Uma nova tecnologia de soldagem, denominada Friction Spot Welding (FSpW) utiliza uma ferramenta rotativa especial que transfere energia térmica e mecânica ao material sendo soldado. O processo se destina à soldagem de juntas sobrepostas, primariamente para ligas leves, mas, em teoria, é aplicável a qualquer material que apresente boa plasticidade. A crescente competitividade tem motivado as indústrias à otimização de processos, o que tem levado ao uso cada vez mais expressivo de ligas leves nas indústrias automobilística e aeronáutica. Soma-se a isto a necessidade de redução do consumo de combustível em veículos, dada a crescente preocupação com as questões do meio ambiente. Estes fatores tornam o processo FSpW um grande atrativo seja na substituição ou no uso complementar de tecnologias consagradas como soldagem a ponto por resistência elétrica e a LASER (indústria automobilística) e rebitagem (indústria aeronáutica). Neste trabalho foi feito um estudo da aplicabilidade do processo FSpW para a liga de alumínio 6181-T4 que tem forte apelo na indústria automotiva. O estudo teve como objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de processo, na microestrutura, na geometria da junta e no desempenho mecânico, além de buscar a otimização do processo para a liga em estudo. Tal otimização foi feita por meio do estudo dos mecanismos de fratura das soldas sob solicitação monotônica de cisalhamento e de tração. Juntas sobrepostas foram produzidas utilizando condições de soldagem variadas, por meio de diferentes combinações de velocidade de rotação e tempo de processamento. Os resultados obtidos mostraram que soldas de alta resistência e de reprodutibilidade são possíveis com este novo processo. O botão de solda FSpW da liga 6181-T4 é constituído de três elementos (União Principal, União Secundária e Cunha). As características destes elementos, somada às transformações metalúrgicas decorrentes do processo, afetam fortemente o comportamento em fratura das juntas e, conseqüentemente, o seu desempenho mecânico. / A new welding technique referred to as Friction Spot Welding (FSpW) suitable to produce overlap joints uses a spindle to transfer mechanical and thermal energy to the material being welded. Although initially developed for lightweight alloys this welding technique is suitable to virtually any material presenting some degree of plasticity. The process has shown potential applicability to complementary use together with other well established techniques such as resistance and LASER spot welding and riveting. In this work a study of the application of the FSpW process for the automotive aluminium alloy 6181-T4 was performed. Overlap joints were produced with different welding conditions by using different combinations of tool rotation speed and welding time. The objectives were the assessment of the welding parameters on the strength, microstructure and geometry of the joints, as well as the optimization of the process. The welded joints were assessed mechanically and metallurgically aiming the investigation of the mechanisms of joint formation and the optimization of the welding parameters. The methodology used for the optimization of the welding parameters was the fracture mechanisms of the joints under shear and tension loads. The results revealed that sound welds with high strength and toughness are possible to be produced with the 6181-T4 alloy using this process. Moreover, the metallurgical investigation revealed that the spot joint is comprised by three elements: Primary Union, Secondary Union and Rim. It was found that the characteristics of these three elements in addition to the metallurgical transformations imposed to the material play a fundamental role on the fracture behaviour of the joints and thus, on its mechanical behaviour.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-22T11:26:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 232780.pdf: 4828694 bytes, checksum: 4b607b57074449657e7d3d8c8ae5c395 (MD5) / Durante uma parada geral para manutenção de uma planta industrial de MVC (mono-cloreto de vinila) foi constatada falha passante em uma solda de manutenção antiga de junção de um trecho de tubo mais novo com tubos originais do forno de EDC (dicloroetano) - todos de aço inoxidável austenítico ASME SA-213 TP 347H, estabilizável ao Nióbio. Na análise da falha e do conjunto de seus fatores influentes foi identificada a densidade do aspecto metalúrgico no favorecimento da ocorrência da Corrosão Intergranular - CIG, fundamentalmente quanto à sua intensificação na região das soldas (causa principal da mesma). Soldas teste executadas sob condições controladas em laboratório, porém simulando aplicação real em campo, permitiram a avaliação dos efeitos das mesmas na microestrutura e nas propriedades mecânicas e físico-químicas do aço TP 347H, particularmente sua resistência à CIG na margem da solda. Aspectos dos processos de soldagem e aporte de energia empregados e desejados foram avaliados. Estudou-se, portanto, a fenomenologia envolvida e definiu-se então, de forma consistente, procedimentos de soldagem adequados à execução numa parada de manutenção de uma unidade industrial de grande porte e capazes de prevenir falhas resultantes de CIG localizada e intensa na região de influência das soldas (corrosão "gume de faca") nestes materiais. Consolida-se também um aprendizado julgado importante para a comunidade técnica em geral quanto à soldagem deste material e seus similares. During a MVC (vinil mono-chloride) industrial plant maintenance turnaround, a cross section weld failure was evidenced in an old maintenance junction of an stretch nipple of new tube with original tubes of the EDC (dicloroethane) pyrolysis furnace - all of them in austenitic stainless steel ASME SA-213 TP 347H, Columbium (Niobium) stabilized. During the root cause failure analysis and the set of its influential factors, it was identified the density of the metallurgic aspect in aiding the occurrence of Intergranular Corrosion - IGC, and basically its intensification in the welds neighborhood (main root cause). Lab Test Welds were performed under controlled and monitored conditions, despite its field execution simulation, allowing the assessment of its effects on the stainless steel TP 347H microstructure and mechanical and physical-chemical properties, specially its resistance to weld margin IGC. Applied and desired welding processes and heat input aspects were carefully addressed. The involved phenomenology was studied and adequate welding procedures were defined, in a consistent way, suitable do be performed during a maintenance turnaround of a large industrial unit and capable to prevent future localized and intense IGC in these material welds ("Knife line attack" Corrosion). As a co-product there was a relevant learning related to the welding of this material and its similar, considered to be useful for the technical community.