Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-26T02:03:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300413.pdf: 2723345 bytes, checksum: 59cb954638bd737fd53ad470fcea50e7 (MD5) / Este trabalho trata do desenvolvimento de um sistema de controle aplicado em manipuladores do tipo cartesiano para geração e correção de trajetórias de soldagem. O referido sistema foi inicialmente configurado para aplicações típicas de soldagem naval com o manipulador de dois graus de liberdade denominado Tartílope V2F. Este equipamento é constituído por dois eixos prismáticos e ortogonais. O eixo Y é responsável pelo seguimento da junta e o movimento de tecimento transversal do cordão de solda enquanto que o eixo X é um trilho flexível que se molda a superfícies curvas, viabilizando assim a soldagem de juntas de costados, blocos e painéis de navios. Este desenvolvimento tem como diferencial o hardware e um software estruturado em linguagem C++ com orientação a objeto que facilita a criação de novas funcionalidades ao Tartílope V2F e a adaptação a outros manipuladores cartesianos com mais graus de liberdade. O sistema de controle desenvolvido para o Tartílope V2F é composto pelos módulos: interface do usuário, suporte à soldagem, geração dos comandos de movimento, acionamento dos eixos, entradas analógicas usadas para receber os sinais de sensores de correção automática da trajetória e o de entradas e saídas digitais para sincronismo com equipamentos periféricos. A interface do usuário é de fácil uso possibilitando a programação das trajetórias de soldagem com vários passes e trechos filetados com tecimento do tipo trapezoidal via uma tela sensível ao toque. Este módulo conta ainda com a possibilidade de correção de todos os parâmetros da trajetória durante a soldagem. Em vista da fragilidade da tela sensível ao toque, foi desenvolvido o módulo de suporte a soldagem que é um dispositivo portátil resistente aos respingos de soldagem. Esse dispositivo permite o operador posicionar a tocha, carregar programas da interface do usuário para execução e realizar também correções de todos os parâmetros da trajetória durante a soldagem. O módulo de geração dos comandos de movimento gera os sinais de direção e passo de cada eixo e os envia para os respectivos drivers de acionamento dos motores de acordo com a trajetória programada ou corrigida. O microcontrolador LPC2148 deste módulo é também responsável por gerenciar o módulo de entradas analógicas e o de entradas e saídas digitais. O módulo de acionamento dos eixos do Tartílope V2F foi substituído em função da necessidade de ampliação da faixa de velocidade de posicionamento e da própria tocha de soldagem. Em ambos os eixos foram usados o conjunto otimizado de acionamento: driver bipolar em corrente com tecnologia DSP com seu respectivo motor de passo de alto torque. Por fim para validar o sistema foram realizados ensaios em laboratório, num primeiro momento focando as funcionalidades e desempenho e no segundo momento simulando a sua aplicação na soldagem do costado de uma embarcação. Excelentes resultados de soldagem e de integração entre operador e manipulador foram obtidos em ambos os momentos. / This research deals with the development of a system control applied in cartesian manipulators for trajectory generation and correction of welding. The system was initially configured for typical applications in naval welding with manipulator in two degrees of freedom called Tartílope V2F. This equipment is constituted by two axes: orthogonal and prismatic. The Y axis is responsible for following the joint and the transversal weaving movement of the weld bead, while the X axis is a flexible rail which molds itself to curved surfaces, enabling the welding of broadsides joints, blocks and panels of ships. This development has as differentials the hardware and a software structured in C++ language with object orientation that facilitates the creation of new functionality to Tartílope V2F and the adaptation of other cartesian manipulators with more degrees of freedom. The control system developed for Tartílope V2F is composed by the following modules: user interface, welding support, generation of motion commands, activation in the axis, analogical input used for receiving the signals from trajectory automatic correction the trajectory sensors and digital input and output for synchronizing with peripheral equipment. The user interface is easy to use, allowing the programming of welding trajectories with multiple passes and filleted excerpts with trapezoidal weaving type via touch screen display. This module also counts with the possibility of correcting all trajectory parameters during welding. Due to the fragility of touch screen display, a welding support module, which is a portable device resistant to welding spatter was developed. Such device allows the operator to position the torch, load user interface programs for execution, and also perform corrections in all trajectory parameters the during welding. The module motion command generation generates step and direction signals for each axis and sends for the respective drivers the activation