Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:13:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 222245.pdf: 2791906 bytes, checksum: 00a414cf1cf9cda24e5308b1d158dccf (MD5) / Neste trabalho foi estudada a aplicação do processo TIG com alimentação de arame para o reparo em operação de tubulações com pequena espessura remanescente. Foram revisados critérios existentes na literatura sobre a ocorrência da perfuração. Em primeira instância, foram realizados experimentos com aquecimento com tocha TIG em chapas e tubos contendo argônio a pressões entre 1, 20 e 40 bar. Os ensaios em chapa demonstraram que, diferentemente do que ocorre no processo eletrodo revestido, no processo TIG antes de atingir um tamanho da poça que leve à perfuração, há um significativo escorrimento na raiz da solda. Isso está relacionado com a menor pressão do plasma associada ao processo TIG. Nos ensaios em tubos, foi observado que a perfuração ocorria nas mesmas condições de soldagem, independentemente da pressão interna. Isto reforça as conclusões dos estudos do Instituto Battelle, e contradiz critérios formulados mais recentemente por outros autores. Para a aplicação do processo TIG alimentado, foram estudados, a seguir, as faixas de velocidade de arame para diversos níveis de potência do arco, considerando como critérios de aceitabilidade o comportamento dinâmico da tensão do arco e a convexidade do cordão, representada pela relação entre o reforço e a largura. Pode ser observado que as faixas de velocidade utilizáveis são bastante amplas, o que significa que os resultados do processo TIG alimentado não são prejudicados por variações que ocorram fortuitamente durante sua aplicação. Ensaios com TIG alimentado sobre chapa permitiram verificar que não ocorre perfuração ao soldar chapas de 3,2 mm com energias de até 7,0 kJ/cm. Ao realizar soldas de filete em juntas constituídas de chapas sobrepostas, para simular a união de uma calha com tubo, foi verificado mediante a medição da temperatura com termopares da superfície oposta ao arco, que as temperaturas atingidas são muito menores que as que ocorrem na deposição de cordão sobre chapa, de modo que os níveis de energia utilizáveis na soldagem em operação se tornam bem maiores. Por último, pode-se concluir que o processo TIG alimentado representa uma alternativa vantajosa para a soldagem de pequenas espessuras, em substituição ao processo eletrodo revestido, que é o corriqueiramente utilizado.

Neste trabalho foram estudadas soldas TIG (Tungsten Inert Gas) nos aços inoxidáveis 304 e 316, e no aço carbono 1020. As alterações das microestruturas foram investigadas por microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), enquanto que a corrosão destas regiões foi estudada por análises de polarização potenciodinâmica. Um sistema miniaturizado de análise corrosão, denominado sensor pontual de corrosão (SPC), foi utilizado com o objetivo de analisar a estreita região dos cordões de solda, estudando assim a influência da corrente de solda na corrosão desta região nos aços inoxidáveis 304 e 316. Os resultados mostraram que a alteração da estrutura cristalina na solda tornou esta região menos susceptível à corrosão que o material base, e o aumento da corrente de solda intensificou ainda mais este efeito, pela formação de estruturas mais compactas. No caso do aço carbono 1020 (mais susceptível à corrosão), o estudo da corrosão de sua solda foi feito utilizando técnicas eletroquímicas globais (potencial de circuito aberto, PCA, e espectroscopia de impedância eletroquímica, EIE) e técnicas de corrosão localizadas (espectroscopia de impedância eletroquímica localizada, EIEL, e técnica do eletrodo vibratório de varredura, TEVV). Para proteção contra a corrosão do aço inoxidável e suas soldas, foi utilizado um revestimento de polianilina (PAni) na forma de base esmeraldina; análises de polarização potenciodinâmica mostraram a eficiência deste revestimento protetor. Para o aço carbono 1020, devido à sua maior facilidade de oxidação, foi sintetizado um revestimento protetor a base de PAni e nanotubos de TiO2 (PAni/n-TiO2). As variáveis estudadas na síntese do polímero foram: temperatura de síntese, meio reacional, grau de dopagem do polímero (condutor ou isolante) e número de camadas. Os polímeros e compósitos foram caracterizados por espectroscopias nas regiões do ultravioleta-visível (UV-vis) e infravermelho (IV), MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os aços recobertos com os filmes foram analisados por MO e MEV, EDX, e por ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica, PCA e resistência de polarização, além de ensaio de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. As