The objective of this study was to characterize austenitic stainless steel 310 produced by Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM), addressing a gap in the literature regarding this alloy. Microstructural, chemical, and mechanical analyses were performed. Optical and electron microscopy revealed a predominantly columnar grain structure with characteristic tracks along the deposition direction. Point and mapping EDS analyses indicated a homogeneous distribution of iron, chromium, and nickel; however, point measurements suggested a possible underestimation of nickel, likely due to high relative error. Tensile tests demonstrated anisotropic mechanical behavior, with yield strength meeting standards at 45° and 90°, but lower at 0°. Ultimate tensile strength and elongation were below conventional requirements, with a maximum elongation of 15% at 90°. Additionally, the sample exhibited a total porosity of approximately 0.89%, which contributes to the reduction in mechanical properties, especially in the direction parallel to the deposition tracks. Overall, the WAAM-produced 310 stainless steel presented a microstructure similar to hot-rolled and annealed AISI 310 steel, but with distinctive features related to the additive process, such as mechanical anisotropy and microstructural directionality. These limitations highlight the need for process optimization to improve mechanical performance but reinforce the alloy’s structural potential in additive manufacturing.

A técnica de Manufatura Aditiva (MA) tem ganhado espaço desde sua divulgação em 2011 na Alemanha, como um dos pilares da indústria 4.0. Desde então, diversos materiais estão sendo estudados, tal como os metais. Este trabalho é concentrado na deposição camada por camada de um arame de alta resistência mecânica denominado de UTP AF LEDURIT 60. Este material possui elevada dureza, e é utilizado para soldagem onde há desgaste combinado por atrito e, compressão metal-metal. Com isso, o objetivo deste estudo é entender o comportamento microestrutural e de microdureza para este material aplicado para MA. Para isso, uma peça foi impressa com dimensões de 40 milímetros (mm), 35mm e 30mm, para comprimento, largura e espessura, respectivamente. Na sequência, foram realizados os ensaios de espectrometria de emissão óptica para determinar a composição química, ensaio metalográfico para caracterização microestrutural e, de microdureza Vickers para compreender a resistência do material a deformação superficial. Para a análise de espectroscopia, o resultado ficou próximo ao especificado pelo fabricante, no entanto houve algumas distorções no resultado devido a deposição por soldagem a arco, relativos as interações do material de deposição com material de base. A microdureza para este arame obteve uma média de 780 ± 91 HV, com regiões com até 964,42 HV. A microestrutura se mostrou característica de um ferro fundido branco alto cromo, conforme esperado para o arame UTP AF LEDURIT 60. Os blocos brancos na microestrutura são característicos de carbonetos de cromo primários dispersos em matriz cementita, o que explica a dureza elevada.

Introduction: Additive manufacturing (AM) of metals emerged with the aim of complementing and even replacing existing manufacturing techniques. There is not yet a wide range of materials that can be processed using this technology, but it is already possible to process titanium, aluminum, nickel, cobalt, chromium, stainless steel, and maraging steel alloys. Objective: The objective of this study is to investigate the additive manufacturing process by localized fusion for E71T-1 and ER70S-6 alloys, with the aim of comparing their mechanical and metallurgical characteristics. Theoretical Framework: Additive manufacturing has advantages such as raw material savings and the development of complex parts, which, using current techniques, would require more than one process to complete the product. Method: For the study, the parts were produced using a welding robot. The materials studied were the AWS A5.20 E71T-1 consumable and the AWS A5.18 ER70S-6 consumable. The test specimens were characterized by tensile and hardness tests and metallographic analysis. Results and Discussion: Microhardness tests indicated that both deposited materials exhibit homogeneous hardness. Metallographic analyses revealed that E71T-1 has smaller grain sizes than ER70S-6. Research Implications: Understanding the thermal influence on carbon precipitation contributes to the improvement of process parameters in arc additive manufacturing, aiming at better microstructural control and mechanical performance of the produced parts. Originality/Value: This study addresses a specific and little-explored aspect of additive manufacturing of metals, evaluating the efficiency of the methods used and quality control.

O emprego de células de soldagem robotizadas vem aumentando cada vez mais, não sendo diferente na indústria de implementos agrícolas. Porém, em geral, quando comparado à soldagem manual, as células robotizadas têm um tempo de setup maior devido à necessidade de troca e posicionamento dos gabaritos, isso aliado ao maior custo hora, faz com que seja necessário um certo tamanho de lote para diluição do custo de setup. Este estudo visa determinar o lote mínimo para viabilizar o emprego de uma célula de soldagem robotizada em comparação com a soldagem manual. O cálculo de um lote mínimo leva em conta custos do processo, como os consumíveis, depreciação, manutenção, a mão obra, sendo este um dos principais, entre outros. Estes dados foram coletados em consultas com diversos setores da empresa, além do acompanhamento do processo de soldagem. Através dos dados coletados, verificou-se que o custo hora da soldagem robotizada é aproximadamente 85% maior que na soldagem manual.

Este trabalho aborda a soldagem de aços de baixo carbono com robô industrial, visando compreender as propriedades mecânicas e microestruturais. A soldagem robotizada tem se consolidado como uma alternativa eficiente, proporcionando maior repetibilidade e controle do processo, o que impacta diretamente na qualidade das juntas soldadas. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento mecânico e microestrutural de uma junta de topo soldada com robô industrial, utilizando o arame ER70S-6 em chapas de aço SAE 1015, correlacionando os resultados de microestrutura, microdureza e ensaio de tração. Os materiais e métodos envolveram a utilização de um robô industrial Yaskawa YRC1000, acoplado a uma fonte de soldagem Lincoln Electric. Foram realizadas análises metalográficas, ensaios de microdureza Vickers e ensaios mecânicos de tração, visando caracterizar as diferentes regiões da junta soldada. Os resultados indicaram uma microestrutura composta por ferrita e perlita no metal de base, enquanto a região soldada apresentou estrutura mais refinada. A microdureza média do SAE 1015 foi de 155 ± 2,2 HV, enquanto o metal de solda atingiu valores de até 186 HV. Nos ensaios de tração, o material soldado apresentou tensão máxima de 409 MPa e escoamento de 269 MPa, superiores ao metal de base (400 MPa e 245 MPa), porém com menor deformação (24% contra 36,7%). Conclui-se que a soldagem robotizada proporcionou juntas com resistência mecânica e integridade estrutural aceitavéis.

This study presents the microstructural and mechanical characterization of a 310 austenitic stainless steel sample manufactured using the Wire and Arc Additive Manufacturing (WAAM) process. Optical and electron microscopy analyses revealed a predominantly austenitic matrix with the presence of finely distributed particles, identified as potential chromium-rich carbides. EDS mapping confirmed the homogeneous distribution of the main alloying elements (Fe, Cr, Si, and Mn), with no signs of severe segregation. However, nickel was not detected in the EDS mapping; nevertheless, an optical emission spectrometry test was performed, which revealed the presence of nickel in accordance with the AWS 5.9 standard. The Vickers microhardness test showed average values between 193 and 201 HV, with slight variations across the indentations, indicating a solid and mechanically stable structure. These results suggest that the WAAM process, when properly controlled, is capable of producing 310 stainless steel components with good chemical uniformity, microstructural stability, and consistent mechanical properties. The application of this technology is promising for the manufacture of medium and large-scale parts intended for high-temperature environments, where oxidation resistance and thermal stability are critical requirements