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335898.pdf: 3963026 bytes, checksum: 5c740219a92157698ca34de5b8af95f1 (MD5) Previous issue date: 2015 / Na tecnologia da soldagem existem muitas situações pouco quantificáveis que são conduzidas à categoria de paradigmas, sendo incorporadas a textos com grande respeitabilidade e, por isso, são propagadas universalmente. O presente trabalho tenta contribuir na desmistificação de uma destas situações. Trata-se do entendimento e correta interpretação de aspectos e comportamento físico-tecnológicos do processo TIG e da comparação com seu correlato, o processo Plasma, considerando vantagens e desvantagens entre ambos. Assim, para quem possui certo grau de discernimento sobre estes processos, a real vantagem do processo plasma em relação ao processo TIG residiria em que, com o plasma se consegue a técnica da soldagem denominada ?Keyhole?. Com o desenvolvimento do processo TIG, atualmente começou a ser anunciada por fabricantes de tochas e por pesquisadores, a obtenção da mesma técnica. As razões anunciadas remetem aos detalhes construtivos das tochas, os quais produzem fenômenos físicos como é o caso da denominada constrição catódica, discutida na bibliografia atualmente disponível. Este caso é atribuído ao diferenciado desempenho do sistema de refrigeração do eletrodo, design e material da tocha, fazendo com que somente uma parte ínfima da extremidade do eletrodo emita elétrons. Isto, então, passou a ser a justificativa para a referida constrição do arco e a obtenção de determinadas características das soldas produzidas. Entretanto, outro fabricante de tocha não faz co-relacionamentos com esta constrição e apenas anuncia os fabulosos resultados obtidos na técnica ?Keyhole?. Por isso, este trabalho se propõe a fazer uma nova abordagem comparativa entre os referidos processos. São apresentadas comparações entre a tocha com a anunciada característica de constrição catódica e uma tocha convencional por meio de ensaios instrumentados, incluindo filmagem térmica das tochas. Os resultados do ?keyhole? foram comparados com resultados de trabalhos desenvolvidos no LABSOLDA com o processo Plasma ?Keyhole?. Os resultados obtidos demonstraram que efetivamente o processo TIG compete com o processo plasma na técnica Keyhole, apresentando vantagens adicionais. Esta afirmativa não se refere estritamente à tocha especial, pois com uma tocha convencional também é possível resultados semelhantes. Entretanto, o que há de vantagem irrefutável da tocha especial é a capacidade de incrementar a vida útil do eletrodo de tungstênio, em aproximadamente um 400%. A menor quantidade de parâmetros e simplicidade do processo TIG Keyhole, o torna mais competitivo que o processo de soldagem Plasma neste tipo de aplicações.<br> / Abstract : In welding technology there are many unquantifiable situation that are conducted to the category of paradigms, being incorporated into texts with great respectability and therefore are propagated universally. This work attempts to contribute to the debunking of these situations. In these sense, the correct interpretation and understanding of issues and physical-technological behavior of the TIG process and the comparison with its correlate, the Plasma process, considering advantages and disadvantages of both. Thus, for those who have some degree of knowledge into these processes, the actual advantage of the plasma process with regard to the TIG process reside in that with plasma welding can be used a technique called ?Keyhole?. With the development of the TIG process, now began to be announced by manufacturers of torches and by researchers, obtaining the same technique. The reasons announced refer to the construction details of the torches, which produce physical phenomena such as the so-called cathodic constriction, discussed in the currently available literature. This case is assigned to the outstanding performance of the electrode cooling system, design and torch material, where only a small part of the end of the electrode emits electrons. Therefore, this became the justification for that arc constriction and obtaining certain characteristics of welds produced. However, another torch manufacturer does not co-relationships with this constriction and only announces the fabulous results obtained with the ?Keyhole? technique. Therefore, this work aims to make a new comparative approach between those processes. Comparisons are presented between the torch with the announced cathodic constriction feature and a conventional torch through instrumented test, including thermal shoot the torches. The results of the ?Keyhole? were compared with works made in LABSOLDA about plasma Process with ?Keyhole?. The results showed that the TIG process effectively competes with the plasma process in Keyhole technique, and has additional advantages. This statement does not refer strictly to the special torch, as with a conventional torch is also possible achieve similar results. However, what is irrefutable advantage of special torch is the ability to increase the life of the tungsten electrode, in about a 400%. The smaller number of parameters and simplicity Keyhole TIG process makes it more competitive than Plasma welding process in such applications.

MINÁ, E. M. Efeito da diluição sobre a microestrutura e resistência à corrosão de revestimentos da liga AWS ER NiCrMo-14 depositados pelo processo TIG com alimentação de arame frio. 2015. 117 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-10-27T14:12:39Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_emminá.pdf: 12647012 bytes, checksum: 29541a41d5d53db9a345fae3d14a9f36 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-10-27T16:07:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_emminá.pdf: 12647012 bytes, checksum: 29541a41d5d53db9a345fae3d14a9f36 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-27T16:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_emminá.pdf: 12647012 bytes, checksum: 29541a41d5d53db9a345fae3d14a9f36 (MD5) Previous issue date: 2015-05-29 / The overlay welding is a way for manufacture of materials that need specific properties on the surface. Typically, a low level of dilution is required to minimize the chemical changes that modify the overlay properties. The standard ISO 10423 establishes means for assessing the quality for the alloy AWS ER NiCrMo-3, that set a suitable overlay to severe conditions of corrosion those clads that have until 5% wt of iron content in the fusion zone, while for applications of moderate corrosion the criteria is required iron content until 10% wt. However, it is not known what quality criteria should be applied for coatings using noble alloys such as alloy AWS ER NiCrMo-14. The aim of this study was evaluate the effect of dilution on the microstructure, microsegregation and corrosion resistance of AWS ER NiCrMo-14 alloy overlay welded by GTAW cold wire feed process. Each clad was welded on ASTM A36 steel by GTAW process with the addition of a single cold wire layer of alloy AWS ER NiCrMo-14. The microstructure was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and have not identified significant changes to the variation of dilution. It was observed on all overlays a γ-CFC matrix with dispersed precipitates in interdendritic regions. The microsegregation of the overlays was measured by energy dispersive of X-ray spectroscopy (EDS) chemical composition analysis, which showed that the Fe incorporation potential into the solid (k > 1) increased for increments in dilution. The Mo showed a high potential to segregate to liquid and your coefficient k increased with increments in dilution. The Cr and W showed a small drop in k partition coefficient with increases in the dilution. The precipitates were characterized by X-ray diffraction (XRD), EDS analysis using the transmission electron microscopy (TEM) and SEM and electron diffraction analysis. It were identified the phases σ, μ and P. The overlays were subjected to the corrosion test according to ASTM G48 C method to obtaining the critical pitting temperature (TCP) of each clad. The overlay with dilution of about 6% supported the maximum temperatures stipulated by the standard, 85 °C. While clads with dilutions of about 12% and 13% showed 55°C and 50°C TCP, respectively. Other overlays with dilutions over 20% failed in 45 °C. The corrosion mechanism apparently was initiated along solidification grain boundaries and/or in the interface between the precipitates and the matrix / A soldagem de revestimentos é uma alternativa para a fabricação de materiais que necessitam de propriedades especificas em sua superfície. Normalmente, busca-se um baixo nível de diluição para minimizar as variações químicas que alteram as propriedades do revestimento. A norma ISO 10423, estabelece um critério de qualidade para a liga AWS ER NiCrMo-3, que define um revestimento apto a condições de corrosão severas aqueles com uma concentração de até 5% de Fe na zona fundida, já para aplicações de corrosão mais branda é recomendado um teor de ferro de até 10%. No entanto, não há critérios de qualidade para revestimentos de ligas mais nobres como a liga AWS ER NiCrMo-14. O objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito da diluição sobre a microestrutura, a microssegregação e a resistência a corrosão dos revestimentos da liga AWS ER NiCrMo-14 depositados pelo processo TIG com a adição de arame frio. Os revestimentos foram depositados sobre um substrato de aço ASTM A36 com uma única de liga AWS ER NiCrMo-14. A microestrutura foi caracterizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e não foram identificadas alterações significativas com a variação da diluição. Foram observados em todos os revestimentos uma matriz γ-CFC com precipitados dispersos nas regiões interdendríticas. A microssegregação foi avaliada por medidas de composição química de energia dispersiva de raios X (EDS), que revelaram um aumento no potencial de incorporação ao sólido (k > 1) com o acréscimo da diluição para o Fe. Já o Mo segregou para o líquido (k < 1) em níveis maiores com o aumento da diluição. O Cr e o W apresentaram uma pequena queda no coeficiente de partição k com o aumento da diluição. Os precipitados foram caracterizados por difração de raios X, análises química de EDS utilizando a microscopia eletrônica de transmissão (MET) e MEV e por difração de elétrons (MET). Foram identificadas fases σ, μ e P. Os revestimentos foram submetidos ao ensaio de corrosão segundo o método C da norma ASTM G48 para a obtenção da temperatura crítica de pites (TCP) de cada revestimento. O revestimento com diluição de aproximadamente 6% suportou a temperatura máxima estipulada pela norma, 85°C. Já os revestimentos com diluições de aproximadamente 12% e 13% apresentaram TCP de 55 e 50°C, respectivamente. Os demais revestimentos com diluições acima de 20% falharam na temperatura de 45°C. O mecanismo de corrosão aparentemente deu início pelos contornos de grãos de solidificação e/ou na interface matriz/precipitados

ANDRADE, T. C. Desenvolvimento e análise de técnicas de soldagem de reparos com deposição em dupla camada de aços inoxidáveis AWS ER309L e AWS ER347 aplicados sobre aços estruturais 2,25Cr-1Mo e 2,25Cr-1Mo-0,25V. 2016. 127 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-08T18:57:07Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_tcandrade.pdf: 5081181 bytes, checksum: a2b59641b1ab8258dcf0ed117d7efd1a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-12T13:49:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_tcandrade.pdf: 5081181 bytes, checksum: a2b59641b1ab8258dcf0ed117d7efd1a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T13:49:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_tcandrade.pdf: 5081181 bytes, checksum: a2b59641b1ab8258dcf0ed117d7efd1a (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / The right choice of welding processes and parameters for a specification of a welding procedure for the manufacture or repair is an essential factor and can represent the success or the failure of overlay metallic components. Depending on the application, it is necessary that the material and also the weld region have suitable specific properties for requests from operating conditions of these components such as high stresses and high temperatures. This work aims to contribute to a study for the development and evaluation of techniques of welding overlay without post-weld heat treatment (PWHT) with AWS ER 309L and AWS ER 347 austenitic stainless steels for repair of 2,25Cr-1Mo (ASTM A387 Gr 22) and 2,25Cr-1Mo-0.25V (ASTM A832 Gr. 22V) structural steel plates. The base metals (2,25Cr-1Mo and 2,25Cr-1Mo-0.25V) and filler metal (AWS ER 309L and AWS ER 347) were characterized and evaluated chemical composition, microstructure and hardness tests. The preliminary welding was performed with a factorial planning analyzing shielding gas, filler metal, energy technique, welding heat input and arc waving. In this step, the welding were made in single weld bead with preheating at 175 C. Specimens were taken from the central region of the weld and analyzed by hardness and microstructure criteria for establishment the Decision Diagrams. The analysis of these diagrams show the main parameters that could result in good overlays and the overlay welding was performed according to the choice of these parameters. The results shown that the welding performed using the temper bead technique aiming to refining tempering the GGHAZ first layer was possible to improve the properties of that region. For 2,25Cr-1Mo steel the temper bead technique gave hardness below 250 HV in the HAZ of this material and for 2,25Cr-1Mo-0,25V steel the results did not meet the maximum hardness established by standard, but still there was an intense refining and tempering. / A escolha correta de processos e parâmetros de soldagem para uma especificação de um procedimento de soldagem para fabricação ou reparo é um fator imprescindível e pode representar o sucesso ou o fracasso de um revestimento de componentes metálicos. Dependendo da aplicação, é necessário que o material e também a região da solda tenham propriedades específicas, adequadas para as solicitações decorrentes das condições operacionais destes componentes, tais como altas tensões e temperaturas elevadas. Diante do exposto, este trabalho pretende contribuir com um estudo para o desenvolvimento e avaliação de técnicas de soldagem em dupla camada com aços inoxidáveis austeníticos AWS ER 309L e AWS ER 347 para reparo de chapas de aços estruturais 2,25Cr-1Mo (ASTM A387 Gr 22) e 2,25Cr-1Mo-0,25V (ASTM A832 Gr. 22V) visando a redução de dureza e o refino de grão na ZAC. Os metais de base (2,25Cr-1Mo e 2,25Cr-1Mo-0,25V) e de adição (AWS ER 309L e AWS ER 347) foram caracterizados e avaliados por meio de análises químicas, microestrutura e ensaios de dureza e de microdureza. A soldagem preliminar foi realizada com um planejamento de fatorial completo analisando gás de proteção, metal de adição, técnica da energia, energia de soldagem e técnica de oscilação. Nesta etapa, a soldagem foi feita em simples deposição com pré-aquecimento de 175 C. Foram retirados corpos de prova da seção transversal e analisados pelos critérios de dureza e microestrutura para a montagem dos diagramas de decisão. A análise destes diagramas mostrou os principais parâmetros que poderiam resultar em bons revestimentos e a etapa de soldagem de revestimento foi realizada segundo a escolha destes parâmetros. Os resultados mostraram que é possível a realização da soldagem com a técnica da dupla camada para o refino e revenimento da ZACGG da primeira camada, melhorando as propriedades dessa região. Para o aço 2,25Cr-1Mo a técnica da dupla camada obteve durezas abaixo de 250 HV na ZAC deste material e para o aço com adição de vanádio os resultados encontrados não atenderam a dureza máxima estabelecida por norma mas ainda sim houve um intenso refino e revenimento na amostra soldada com aplicação da técnica da dupla camada.

CAETANO, G. Q. Soldagem similar de aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos pelo processo “friction stir welding”. 2016. 170 f. Dissertação (Mestrado em Ciência de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-07-08T12:37:32Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_gqcaetano.pdf: 10670461 bytes, checksum: d9c323f4015ca9143dbe2047fb1d3291 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-07-12T14:14:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_gqcaetano.pdf: 10670461 bytes, checksum: d9c323f4015ca9143dbe2047fb1d3291 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T14:14:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_gqcaetano.pdf: 10670461 bytes, checksum: d9c323f4015ca9143dbe2047fb1d3291 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22 / This study aimed to investigate the similar welding of several ferritic and austenitic stainless steels (AISI 304L, AISI 316L, AISI 410S and AISI 444) by the friction stir welding process (FSW), evaluating operational and metallurgical aspects to produce joints without defects. The FSW welding of four materials in this study was performed at the Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Germany) due to the establishment of a cooperation agreement with the Universidade Federal do Ceará. The welding parameters range were based on papers found in literature, for the other kinds of stainless steel, different this study, changes the parameters were changed to determine an acceptable combination of surface finish, absence of cracks and good penetration. The better welding conditions based on surface finish and defects free for each welded steels were subjected to mechanical evaluation through tensile test, bending test and microhardness test. In the same way, for the better welded conditions, samples were extracted to metallographic preparation and evaluated by light microscopy and scanning electron microscopy. The results from microscopy techniques allows the correlation between microstructure with the microhardness profiles, as well as the causes of low mechanical properties for same welds by the identification of defects in the stir zone such, as voids and lack of penetration. The ferritic stainless steels welds showed the best results in mechanical assessment due to grain refinement that occurred in the stir zone and thermomechanical affected zone. The calculation of equivalent heat input showed that for stainless steel AISI 304L and AISI 410S, higher values of heat input determine the highest incidences of chromium carbide precipitation and other possible deleterious phases in the stir zone, however DL-EPR technique and mechanical testing have shown that it is possible to weld the stainless steels by FSW process with excellent corrosion resistance and good mechanical properties. / Este trabalho teve como objetivo, investigar a soldagem similar de diversos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos (AISI 304L, AISI 316L, AISI 410S e AISI 444) pelo processo friction stir welding (FSW), avaliando aspectos operacionais e metalúrgicos para a produção de juntas sem defeitos. A soldagem FSW dos quatro materiais em estudo foi realizada no Helmholtz-Zentrum Geesthacht (Alemanha) devido ao estabelecimento de um acordo de cooperação com a Universidade Federal do Ceará. Os parâmetros de soldagem foram baseados em trabalhos anteriores, para outros tipos de aços inoxidáveis, diferentes deste estudo, e a variação realizada na busca de parâmetros que determinassem uma combinação entre acabamento superficial aceitável, ausência de trincas e boa penetração. As melhores condições soldadas para cada aço, com base no acabamento superficial e na ausência de defeitos, foram submetidas a avaliação das propriedades mecânicas através dos ensaios de dobramento, microdureza e tração. Da mesma forma, para as melhores condições soldadas, amostras foram extraídas para preparação metalográfica e avaliadas por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados da análise microscópica possibilitaram a correlação entre microestrutura com os perfis de microdureza, bem como as causas do baixo desempenho mecânico para os aços inoxidáveis austeníticos, com a identificação de defeitos na zona de mistura, tais como vazios e falta de penetração. Os aços inoxidáveis ferríticos apresentaram os melhores resultados na avaliação mecânica devido ao intenso refino de grão que ocorreu na zona de mistura e na zona termomecanicamente afetada. O cálculo do aporte térmico equivalente mostrou que para os aços inoxidáveis AISI 304L e AISI 410S, elevados valores de aporte térmico determinam maiores incidências de precipitação de carbonetos de cromo e de outras possíveis fases deletérias na zona de mistura, entretanto a técnica EPR-DL e os ensaios mecânicos comprovaram que é possível soldar os aços inoxidáveis pelo processo FSW com excelente resistência a corrosão e boas propriedades mecânicas.

