BR112022000025B1

BR112022000025B1 - Um método para fabricar um produto de chapa de aço

Info

Publication number: BR112022000025B1
Application number: BR112022000025-1A
Authority: BR
Inventors: Anders Carlestam; Oskar Thorstensson; Jimmy Knutsson; Hans Eidelöf; Jonas Thunell
Original assignee: Ssab Technology Ab
Priority date: 2019-07-09
Filing date: 2020-07-02
Publication date: 2023-05-09
Also published as: US11535909B2; JP2022534124A; EP3763470B1; WO2021004900A1; CA3144538A1; CA3144538C; EP3763470A1; JP7128384B2; US20220259690A1; BR112022000025A2; CN114126800A; CN114126800B; MX2022000422A

Abstract

UM MÉTODO PARA FABRICAR UM PRODUTO DE CHAPA DE AÇO. Um produto de chapa de aço (1) e um método para fabricar o produto de chapa de aço, compreendendo: proporcionar pelo menos duas chapas de aço (2, 3) se estendendo em uma direção longitudinal (A), limpar bordas longitudinais das chapas de aço por remover quaisquer camadas de óxido de superfície da mesma, unir as chapas de aço ao longo das bordas longitudinais limpas utilizando a solda de topo sem material de enchimento para formar uma solda (4), em que proteção de gás inerte (5) é aplicada em um lado de cima (6) e um lado de raiz (7) da solda durante a soldagem, obtendo assim um produto de chapa de aço soldada, remoção do excesso de material da solda, endurecimento do produto de chapa de aço soldada por meio de tratamento térmico e posterior têmpera.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A presente invenção se refere a um método para fabricar um produto de chapa de aço e a um produto de chapa de aço.

ANTECEDENTE DA INVENÇÃO

[0002] Chapas de aço de alta resistência são comumente utilizadas, por exemplo, na produção de contêineres e carrocerias basculantes de veículos pesados. A alta resistência torna possível reduzir o peso total da peça por reduzir sua espessura e, portanto, é benéfica a partir do ponto de vista da eficiência energética. Além de uma alta resistência, produtos de chapa de aço para utilização em tais produtos precisam ter boa conformabilidade e alta qualidade de superfície. Além disso, para muitos produtos, tais como contêineres e carroceria para caminhões, é benéfico proporcionar produtos de chapa de aço que combinem uma grande largura com uma pequena espessura. Larguras de mais de 2500 mm podem ser solicitadas para algumas aplicações, e às vezes em combinação com espessuras de menos de 5 mm.

[0003] A produção de tais produtos largos e finos é, entretanto, desafiadora. Chapas de aço largas para utilização na indústria automotiva e para contêineres e carrocerias de caminhões, são hoje normalmente produzidas utilizando laminadores Steckel ou laminadores de chapa grossa, nos quais as placas são alimentadas para frente e para trás entre os pares de rolos. Os processos para produzir chapas finas em tais laminadores são relativamente caros, uma vez que a taxa de produção diminui significativamente com a espessura da chapa reduzida. Além do mais, a qualidade da superfície, bem como as tolerâncias de espessura dos produtos de chapa de aço produzidos são geralmente inferiores devido ao lento processo de laminação. Portanto, existe um esforço contínuo para aprimorar os métodos de produção, bem como a qualidade dos produtos de chapa de aço produzidos.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0004] É um objetivo principal da presente invenção proporcionar um método aprimorado em pelo menos algum aspecto para fabricar um produto de chapa de aço. Em particular, é um objetivo proporcionar um método o qual facilite a produção de produtos de chapas de aço largas, os quais são difíceis de produzir em laminadores comuns de aço. Outro objetivo é proporcionar um produto de chapa de aço larga que possa ser utilizado como alternativa aos produtos produzidos utilizando laminadores de chapas grossas. Ainda outro objetivo é proporcionar tal produto de chapa de aço larga com uma qualidade de superfície e uniformidade de espessura aprimoradas.