of motors according to the programmed or corrected trajectory. The LPC2148 microcontroller this module is also responsible for managing the module analogical input and the digital input and output. The module activation in the axis of Tartílope V2F was substituted due to need for expanding the range velocity in positioning and also the welding torch. In both axes an optimized activation pack was used: a bipolar driver in current with DSP technology with its respective high-torque step motor. Finally, laboratory experiments were performing for validating the system, initially focusing on features and performance, and later simulating its application in welding vessel broadsides. Excellent welding results and the integration between operator and manipulator have been obtained in both stages.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciências e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-23T08:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 210336.pdf: 6041832 bytes, checksum: 7041aad6235affc1f4899d991f0a0831 (MD5) / A erosão por cavitação deteriora componentes em serviço, tais como partes metálicas de bombas de água, válvulas e, em especial, pás de turbinas hidráulicas, sendo nesse último caso responsável por elevados prejuízos, ligados tanto aos custos da manutenção direta, como sobretudo às enormes perdas devido à interrupção na geração de energia elétrica. As pás de turbinas hidráulicas necessitam, portanto serem protegidas para que apresentem um maior tempo de operação e, um maior intervalo entre as intervenções de manutenção. Atualmente a principal solução consiste no revestimento superficial do substrato, em geral de aço carbono ou baixa-liga, pelo depósito de um material mais nobre por soldagem Dentre os materiais aplicados para revestimentos incluem-se aços inoxidáveis austeníticos, destacando-se os aços inoxidáveis ao Co, e ligas à base de Co, no entanto esses últimos são mais sensíveis a trincas, difíceis de esmerilhar e de mais alto custo. Nesse contexto este trabalho buscou formular, depositar e avaliar aços inoxidáveis ao Fe-Cr-Mn-Si-N, depositados pelo processo PTA, que tem como uma de suas principais características a grande flexibilidade na formulação e deposição de novas ligas. A resistência à erosão por cavitação avaliada segundo a norma ASTM G 32-85, ao lado da microestrutura caracterizada por microscopia ótica e MEV, da composição química determinada por ASS, da análise das fases presentes nos revestimentos antes e após a erosão por cavitação avaliadas no EDX, da qualidade da superfície dos depósitos avaliados por END, serviram como critérios para avaliar os revestimentos depositados. Verificou-se que os revestimentos apresentaram boa soldabilidade (sem trincas de solidificação, baixa porosidade, boa molhabilidade, bom acabamento superficial), baixo custo de produção e especialmente a liga L03* (0,03%C; 0,35% N; 13,2%Cr; 11,8% Mn; 2,8%Si; bal %Fe), dureza e resistência à erosão por cavitação bem próxima as principais ligas comerciais destinadas a essa função.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:39:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250017.pdf: 14357844 bytes, checksum: 91d411079c8b317257317b7133e94d83 (MD5) / A soldagem em operação é uma técnica freqüentemente empregada no reparo ou modificação de tubulações, com significativas vantagens econômicas, visto que evita as perdas oriundas da interrupção do serviço e garante a continuidade no fornecimento do fluido. Na aplicação da técnica, dois riscos precisam ser considerados. O primeiro é a ocorrência de trincas à frio, cuja possibilidade aumenta pelas maiores taxas de resfriamento impostas pelo escoamento do fluido e, em especial, o risco de perfuração da parede pelo arco voltaico, eventualmente com sérios danos ao operador e ao meio ambiente. A tecnologia existente e a experiência estão relacionados principalmente com o reparo de tubos de parede espessa (de 6 mm ou mais), e de aços de baixa resistência. Este trabalho reúne resultados promissores sobre o desenvolvimento de uma via alternativa de reparo em dutos e tubulações com pequena espessura remanescente, envolvendo uma recuperação prévia da parede do tubo por processos de aspersão térmica. O incremento de espessura diminui o risco de perfuração durante a subseqüente deposição de solda por eletrodo revestido, e ao mesmo tempo permite o uso de uma energia de soldagem maior, contribuindo para a não incidência de trincas à frio. São comparados os processos de aspersão térmica a arco elétrico e chama convencional, e a influência que as características do revestimento aspergido, principalmente a oxidação pelo gás de arraste (ar comprimido ou argônio) exercem sobre a penetração do arco voltaico. Os experimentos inicialmente foram realizados sobre chapas de aço SAE 1020, revestidas com material similar em espessuras entre 0,2 e 2,0 mm, com posterior deposição de solda através de eletrodos de baixo hidrogênio AWS E7018. Os resultados foram comprovados na aplicação da técnica em tubos de aço ferrítico API 5LX70, em condições variadas de pressão e fluido. A avaliação dos resultados permitiu