melhores condições encontradas foi para o revestimento de PAni/n-TiO2 desdopado (base esmeraldina) sintetizado a 25°C em meio de H2SO4, e com 3 camadas; o n-TiO2 apresentou um efeito de aumento da aderência do filme ao substrato metálico. / In this work TIG (Tungsten Inert Gas) welds have been studied in the 304 and 316 stainless steels, and in the 1020 carbon steel. The changes in the microstructure were investigated by optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), and the corrosion behavior in these zones were studied by potentiodynamic polarization analysis. A miniaturized corrosion analysis device, named corrosion punctual sensor, has been used to analyze the close weld bead, researching for the influence of the weld current in the corrosion process in this zone of the 304 and 316 stainless steels. The results showed that the change in the crystalline structure of the weld zone became this region less susceptible to corrosion process than their base material, and the increase in the weld current intensified this effect, by the formation of more compact structures. In the case of the 1020 carbon steel (more susceptible to corrosion processes), the corrosion in its weld zone was researched by global (like open potential circuit, OCP, and electrochemical impedance spectroscopy, EIS) and localized (like localized electrochemical impedance spectroscopy, LEIS, and scanning vibrating electrode technique, SVET) electrochemical techniques. For protecting stainless steels and their weld zones against corrosion processes, a polyaniline (PAni) coating in the emeraldine base form was used; potentiodynamic polarization analysis showed the efficiency of this protective coating. For the 1020 carbon steel, due to its mayor oxidation susceptibly, a protective coating of PAni and TiO2 nanotubes (PAni/n-TiO2) was synthesized. The variables researched were: synthesis temperature, reaction medium, degree of doping of the polymer (conductor or insulator) and number of layers. The polymers and composites were characterized by ultraviolet visible (UV-vis) and infrared spectroscopies, SEM and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX). The coated steels were analyzed by OM, MEV and EDX spectroscopies, and by potentiodynamic polarization, OCP and polarization resistance electrochemical measurements, besides accelerate corrosion tests in a salt spray chamber. The best conditions found for the dedoped PAni/n-TiO2 coatings (emeraldine base) were: temperature of synthesis of 25°C, H2SO4 as reaction medium, and with 3 layers; n-TiO2 has presented an effect of increasing the adherence of the coating with the steel.

A soldagem tem grande importância no setor metroferroviário, pois é empregada na fabricação de componentes estruturais e no acabamento de vagões de passageiros, que em sua maior parte são de aço inoxidável. As juntas soldadas podem apresentar descontinuidades que são interrupções que afetam as propriedades mecânicas e metalúrgicas da junta soldada. A presença destas descontinuidades, dependendo do seu tamanho, natureza ou efeito combinado, pode ocasionar a reprovação da junta soldada, quer pela redução de propriedades mecânicas ou pela não aceitação, segundo critérios estabelecidos em normas. Uma estrutura que tenha uma solda reprovada durante sua qualificação ou inspeção, pela presença de descontinuidades pode ser recuperada, por meio de um retrabalho a ser realizado nesta junta. A refusão do cordão de solda por meio do processo TIG (Tungsten Inert Gas), sem a utilização do material de adição, é uma técnica de retrabalho que pode ser empregada, em especial pela viabilidade técnica e econômica do processo. Neste estudo analisou-se a influência que o processo de reparo por soldagem TIG exerceu no comportamento mecânico e microestrutural das juntas soldadas pelo processo MIG, por meio de: ensaios mecânicos (tração, fadiga e microdureza Vickers), ensaios não destrutivos (inspeção visual e líquidos penetrantes) e caracterização microestrutural do cordão de solda. Resultados das amostras de ensaio de tração e fadiga indicaram que o reparo dos cordões de solda não alterou o comportamento mecânico das juntas. As juntas submetidas ao reparo nas quais foram retirados os reforços dos cordões apresentaram modificações nas propriedades mecânicas, mas também apresentaram resultados satisfatórios. / The welding has great importance in manufacture of subway cars because it is used in the manufacture of structural components and finishing in passenger cars which are mostly stainless steel. Joints may show the presence of discontinuities. The discontinuities are interruptions that affect the mechanical and metallurgical