[0005] Pelo menos o objetivo principal é, de acordo com um primeiro aspecto da invenção, alcançado por meio do método para fabricar um produto de chapa de aço definido na reivindicação 1. O método compreendendo: - proporcionar pelo menos duas chapas de aço se estendendo em uma direção longitudinal, - limpar bordas longitudinais das chapas de aço por remover quaisquer camadas de óxido de superfície delas, - unir as chapas de aço ao longo das bordas longitudinais limpas utilizando soldagem de topo sem material de enchimento para formar uma solda, em que proteção de gás inerte é aplicada tanto em um lado de cima como em um lado de raiz da solda durante a soldagem, obtendo assim um produto de chapa de aço soldada, - remoção do excesso de material da solda, - endurecimento do produto de chapa de aço soldada por meio de tratamento térmico e posterior têmpera.

[0006] De acordo com um segundo aspecto da invenção, pelo menos um dos objetivos definidos acima é alcançado por meio de um produto de chapa de aço fabricado utilizando o método proposto.

[0007] O método proposto permite a produção econômica de chapas de aço finas e chapas de aço largas possuindo alta qualidade de superfície, boa dobrabilidade e alta resistência. Os produtos de chapa de aço propostos podem substituir produtos de chapa de aço fina e larga produzidos utilizando laminadores de chapa grossa e geralmente possuem tolerâncias de espessura aprimoradas e melhor qualidade de superfície com menor rugosidade superficial em comparação com tais produtos. Por juntar mais de duas chapas de aço, os produtos de chapa de aço muito larga possuindo alta qualidade de superfície e boa dobrabilidade são possíveis de produzir. Uma vez que a soldagem é executada antes do endurecimento, a operação de soldagem possui uma influência desprezível na microestrutura final do produto de chapa de aço.

[0008] Graças à utilização de proteção de gás inerte tanto no lado de cima quanto no lado de raiz da solda, e não somente no lado de cima, o que é uma prática comum, a solda está bem protegida do oxigênio durante a soldagem e a formação de ferrita de contorno de grão na área da solda é inibida. A solda pode, assim, obter uma microestrutura martensítica ou substancialmente martensítica após a têmpera, garantindo uma alta resistência e uma boa dobrabilidade.

[0009] A remoção de óxidos superficiais das bordas longitudinais, em uma área onde a soldagem deve ser executada, também garante que o produto acabado de chapa de aço obtenha uma microestrutura homogênea, sem diferenças entre a solda e outras áreas do produto. Os óxidos de superfície podem compreender uma carepa de laminação compreendendo Fe3O4 e/ou ferrugem compreendendo Fe2O3. Além disso, a soldagem sem material de enchimento é necessária de modo a manter a composição química das chapas de aço ao longo da solda.

[0010] As chapas de aço podem, de acordo com o método proposto, serem produzidas utilizando laminação de tiras ao invés de laminação de chapas grossas. Em comparação com a laminação de chapas grossas, incluindo também a utilização de laminadores Steckel, o processo de laminação da tira é muito mais rápido e a tira é passada somente uma vez entre cada par de rolos. A taxa de produção pode assim ser significativamente aumentada. Ao mesmo tempo, a formação de carepas de laminação durante o processo de laminação é impedida graças à maior velocidade de laminação. Comparado a um laminador de chapa grossa, os rolos também são menores e as tolerâncias de espessura podem ser aprimoradas.

[0011] De acordo com uma concretização do primeiro aspecto da invenção, as chapas de aço são chapas de aço de baixa liga e de alta resistência. Tais chapas de aço obtêm uma microestrutura martensítica após a têmpera, ou uma microestrutura incluindo pelo menos 80% de martensita em termos de percentagens de área, preferencialmente pelo menos 90%. A resistência à tração Rm das chapas de aço após a têmpera pode ser de pelo menos 950 MPa, preferencialmente pelo menos 1100 MPa, mais preferencialmente pelo menos 1350 MPa, e uma resistência à carga Rp0,2 pode ser de pelo menos 850 MPa, preferencialmente pelo menos 900 MPa, mais preferencialmente pelo menos 1000 MP. Aços de baixa liga e de alta resistência são adequados para a produção de produtos para utilização, por exemplo, em veículos pesados, por apresentarem maior relação resistência-peso do que o aço carbono.

[0012] De acordo com uma concretização do primeiro aspecto da invenção, as chapas de aço são chapas de aço não revestidas, isto é, chapas de aço que não foram proporcionadas com nenhum revestimento de superfície, tal como um pré-revestimento de metal. As áreas intermetálicas ao redor da solda, surgindo como resultado da soldagem e subsequente liga, podem ser evitadas de modo que uma solda forte seja garantida. Se desejado, um revestimento de metal pode ser aplicado ao produto de chapa de aço após a têmpera.

