Os aços inoxidáveis do tipo duplex possuem grande importância na indústria, principalmente na do petróleo e gás natural, por apresentarem elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Caracterizam-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita. O presente trabalho caracterizou juntas soldadas por TIG autógeno de aço inoxidável duplex UNS S32760. Foram confeccionados quatro grupos de amostras, provenientes da variação da corrente de soldagem e consequentemente do aporte térmico (corrente de pico: 25A e 40A - aporte térmico: 0,12KJ/mm e 0,19KJ/mm) e da composição do gás de proteção (argônio puro ou argônio contendo 2,5% nitrogênio). Foram utilizadas técnicas de caracterização por metalografia colorida, análise e processamento digital de imagens, ensaios de microdureza Vickers. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios de potencial em circuito aberto com solução de cloreto férrico (FeCl3) e eletrodo de referência de calomelano saturado. A análise quantitativa das fases ferrita e austenita presentes nas juntas soldadas mostrou que a adição de nitrogênio no gás de proteção favoreceu a formação da fase austenita, variando de 11% (sem nitrogênio) para 26% (com nitrogênio) a quantidade desta fase. Em uma análise qualitativa a variação do aporte térmico: 0,12KJ/mm para 0,19KJ/mm resultou no aumento do tamanho de grãos da fase ferrita. / The duplex stainless steels are of great importance in industry, mainly in oil and natural gas due to their high mechanical strength and excellent corrosion resistance. They are characterized by having biphasic structure, consisting of nearly equal proportions of ferrite and austenite. The present work characterized welded joints by autogenous TIG process of duplex stainless UNS S32760. Four groups of samples were prepared, from the variation of welding current and consequently of heat input (20A and 40A - heat input: 0.12KJ/mm and 0.19KJ/mm) and the composition of shielding gas (pure argon or argon containing 2.5% nitrogen). Techniques of characterization by colored metallography, analysis and digital image processing and Vickers microhardness tests techniques were used. To evaluate the corrosion resistance, tests were performed at open circuit potential with a solution of ferric chloride (FeCl3) and reference electrode of saturated calomel. The quantitative analysis of ferrite and austenite phases present in the welded joints showed that the addition of nitrogen in shielding gas favored the formation of austenite phase, ranging from 11% (without nitrogen) to 26% (with nitrogen) the amount of this phase In a qualitative analysis the variation of heat input (0.12KJ/mm and 0.19KJ/mm) resulted in an increase of the ferrite phases grain size.

The diploma thesis focuses on laser welding of extra deep-drawn steel sheet according to the standard WSS-M1A365-A14 with a protective zinc surface layer. A 0,9 mm thick steel sheet with a zinc layer with coating weight 50 g · m^-2 is welded by a hybrid welding method Laser-TIG. The laser, as the primary energy source, is used for welding the material. The arc, provided by a non-melting tungsten electrode, is used for preheating the material for melting and evaporation of the zinc layer. Based on the initial experiments, the magnitude of the laser power with the welding speed was chosen as a constant parameter. The magnitude of the electric current, as the variable parameter, was set up to 0, 20, 30 and 40 ampers for welding the lap and the butt welds. Only one piece of the each weld type combination was made. The welds were afterwards tested to verify their quality and material properties. The first differences between laser welding with or without TIG preheating were visible during the experiment. The positive effects of the laser welding with preheating by TIG were confirmed. The material properties of the joints achieved better values and a influence of the welding defects on the quality of the joints was reduced. The Laser-TIG is a good choice for welding galvanized steel sheets in the mass production of automotive industry and it could be improved by more researches.

KELČA Daniel: Welding of thin-walled pipe The project, elaborated during the engineering study, field of study M-VTM (Production technology and industrial management) deals with welding of thin-walled pipes Cats in practise. There are methods of WIG and microplasma welding compared. The suggested basic material is corrosion-resistant ferritic steel X2CrMoTi18-2 (1.4521; AISI 444). Welding runs continuously and depends on the demanded length of the thin-walled pipe. The tests of the weld were designed on the basis of a literary study. They should help us together with the economic evaluation to assess the two methods.