properties of the weld. The presence of these discontinuities, depending on their size, nature or the combined effect may lead to failure of the weld either by reduction of mechanical properties or non-acceptance criteria established in standards. A structure that has a weld failed during its qualification or inspection by the presence of discontinuities can be retrieved through a rework to be done in this joint. The remelting of the weld using the TIG process without the use of additional material, rework is a technique that can be employed in particular the technical and economic feasibility of the process. This study analyzes the influence that the process of TIG welding rework has on mechanical behavior and microstructure of welded joints by means of: mechanical tests (tensile and Vickers hardness), non-destructive testing (visual inspection and liquid penetrant) and characterization microstructure of the weld. Results of tensile test specimens and fatigue indicated that the repair of the weld beads did not change the mechanical behavior of joints. The joints subjected to repair in which they were removed the ribs of the beads showed changes in the mechanical properties, but also had satisfactory results.

O conjunto de tubos denominado sistema pneumático, tem a função de conduzir o ar quente pressurizado desde o motor até os pontos de utilização pelos sistemas ambientais da aeronave. A ocorrência de falhas em serviço de peças desse sistema soldadas pelo processo TIG (Tungsten Inert Gas), motivou o estudo da substituição desse processo pelo de soldagem a laser. Foi utilizado um laser a fibra de 2 kW de potência e tubos de titânio comercialmente puro grau 2, de 0,5 mm de espessura e 50 mm de diâmetro. Para efeito de comparação foram realizadas soldas pelo processo TIG, semi-automático, cujos parâmetros foram obtidos junto a uma empresa fabricante de aviões. Os tubos de titânio foram soldados em cheio, sem adição de arame, e o argônio foi utilizado como gás de proteção. Os parâmetros de soldagem a laser selecionados foram 200 W e 2000 mm/min e, 250 W e 300 mm/min. Os tubos soldados a laser apresentam cordões com aproximadamente 1 mm de largura e grãos de Ti-CP ?, enquanto que as soldas TIG resultam em cordões de 5 mm e grãos grosseiros serrilhado de Ti-CP ?. O refinamento microestrutural observado nas amostras soldadas a laser, em relação à TIG, deve-se a alta taxa de resfriamento, que no laser foi cerca de 70 vezes maior do que no TIG. Os tubos soldados a laser e TIG foram ciclados na bancada pneumática, 44.000 vezes, a 350 oC, sem fraturarem ou iniciarem uma trinca que comprometesse os testes de pressurização cíclica. Os resultados de fadiga evidenciaram uma maior resistência mecânica da solda a laser na condição de 200 W e 2000 mm/min, quando comparado com as demais condições de soldagem. As avaliações microestruturais e mecânicas dos cordões de solda evidenciaram as vantagens do processo de soldagem a laser para substituir o TIG, em junções do sistema pneumático de aeronaves. / The engine bleed air system, also known as pneumatic system, conducts the pressurized hot air from the engine to the environmental systems of aircrafts. In-service failures of the arc welded pneumatic parts have driven further developments of laser beam welding as an alternative method. Here, a fiber laser with 2 kW power had been employed to weld commercial purity titanium alloy tubes with 0.5 wall thickness and 50 mm diameter. For comparison purposes, semiautomatic TIG welding was realized, based on the previous experience of an aircraft company. All the welds were autogenous, bead-on-plate, and under protective argon atmosphere. The chosen parameters speed and laser powers for laser welding were 200 W - 2000 mm/min and 250 W - 300 mm/min. The laser welded tubes presented 1-mm wide weld beads composed by grained ?-Ti. The TIG welded tubes showed 5-mm wide beads composed by acicular ?-Ti grains. These observed differences had been associated to the cooling rate, which is seventy times higher in the laser case. Both laser and TIG welded tubes were cycled 44.000 times in a pneumatic bench at 350 oC without failures or cracks that could break the internal pressure. The condition 200W-2000mm/min presented superior fatigue resistance values compared to other welding conditions, and being similar to the tubes in the unwelded condition. On the other hand, the condition 250W-3000mm/min presented the highest dispersion for the fatigue lives. The microstructural and mechanical results shown that the current laser technology could replace with advantages the arc welding for the joining of the titanium tubes in the aircrafts pneumatic system.

