Estudo da influência da espessura do substrato na dureza de peças fabricadas por manufatura aditiva por deposição a arco (MADA)
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Soeiro Junior, Jaime Casanova
Silva Junior, Marcionilo Neri da
Silva Junior, Marcionilo Neri da
Pós-Graduação
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Resumo
A Manufatura Aditiva está entre as tecnologias contempladas pela Indústria 4.0 e se apresenta como uma tendência na área de fabricação de peças mecânicas. A Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA) utiliza o arco elétrico como fonte de calor o que lhe atribui uma boa taxa de deposição na fabricação de peças em especial de aços ao carbono. Essa taxa de deposição confere à peça fabricada um acúmulo de calor que impacta diretamente nas taxas de resfriamento e consequentemente nas propriedades mecânicas das peças fabricadas. Um dos fatores importantes nas taxas de resfriamento é a espessura do substrato, que é a base onde a peça é construída. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência da espessura do substrato sobre a dureza em peças produzidas por MADA. Para isso, foram utilizadas três chapas de aço ASTM A36 com espessuras de 3,0 mm, 6,35 mm e 12,5 mm utilizando o processo GMAW.
Foram observadas a interação de temperatura, substrato / peça variando a espessura do substrato: A temperatura de pico reduziu à medida que a espessura do substrato aumentou, e para um mesmo substrato os valores de temperatura de pico foram diminuindo conforme as deposições de camada foram sendo incrementadas. A taxa de resfriamento seguiu o mesmo comportamento, conferindo maiores valores de dureza para o substrato de 12,5 mm de espessura, logo nas primeiras camadas, em função das altas taxas de resfriamento atribuído a sua característica de chapa grossa. Como resultado sobre o aspecto de dureza foram obtidos valores de dureza Vickers (HV) ao longo da seção transversal da peça fabricada, onde percebeu-se que a dureza aumentou em função do aumento da espessura de substrato. Os valores de dureza foram 155,15 HV para o substrato de 3,0 mm, 185,10 HV para o substrato de 6,3 mm e 187,31 HV para o substrato de 12,5 mm de espessura.
Abstract
Additive Manufacturing is among the technologies contemplated by Industry 4.0 and presents itself as a trend in the area of mechanical parts manufacturing. Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM) uses the electric arc as a heat source, which gives it a good deposition rate in the manufacture of parts, especially carbon steel. This deposition rate gives the manufactured part an accumulation of heat that directly impacts the cooling rates and consequently the mechanical properties of the manufactured parts. One of the important factors in cooling rates is the thickness of the substrate, which is the base on which the part is built. The objective of this work is to evaluate the influence of substrate thickness on hardness in parts produced by WAAM. For this, three ASTM A36 steel plates with thicknesses of 3.0 mm, 6.35 mm and 12.5 mm were used using the GMAW process.
The interaction of temperature, substrate / piece was observed, varying the substrate thickness: The peak temperature reduced as the substrate thickness increased, and for the same substrate the peak temperature values decreased as the layer depositions were being performed. incremented. The cooling rate followed the same behavior, giving higher hardness values for the 12.5 mm thick substrate, right in the first layers, due to the high cooling rates attributed to its thick plate characteristic. As a result of the hardness aspect, Vickers hardness (HV) values were obtained along the cross section of the manufactured part, where it was noticed that the hardness increased due to the increase in substrate thickness. The hardness values were 155.15 HV for the 3.0 mm substrate, 185.10 HV for the 6.3 mm substrate and 187.31 HV for the 12.5 mm thick substrate.
Descrição
Palavras-chave
Termo controlado
Additive Manufacturing; Solda e soldagem; Soldagem a arco com plasma; Gerenciamento térmico
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS)
Citação
FRAGOZES, Karoline da Silva. Estudo da influência da espessura do substrato na dureza de peças fabricadas por Manufatura Aditiva por Deposição a Arco (MADA). 2023. 55 f. Trabalho de conclusão de curso, graduação (Bacharelado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2023.
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