O presente trabalho tem como objetivo avaliar se a sobrecarga provocada por teste hidrostático promove alívio mecânico das tensões residuais em soldas de vasos de pressão com e sem a presença de defeitos tipo trinca. Os estudos concentraram-se, principalmente, em avaliar os efeitos benéficos e deletérios dos testes hidrostáticos periódicos. A proposta de trabalho considerada foi efetuar a avaliação de soldas duplo V longitudinal em costado cilíndrico de um vaso de pressão específico. Inicialmente a avaliação foi realizada considerando uma solda sem a presença de trincas utilizando o procedimento do anexo E da Norma API 579/ASME FFS1. Em seguida, a solda foi considerada com a presença de trinca e submetida ao procedimento de avaliação da Norma BS 7910 mediante emprego do simulador CRACKWISE®. Na primeira situação foram obtidos e comparados três gráficos que representam o perfil da distribuição de tensões residuais através da espessura para fatores de alívio de tensões residuais diferentes. Na segunda situação o simulador gerou dois relatórios de avaliação com duas curvas FAD para profundidades de trinca variando de 5 a 15 mm, sendo uma para a condição de operação do equipamento sem ser submetido ao teste hidrostático e a outra após o equipamento ter sido submetido ao teste. Verificou-se que a sobrecarga provocada pelo teste hidrostático não alivia as tensões residuais na solda sem trinca. Por outro lado, foi verificado o alívio de tensões residuais na solda com a presença de trinca. Entretanto, a última situação está limitada à determinação de um tamanho máximo de trinca admissível dado que descontinuidades podem se tornar críticas ao longo da vida do equipamento. / This work deals to assess if the overload caused by hydrostatic test favors mechanical relief of residual stresses in weld of pressure vessel with and without presence of crack like flaw. The studies focus mainly on assessing the beneficial and deleterious effects of periodic hydrostatic test. Evaluation of double V-groove seam welds in specific cylindrical pressure vessel was considered proposed work. Assessment was initially conducted in weld without the presence of crack using the procedure of Annex E from Standard API 579/ASME FFS1. Then weld was found with the presence of crack and subjected to the assessment procedure from Standard BS 7910 by CRACKWISE® simulator. In the first situation were obtained and compared three graphs that represent profile of distribution of residual stresses through thickness to different relief factors of residual stresses. In the second situation simulator generated two evaluation reports with two FAD curves for crack depth range of 5 to 15 mm, being first to condition operating that equipment without being subjected to the hydrostatic test and other after equipment has been subjected to the test. It was found that overload caused by hydrostatic test does not relieve the residual stresses in weld without crack. On the other hand, it was found relief of residual stresses in weld with the presence of crack. However, latter situation is limited by determining a permissible maximum size of crack since discontinuities may become critical during equipment life.

SANTIAGO, K. G. Estudo da viabilidade econômica de revestimentos com as ligas de níquel AWS ER NiCrMo-3 e AWS ER NiCrMo-4 em chapas de aço ASTM 516 GR60 pelo processo MIG/MAG duplo arame. 2013. 120 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-07-14T11:48:05Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_kgsantiago.pdf: 2414501 bytes, checksum: d387d10a46d28bed12546c71e6942dba (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-08-25T17:16:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_kgsantiago.pdf: 2414501 bytes, checksum: d387d10a46d28bed12546c71e6942dba (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-25T17:16:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_kgsantiago.pdf: 2414501 bytes, checksum: d387d10a46d28bed12546c71e6942dba (MD5) Previous issue date: 2013 / Weld overlay’s Nickel based alloy are used by the oil and gas industry as an option for construction and repair of structures and equipment subjected to severe environment conditions with the purpose to provide performance required like for corrosion resistance. Many works have been developed with Nickel based superalloys AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 e AWS ERNiCrMo-14, evaluating among several characteristics the last alloy proved to be upper, but their cost is also higher than the other two. Therefore the present work intends to combine the high productivity of GMAW double wire for welding overlay applications using alloy with AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 with the intention of obtain a mixture presenting both chemical composition similar to the AWS ER NiCrMo-14 such as corrosion resistance performance, but with less cost. Exploratory studies were performed by means of welding with simple deposition to determine the range of welding speed between 50 and 100 cm / min, the operating mode of the source constant current and pulsed pure argon shielding gas. The coatings were welded with low energy (7,56 kJ/cm), triangle weaving, electrodes positioned one behind the other in relation to the welding speed, without out of phase the currents. This step was varied angle of attack and the percentage of overlap the weld beads. The