Neste trabalho foram estudadas soldas TIG (Tungsten Inert Gas) nos aços inoxidáveis 304 e 316, e no aço carbono 1020. As alterações das microestruturas foram investigadas por microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), enquanto que a corrosão destas regiões foi estudada por análises de polarização potenciodinâmica. Um sistema miniaturizado de análise corrosão, denominado sensor pontual de corrosão (SPC), foi utilizado com o objetivo de analisar a estreita região dos cordões de solda, estudando assim a influência da corrente de solda na corrosão desta região nos aços inoxidáveis 304 e 316. Os resultados mostraram que a alteração da estrutura cristalina na solda tornou esta região menos susceptível à corrosão que o material base, e o aumento da corrente de solda intensificou ainda mais este efeito, pela formação de estruturas mais compactas. No caso do aço carbono 1020 (mais susceptível à corrosão), o estudo da corrosão de sua solda foi feito utilizando técnicas eletroquímicas globais (potencial de circuito aberto, PCA, e espectroscopia de impedância eletroquímica, EIE) e técnicas de corrosão localizadas (espectroscopia de impedância eletroquímica localizada, EIEL, e técnica do eletrodo vibratório de varredura, TEVV). Para proteção contra a corrosão do aço inoxidável e suas soldas, foi utilizado um revestimento de polianilina (PAni) na forma de base esmeraldina; análises de polarização potenciodinâmica mostraram a eficiência deste revestimento protetor. Para o aço carbono 1020, devido à sua maior facilidade de oxidação, foi sintetizado um revestimento protetor a base de PAni e nanotubos de TiO2 (PAni/n-TiO2). As variáveis estudadas na síntese do polímero foram: temperatura de síntese, meio reacional, grau de dopagem do polímero (condutor ou isolante) e número de camadas. Os polímeros e compósitos foram caracterizados por espectroscopias nas regiões do ultravioleta-visível (UV-vis) e infravermelho (IV), MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os aços recobertos com os filmes foram analisados por MO e MEV, EDX, e por ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica, PCA e resistência de polarização, além de ensaio de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. As melhores condições encontradas foi para o revestimento de PAni/n-TiO2 desdopado (base esmeraldina) sintetizado a 25°C em meio de H2SO4, e com 3 camadas; o n-TiO2 apresentou um efeito de aumento da aderência do filme ao substrato metálico. / In this work TIG (Tungsten Inert Gas) welds have been studied in the 304 and 316 stainless steels, and in the 1020 carbon steel. The changes in the microstructure were investigated by optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), and the corrosion behavior in these zones were studied by potentiodynamic polarization analysis. A miniaturized corrosion analysis device, named corrosion punctual sensor, has been used to analyze the close weld bead, researching for the influence of the weld current in the corrosion process in this zone of the 304 and 316 stainless steels. The results showed that the change in the crystalline structure of the weld zone became this region less susceptible to corrosion process than their base material, and the increase in the weld current intensified this effect, by the formation of more compact structures. In the case of the 1020 carbon steel (more susceptible to corrosion processes), the corrosion in its weld zone was researched by global (like open potential circuit, OCP, and electrochemical impedance spectroscopy, EIS) and localized (like localized electrochemical impedance spectroscopy, LEIS, and scanning vibrating electrode technique, SVET) electrochemical techniques. For protecting stainless steels and their weld zones against corrosion processes, a polyaniline (PAni) coating in the emeraldine base form was used; potentiodynamic polarization analysis showed the efficiency of this protective coating. For the 1020 carbon steel, due to its mayor oxidation susceptibly, a protective coating of PAni and TiO2 nanotubes (PAni/n-TiO2) was synthesized. The variables researched were: synthesis temperature, reaction medium, degree of doping of the polymer (conductor or insulator) and number of layers. The polymers and composites were characterized by ultraviolet visible (UV-vis) and infrared spectroscopies, SEM and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX). The coated steels were analyzed by OM, MEV and EDX spectroscopies, and by potentiodynamic polarization, OCP and polarization resistance electrochemical measurements, besides accelerate corrosion tests in a salt spray chamber. The best conditions found for the dedoped PAni/n-TiO2 coatings (emeraldine base) were: temperature of synthesis of 25°C, H2SO4 as reaction medium, and with 3 layers; n-TiO2 has presented an effect of increasing the adherence of the coating with the steel.