Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_MauricioDavidMartinsdas_M.pdf: 4572849 bytes, checksum: 63f095dd94b6022a5608dce36d57123e (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: O presente trabalho descreve a obtenção de varetas combustíveis, com encamisamento de aços inoxidáveis austeníticos, para reatores nucleares. Dois aspectos foram abordados com maior ênfase: a) obtenção e qualificação dos tubos de aço inoxidável AISI 304 e 304 L; b) soldagem circunferencial das extremidades dos tubos aos tampões do mesmo material e qualificação das soldas. Os tubos, com dimensões características especiais, foram obtidos por trefilação com mandril fixo. Foram obtidos tubos de aço 304 e 304 L, com e sem costura. Os tubos apresentram precisão dimensional, rugosidade superficial, propriedades mecânicas e características microestruturais adequadas. Não se constatou diferenças dignas de menção entre as propriedades dos tubos com costura e dos tubos sem costura.O processo de soldagem utilizado foi o TIG ( "Tungsten Inert Gas" ). Foram estudados os seguintes parâmetros de soldagem: gás de proteção (argônio e hélio); corrente de soldagem; velocidade de rotação do tubo; comprimento de arco posicionamento do eletrodo e vazão de gás. Foi desenvolvida uma câmara de soldagem, com atmosfera protetora, visando diminuir a oxidação superficial e a zona afetada pelo calor. As soldas foram avaliadas com auxílio de ensaios destrutivos (pressurização até arrebentamento, levantamento de perfis de microdureza e análise metalográfica) e não destrutivos (inspeção visual, exame dimensional, radiografia e vazamento de hélio).Em função dos resultados obtidos são sugeridos dois ciclos de soldagem: um para argônio e outro para hélio. As modificaçôes microestruturais, causadas pela soldagem, foram estudadas minuciosamente. A utilização de tubos, previamente encruados, permitiu a identificação e o estudo por meio de microscópia ótica e medidas de microdureza das várias regiões, são elas: zona de fusão; zona afetada pelo calor (região de crescimento de grão, região total e parcialmente recristalizada) e, finalmente zona não afetada pelo calor. Foram estabelecidas algumas relações entre parâmetros de soldagem e fenômenos metalúrgicos, tais como: solidificação; recuperação; recristalização; crescimento de grão e precipitação, que ocorrem durante o processo. / Abstract: This work describes the obtainment af austenitic stainless steel clad fuel rods for nuclear reactors. Two aspects have been emphasized: a) obtainment and qualification of AISI 304 and 304 L stainless steel tubes; b) the circumferential welding of pipe ends to end plugs of the same alloy followed by qualification of the welds. Tubes with special and characteristic dimensions were obtained by set mandrel drawing. Both, seamed and seamless tubes af 304 and 304 L were obtained.The dimensional accuracy, surface roughness, mechanical properties and microestructural characteristics of the tubes were found to be adequate. The differences in the properties of the tubes with and without seams were found to be insignificant. The TIG pracess of welding was used. The influence of various welding parameters were studied: shielding gas (argon and helium), welding current, tube rotation speed, arc length, electrode position and gas flow. An inert gas welding chamber was developed and constructed with the aim of reducing surface oxidation and the heat affected zone. The welds were evaluated with the aid of destructive tests (burst-test, microhardness profile determination and metallographic analysis) and non destructive tests (visual inspection, dimensional examination, radiography and helium leak detection). As a function of the results obtained, two different welding cycles have been suggested; one for argon and another for helium. The changes in the microstruture caused by welding have been studied in greater detail. The utilization of work hardened tubes, permited the identification by optical microscopy and microhardness measurements, of the different zones: weld zone; heat affected zone (region of grain growth, region of total and partial recrystallization) and finally, the zone not affected by heat. Some correlations between the welding parameters and metallurgical phenomena such as: solidification, recovery, recrystallization, grain growth and precipitation that occurred during the process have been established. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Carlos Alberto Cimini Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-24T13:05:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_NataliciodeMedeiros_M.pdf: 37176226 bytes, checksum: 4fbe964ff4a98beca09e3f5d3f4dffc6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A soldagem por atrito com pino não consumível (SAPNC), tem se mostrado muito útil na possível solução de limitações apresentadas por outros processos de soldagem, gerando juntas soldadas com menor nível de tensão residual e menor distorção final, permitindo soldar ligas metálicas não soldáveis por outros processos e apresentando a vantagem de não necessitar de material consumível. Porém, para uma possível aplicação prática desta tecnologia, se torna importante o conhecimento de parâmetros de resistência mecânica, resistência à fadiga e resistência à fratura da junta soldada. Dentro deste contexto, este trabalho procurou avaliar experimentalmente a medida da tenacidade à fratura de juntas de aço inoxidável supermartensítico via SAPNC por meio de ensaios padronizados de CTOD (Crack Tip Opening Displacement) de acordo com a norma BS 7448. Para isto, foi necessária a preparação de corpos de prova de tamanho padronizado em função da espessura da chapa. As chapas utilizadas foram usinadas com espessura de 17,7±0,2mm e posteriormente unidas por soldagem SAPNC, sendo a partir destas retirados corpos de prova de ensaio de flexão de três pontos. Procedendo-se a aplicação de uma carga senoidal sobre a amostra obtida, foram produzidas os pré-trincamentos necessários ao ensaio. Destes, se obtiveram resultados