podem ser laminadas a quente ou a frio. É importante, em primeiro lugar, que sua composição e microestrutura estejam em conformidade com o exposto acima, e, em segundo lugar, que a sua espessura esteja dentro da faixa que permite a soldagem por pontos, por isso, tipicamente de 0,10 a 6,0 mm.

Claims

1. MÉTODO PARA SOLDAR DUAS CHAPAS DE AÇO de espessura 0,10 a 6,0 mm e que tem a seguinte composição em porcentagem em peso: 0,005 % ≤ C ≤ 0,3 %; 0,2 % ≤ Mn ≤ 2,0 %; traços ≤ Si ≤ 1,0 %; traços ≤ S ≤ 0,01 %; traços ≤ P ≤ 0,04 %; 10,5 % ≤ Cr ≤ 17,0 %; preferencialmente 10,5 % ≤ Cr ≤ 14,0 %; traços ≤ Ni ≤ 4,0 %; traços ≤ Mo ≤ 2,0%; Mo + 2 x W ≤ 2,0 %; traços ≤ Cu ≤ 3 %; preferencialmente traços ≤ Cu ≤ 0,5 %; traços ≤ Ti ≤ 0,5 %; traços ≤ Al ≤ 0,2 %; traços ≤ O ≤ 0,04 %; 0,05 % ≤ Nb ≤ 1,0 %; 0,05 % ≤ Nb + Ta ≤ 1,0 %; 0,25 % ≤ (Nb + Ta )/(C + N) ≤ 8; traços ≤ V ≤ 0,3 %; traços ≤ Co ≤ 0,5 %; traços ≤ Cu + Ni + Co ≤ 5,0 %; traços ≤ Sn ≤ 0,05 %; traços ≤ B ≤ 0,1 %; traços ≤ Zr ≤ 0,5 %; Ti + V + Zr ≤ 0,5 %; traços ≤ H ≤ 5 ppm, preferencialmente traços ≤ H ≤ 1 ppm; traços ≤ N ≤ 0,2 %; (Mn + Ni) ≥ (Cr -10,3 – 80 x [(C + N)²]); traços ≤ Ca ≤ 0,002 %; traços ≤ terras raras e/ou Y ≤ 0,06 %; - restante é ferro e impurezas resultantes da fabricação de aço; - a temperatura inicial Ms de transformação martensítica da chapa é > 200 °C; - a temperatura final Mf de transformação martensítica da chapa é > -50 °C; - a microestrutura da chapa contém no máximo uma fração volumétrica de 0,5 % de carbetos, e no máximo uma fração volumétrica de 20 % de ferrita residual, em que o restante é martensita; caracterizado pelo método compreender as seguintes etapas, em que e é a espessura de cada uma das chapas ou da mais fina entre as mesmas: - uma primeira etapa de soldagem que dura um tempo t em ms: para espessuras e de 0,10 a 0,50 mm: t = (40 x e + 36) ± 10 % para espessuras e de 0,51 a 1,50 mm: t = (124 x e - 13) ± 10 % para espessuras e de 1,51 a 6,0 mm: t = (12 x e + 47) ± 10 % -com a força de fixação F em daN: para espessuras e de 0,10 a 1,50 mm: F = (250 x e + 90) ± 10 % para espessuras e de 1,51 mm a 6,0 mm: F= (180 x e + 150) ± 10 % uma corrente é aplicada nessa etapa entre os eletrodos de soldagem, que tem uma intensidade entre 80 e 100 % da intensidade permissível máxima correspondente à expulsão de metal fundido; - uma segunda etapa em que a intensidade da corrente é definida entre zero e 1 kA por um tempo mínimo tf expresso em ms pela relação tf > 34 x e + 2; - e uma terceira etapa em que a passagem da corrente é retomada em uma intensidade de 3,5 kA a 4,5 kA, por um tempo de pelo menos 755 ms, para aplicar o tratamento térmico à zona de solda.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, na segunda etapa, a passagem de corrente na zona de solda ser interrompida.

3. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela soma dos tempos das primeira, segunda e terceira etapas ser no máximo 2 s, preferencialmente no máximo 1,5 s, mais preferencialmente, no máximo 1 s.

4. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelas chapas serem chapas laminadas a quente.