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / The use of stainless steels has intensified with the industrial demand growing, which extends its application for various sectors such as the oil and gas, desalination equipment in industry, sugar industry, among others. In that context, the use of ferritic stainless steels has grown in recent years on account of its excellent relationship between corrosion resistance and cost, and a great option in substitution of austenitic stainless steels. Intending to study the connection of dissimilar stainless steels by means of a welding process, this paper will lay the submit the ferritic stainless steel AISI 444 and AISI 316L austenitic stainless steel with TIG welding autogenous (without filler metal) with pulsed current. That union seeks to get a fused zone with better mechanical properties together with the correction of possible related to welding those steels problems, such as grain growth in ferritic steels, to which its refinement is possible through the use of pulsed current during the procedure. The choice of these two materials was based on the characteristics of each one separately for they possess closest properties, despite having different classifications, allowing the combined use of both, and thus ferritic act in order to partially replace the austenitic stainless steel in situations where the combination of high corrosion resistance and mechanical strength are not relevant. That action combined, and does not affect the characteristics of the set of negative way is to use lower cost benefit, because the presence of nickel austenitic stainless steels by more expensive finishes them. Thus, it is expected to provide, through this work, further deepening the respect of dissimilar welding between stainless steel AISI 444 ferritic and austenitic stainless steel AISI 316L, evaluating operational parameters such as the pulse of current and heat input on obtained microstructure and mechanical properties. / A utilizaÃÃo dos aÃos inoxidÃveis tem se intensificado juntamente com a crescente demanda industrial, em que sua aplicaÃÃo se estende pelos mais variados setores, como por exemplo, na indÃstria de petrÃleo e gÃs, em equipamentos de dessalinizaÃÃo, na indÃstria sucroalcooleira, entre outros. Neste contexto, o uso de aÃos inoxidÃveis ferrÃticos tem crescido nos Ãltimos anos devido a sua excelente relaÃÃo entre resistÃncia à corrosÃo e custo, sendo uma Ãtima opÃÃo em substituiÃÃo aos aÃos inoxidÃveis austenÃticos. Objetivando estudar a uniÃo de aÃos inoxidÃveis dissimilares por meio de um processo de soldagem, o presente trabalho submeterà o aÃo inoxidÃvel ferrÃtico AISI 444 e o aÃo inoxidÃvel austenÃtico AISI 316L à soldagem TIG autÃgeno (sem metal de adiÃÃo) com corrente pulsada. Essa uniÃo visa obter uma zona fundida com melhores propriedades mecÃnicas juntamente com a correÃÃo dos possÃveis problemas relacionado à soldagem desses aÃos, como por exemplo, o crescimento de grÃo nos aÃos inoxidÃveis ferrÃticos, em que seu refinamento se torna possÃvel atravÃs da utilizaÃÃo de corrente pulsada durante o procedimento. A escolha desses dois materiais baseou-se nas caracterÃsticas inerentes a cada um separadamente e tambÃm por possuÃrem propriedades muito prÃximas, apesar de possuÃrem classificaÃÃes diferentes, permitindo a utilizaÃÃo combinada de ambos e dessa forma o aÃo inoxidÃvel ferrÃtico atuarà de forma a substituir parcialmente o aÃo inoxidÃvel austenÃtico nas situaÃÃes em que a combinaÃÃo de elevada resistÃncia à corrosÃo e resistÃncia mecÃnica nÃo sÃo tÃo relevantes. Essa utilizaÃÃo combinada, alÃm de nÃo afetar as caracterÃsticas do conjunto de maneira negativa tem como benefÃcio reduzir custos, visto que a presenÃa de nÃquel nos aÃos inoxidÃveis austenÃticos acaba por encarecÃ-los. Dessa forma, espera-se fornecer atravÃs deste trabalho um maior aprofundamento a respeito da soldagem dissimilar entre o aÃo inoxidÃvel ferrÃtico AISI 444 e o aÃo inoxidÃvel austenÃtico AISI 316L, avaliando os parÃmetros operacionais, como a pulsaÃÃo da corrente e a energia de soldagem sobre a microestrutura obtida, bem como as propriedades mecÃnicas.