[0013] De acordo com uma concretização, as chapas de aço possuem uma composição química idêntica ou substancialmente idêntica. Por composições químicas “substancialmente idênticas ” são neste documento pretendidas composições químicas que são idênticas dentro das tolerâncias de fabricação. Após a soldagem, o produto de chapa de aço terá, portanto, uma composição uniforme. Uma vez que a soldagem é sem material de enchimento, a solda também terá a mesma, ou substancialmente a mesma, composição química que o resto do produto de chapa de aço.

[0014] De acordo com uma concretização, as chapas de aço possuem uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso): C: 0,050 a 0,32, Si: 0,10 a 0,70, Mn: 0,40 a 1,6, P: 0 a 0,025, S: 0 a 0,010, Cr: 0 a 1,5, Ni: 0 a 2,5, Mo: 0 a 0,70, Ti: 0 a 0,060, Al: 0 a 0,15, V: 0 a 0,070, Nb: 0 a 0,20, B: 0,00020 a 0,0050, Fe balanceado e impurezas.

[0015] O produto de chapa de aço resultante possui a mesma composição química que as chapas de aço, também através da solda, graças à ausência de material de enchimento durante a soldagem, à remoção de óxidos superficiais antes da soldagem e à utilização de proteção com gás inerte de ambos os lados da solda.

[0016] De acordo com uma concretização, as chapas de aço possuem uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso): C: 0,050 a 0,26, Si: 0,10 a 0,70, Mn: 0,40 a 1,6, P: 0 a 0,025, S: 0 a 0,010, Cr: 0 a 1,4, Ni: 0 a 1,5, Mo: 0 a 0,60, Ti: 0,0010 a 0,050, Al: 0,010 a 0,15, B: 0,00020 a 0,0050, Fe balanceado e impurezas.

[0017] Desse modo, pode ser obtido um produto de chapa de aço resistente à abrasão com excelentes propriedades estruturais, boa dobrabilidade e soldabilidade.

[0018] Em outra concretização, as chapas de aço possuem uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso): C: 0,050 a 0,21, Si: 0,10 a 0,50, Mn: 0,40 a 1,2, P: 0 a 0,010, S: 0 a 0,003, Cr: 0,2 a 1,0, Ni: 1,2 a 2,5, Mo: 0,40 a 0,70, V: 0,0010 a 0,070, Nb: 0,0050 a 0,050, Al: 0,020 a 0,10, B: 0,00020 a 0,0050, Fe balanceado e impurezas.

[0019] Desse modo, uma combinação de alta dureza e alta durabilidade pode ser alcançada.

[0020] Em outra concretização, as chapas de aço possuem uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso): C: 0,050 a 0,30, Si: 0,10 a 0,70, Mn: 0,40 a 1,6, P: 0 a 0,020, S: 0 a 0,010, Cr: 0,2 a 1,5, Ni: 0,20 a 1,5, Mo: 0 a 0,60, Al: 0,010 a 0,10, Nb: 0,020 a 0,20 B: 0,00020 a 0,0050, Fe balanceado e impurezas.

[0021] Desse modo, uma combinação de alta resistência à tração, dureza e durabilidade pode ser alcançada.

[0022] Em outra concretização, as chapas de aço possuem uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso): C: 0,050 a 0,32, Si: 0,10 a 0,40, Mn: 0,40 a 1,2, P: 0 a 0,010, S: 0 a 0,003, Cr: 0,20 a 1,0, Ni: 0,50 a 1,8, Mo: 0,10 a 0,70, V: 0,010 a 0,070, Al: 0,020 a 0,15, B: 0,00020 a 0,0050, Fe balanceado e impurezas.

[0023] Desse modo, uma durabilidade muito alta pode ser alcançada.

[0024] De acordo com uma concretização, a soldagem de topo é realizada utilizando um processo de soldagem a laser. Utilizando um processo de soldagem a laser, é possível atingir uma alta taxa de produção a um custo relativamente baixo. Alternativas para soldagem a laser é a soldagem de plasma, a soldagem de gás inerte de tungstênio (TIG), a soldagem de feixe de elétrons. Entretanto, a soldagem a laser é preferível do ponto de vista da produtividade e da eficiência de custos.