estabelecer critérios de soldagem com menor risco de perfuração se comparados a chapas/tubos não previamente revestidos. In-service welding is a technique frequently employed in the repair or modification of pipelines, with significant economic advantages since it avoids the costs of disrupting operation and secures continuity of supply to the customer. While applying this welding technique two risks must be considered: firstly the increased risk of cold cracking due to faster cooling rates of the pipe wall, associated with the heat removal by the flowing fluid and in special the risk of burnthrough, when the welding arc causes the penetration of the pipe wall, allowing its contents to escape, eventually with serious damage both to welder and environment. The actual technology and experience are more related with the repair of pipes fabricated in low strength steels with wall thickness higher than 6 mm. This work brings promising results about an alternative way of in-service repair of pipes with low remanescent thickness, which envolves a previous buttering coating of the pipe wall by thermal spraying. It was verified that this previous thickness recovering reduces the risk of burnthrough during the subsequent weld material deposition by SMAW, while at the same time turns it possible to apply a higher heat input, what contributes to avoid the incidence of cold cracking. The characteristics of buttering layers deposited by two thermal spraying processes (arc and conventional flame) were compared, in special the influence of their degree of oxidation in dependence of the carrying gas (pressurized air or argonium) on the arc stability and penetration of weld beads. Initially exhaustive controlled test welds with AWS E7018 electrodes were conducted on SAE 1020 steel plates, previously buttered with similar material in thickness from 0,2 to 2,0 mm. The proposed in-service welding procedures were applied on a ferritic steel pipe API 5LX-70, in various conditions of pressure and fluid. The obtained results allowed to establish criteria for welding conditions with less risk of burnthrough compared to non-buttered plates/pipes.

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: O aço inoxidável austenítico 316L é um material empregado nas indústrias que requerem resistência à corrosão e mecânica como a indústria de petróleo, gás natural e papel e celulose. O uso do laser vem se tornando uma ferramenta atrativa em relação as soldagens convencionais, devido aos seus benefícios que vão desde processo sem contato, controle de energia do feixe e fácil automatização do sistema. Nesse trabalho o objetivo foi analisar a influência do processo de soldagem laser pulsado Nd: YAG nas características mecânicas e microestruturais da junta soldada de chapas de aço inoxidável austenítico AISI 316L com 1,0 mm de espessura, averiguando o efeito da energia de soldagem nas características do cordão de solda desenvolvidas no Laboratório de Soldagem Laser, do Departamento de Engenharia Mecânica da FEIS UNESP. Foram realizadas soldagens de juntas de chapas aço inoxidável austenítico com valores fixos de energias de soldagem em 8 Joules, largura temporal em 4 ms, velocidade de soldagem em 1 mm/s, variando apenas a frequência entre 2 e 10 Hz, com isso obteve-se diferentes taxas de sobreposição, com proteção gasosa de argônio. Com as diferentes condições obtidas foram realizadas análises macrográficas das juntas soldadas, através de secções transversais das mesmas e, ensaios de microdureza Vickers e ensaios de tração. Os resultados obtidos mostraram que o cordão de solda se comportou de forma frágil, rompendo-se todos no cordão, a fractografia da seção transversal aparentem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Este trabalho teve como objetivo observar o resultado da variação dos parâmetros do processo FHPP (Friction Hydro Pillar Processing), dando-se atenção aos efeitos destes na microestrutura e na qualidade do reparo. O estudo foi realizado através de investigações metalográficas nos reparos obtidos, bem como análises via perfis de microdureza Vickers. Foram utilizadas diferentes forças axiais, que levaram a obtenção de reparos isentos de defeitos no seu preenchimento. Observou-se que o utilizando forças axiais maiores contribuíram para obter microestrutura mais refinada e homogênea, com formação predominante de martensita, menor tempo de processamento, menor quantidade de constituinte Martensita-Austenita e uma Zona Termicamente Afetada (ZTA) de menor tamanho. / This study aimed to observe the result of the variation of the Friction Hydro Pillar Processing parameters, giving attention to the microestructural effects and quality of repair. The study was carried out by metallographic investigations in repairs obtained and Vickers microhardness profiles. Were used different axial forces, which led to obtain no defects in repairs. It was observed that using higher axial forces helped to get more refined and homogeneous microstructure with predominant formation of martensite, lower processing time, less amount of Martensite-Austenite constituent and lower Heat Afecfted Zone (HAZ) size.