Super Duplex Stainless Steels have superior corrosion resistance properties and strength compared to conventional steels. However, these properties are influenced by the different phases that precipitate during the heat treatment process. The conventional way of studying the time and temperature effects on the properties and micro-structure of SDSS is to prepare many samples at different temperatures and holding times. The welding research group at Production Technology Center, Trollhättan, Sweden, has recently developed a unique heat treatment method to produce a wide range of temperature by using a stationary TIG arc heat source. It results in a graded micro-structure in a single sample at a specific time period. The accuracy of the results ob-ained from this process is highly related to the accuracy of the temperature field model next to weld pool. In this work, a model was developed by using OpenFOAM CDF code, to predict the temperature field of the super duplex stainless steel samples that have been subjected to this novel TIG arc heat treatment process. The developed model was able to capture the trend in the overall temperature field in the heat affected zone. However, there was some mismatch between the modelled and experimental temperature profiles in certain locations in the heat affected zone. Further improvements have to be done to the developed model in order to take the phase transformation effect into account. A preliminary investigation has been carried out on how to implement this in the current model and reported in the thesis.

A técnica de soldagem apresenta vantagem de união de partes metálicas que permite melhora na adaptação e uniformidade na distribuição das forças mastigatórias, minimizando falhas no tratamento reabilitador. O objetivo foi avaliar a resistência flexural entre três métodos de soldagem diferentes: Chama Direta a maçarico, método TIG - Tungstênio gás inerte (Soldadora NTY - Kernit, Brasil) e o método de solda a Laser (Soldadora Desktop - Dentaurum, Alemanha) comparando a um grupo controle (Monobloco). Os espécimes cilíndricos foram obtidos a partir de canais de cera pré-fabricados com 3mm de diâmetro e 30mm de comprimento, fundidos em liga de Ni-Cr e seccionados transversalmente, formando os grupos T1 e L1. Depois da secção, dez espécimes dos grupos L e T receberam chanfros em 45° para preenchimento, formando os grupos (L2 e T2). As extremidades foram unidas com resina acrílica obedecendo a uma distância pré-determinada, de 0,3mm para o grupo chama direta, 0,1mm para o grupo TIG e juntas do tipo topo a topo para o grupo laser. Os corpos foram incluídos e soldados de acordo com a proposição. Após a soldagem os corpos de prova foram torneados e levados ao teste de flexão. Os dados foram submetidos aos testes estatísticos (ANOVA e Student-Newman-Keuls - p <0,05) para comparações múltiplas. De acordo com os resultados (MPa) o grupo M (1796,55) obteve o maior valor, seguindo pelo grupo C(1370,56), ficando o grupo T1(990,84) com o valor menor. Não houve diferença estatística entre os grupos soldados, existindo somente diferença entre os grupos de teste para o grupo controle em monobloco. No entanto podemos afirmar que o preenchimento parece influenciar discretamente os resultados da resistência flexural no grupo TIG. Conclui-se que o método TIG produz resultado semelhante ao laser e a chama direta, o que é clínica e operacionalmente importante. / The welding technique presents advantage of union of metallic parts that improves the adaptation and appropriate distribution of the bite forces, minimizing flaws in the dental prostheses. The objective was to evaluate the flexural strength in different welding methods: Brazing; Laser (Welder Desktop - Dentaurum, Germany) and Tungsten inert gas - TIG (Welder NTY - Kernit, Brazil), comparing to a control group (non-welded). The cylindrical specimens were obtained from prefabricated wax conduits with 3mm of diameter and 30mm of length, melted in Ni-Cr alloys and split up transversally, forming the groups T1 and L1. After of the section the groups L and T received slices in 45° for fulfill, forming the groups (L2 and T2). The extremities were united with acrylic resin obeying a predetermined distance, from 0,3 mm to the brazing group, 0,1 mm to the TIG group, and in the laser group there wasn\' t any space between the extremities of jointing. The specimes were included and welding in agreement with the proposition, turned and conducted to the flexion test. The data were submitted to the statistical test (ANOVA and Student-Newman-Keuls - p<0,05) for multiple comparisons. According to the results (MPa) the control group (1796,55) obtained the largest average value, followed by the brazing group (1370,56), being the group T1(990,84) with the smallest value. In terms of statistics there was no difference between the groups with welding, existing only difference among the tested groups for the control group. However, we can affirm that the completion seems to influence the results of the resistance flexural discreetly in the TIG group. It can be concluded that the TIG method produces similar result to the laser and the brazing, what is clinical and important operationally.

A técnica de soldagem apresenta vantagem de união de partes metálicas que permite melhora na adaptação e uniformidade na distribuição das forças mastigatórias, minimizando falhas no tratamento reabilitador. O objetivo foi avaliar a resistência flexural entre três métodos de soldagem diferentes: Chama Direta a maçarico, método TIG - Tungstênio gás inerte (Soldadora NTY - Kernit, Brasil) e o método de solda a Laser (Soldadora Desktop - Dentaurum, Alemanha) comparando a um grupo controle (Monobloco). Os espécimes cilíndricos foram obtidos a partir de canais de cera pré-fabricados com 3mm de diâmetro e 30mm de comprimento, fundidos em liga de Ni-Cr e seccionados transversalmente, formando os grupos T1 e L1. Depois da secção, dez espécimes dos grupos L e T receberam chanfros em 45° para preenchimento, formando os grupos (L2 e T2). As extremidades foram unidas com resina acrílica obedecendo a uma distância pré-determinada, de 0,3mm para o grupo chama direta, 0,1mm para o grupo TIG e juntas do tipo topo a topo para o grupo laser. Os corpos foram incluídos e soldados de acordo com a proposição. Após a soldagem os corpos de prova foram torneados e levados ao teste de flexão. Os dados foram submetidos aos testes estatísticos (ANOVA e Student-Newman-Keuls - p <0,05) para comparações múltiplas. De acordo com os resultados (MPa) o grupo M (1796,55) obteve o maior valor, seguindo pelo grupo C(1370,56), ficando o grupo T1(990,84) com o valor menor. Não houve diferença estatística entre os grupos soldados, existindo somente diferença entre os grupos de teste para o grupo controle em monobloco. No entanto podemos afirmar que o preenchimento parece influenciar discretamente os resultados da resistência flexural no grupo TIG. Conclui-se que o método TIG produz resultado semelhante ao laser e a chama direta, o que é clínica e operacionalmente importante. / The welding technique presents advantage of union of metallic parts that improves the adaptation and appropriate distribution of the bite forces, minimizing flaws in the dental prostheses. The objective was to evaluate the flexural strength in different welding methods: Brazing; Laser (Welder Desktop - Dentaurum, Germany) and Tungsten inert gas - TIG (Welder NTY - Kernit, Brazil), comparing to a control group (non-welded). The cylindrical specimens were obtained from prefabricated wax conduits with 3mm of diameter and 30mm of length, melted in Ni-Cr alloys and split up transversally, forming the groups T1 and L1. After of the section the groups L and T received slices in 45° for fulfill, forming the groups (L2 and T2). The extremities were united with acrylic resin obeying a predetermined distance, from 0,3 mm to the brazing group, 0,1 mm to the TIG group, and in the laser group there wasn\' t any space between the extremities of jointing. The specimes were included and welding in agreement with the proposition, turned and conducted to the flexion test. The data were submitted to the statistical test (ANOVA and Student-Newman-Keuls - p<0,05) for multiple comparisons. According to the results (MPa) the control group (1796,55) obtained the largest average value, followed by the brazing group (1370,56), being the group T1(990,84) with the smallest value. In terms of statistics there was no difference between the groups with welding, existing only difference among the tested groups for the control group. However, we can affirm that the completion seems to influence the results of the resistance flexural discreetly in the TIG group. It can be concluded that the TIG method produces similar result to the laser and the brazing, what is clinical and important operationally.