[0025] De acordo com uma concretização, a têmpera é a têmpera em água ou em óleo. Este tipo de têmpera proporciona resfriamento rápido e, portanto, aprimora a capacidade de obter propriedades mecânicas desejáveis também com uma quantidade relativamente pequena de elementos de liga.

[0026] De acordo com uma concretização, a remoção de quaisquer camadas de óxido de superfície é realizada utilizando pelo menos um dentre, ou qualquer um dentre, decapagem, esmerilhação e ablação a laser. A esmerilhação proporciona uma maneira econômica de remover óxidos de superfície, mas a decapagem e/ou a ablação a laser, preferencialmente utilizando um laser pulsado, também podem ser utilizados. Quando as camadas de óxido de superfície compreendem carepa de laminação, a esmerilhação e/ou a decapagem é / são preferencialmente utilizadas para a remoção da carepa de laminagem, embora também seja, ou ao invés disso, possível utilizar um laser pulsado com uma duração de pulso relativamente curta, tal como uma duração do pulso dentro do intervalo de tempo de nanossegundos, ou dentro do intervalo de tempo de picossegundos, ou mais curto.

[0027] De acordo com uma concretização, as pelo menos duas chapas de aço possuem uma espessura idêntica ou substancialmente idêntica (dentro das tolerâncias de fabricação) de 1 a 6 mm. Por exemplo, a espessura pode ser de 2 a 5 mm, ou 3 a 5 mm, ou 2 a 4 mm ou 3 a 4 mm. O produto de chapa de aço resultante pode, portanto, possuir uma espessura de 1 a 6 mm, tal como 2 a 5 mm, ou 3 a 5 mm, ou 2 a 4 mm, ou 3 a 4 mm. Cada uma das pelo menos duas chapas de aço pode possuir uma largura de pelo menos 1000 mm, preferencialmente de pelo menos 1250 mm medida em uma direção transversal, perpendicular à direção longitudinal. A proporção comprimento-largura de cada chapa de aço pode, a título de exemplo, estar entre 5 : 1 e 10 : 1. O produto de chapa de aço resultante pode possuir uma largura medida na direção transversal de pelo menos 2000 mm, preferencialmente de pelo menos 2500 mm. Tais chapas de aço largas são úteis para produzir, por exemplo, contêineres e carrocerias para caminhões.

[0028] De acordo com uma concretização, proporcionar as pelo menos duas chapas de aço compreende: - proporcionar pelo menos um bloco de aço, - laminação de tira de pelo menos um bloco de aço para formar pelo menos uma tira de aço, a partir da dita pelo menos uma tira de aço as pelo menos duas chapas de aço são formadas.

[0029] Por utilizar a laminação de tiras para formar tiras ao invés da laminação de chapas de chapas de aço mais largas, os custos de produção podem ser reduzidos significativamente. Além do mais, a qualidade da superfície e as tolerâncias de fabricação de espessura podem ser aprimoradas graças à maior precisão e velocidade do processo de laminação de tiras em comparação com a laminação de chapas grossas. Por exemplo, uma tolerância de fabricação de espessura de ± 0,4 mm, ou ± 0,3 mm, ou ± 0,2 mm, ou ± 0,1 mm, pode ser alcançada utilizando laminação de tira de pelo menos um bloco de aço para uma tira de aço possuindo uma espessura dentro das variações mencionadas acima. Para uma tira de aço possuindo uma espessura nominal de 3 a 4 mm e uma largura de 1200 a 1500 mm, uma tolerância de fabricação de espessura de ± 0,3 mm, ou ± 0,2 mm, ou ± 0,1 mm, pode ser alcançada. O produto final da chapa de aço pode ter um desvio de espessura ligeiramente maior na solda, mas uma tolerância de fabricação de espessura de ± 0,4 mm, ou ± 0,3 mm, é possível obter para o produto final da chapa de aço. O processo de laminação de tiras pode ser laminação a frio ou a quente, em que a laminação a frio é preferencialmente utilizada para chapas muito finas com uma espessura de cerca de 2 mm ou menos. O processo de laminação de tira pode compreender passar o bloco de aço / a tira de aço entre pares de rolos dispostos consecutivamente, em que o bloco de aço / a tira de aço é passada somente uma vez entre cada par de rolos.