A estimativa de parâmetros térmicos relacionados à Soldagem por Fricção Linear (também conhecida como Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica) de uma placa de alumínio AA 2195- T8 é estudada nesta dissertação. A determinação dos parâmetros é tratada como um problema de otimização, no qual a função objetivo corresponde a uma função erro entre temperaturas medidas numericamente e temperaturas calculadas, para certos valores da taxa de calor gerada pela fricção, do coeficiente de transferência calor por convecção natural e do coeficiente de transferência de calor entre a placa e a base de suporte. A distribuição transiente de temperaturas sobre a placa é determinada pela solução da equação da condução de calor tridimensional transiente, a qual é resolvida pelo método dos volumes finitos. A minimização da função objetivo é realizada com o auxílio do algoritmo Otimização Extrema Generalizada (GEO), um método evolucionário que pode lidar com diversos tipos de problemas de otimização. A avaliação da sensibilidade da leitura de temperatura é feita com relação ao posicionamento dos sensores, com o objetivo de descobrir as melhores posições para aquisição de dados, e também a determinação do parâmetro t (parâmetro utilizado no método GEO que deve ser ajustado para cada tipo de problema) que melhor se adapta para cada um dos conjuntos de medição de temperatura. Além disso, realiza-se um estudo no qual é analisado um caso em que a fonte de calor possui forma de distribuição desconhecida, sem a utilização de equações para a sua descrição, desta maneira mais parâmetros devem ser estimados pela análise inversa, assim o processo de otimização é mais complexo (cinco valores de taxa de calor e dois coeficientes de transferência de calor, ao invés de uma taxa de calor e dois coeficientes). Ainda, para simular medições de dados reais, os valores de temperatura obtidos a partir da solução numérica para valores específicos da taxa de calor e dos coeficientes de transferência de calor são perturbados com ruídos de acordo com desvios-padrão típicos dessa forma de medição. Este trabalho demonstra que a aproximação inversa proposta pode ser um modo muito efetivo para avaliar e predizer os parâmetros que governam o processo de transferência de calor na Soldagem por Fricção Linear, um importante passo para o seu controle em tempo real. / The estimation of thermal parameters related to Friction Stir Welding of a AA 2195-T8 plate is studied in this dissertation. The determination of the parameters is carried out by means of an optimization problem, in which the objective function corresponds to an error function between the numerically measured temperature and the temperature computed for each estimated values of the heat rate input, the heat transfer coefficient on the bottom surface, and the natural convection heat transfer coefficient. The time-dependent temperature distribution on the plate is determined by the solution of the three-dimensional transient state conduction equation, which is solved by the control-volum method. The minimization of the objective function is accomplished with the aid of the Generalized Extremal Optimization (GEO) method, an evolutionary method that can deal with several types of optimization problems. The evaluation of the temperature reading sensitivity is carried out, in relation to the readers locations on the plate, in order to determine the best positions that can be used to acquire datas, and the determination of the t parameter (this parameter is used in the GEO method and it must be adjusted for each type of problem) that best fits with each one of the temperature readers assembly, allowing the determination of the best temperature readers assembly. In addition, it is executed a study that considers a case where the heat rate input has unknown profile distribution, without using equations for its description, in this manner more parameters have to be estimated by the inverse analysis, so the optimization process is more complicated (five heat rate inputs and two heat transfer coefficients, instead of one heat rate input and two heat transfer coefficients). Furthermore, to simulate real-data measurements, the temperature inputs, obtained from a numerical solution for specific values of the heat rate input and the heat transfer coefficients, were perturbed with noises according to the standard deviation of the measurement procedure. This work demonstrates that the proposed inverse approach can be a very effective way to evaluate and predict the parameters that govern the heat transfer process in Friction Stir Welding, an important step to real-time control of this process.

