Influência do aporte térmico nas propriedades mecânicas e microestruturais do aço baixo carbono

Abstract

O corte a laser destaca-se pela alta precisão, agilidade e capacidade de produzir peças com geometrias complexas, sendo amplamente utilizado no setor metalúrgico. Contudo, apresenta desvantagens, como a possibilidade de formação de fases frágeis, mesmo em aços de baixo carbono, devido às altas taxas de resfriamento envolvidas. Este estudo avaliou os efeitos do corte a laser e da soldagem em aços SAE 1010/1020, com espessuras de 3 mm e 4,76 mm, amplamente empregados na indústria. Todas as amostras foram retiradas de fontes padronizadas para assegurar uniformidade, confeccionadas por corte a laser e submetidas a soldagem após o resfriamento. Os parâmetros de corte, como velocidade, potência do laser e pressão do gás, foram ajustados para avaliar o impacto no aporte térmico. Com velocidades maiores, o aporte térmico é reduzido, mas podem comprometer a qualidade do corte, gerando superfícies com maior rugosidade e acabamentos menos precisos. A análise microestrutural revelou mudanças significativas decorrentes da sobreposição dos processos térmicos, enquanto ensaios de microdureza Vickers indicaram valores superiores a 300 HV em algumas regiões, sugerindo a formação de martensita. Essas alterações comprometem a integridade do material, combinando fragilização estrutural com perda de qualidade visual das zonas de corte. Este estudo reforça a importância de otimizar os parâmetros operacionais para minimizar os efeitos adversos e garantir a qualidade final das peças.

Laser cutting stands out for its high precision, agility and ability to produce parts with complex geometries, and is widely used in the metallurgical sector. However, it has disadvantages, such as the possibility of brittle phases forming, even in low-carbon steels, due to the high cooling rates involved. This study evaluated the effects of laser cutting and welding on SAE 1010/1020 steels, with thicknesses of 3 mm and 4.76 mm, widely used in industry. All samples were taken from standardized sources to ensure uniformity, manufactured by laser cutting and subjected to welding after cooling. Cutting parameters, such as speed, laser power and gas pressure, were adjusted to evaluate the impact on heat input. At higher speeds, the heat input is reduced, but this can compromise the quality of the cut, generating surfaces with greater roughness and less precise finishes. The microstructural analysis revealed significant changes resulting from the overlapping of thermal processes, while Vickers microhardness tests indicated values above 300 HV in some regions, suggesting the formation of martensite. These changes compromise the integrity of the material, combining structural weakening with loss of visual quality of the cutting zones. This study reinforces the importance of optimizing operational parameters to minimize adverse effects and ensure the final quality of the parts.