[0030] As pelo menos duas chapas de aço podem, preferencialmente, ser formadas a partir da mesma tira de aço que é cortada no comprimento para formar as chapas de aço, mas também podem ser originárias de diferentes tiras de aço produzidas a partir de diferentes blocos de aço.

[0031] De acordo com uma concretização, o produto de chapa de aço possui uma resistência à tração Rm através da solda de pelo menos 950 MPa, preferencialmente de pelo menos 1100 MPa, mais preferencialmente de pelo menos 1350 MPa, e uma resistência à carga Rp0.2 através da solda de pelo menos 850 MPa, preferencialmente de pelo menos 900 MPa, mais preferencialmente de pelo menos 1000 MPa. O produto de chapa de aço é, portanto, adequado para utilização em aplicações exigentes nas quais pode estar sujeito a altas tensões, tal como em aplicações automotivas.

[0032] Outras vantagens e características vantajosas da invenção são reveladas na seguinte descrição e nas reivindicações dependentes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0033] Com referência aos desenhos anexos, abaixo segue uma descrição mais detalhada das concretizações da invenção citadas como exemplos.

[0034] Nos desenhos: A Fig. 1 é um fluxograma ilustrando um método de acordo com uma concretização da invenção, A Fig. 2 é uma vista em perspectiva ilustrando a soldagem de um produto de chapa de aço de acordo com uma concretização da invenção, A Fig. 3 é um diagrama apresentando os resultados dos testes de tração, A Fig. 4 é um diagrama apresentando os resultados dos testes de flexão,

[0035] Deve-se notar que todos os desenhos são esquemáticos. Os detalhes podem, portanto, ser omitidos e as várias características podem não ser desenhadas em escala.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONCRETIZAÇÕES PREFERIDAS

[0036] Um método de acordo com uma concretização da invenção é esquematicamente ilustrado na fig. 1. Também é feita referência à fig. 2, ilustrando esquematicamente um produto de chapa de aço 1 sendo fabricado utilizando o método de acordo com uma concretização da invenção.

[0037] Em uma primeira etapa 101, pelo menos duas chapas de aço 2, 3 se estendendo em uma direção longitudinal A são proporcionadas. As chapas de aço 2, 3 são, preferencialmente, chapas de aço de baixa liga de alta resistência as quais não são proporcionadas com qualquer revestimento de superfície, tal como um revestimento de metal. Uma camada de óxido superficial pode, entretanto, estar presente nas chapas de aço. As chapas de aço 2, 3, podem, por exemplo, ser produzidas por laminação de tira de um bloco de aço em um processo de laminação a quente ou de laminação a frio, de modo que uma tira de aço seja formada. As chapas de aço 2, 3 são posteriormente formadas a partir da tira de aço laminada, por exemplo, por cortar a tira de aço no comprimento certo. As chapas de aço 2, 3 podem possuir composições químicas idênticas ou substancialmente idênticas. Uma largura w de cada uma das chapas de aço, medida em uma direção transversal B perpendicular à direção longitudinal A, pode ter pelo menos 1000 mm, preferencialmente pelo menos 1250 mm. As chapas de aço 2, 3 podem não ter necessariamente a mesma largura. Uma espessura t das chapas de aço 2, 3 pode ser de 2 a 6 mm, tal como 2 a 5 ou 3 a 5 mm. A proporção comprimento- largura das chapas de aço 2, 3 pode, a título de exemplo, estar entre 5 : 1 e 10 : 1.

[0038] Em uma segunda etapa 102, as bordas longitudinais das chapas de aço 2, 3 ao longo das quais as chapas devem ser unidas, ou as partes das chapas de aço 2, 3 incluindo estas bordas longitudinais e áreas circundantes, são limpas por remover quaisquer camadas de óxido superficiais delas. Essas camadas de óxido de superfície podem ser óxidos de ferro resultantes do processo de laminação de tiras, tal como carepa de laminação compreendendo Fe3O4 e/ou ferrugem compreendendo Fe2O3. A remoção das camadas superficiais de óxido pode, por exemplo, ser executada utilizando esmerilhação, ablação a laser ou decapagem.