best condition was presented lower dilution, 9.75%, and a high thickness 3.92 mm and that obtained using the torch inclined at 15 ° and overlap of 50%. The relatively low dilution and high thickness found reduced the need for a second coating, which makes the process a good option for coating operations. / A soldagem de revestimentos de ligas de níquel é utilizada pelas indústrias de petróleo e gás como opção de construção e reparo de estruturas e equipamentos submetidos em ambiente de condições severas com o intuito de apresentar desempenhos necessários de resistência à corrosão. Muitos trabalhos foram desenvolvidos com superligas de níquel AWS ERNiCrMo-3, AWS ERNiCrMo-4 e AWS ERNiCr-Mo14, para avaliar resistências à corrosão e a última se mostrou bem superior, porém o seu custo também é bem mais elevado que as outras duas. Assim, o trabalho vem aliar a alta produtividade do processo de soldagem MIG/MAG – DA através da soldagem de revestimentos com as ligas AWS ERNiCrMo-3 e AWS ERNiCrMo-4 na intenção de se obter uma mistura que apresente tanto a composição química próxima a da liga AWS ER NiCr-Mo-14 como desempenho de resistência a corrosão, porém com menor custo. Estudos exploratórios foram realizados por meio de soldagem com simples deposição para determinação da faixa de velocidade de soldagem entre 50 e 100 cm/min, modo de operação da fonte em corrente constante pulsada e gás de proteção Argônio puro. Os revestimentos foram soldados com menor energia (7,5 kJ/cm), tecimento triangular, eletrodos posicionados um atrás do outro em relação a velocidade de soldagem e sem defasagem entre as correntes. Nessa etapa variou-se ângulo de ataque e o percentual de sobreposição dos cordões. A melhor condição apresentada foi menor diluição, 9,75%, e elevado reforço, 3,92 mm, sendo essa obtida utilizando-se a tocha inclinada de 15°, e sobreposições de 50%. A relativa baixa diluição encontrada e o elevado reforço reduziram a necessidade de uma segunda camada, o que torna o processo uma boa opção para operações de revestimento para indústria de petróleo e gás.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325584.pdf: 3144685 bytes, checksum: 8b56c3b78dffa6d3de6f42aba6d937f1 (MD5) Previous issue date: 2013 / Um dos defeitos decorrentes do processo de injeção é a formação de linhas de solda, podendo representar uma redução na resistência mecânica, capaz de causar a rejeição ou descarte da peça. A região de formação de linhas de solda pode ser prevista com a utilização de softwares de auxílio ao projeto, manufatura e engenharia (CAD/CAE/CAM) e na prática, através da confecção de moldes protótipos (insertos) confeccionados pelo vazamento de resina epóxi (VRE). Este trabalho apresenta um estudo de comparação do processo de moldagem por injeção de um biopolímero (PLA), através de um delineamento fatorial completo, analisando a qualidade de linhas de solda em corpos de prova com 3 comprimentos de fluxo diferentes, injetados em inserto de aço AISI P20 e inserto de resina epóxi com carga de alumínio. Os insertos foram projetados de maneira a possuírem duas cavidades, uma com e outra sem formação de linha de solda nas regiões críticas do espécime. A moldagem foi realizada em duas temperaturas de injeção. Os corpos de prova foram submetidos a ensaios de resistência a tração e DSC. Foram avaliadas também a camada congelada e o aspecto da fratura. Para o processo de moldagem por injeção, foi realizada primeiramente a simulação em um software CAE. Por meio do DOE, os resultados dos ensaios de tração mostraram que os corpos de prova com linhas de solda apresentaram menor resistência mecânica que os corpos de prova sem linha de solda, e aspecto de fratura frágil. Estes romperam na região de linha de solda, como previsto. Em relação ao material do inserto, os corpos de prova foram menos suscetíveis a presença de linha de solda no inserto VRE. Corroborando com os resultados do ensaio de tração e com o aspecto da fratura dos corpos de prova, as amostras injetadas no inserto VRE apresentaram, na caracterização, menor espessura da camada congelada e menor ângulo de encontro das frentes de fluxo, à mesma temperatura de injeção. A pior condição para a moldagem por injeção desta peça com o defeito linha de solda em insertos VRE foi a temperatura de 190 °C, onde o fator linha de solda (FLS) foi de 0,95. Este fator ainda é aproximadamente 10% superior em relação a pior condição encontrada no inserto metálico.<br> / Abstract : The formation of weld lines is one of the defects resulting from the injection molding and may represent a reduction in mechanical strength, capable of causing rejection or dispose of the part. The region of formation of weld lines can be predicted with the use of software to assist in the design, manufacturing and engineering (CAD/CAE/CAM) and in practice, by making prototype molds (inserts) made by casting epoxy resin (VRE). This paper presents a comparison study of the injection molding process of a biopolymer (PLA), through a full factorial design, analyzing the quality of weld lines in specimens with 3 different lengths of flow injected into the steel insert AISI P20 and VRE insert with aluminum load. The inserts are designed to have two cavities, one with and one without weld line formation in the critical regions of the specimen. The molding was performed at two levels of injection temperatures. The specimens were