A soldagem tem grande importância no setor metroferroviário, pois é empregada na fabricação de componentes estruturais e no acabamento de vagões de passageiros, que em sua maior parte são de aço inoxidável. As juntas soldadas podem apresentar descontinuidades que são interrupções que afetam as propriedades mecânicas e metalúrgicas da junta soldada. A presença destas descontinuidades, dependendo do seu tamanho, natureza ou efeito combinado, pode ocasionar a reprovação da junta soldada, quer pela redução de propriedades mecânicas ou pela não aceitação, segundo critérios estabelecidos em normas. Uma estrutura que tenha uma solda reprovada durante sua qualificação ou inspeção, pela presença de descontinuidades pode ser recuperada, por meio de um retrabalho a ser realizado nesta junta. A refusão do cordão de solda por meio do processo TIG (Tungsten Inert Gas), sem a utilização do material de adição, é uma técnica de retrabalho que pode ser empregada, em especial pela viabilidade técnica e econômica do processo. Neste estudo analisou-se a influência que o processo de reparo por soldagem TIG exerceu no comportamento mecânico e microestrutural das juntas soldadas pelo processo MIG, por meio de: ensaios mecânicos (tração, fadiga e microdureza Vickers), ensaios não destrutivos (inspeção visual e líquidos penetrantes) e caracterização microestrutural do cordão de solda. Resultados das amostras de ensaio de tração e fadiga indicaram que o reparo dos cordões de solda não alterou o comportamento mecânico das juntas. As juntas submetidas ao reparo nas quais foram retirados os reforços dos cordões apresentaram modificações nas propriedades mecânicas, mas também apresentaram resultados satisfatórios. / The welding has great importance in manufacture of subway cars because it is used in the manufacture of structural components and finishing in passenger cars which are mostly stainless steel. Joints may show the presence of discontinuities. The discontinuities are interruptions that affect the mechanical and metallurgical properties of the weld. The presence of these discontinuities, depending on their size, nature or the combined effect may lead to failure of the weld either by reduction of mechanical properties or non-acceptance criteria established in standards. A structure that has a weld failed during its qualification or inspection by the presence of discontinuities can be retrieved through a rework to be done in this joint. The remelting of the weld using the TIG process without the use of additional material, rework is a technique that can be employed in particular the technical and economic feasibility of the process. This study analyzes the influence that the process of TIG welding rework has on mechanical behavior and microstructure of welded joints by means of: mechanical tests (tensile and Vickers hardness), non-destructive testing (visual inspection and liquid penetrant) and characterization microstructure of the weld. Results of tensile test specimens and fatigue indicated that the repair of the weld beads did not change the mechanical behavior of joints. The joints subjected to repair in which they were removed the ribs of the beads showed changes in the mechanical properties, but also had satisfactory results.