[0039] Em uma terceira etapa 103, as chapas de aço 2, 3 são unidas ao longo das bordas longitudinais limpas, isto é, na direção longitudinal A, utilizando soldagem de topo sem material de enchimento para formar uma solda 4 que se estende na direção longitudinal A. A proteção de gás inerte 5, tal como He ou Ar ou uma mistura de He e Ar, é aplicada tanto em um lado de cima 6 e quanto em um lado de raiz 7 da solda 4 durante a soldagem para eliminar qualquer presença de oxigênio. O produto de chapa de aço soldada 1 é assim obtido. A soldagem de topo pode, preferencialmente, ser efetuada por meio de um feixe de laser 8 aplicado num processo de solda a laser.

[0040] Em uma quarta etapa 104, o excesso de material é removido a partir da solda de modo a remover bordas afiadas e reduzir o risco de formação de rachaduras. Isso pode ser realizado utilizando, por exemplo, esmerilhação, ablação a laser, fresagem ou aplainamento, ou uma combinação de duas ou mais dessas técnicas.

[0041] Numa quinta etapa 105, o produto de chapa de aço soldada 1 é endurecido por meio de tratamento térmico, isto é, recozimento e subsequente têmpera para formar uma microestrutura martensítica ou principalmente martensítica. A quinta etapa 105 é, na concretização apresentada, realizada após a quarta etapa 104. Embora esta ordem das etapas seja preferida, também é possível endurecer primeiro o produto de chapa de aço e depois remover o material em excesso. A têmpera é preferencialmente a têmpera com água ou óleo, mas o endurecimento também pode ser um processo de endurecimento por pressão no qual o produto de chapa de aço é temperado dentro de uma ferramenta de endurecimento por pressão.

EXEMPLOS

[0042] Várias chapas de aço possuindo uma espessura t de 3,3 mm, uma largura w de 1270 mm e um comprimento na direção longitudinal A de 8900 mm foram produzidas em um processo de laminação de tiras para proporcionar um lote de produto S1. As chapas de aço do lote de produto S1 foram produzidas a partir de um único bloco de aço de um tipo de aço disponível sob o nome comercial Hardox® 450, possuindo uma composição química que compreende, em porcentagem em peso (% em peso): C: máx. 0,26, Si: máx. 0,70, Mn: máx. 1,6, P: 0 a 0,025, S: 0 a 0,010, Cr: máx. 1,4, Ni: máx. 1,5, Mo: máx. 0,60, B: máx. 0,005, Fe balanceado e impurezas.

[0043] As chapas de aço do lote de produto S1 foram utilizadas para fabricar produtos de chapa de aço de um lote de produto S2 utilizando o método de acordo com uma concretização da invenção como descrito acima. A soldagem a laser foi utilizada para formar a solda. Camadas de óxido de superfície foram removidas antes da soldagem utilizando esmerilhação. A têmpera com água foi utilizada no processo de endurecimento.

[0044]As chapas de aço do lote de produto S1 também foram utilizadas para fabricar lotes de produto de referência S3, S4 seguindo as mesmas etapas do método, mas em um caso (S3) sem utilizar proteção de gás inerte no lado da raiz da solda durante a soldagem, e em um caso (S4) sem remover os óxidos de superfície antes da soldagem e sem utilizar proteção de gás inerte no lado da raiz da solda durante a soldagem. Os detalhes sobre os lotes de produtos manufaturados S1 a S4 estão sumarizados na tabela 1 abaixo.

Tabela 1

[0045] O teste de tração foi executado de acordo com a norma SS-EN ISO 6892-1 2016, utilizando, por um lado, amostras de teste a partir do lote de produto S2 incluindo a solda e, por outro lado, amostras de teste do lote de produto S1, sem solda. Os resultados a partir dos testes de tração são apresentados na fig. 3, em que a resistência à tração Rm e a resistência à carga Rp0,2 das amostras do lote de produto S1 são apresentadas à direita e a resistência à tração Rm e a resistência à carga Rp0,2 das amostras do lote de produto S2, incluindo a solda, são mostradas à esquerda. Para todas as amostras testadas, a resistência à tração Rm foi de aproximadamente 1400 MPa para amostras de ambos os lotes S1 e S2. A resistência à carga Rp0,2 era cerca de 1150 MPa para o material de base do lote de produto S1 (sem solda) e 1080 a 1150 MPa para as amostras do lote de produto S2, incluindo a solda.

