Dissertação

{en_GB=Study of a hardfacing flux-cored wire for Wire and Arc Additive Manufacturing applications} {} EVALUATED

{pt=Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) é uma tecnologia que visa o fabrico de estruturas metálicas personalizadas, camada a camada, usando como consumível um fio metálico para deposição. A compatibilidade com o processo WAAM de um fio metálico fluxado é testada através da deposição de paredes simples e pelo fabrico de blocos sólidos com diferentes estratégias. O objetivo é conciliar um processo caracterizado por elevadas taxas de deposição com o uso de um fio fluxado, mas também para obter estruturas capazes de resistir ao desgaste. Foram efectuadas análises de macro e microestruturas, assim como testes de dureza para validar o uso deste fio em WAAM. Neste trabalho são apresentados os melhores parâmetros de deposição bem como as estratégias de deposição mais adequadas para este fio. Além disso, foram estudados outros factores como o efeito que a remoção ou não da escória após a deposição de cada camada pode ter na qualidade final de uma peça. Uma parede de 40 camadas, depositada com sucesso, e o fabrico de blocos indica que é possível construir peças fabricadas integralmente por um fio de hardfacing. Foi ainda estudada a possibilidade de se construir uma peça composta por dois metais diferentes depositados por WAAM, sendo um deles mais económico que o fio fluxado. Para estes testes foi utilizado um procedimento para minimizar fissuras, nomeadamente pré-aquecimento, sendo sempre investigadas e avaliadas a metalurgia e propriedades mecânicas para garantir que as propriedades do material são mantidas. Por fim, foi depositada por WAAM uma peça com dois metais., en=Arc Direct Energy Deposition (DED-Arc), also known as Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM), is a technology for the manufacture of customized metal structures, layer-by-layer, using a solid wire as consumable for deposition. The compatibility of a metal hardfacing flux-cored wire with WAAM is tested by deposition of single walls and block fabrication with different strategies. The aim is to use a high deposition process with a flux-cored wire, commonly used in welded applications where high productivity is needed, but also to obtain hard structures capable of wear resistance, leading to cost savings. Macro and microstructural analyses, as well as hardness tests were carried out to validate the use of this wire in WAAM. The definition of the best process parameters and deposition strategies are presented for this wire, while the study of auxiliary factors such as the use of a grinding for slag removal were also carried out. The deposition of a 40-layer wall and block fabrication indicate that a hardfacing wire can be used to produce an integral additive manufactured part. In addition, studies on the possibility of constructing a bi-metallic part, by WAAM, using a common low carbon steel wire and the hardfacing-cored wire were developed, focusing on crack minimization procedures, such as the application of pre-heating. Assessment of metallurgical transformations and mechanical properties where investigated to assure that the material properties investigated were kept. A final multi-metal part was produced with WAAM.}
{pt=Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM), DED-arc, fio fluxado, peças multi-metais, microestrutura, micro-durezas., en=Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM), DED-arc, flux-cored wire, multi-metal parts, microstructure, microhardness.}

Novembro 22, 2019, 9:0

Orientação

ORIENTADOR

Eurico Gonçalves Assunção

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar Convidado

ORIENTADOR

Inês da Fonseca Pestana Ascenso Pires

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar