Antibodies play an important role in the natural immune response to invading pathogens. The strong and specific binding to their antigens also make them indispensable tools for research, diagnostics and therapy. This thesis describes the development of methods for characterization of an- tibody specificity and the use of these methods to investigate the polyclonal antibody response after immunization. Paper I describes the development of an epitope-specific serum fractionation technique based on epitope map- ping using overlapping peptides followed by chromatographic separation of polyclonal serum. This technique together with another epitope mapping technique based on bacterial display of protein fragments were then used to generate antibody sandwich pairs (Paper I), investigate epitope variations of repeated immunizations (Paper II) and to determine the ratio of antibodies targeting linear and conformational epitopes of polyclonal antibodies (Paper III). Paper IV describes the optimization of in situ-synthesized high-density peptide arrays for epitope mapping and how different peptide lengths influ- ence epitope detection and resolution. In Paper V we show the development of planar peptide arrays covering the entire human proteome and how these arrays can be used for epitope mapping and off-target binding analysis. In Paper VI we show how polyclonal antibodies targeting linear epitopes can be used for peptide enrichment in a rapid, absolute protein quantification protocol based on mass spectrometry. Altogether these investigations demonstrate the usefulness of peptide arrays for fast and straightforward characterization of antibody specificity. The work also contributes to a deeper understanding of the polyclonal anti- body response obtained after immunization with recombinant protein frag- ments. / <p>QC 20141111</p>

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.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

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.

Submitted by Victor Hugo Mendonça (victorhmendonca22@gmail.com) on 2016-07-14T18:34:53Z No. of bitstreams: 1 Tese_Victor_14_07_2016 final.pdf: 911359 bytes, checksum: 60f1e386da3b1337919d14a76237ba08 (MD5) / Rejected by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: O título presente na ficha catalográfica e capa do trabalho está diferente do título que consta na folha de aprovação. Por favor, corrija as informações e realize uma nova submissão Agradecemos a compreensão. on 2016-07-14T18:45:52Z (GMT) / Submitted by Victor Hugo Mendonça (victorhmendonca22@gmail.com) on 2016-07-14T19:37:52Z No. of bitstreams: 1 Tese_Victor_14_07_2016 final2.pdf: 910821 bytes, checksum: 1c2a6fac92c5cd96775707dcc1b13a52 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-15T19:43:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mendonca_vh_dr_araca.pdf: 910821 bytes, checksum: 1c2a6fac92c5cd96775707dcc1b13a52 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-15T19:43:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mendonca_vh_dr_araca.pdf: 910821 bytes, checksum: 1c2a6fac92c5cd96775707dcc1b13a52 (MD5) Previous issue date: 2016-05-20 / A endometrite é um dos problemas de maior frequência e relevância na reprodução de éguas. Os objetivos deste trabalho foram determinar o perfil das concentrações de IFN-γ, TNF-α, IL-2, IL-6, IL-10 e IL-4 presentes no soro sanguíneo e no lavado uterino de éguas com endometrite naturalmente adquirida e naquelas clinicamente saudáveis, bem como definir o padrão da resposta imune (TH1 e TH2); observar se a inflamação local no útero pode gerar inflamação sistêmica; e, verificar se o lavado uterino e o tratamento com enrofloxacina alteram o perfil de concentração das citocinas nestas éguas. Foram utilizadas 12 éguas da raça Quarto de Milha incluídas em programa de transferência de embriões e subdivididas em 2 grupos, com 6 animais cada: GC (animais sadios) e GE (animais com endometrite). Amostras de soro e lavado uterino foram colhidas nos dias 1 (início do cio), 2, 3, 4 e 5 dias após o início do cio. As concentrações de TNF-α, IL-2 e IFN-γ (TH1); IL-4, IL-6, e IL-10 (TH2) foram mensuradas por citometria de fluxo pelo método Cytometric Bead Array (CBA). As diferentes citocinas avaliadas nas amostras de lavado uterino, à exceção da IL-4, apresentaram concentrações mais elevadas em éguas do GE comparadas às do GC no dia 1. A utilização de lavados uterinos seriados associados a antibioticoterapia sistêmica não provocaram alterações significativas nas concentrações de citocinas presentes no útero de éguas do GC. As concentrações séricas de citocinas não diferiram entre os grupos. Nossos resultados estabeleceram o perfil de concentração de TNF-α, IFN-, IL-2, IL-6 e IL-10 bem como demonstraram que o padrão TH1 predominou sobre o TH2 no útero de éguas do GE quando comparado ao perfil de animais do GC no dia 1. Como ambas as vias estavam ativadas, sugere-se que o padrão TH0 esteja atuante no ambiente uterino de éguas com endometrite naturalmente adquirida. O tratamento com lavagens uterinas seriadas e antibiótico sistêmico foi eficiente em reduzir a concentração de citocinas no lavado uterino de éguas com endometrite em 72 horas, equiparando-se com os níveis do grupo de éguas saudáveis. / Endometritis is one of the most frequent and relevant diseases in mares. The goals of this study were to determine the profile concentration of cytokines such as IFN-γ, TNF-α, IL-2, IL-6, IL-10 and IL-4 present in blood serum and uterine lavage of mares with naturally acquired endometritis and those clinically healthy, well as set the pattern of immune response (TH1 and TH2); see if local inflammation in the uterus can cause systemic inflammation; and check whether the uterine lavage and the treatment with enrofloxacin alter the concentration profile of cytokines in these mares. Twelve Quarter Horse mares from an embryo transfer program were divided into 2 groups, with 6 animals each: control group (CG, healthy animals) and experimental group (EG, animals with endometritis). Blood serum and uterine lavage samples were collected on days 1 (onset of estrus), 2, 3, 4 and 5 (after onset of estrus). Concentrations of TNF-α, IL-2 and IFN-γ (TH1); IL-4, IL-6, and IL-10 (TH2) were measured by flow cytometry using the Cytometric Bead Array method (CBA). All cytokines, but not IL- 4, evaluated in the uterine lavage samples showed higher concentrations in mares with endometritis compared to healthy animals on day 1. The use of serial uterine lavages associated with systemic antibiotic therapy did not cause significant changes in concentrations of cytokines in the uterus of mares without endometritis. Serum concentrations of cytokines did not differ between groups. Our results established the concentration profile of TNF-α, IFN-, IL-2, IL-6 and IL-10 concentrations and showed that the TH1 immune response predominated over TH2 in the uterus of mares with endometritis when compared to healthy animals on day 1. As both pathways were activated, it is suggested that the TH0 immune response is active in the uterine environment of mares with naturally acquired endometritis. Treatment with serial uterine flushings and systemic antibiotic were effective in reducing the concentration of cytokines in uterine lavage of mares with endometritis in 72 hours, equating to the levels of healthy mares group.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