[0046] Os testes de flexão foram executados de acordo com a norma SS-EN ISO 7438 2016, utilizando amostras a partir dos lotes de produtos S1, S2, S3 e S4, com raios de curvatura de 7 mm, 8 mm e 9 mm e com o lado de cima ou o lado de raiz sob tração. Os resultados dos testes de flexão são apresentados na fig. 4. Pode-se verificar que as amostras do lote de produto S2, fabricadas de acordo com o método proposto, passaram em 100% dos ensaios de flexão para um raio de curvatura de 7 mm, independentemente se o lado de cima ou o lado de raiz estavam em tração. As amostras do lote de produto S3 tiveram uma taxa de aprovação de somente 30% para um raio de curvatura de 9 mm quando o lado de raiz estava em tração, e as amostras do lote de produto S4 tiveram uma taxa de aprovação de menos de 40% em um raio de dobra de 8 mm. Assim, as amostras do lote S2 do produto produzido de acordo com a invenção possuem um desempenho significativamente melhor do que as amostras dos lotes S3 e S4 do produto de referência.

[0047] Investigações microscópicas de amostras de diferentes lotes de produto apresentam que a microestrutura das amostras do lote de produto S2 produzido de acordo com a invenção é martensítica, também em toda a área da solda. Para amostras do lote de produto S4, a microestrutura dentro da área da solda é martensítica com uma presença significativa de ferrita de contorno de grão.

[0048] Deve ser entendido que a presente invenção não está limitada às concretizações descritas acima e ilustradas nos desenhos; ao invés disso, os versado na técnica reconhecerão que muitas alterações e modificações podem ser feitas dentro do escopo das reivindicações anexas.

Claims

1. Método para fabricar um produto de chapa de aço (1), caracterizado pelo fato de que compreende: proporcionar pelo menos um bloco de aço, realizar laminação de tira de pelo menos um bloco de aço para formar pelo menos uma tira de aço, a partir da qual pelo menos duas chapas de aço (2, 3) se estendendo em uma direção longitudinal (A) são formadas, limpar (102) as bordas longitudinais das chapas de aço (2, 3) por remover quaisquer camadas de óxido de superfície das mesmas, em que as camadas de óxido de superfície são óxidos de ferro resultantes do processo de laminação de tira, unir (103) as chapas de aço (2, 3) ao longo das bordas longitudinais limpas utilizando a soldagem de topo sem material de enchimento para formar uma solda (4), em que proteção de gás inerte (5) é aplicada tanto em um lado de cima (6) quanto em um lado de raiz (7) da solda (4) durante a soldagem, obtendo assim um produto de chapa de aço soldada (1), remover (104) o excesso de material da solda (4), endurecer (105) o produto de chapa de aço soldada (1) por meio de tratamento térmico e subsequente têmpera.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as chapas de aço (2, 3) são chapas de aço de baixa liga e de alta resistência.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as chapas de aço (2, 3) são chapas de aço não revestidas.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as chapas de aço (2, 3) possuem uma composição química idêntica.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as chapas de aço (2, 3) possuem uma composição química compreendendo, em porcentagem em peso (% em peso): C: 0,050 a 0,32, Si: 0,10 a 0,70, Mn: 0,40 a 1,6, P: 0 a 0,025, S: 0 a 0,010, Cr: 0 a 1,5, Ni: 0 a 2,5, Mo: 0 a 0,70, Ti: 0 a 0,060, Al: 0 a 0,15, V: 0 a 0,070, Nb: 0 a 0,20, B: 0,00020 a 0,0050, Fe balanceado e impurezas.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a soldagem de topo é realizada utilizando um processo de soldagem a laser.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a têmpera é a têmpera em água ou em óleo.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a remoção de quaisquer camadas de óxido de superfície é realizada utilizando pelo menos um dentre decapagem, esmerilhação e ablação a laser.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as pelo menos duas chapas de aço (2, 3) possuem uma espessura (t) idêntica de 1 a 6 mm.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que cada uma das pelo menos duas chapas de aço (2, 3) possui uma largura medida na direção transversal (B) de pelo menos 1000 mm, preferencialmente de pelo menos 1250 mm.