A intervenção por soldagem em dutos em operação adquiriu nos últimos anos extrema importância na indústria do petróleo, visto que por meio dela é possível instalar derivações bem como reparar trechos danificados na malha dutoviária sem a interrupção do fluxo dos produtos escoados, o que certamente impactaria em elevados custos nas operações. Os principais limitantes da técnica de soldagem em operação é o risco de perfuração do duto pelo arco durante a soldagem e principalmente, o elevado risco das juntas soldadas sofrerem fissurações induzidas pelo hidrogênio. Estas últimas surgem devido à ocorrência de três fatores em conjunto: alto nível de hidrogênio no processo de soldagem, tensão residual e, microestrutura susceptível. Neste trabalho, são feitas algumas considerações acerca dos métodos atualmente empregados para se contornar os limitantes da técnica da soldagem em operação aplicada pelo processo de eletrodo revestido (ER). Mais especificamente, estudou-se uma metodologia da técnica da dupla camada, amplamente empregado nos procedimentos de soldagem que visam evitar a formação de microestrutura susceptível à trincas por hidrogênio e, avaliação de dois softwares comumente empregados para avaliar o risco de perfuração do duto pelo arco durante a soldagem em operação. Paralelamente investigou-se equações para estimativas de durezas máxima da ZAC publicada por diversos autores. Ficou evidente que a metodologia avaliada para a prevenção da perfuração do duto durante a soldagem em operação é bastante confiável e pode ser aplicada com segurança. Quanto às estimativas de dureza máxima na ZAC, os resultados não foram unânimes dentre as equações dos autores investigados. A metodologia da técnica da dupla camada estudada se mostrou eficiente, porém com algumas limitações. / Welding interventions onto in-service pipe lines have acquired relevant importance in the last few years in petroleum industry, since with this technique it is possible to install derivations as well to repair damaged pipe lines portions without interrupt the flux of its products, which in turn would results in high costs. The in-service welding techniques limitations are mainly the risk of pipe wall burn through by the electric arc and, the hydrogen cold crack joint susceptibility. The last one is due to the action, at the same time, of three mainly factors: high hydrogen levels and, susceptible microstructure. In this work it is made some considerations about methods usually applied to work out the limitations of shielded metal arc welding technique applied to in-service welding. Specifically talking, it was studied a temper bead technique commonly used in procedures which the aim is to avoid the presence of hydrogen cold crack susceptible microstructure and, evaluate two commonly software used to prevent the wall pipe burn-through risk by the arc welding. Additionally, it was investigated some published equations to estimate the maximum HAZ hardness. It was clarified that the evaluated methodology to prevent the pipe wall burn-through risk during the welding process is very confident and safety to be applied in practice situations. The studies conducted about the maximum HAZ hardness showed that just a few of the investigated equations and authors, the results are reliable. The temper bead technique studied as presented as an efficiently method, although some limitations must be taken in account.

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2005 / Inclui bibliografia / Os processos de soldagem MIG/MAG e Arame Tubular são amplamente aplicados na indústria de petróleo. Ambos os processos podem ser aplicados em uma variedade de aços, tais como baixo carbono, inoxidável rntre outras ligas ferrosas. Outra característica impo / The GMAW and FCAW welding processes are been applied mostly in the oil industry. Both processes can be applied in a variety of steels, such as low carbon, stainless among other ferrous alloys. Another important feature of these two processes is the high p

NUNES, C. S. Aços Maraging classe 350 e 250 como metal de solda nas juntas dissimilares usadas na indústria do petróleo. 2015. 136 f. Tese (Doutorado em Ciência de Materiais)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-08-08T12:47:08Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_csnunes.pdf: 9577381 bytes, checksum: 191472bf6214cf0f9c76578ce702a88f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-08-10T17:33:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_csnunes.pdf: 9577381 bytes, checksum: 191472bf6214cf0f9c76578ce702a88f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T17:33:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_csnunes.pdf: 9577381 bytes, checksum: 191472bf6214cf0f9c76578ce702a88f (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / The welding of dissimilar joints is very common in systems used in oil exploration and production in deep waters. Commonly involves welding low carbon steel pipes with other pipes, valves, pumps, all made of alloy steel. It has been used in these welding Inconel electrodes, however, is made a buttering process with carbon steel electrode in low alloy steel side. An alternative technique to reduce the residual stresses and thereby eliminate the post-welding heat treatment is the use of a welding filler metal that during the cooling process undergo a martensitic transformation to a relatively low temperature, so that the resulting deformation processing offset the contraction