O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos parâmetros de um sistema mecanizado de soldagem, composto por uma tocha TIG e outra MAG em tandem, sobre a geometria do cordão de solda resultante. Os resultados obtidos foram comparados com soldas realizadas pelos processos TIG e MAG operando isoladamente. Os testes foram executados por meio de simples deposição de cordões sobre chapas de aço ao carbono AISI 1010 com espessura de 6,3 mm. Os parâmetros analisados foram: corrente de soldagem e distância da ponta do eletrodo até a peça no processo TIG, velocidade de alimentação de arame e tensão do arco no processo MAG, além de velocidade de soldagem e distância entre as tochas. Os cordões de solda foram executados em um dispositivo de soldagem mecanizado, que permite a variação da velocidade de soldagem, distância da ponta do eletrodo TIG e a distância entre as tochas. Os ajustes de corrente e tensão de soldagem foram feitos em duas fontes de potência separadas, ambas do tipo transformador-retificador, uma para cada tocha, devido às diferentes curvas características de cada processo. Através do projeto de experimento fatorial fracionado, foram avaliados os efeitos de dois níveis, um mínimo e outro máximo, mais quatro réplicas dos seus níveis intermediários, resultando em 20 experimentos para cada processo de soldagem. Os valores dos resultados finais indicam uma diferença ao utilizar uma tocha TIG para pré-aquecer o material base, porém, estatisticamente, essa diferença não é significativa entre os processos TIG e MAG em tandem e MAG convencional para a faixa de parâmetros de soldagem adotada. / This study aims to investigate the influence of process parameters of a mechanized welding system, comprising a GTAW torch and a GMAW torch in tandem configuration, on the geometry of the resulting weld bead, performed using GTAW and GMAW welding processes in tandem. The results were compared with weld beads performed by conventional GTAW and GMAW welding processes. The tests were conducted performing bead-on-plate deposits over AISI 1010 6,3 mm thick carbon steel plates. GTAW current, GMAW wire feed speed, GTAW arc length, GMAW voltage, welding speed and the distance between GTAW and GMAW torches were the analyzed parameters. The weld beads were performed in a mechanized welding bench, which allows the variation of speed, distance between torches and arc length of the GTAW torch. Current and voltage adjustments were made in two separate transformer-rectifier power sources, one for each welding torch, due to their different characteristic curves of each process. Through the fractional factorial design of experiment, the effects of two different levels for each parameter were analyzed, plus four replicates of the average values of these levels, resulting in 20 experiments for each welding process. The results show a difference on the weld bead geometry using a GTAW torch to preheat the base metal, however, this difference is not statistically significant between GTAW and GMAW welding process in tandem and GMAW welding process for the adopted range of welding parameters.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho procurou-se determinar as melhores condições para realizar a soldagem em aços AISI P20 e VP50IM, utilizados para moldes de injeção de plásticos, de modo a obter no estado como soldado características adequadas para responder uniformemente aos processos de polimento, espelhamento e texturização. A importância dessa uniformidade reside em que as diferenças de relevo na superfície são transferidas à peça injetada. As soldagens foram realizadas pelo processo TIG alimentado, usando um sistema mecanizado. Para a soldagem do aço P20 foi utilizado material de adição dissimilar, AWS ER 80S-B2. Para a soldagem do VP50IM foram utilizados dois arames, similar e dissimilar AWS ER 80S-B6. Em depósitos de cordão simples realizados com diferentes energias e posteriormente submetidos a tratamentos de superfície, foi possível verificar que para obter superfícies polidas ou espelhadas satisfatórias é preciso ter uma dureza uniforme na solda e metal de base, MB. Pelo contrário, a qualidade da superfície texturizada depende da uniformidade na microestrutura, mais do que na dureza. A partir de dados do ensaio de "implante de cordão", valores das temperaturas de transformação obtidos por dilatometria e uso de modelo de transferência de calor em soldagem, foi possível otimizar a aplicação das técnicas da dupla camada e passe de revenido, de modo que as soldas submetidas aos diversos tratamentos superficiais apresentaram qualidade satisfatória, para todas as combinações de materiais de base e de adição estudados. Enquanto que no aço VP50IM uma camada é suficiente para conseguir esses resultados, no aço P20 é necessário aplicar uma segunda camada para promover o tratamento térmico da primeira.