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.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

O objetivo deste estudo é avaliar a soldabilidade do tubo API 5CT grau C110 com CEiiw 0,76% e do tubo API 5CT grau Q125 com CEiiw 0,61%. Esses tubos, em aço temperado e revenido, fabricado pelo processo de laminação, possuem pontas roscadas não sendo desenvolvidos para a união por soldagem. Quando soldados esses tubos apresentam um elevado grau de transformação na zona afetada pelo calor (ZAC), com aumento elevado da dureza nessa região. Essa elevada dureza associada aos altos valores de carbono equivalente tende a propiciar o surgimento de fissuração por hidrogênio. Após a caracterização dos dois tubos e avaliação da aplicação de amanteigamento pela técnica da meia camada depositada com eletrodo E7018-1 com posterior tratamento térmico de revenimento, optou-se pelo uso do grau Q125 para desenvolver um procedimento de soldagem de união com o tubo API 5L X65. Para desenvolver tal procedimento, foi realizado o amanteigamento na extremidade do tubo API 5CT grau Q125, utilizando o processo de soldagem shielded metal arc weld (SMAW), seguido de tratamento térmico localizado. Após o tratamento térmico localizado, foi realizada a soldagem de união dos tubos utilizando o processo de soldagem gas tungsten arc weld (GTAW). Os resultados foram avaliados segundo os critérios de aceitação da norma API 1104 (2010) e requisitos adicionais da Petrobras, onde o procedimento foi considerado aprovado. / The subject of this study is to evaluate the weldability of pipes API 5CT grade C110 with CEiiw 0.76% and API 5CT grade Q125 with CEiiw 0.61%. These pipes, quenched and tempered steel, manufactured by the lamination process, have threaded ends and were not developed to be joined by welding. When welded, these pipes have a high degree of transformation in the heat affected zone (HAZ), with large increase of hardness in this region. This high hardness value associated with high values of carbon equivalent tends to favor the occurrence of hydrogen cracking. After its characterization and evaluation of buttering using half layer technique deposited by E7018-1 electrode with subsequent tempering heat treatment, grade Q125 was chosen to develop a welding procedure for union with API 5L X65 pipe. To develop such procedure API 5CT grade Q125 pipe end was buttered, using welding process shielded metal arc weld (SMAW), followed by localized treatment. After heat treatment this pipe was joined to API 5L X65 pipe using welding process gas tungsten arc weld (GTAW). The results were evaluated against the criteria of acceptance of the API 1104 (2010) standard and additional requirements from Petrobras. The procedure was considered approved.

abstract: Energy return in footwear is associated with the damping behavior of midsole foams, which stems from the combination of cellular structure and polymeric material behavior. Recently, traditional ethyl vinyl acetate (EVA) foams have been replaced by BOOST(TM) foams, thereby reducing the energetic cost of running. These are bead foams made from expanded thermoplastic polyurethane (eTPU), which have a multi-scale structure consisting of fused porous beads, at the meso-scale, and thousands of small closed cells within the beads at the micro-scale. Existing predictive models coarsely describe the macroscopic behavior but do not take into account strain localizations and microstructural heterogeneities. Thus, enhancement in material performance and optimization requires a comprehensive understanding of the foam’s cellular structure at all length scales and its influence on mechanical response. This dissertation focused on characterization and deformation behavior of eTPU bead foams with a unique graded cell structure at the micro and meso-scale. The evolution of the foam structure during compression was studied using a combination of in situ lab scale and synchrotron x-ray tomography using a four-dimensional (4D, deformation + time) approach. A digital volume correlation (DVC) method was developed to elucidate the role of cell structure on local deformation mechanisms. The overall mechanical response was also studied ex situ to probe the effect of cell size distribution on the force-deflection behavior. The radial variation in porosity and ligament thickness profoundly influenced the global mechanical behavior. The correlation of changes in void size and shape helped in identifying potentially weak regions in the microstructure. Strain maps showed the initiation of failure in cell structure and it was found to be influenced by the heterogeneities around the immediate neighbors in a cluster of voids. Poisson’s ratio evaluated from DVC was related to the microstructure of the bead foams. The 4D approach taken here provided an in depth and mechanistic understanding of the material behavior, both at the bead and plate levels, that will be invaluable in designing the next generation of high-performance footwear. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Materials Science and Engineering 2020