that occurs as a result of the cooling process. The aim of this study was to evaluate the application of Maraging steels 250 and 350 in typical dissimilates joints of the oil industry. The tests were performed on joints of ASTM steels A516 grade 70, ASTM A36, AISI 4130 and AISI 8630M welded with and without buttering with steel filler materials maraging 250 and 350, nickel alloy Inconel 625 (AWS ERNiCrMo-3) and low carbon steel (AWS ER80S-D2 electrode) without heat treatment after welding (PWHT). For the joints were evaluated residual stress profiles, hardness, microstructure, tensile strength and impact energy absorbed. The welded joint with maraging 250 showed higher intensity of compressive residual stresses compared to the joint buttery with low carbon steel electrode (ER80S-D2 AWS). The use of maraging 350 as buttering material positively influenced the base metal interface (AISI 8630M) / welding metal when compared to similar configuration, buttery with the electrode ER80S-D2 AWS (carbon steel), with lower levels of residual stresses. It was not noticed the effect of the joint with the deposit of 0.6 mm buttering maraging 350 on the residual stresses. In the the joints 250 and 350 maraging, the bonding zone, ZL, between the base metal and the weld metal, presented a composition gradient creating regions with different mechanical properties called partially dilute zone (ZPD). The higher the impact toughness of the dissimilar joint studied was in the interface region between the base metal and weld metal of the welded joint of 250 maraging presenting 46,1J compared to 21,6J the joint interface buttering maraging 350 steel. The result microhardness showed that the results were superior to the standards recommended by NACE MR0175 DNV RO and B401, however the materials were provided without PWHT. The sample with buttery maraging 350 presented microhardness values consistent with the expected value for the material. Tensile tests performed on specimens taken from the joints with maraging 250 and 350 met the acceptance criteria described by the ASME IV. The SEM of the fractured surface at the Charpy impact test images revelarm cleavage indications at the interface between the base metal and the weld metal in the welded joint of 350 maraging. / A soldagem de uniões dissimilares é muito comum em sistemas usados na exploração e produção de petróleo em águas profundas. Comumente, envolve soldagem de tubos de aço baixo carbono com outros tubos, válvulas e bombas feitos de aços ligados. Têm sido usado nestas soldagens eletrodos de Inconel, no entanto, é feito um processo de amanteigamento com eletrodo de aço carbono no lado do aço baixa liga. Uma técnica alternativa para reduzir as tensões residuais e consequentemente eliminar o tratamento térmico pós-soldagem é a utilização de um material de adição de solda que durante o processo de resfriamento passe por uma transformação martensítica numa temperatura relativamente baixa, de modo que a deformação resultante da transformação compense a contração que ocorre como resultado do processo de resfriamento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a aplicação de aços Maraging 250 e 350 na soldagem de juntas dissimilates típicas da indústria do petróleo. Os ensaios foram realizados em juntas dos aços ASTM A516 Grau 70, ASTM A36, AISI 4130 e AISI 8630M soldadas com e sem amanteigamento com os materiais de adição de aço Maraging 250 e 350, liga de níquel de Inconel 625 (AWS ERNiCrMo-3) e aço baixo carbono (eletrodo AWS ER80S-D2) sem tratamento térmico de pós-soldagem (TTPS). Para as juntas foram avaliados os perfis de tensões residuais, microdureza, microestrutura, resistência à tração e a energia absorvida ao impacto. A junta soldada com Maraging 250 apresentou maiores intensidades de tensões residuais compressivas comparada com a junta amanteigada com o eletrodo de aço baixo carbono (AWS ER80S-D2). A utilização do Maraging 350 como material de amanteigamento influenciou de forma positiva na interface metal base (AISI 8630M) / metal de solda quando comparado a junta de configuração similar, amanteigada com o eletrodo AWS ER80S-D2 (aço carbono), apresentando níveis de tensões residuais menores. Não foi percebido o efeito do amanteigamento na junta com 0,6 mm de depósito de Maraging 350 sobre as tensões residuais. Nas juntas com Maraging 250 e 350, na zona de ligação, ZL, entre o metal base e o metal de solda, apresentaram gradiente de composição criando regiões com diferente propriedades mecânica denominadas de zonas parcialmente diluídas (ZPD). A maior tenacidade ao impacto das juntas dissimilares estudadas foi na região de interface entre o metal base e metal de solda da junta soldada com Maraging 250, apresentando 46,1J comparado aos 21,6J da interface da junta com amanteigamento de aço Maraging 350. Os resultados de microdureza mostraram que os resultados obtidos foram superiores aos recomendados pelas normas NACE MR0175 e DNV RO B401, contudo os materiais se apresentavam na condição sem TTPS. A amostra amanteigada com Maraging 350 apresentou valores de microdureza coerentes com o valor esperado para o material. Os ensaios de tração realizados nos corpos de prova extraídos das juntas com Maraging 250 e 350 atenderam aos critérios de aceitação descrito pela ASME IV. As imagens de MEV das superfícies fraturadas pelo ensaio de impacto Charpy revelarm indícios de clivagem na interface entre o metal base e o metal de solda na junta soldada com Maraging 350.