O conjunto de tubos denominado sistema pneumático, tem a função de conduzir o ar quente pressurizado desde o motor até os pontos de utilização pelos sistemas ambientais da aeronave. A ocorrência de falhas em serviço de peças desse sistema soldadas pelo processo TIG (Tungsten Inert Gas), motivou o estudo da substituição desse processo pelo de soldagem a laser. Foi utilizado um laser a fibra de 2 kW de potência e tubos de titânio comercialmente puro grau 2, de 0,5 mm de espessura e 50 mm de diâmetro. Para efeito de comparação foram realizadas soldas pelo processo TIG, semi-automático, cujos parâmetros foram obtidos junto a uma empresa fabricante de aviões. Os tubos de titânio foram soldados em cheio, sem adição de arame, e o argônio foi utilizado como gás de proteção. Os parâmetros de soldagem a laser selecionados foram 200 W e 2000 mm/min e, 250 W e 300 mm/min. Os tubos soldados a laser apresentam cordões com aproximadamente 1 mm de largura e grãos de Ti-CP ?, enquanto que as soldas TIG resultam em cordões de 5 mm e grãos grosseiros serrilhado de Ti-CP ?. O refinamento microestrutural observado nas amostras soldadas a laser, em relação à TIG, deve-se a alta taxa de resfriamento, que no laser foi cerca de 70 vezes maior do que no TIG. Os tubos soldados a laser e TIG foram ciclados na bancada pneumática, 44.000 vezes, a 350 oC, sem fraturarem ou iniciarem uma trinca que comprometesse os testes de pressurização cíclica. Os resultados de fadiga evidenciaram uma maior resistência mecânica da solda a laser na condição de 200 W e 2000 mm/min, quando comparado com as demais condições de soldagem. As avaliações microestruturais e mecânicas dos cordões de solda evidenciaram as vantagens do processo de soldagem a laser para substituir o TIG, em junções do sistema pneumático de aeronaves. / The engine bleed air system, also known as pneumatic system, conducts the pressurized hot air from the engine to the environmental systems of aircrafts. In-service failures of the arc welded pneumatic parts have driven further developments of laser beam welding as an alternative method. Here, a fiber laser with 2 kW power had been employed to weld commercial purity titanium alloy tubes with 0.5 wall thickness and 50 mm diameter. For comparison purposes, semiautomatic TIG welding was realized, based on the previous experience of an aircraft company. All the welds were autogenous, bead-on-plate, and under protective argon atmosphere. The chosen parameters speed and laser powers for laser welding were 200 W - 2000 mm/min and 250 W - 300 mm/min. The laser welded tubes presented 1-mm wide weld beads composed by grained ?-Ti. The TIG welded tubes showed 5-mm wide beads composed by acicular ?-Ti grains. These observed differences had been associated to the cooling rate, which is seventy times higher in the laser case. Both laser and TIG welded tubes were cycled 44.000 times in a pneumatic bench at 350 oC without failures or cracks that could break the internal pressure. The condition 200W-2000mm/min presented superior fatigue resistance values compared to other welding conditions, and being similar to the tubes in the unwelded condition. On the other hand, the condition 250W-3000mm/min presented the highest dispersion for the fatigue lives. The microstructural and mechanical results shown that the current laser technology could replace with advantages the arc welding for the joining of the titanium tubes in the aircrafts pneumatic system.

This diploma thesis deals with weldability of Domex 460 MC material. There are two welding methods and three other welded materials in heterogenous connection which will be researched in this diploma thesis. The welding methods are fiber solid-state laser and a new method of hybrid welding called laser – TIG. The other materials are Domex 700 MC, S355J2 and DC01. Domex 460 MC is a high-strenght steel with fine-grained structure. During the welding process the imput heat decreases mechanical properties of the materials. This effect is caused by material seeds growing. From these samples (which were produced by welding) were created metallographic cuts. These metallographic cuts were analysed focusing on their makrostructure, microstructure, mikrohardnest and Mn arrangement in welded heterogenous samples using electron microscope and EDX analysis.

Thesis is focused on analyzing the influence of preheating process parameters using electric arc from TIG torch during laser welding on weld properties of stainless steel and carbon steel with higher strength. In this thesis experiment was done in which metal sheets 3 mm thick from X12Cr13 and S355 steels were welded. Welding was done first with using only laser, then laser with TIG preheating and lastly laser with preheated material by induction heater. When TIG preheating was used than set welding current was changed on the power source. The welds were subsequently evaluated based on macrostructure, microstructure and Vickers hardness test.