The 'high-pressure' atmospheric (TIG) arc plasma is studied by means of a multi-Langmuir probe system. In order to determine the appropriate regime of operation, definitions of the plasma parameters for the description of the argon arc are considered and evaluations are presented. A description of the probe basic techniques is followed by an in-depth discussion of the different regimes of probe operation. The emphasis is put on atmospheric and flowing (arc) regimes. Probe sheath theories are compared and “Nonidealities” like cooling due to plasma-probe motion and probe emission mechanisms are then described. The extensive literature review reveals that the existing probe theories are inappropriate for a use in the TIG arc, because of ‘high’ pressure (atmospheric), broad range of ionization across the arc, flowing conditions, and ultimately, to the uncertainty about onset of Local Thermodynamical Equilibrium. The Langmuir probe system is built to operate in floating and biased conditions. The present work represents the first extensive investigation of electrostatic probes in arcs where the experimental difficulties and the primary observed quantities are presented in great detail. Analysis methodologies are introduced and experimental results are presented towards a unified picture of the resulting arc structure by comparison with data from emission spectroscopy. Results from different measurements are presented and comparison is made with data on TIG arcs present in literature. Probe obtained temperatures are lower than the values obtained from emission spectroscopy and this ‘cooling’ is attributed to electron-ion recombination. However, it is believed that probes can access temperatures regions not attainable by emission spectroscopy. Only axial electric potential and electric field are obtained because of the equipotential-probe requirement. Estimations of the sheath voltage and extension are obtained and a qualitative picture of the ion and electron current densities within the arc is given.

O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos parâmetros de um sistema mecanizado de soldagem, composto por uma tocha TIG e outra MAG em tandem, sobre a geometria do cordão de solda resultante. Os resultados obtidos foram comparados com soldas realizadas pelos processos TIG e MAG operando isoladamente. Os testes foram executados por meio de simples deposição de cordões sobre chapas de aço ao carbono AISI 1010 com espessura de 6,3 mm. Os parâmetros analisados foram: corrente de soldagem e distância da ponta do eletrodo até a peça no processo TIG, velocidade de alimentação de arame e tensão do arco no processo MAG, além de velocidade de soldagem e distância entre as tochas. Os cordões de solda foram executados em um dispositivo de soldagem mecanizado, que permite a variação da velocidade de soldagem, distância da ponta do eletrodo TIG e a distância entre as tochas. Os ajustes de corrente e tensão de soldagem foram feitos em duas fontes de potência separadas, ambas do tipo transformador-retificador, uma para cada tocha, devido às diferentes curvas características de cada processo. Através do projeto de experimento fatorial fracionado, foram avaliados os efeitos de dois níveis, um mínimo e outro máximo, mais quatro réplicas dos seus níveis intermediários, resultando em 20 experimentos para cada processo de soldagem. Os valores dos resultados finais indicam uma diferença ao utilizar uma tocha TIG para pré-aquecer o material base, porém, estatisticamente, essa diferença não é significativa entre os processos TIG e MAG em tandem e MAG convencional para a faixa de parâmetros de soldagem adotada. / This study aims to investigate the influence of process parameters of a mechanized welding system, comprising a GTAW torch and a GMAW torch in tandem configuration, on the geometry of the resulting weld bead, performed using GTAW and GMAW welding processes in tandem. The results were compared with weld beads performed by conventional GTAW and GMAW welding processes. The tests were conducted performing bead-on-plate deposits over AISI 1010 6,3 mm thick carbon steel plates. GTAW current, GMAW wire feed speed, GTAW arc length, GMAW voltage, welding speed and the distance between GTAW and GMAW torches were the analyzed parameters. The weld beads were performed in a mechanized welding bench, which allows the variation of speed, distance between torches and arc length of the GTAW torch. Current and voltage adjustments were made in two separate transformer-rectifier power sources, one for each welding torch, due to their different characteristic curves of each process. Through the fractional factorial design of experiment, the effects of two different levels for each parameter were analyzed, plus four replicates of the average values of these levels, resulting in 20 experiments for each welding process. The results show a difference on the weld bead geometry using a GTAW torch to preheat the base metal, however, this difference is not statistically significant between GTAW and GMAW welding process in tandem and GMAW welding process for the adopted range of welding parameters.