O processo de união entre ligas de alumínio e aços é complexo, devido às suas diferentes propriedades físicas e mecânicas, bem como pela formação de grande quantidade de compostos intermetálicos frágeis, o que dificulta a realização deste tipo de união pelos métodos convencionais de fusão. O processo de Soldagem a Ponto por Fricção (Friction Spot Welding - FSpW) é destinado à soldagem de juntas sobrepostas, adequado para união de materiais leves, e.g. ligas de alumínio e de magnésio para aplicações estruturais. A gama de componentes e materiais para os quais o FSpW pode ser aplicado está em contínua expansão, garantindo ao processo potencial para se tornar uma tecnologia industrial significativa. Por ser um processo que ocorre em estado sólido, apresenta algumas vantagens em relação aos métodos convencionais de fusão. O baixo aporte térmico associado a essas técnicas de soldagem exibe grande potencial para reduzir ou até mesmo inibir a formação da camada de compostos intermetálicos, sendo, portanto potencialmente indicado para união de materiais dissimilares. Neste trabalho foi feito um estudo da viabilidade da soldagem dissimilar entre as ligas de Alumínio AA5454-H22 e aço automotivo HX340-LAD-Z através do processo FSpW. As juntas soldadas foram analisadas mecânica e metalurgicamente, tendo como objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de processo na microestrutura, na geometria e no desempenho mecânico da junta, além de buscar a otimização do processo para os materiais em estudo. A relação entre a qualidade da junta e os parâmetros do FSpW foi estudada utilizando o Método Taguchi, por meio do estudo do comportamento das soldas sob solicitação monotônica de cisalhamento. Os resultados obtidos demonstram que soldas de boa qualidade e reprodutibilidade podem ser produzidas com este processo. Contudo, a presença de um filme intermetálico composto por fases ricas em Al, tais como Fe2Al5 e FeAl3, na interfaces das soldas, afeta significativamente o comportamento em fratura das juntas e, consequentemente, seu desempenho mecânico. / The joining process of aluminium and steel is very complex in view of the differences between their physical and mechanical properties, as well as the formation of great amounts of brittle intermetallic compounds at the joint interface, which make it difficult to join those materials using conventional fusion welding techniques. Friction Spot Welding (FSpW) is a suitable joining process, which produces high quality overlap joints of lightweight materials, e.g., aluminium and magnesium alloys for structural applications. The range of components and materials for which FSpW can be used is continuously expanding, ensuring great potential to the process, which became nowadays a significant industrial technology. As a solid state joining process FSpW offers some advantages relative to conventional fusion welding techniques. The low heat input involved in this process has great potential to reduce, or even to inhibit, the formation of the intermetallic layer, making it, therefore, suitable to join dissimilar materials. In this work a study of feasibility of dissimilar FSpW between the aluminium alloy 5454-H22 and the automotive steel HX340LAD-Z was performed. The welded joints were assessed mechanically and metallurgically aiming evaluate the process parameter effects on the microstructure, geometry and mechanical performance of the joint, besides searching the process optimization for the materials in question. The relationship between the joint quality and the FSpW process parameters was analysed using Taguchi’s Method, studying the behaviour of the joint under shear load. The results revealed that sound welds between AA5454-H22 and HX340LAD-Z with high strength and reproducibility can be produced with using this process. It was found that the presence of an intermetallic film compounded by Al-rich phases, such as Fe2Al5 and FeAl3, at the joint interface, plays a fundamental role on the fracture behaviour of the joints and thus, and on its mechanical behaviour.