tested by tensile strength and DSC. The frozen layer and the appearance of the fracture were evaluated. The injection molding process was first performed in a CAE simulation software. Through the DOE, the results of tensile strength showed that the samples with weld lines results in lower mechanical strength than the specimens without weld line, and it showed a brittle fracture appearance. These broke in the region of the weld line, as expected. In relation to the insert material, the specimens were less susceptible to the presence of weld line in the VRE insert. Corroborating the results of the tensile test and the appearance of the fracture of the specimens, the samples injected into the VRE insert presented smaller thickness of the frozen layer and lower meeting angle at the flow fronts at the same injection temperature. The worst condition for the injection molding of this part with weld line in VRE insert was in the condition with the injection temperature at 190 ° C, where the weld line factor (FLS) was 0.95. This factor is still about 10 % higher than the worst condition found in metal insert.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-01T04:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333915.pdf: 4133920 bytes, checksum: 1b34cf9df89bff0c5aae2af3eebd3b68 (MD5) Previous issue date: 2015 / As obras de construção de tubulações e dutovias para o transporte de matéria, principalmente na indústria do petróleo e gás, apresentam na atualidade constante crescimento, causando relevantes impactos econômicos e produtivos para o desenvolvimento do país. Neste tipo de obra, as etapas de soldagem são um fator determinante para melhores produtividades, em relevância, o passe de raiz. Atualmente, a soldagem manual com Eletrodo Revestido e TIG ainda são predominantes, porém este cenário vem mudando à medida que equipamentos e procedimentos automatizados são desenvolvidos. Dentre as tecnologias presentes, a soldagem TIG orbital mecanizada tem se apresentado como uma boa solução para os passes de raiz e preenchimento, principalmente na soldagem de ligas especiais. Contudo, o Brasil ainda não detém a tecnologia de fabricação de equipamentos desta natureza e tampouco existem metodologias e banco de informações referentes a procedimentos de soldagem para estas aplicações. A fim de contribuir para o desenvolvimento científico-tecnológico, o presente trabalho abrange as duas carências citadas. Primeiramente, buscou-se a otimização do sistema orbital (cabeçote e fonte de soldagem) a partir de melhorias no sistema AVC (Arc Voltage Control), programa da fonte de soldagem, dispositivos mecânicos do cabeçote, etc., capacitando o equipamento protótipo às operações orbitais. A segunda parte do trabalho concerne aos ensaios de bancada. Estes foram realizados sobre juntas chanfradas de tubulações de aço baixa liga com 406,4 mm (16") de diâmetro e parede de 12,7 mm (1/2"). O estudo abrange desde as etapas de fabricação dos corpos de prova à levantamento de procedimento em 360°. Foram analisadas questões quanto à geometria do cordão nas diferentes posições de soldagem, técnica de alimentação de arame, descontinuidades, geometria do bisel, entre outras. Para isto, alguns equipamentos foram utilizados tais como câmera filmadora, sistema de aquisição de dados e software para edição de imagens e modelagem 3D. Os resultados obtidos mostraram competência do equipamento, bem como o levantamento e compreensão da problemática e de fatores determinantes e influentes na soldagem TIG orbital.<br> / Abstract: The construction of pipelines for matter transportation, mainly in the Oil & Gas industry, has shown constant growth, causing significant economics and productive impacts on the country's development. In this kind of building, the determining factors for best yields are welding stages, in relevance, the root pass. Currently, manual welding with Stick Welding or TIG are still prevalent, but this scene is changing as automated equipment and procedures are developed. Among these technologies, mechanized orbital TIG welding has emerged as a good solution for the root pass and filling passes, especially for the welding of special alloys. However, Brazil still does not have the manufacturing technology of these equipments, nor are methodologies and knowhow for welding procedures for these applications. In order to contribute to the scientific and technological development, this paper covers the two aforementioned shortcomings. First, the optimization of orbital system (head and welding source) from improvements in AVC (Arc Voltage Control), power source program, mechanical devices, weldhead, etc., enabling the prototype equipment for orbital operations. The second part concerns the welding tests. These were carried out on beveled joints of low alloy steel pipes with 406.4 mm (16 ") in diameter and 12.7 mm wall (1/2"). The study covers from the manufacturing stages of the specimens to the specification of a 360° root pass procedure. Questions regarding the bead geometry in the different welding positions, wire feeding technique, discontinuities, bevel geometry, among other factors were analyzed. For this purpose, some devices have been used such as camcorder, data acquisition system and software for image editing and 3D modeling. The results showed the reliability of the equipment, technical and operational knowhow of orbital TIG welding.