que, mostram que a soldagem deste material produz juntas com valores CTOD abaixo daqueles apresentadas pelo material de base, fragilizando acentuadamente a junta soldada somente na chamada região de avanço. Além disso, o modo de fratura se mostrou dúctil, com a geometria do trincamento sendo fortemente influenciada pelas alterações microestruturais geradas pelo processo / Abstract: The friction welding with non-consumable pin (SAPNC), has proved very useful in the solution of possible limitations presented by other welding processes, generating welded joints with lower residual stress and lower distortion, allowing welding of alloys not weldable by other processes and having the advantage of requiring no consumables. However, for a possible practical application of this technology, it becomes important to know the mechanical strength, fatigue strength and resistance to fracture of the welded joint. Within this context, this study sought to experimentally measure the fracture toughness of supermartensitic stainless steel joints made via SAPNC through standardized CTOD (Crack Tip Opening Displacement) tests in accordance with BS 7448 standard. For this was necessary to prepare specimens of standardized size as a function of plate thickness. The plates used were machined with a thickness of 17.7 ± 0.2 mm and subsequently joined by SAPNC welding being removed from these three point bending assay specimens. Proceeding applying a sinusoidal load on the obtained samples were produced precracks needed for testing. From these, were obtained results that show that the welding of this material produces joints with CTOD values below those presented by the base material, markedly weakening the welded joint only in the region called advancing side. Furthermore, the fracture mode showed being ductile, and the geometry of the cracking being strongly influenced by the microstructural changes generated by the process / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Antonio J. Ramirez, Maria Clara F. Ierardi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T21:56:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Seraphim_RafaelMolena_M.pdf: 6485115 bytes, checksum: 380cfffee5fa982ec74a9cdc78c88e3a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O avanço cientifico no estudo de átomos, moléculas e proteínas tem recebido uma contribuição significativa dos aceleradores de partículas, que em sua grande maioria são utilizados para a geração de radiação síncrotron. Por isso, o aprimoramento destas máquinas mostra-se de extrema importância para manter a ciência em seu contínuo avanço. O sistema de vácuo destas máquinas apresenta-se como um importante parâmetro para o seu bom funcionamento e melhorias neste promovem diretamente melhorias na qualidade da radiação síncrotron gerada. Logo, o desenvolvimento deste trabalho teve como principal objetivo o estudo das juntas soldadas das câmaras de vácuo que compõem o acelerador do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). As juntas foram preparadas com o processo de soldagem GTAW (Gás Tungsten Arc Welding) mediante a utilização de diferentes gases de proteção, como Argônio, Hélio e Nitrogênio, e misturas entre estes. Os estudos concentraram-se na análise da influência dos gases de proteção na dessorção de gases das juntas soldadas. Para a caracterização destas utilizaram-se as técnicas de análise de superfícies Dessorção Estimulada por Elétrons (DEE) e Dessorção Estimulada por Fótons (DEF). Adicionalmente, realizou-se um estudo comparativo entre as duas técnicas buscando-se estabelecer relações entre os resultados fornecidos pelas mesmas. Os resultados mostraram que a dessorção de gases independe do gás de proteção de soldagem, mas depende sim do nível de oxidação das juntas soldadas, as quais podem apresentar altas taxas de dessorção caso estejam muito oxidadas e os óxidos não sejam camadas contínuas. Em conclusão pode-se dizer que as juntas soldadas para câmaras de vácuo de aceleradores de partículas devem apresentar baixos níveis de oxidação, e apesar das semelhanças encontradas entre a DEE e a DEF é aconselhável utilizar a DEF para a caracterização de superfícies para trabalharem com radiação síncrotron / Abstract: The scientific advance of atoms, molecules and proteins studies has received an important contribution from particle accelerators, which are mainly used to generate synchrotron radiation. Hence, the improvement of these machines is necessary to maintain the continuous advance of science. One of the key components for the adequate operation of these accelerators is the vacuum system. Thus, its improvement directly impacts on the quality of the generated synchrotron radiation. Therefore, the principal purpose of this work is to study the gas desorption from the welding joints on the particle accelerators vacuum chambers. The welds were prepared using the GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) process with different shielding gases, as argon, helium and nitrogen, and some mixtures of them. The study concentrated on the analysis of the shielding gas influence on the gas desorption from the welded joints. The gas desorption of the joints was evaluated using Electron Stimulated Desorption (ESD) and Photon Stimulated Desorption (PSD). In addition, it was carried out a comparative study between both desorption techniques to establish relationships between the results provided by them. The results showed that the gas desorption from the welding joints does not depend on the welding shielding gas, but on the oxidation level of the joint, which can present high desorption yield if it is highly oxidized and these oxides are not a continuous film. Therefore, it is advisable to minimize the oxidation during welding of vacuum chambers for particle accelerators. Regarding the comparison between ESD and PSD they were found some similarities. However, PSD will have better performance characterizing surfaces that will be exposed to synchrotron radiation / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica