Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T08:58:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T02:07:20Z : No. of bitstreams: 1 190196.pdf: 66150291 bytes, checksum: 2a00b31ea99e845e24ecfb7140c944bb (MD5) / O processo de soldagem MIG/MAG PULSADO Com Duplo Arame e com Potenciais Isolados (MIG/MAG-PDAPI) é uma das ramificações dos sistemas MIG/MAG com duplo arame e é empregado, principalmente, em aplicações que requerem alta taxa de deposição de material. Neste trabalho foram feitos estudos sobre as principais variáveis do processo em soldagens com eletrodos de aço carbono e de arames tubulares, empregando-se a corrente pulsada para a transferência de material. Foram estudados o afastamento entre os arames, a corrente média, o posicionamento dos eletrodos em relação ao sentido de deslocamento dos arcos voltaicos, o comprimento dos arcos e a defasagem entre os pulsos de corrente. O uso do arame tubular visou a aplicação do processo em operações de revestimento. Foi verificado nesse estudo que essas variáveis influenciam a rigidez dos arcos e consequentemente o perfil geométrico dos depósitos. A tecnologia que permite ao duplo arame defasar os pulsos de corrente foi investigada com auxílio de uma câmera de filmagem de alta velocidade, atentando-se para os efeitos que essa tecnologia exerce sobre as transferências metálicas e sobre o comportamento dos arcos voltaicos. Ficou constatado que, para soldagens com corrente pulsada, empregando-se eletrodos de aço carbono maciços, os efeitos dessa variável são mais significativos sobre o perfil de penetração do cordão de solda, do que, sobre a estabilidade dos arcos, para a qual esta proposta tecnológica foi concebida nos atuais sistemas de duplo arame disponíveis. Na etapa referente à aplicação do processo às operações de revestimento, constatou-se que o MIG/MAG-PDAPI pode ser empregado com sucesso, uma vez que foram obtidas altas taxas de deposição de material, conciliadas à formação de cordões largos e planos, condições desejáveis para essas aplicações. No final do trabalho, foi proposto o desenvolvimento de um programa de seleção automática das variáveis de soldagem para essa aplicação específica. As equações paramétricas que integram o programa foram testadas em ensaios de simulação e mostraram-se adequadas para a estimação das variáveis.

The application of hardfacing brings the reduction of the wear and therefore increases service life of components and reducing the maintenance shutdowns. This work aims to study the wear resistance of hardface applied by welding, by using the process FCAW (Flux- Cored Arc Welding) Self-Shield Double Wire. Three types of consumables were used (FeCrC, FeCrC+Ti and FeCrC + Nb) with diameter 1.6 mm in twelve coating conditions. The coating was applied by welding on a steel SAE 1020 with and without E308lSi buttering, with metal transfer mode in short circuit. It was compared the deposits made with each condition. It was constructed specimens for the evaluation of wear in the laboratory with Rubber Wheel according to ASTM G65-00. The wear evaluation was made via mass loss. It was also carried analysis hardness and microhardness of the coating microstructure. The best wear resistance results were obtained with the use of two wires electrode with the same composition (FeCrC + Ti). The presence of Ti in the coating has fewer cracks and improves wear resistance in this study. The conditions with buttering have not shown good results with respect to wear resistance of coatings. / A aplicação de revestimentos com o objetivo de reduzir o desgaste e, consequentemente os custos de manutenção, busca o incremento da vida em serviço dos componentes e na redução das paradas programadas. Uma correta seleção do material depositado permite, dentre outras coisas, transformarem elementos descartáveis por desgaste em bens de capital recuperável, aumentar a resistência e prover as superfícies susceptíveis ao desgaste de características e propriedades desejadas e, em geral, aumentar a eficiência do processo. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a resistência ao desgaste abrasivo de revestimentos duros depositados em camada única através do processo de soldagem FCAW (Flux - Cored Arc Welding) Duplo Arame, com arame tubular auto protegido. Foram utilizados três tipos de consumíveis (FeCrC, FeCrC+Ti e FeCrC+Nb) de diâmetro 1,6 mm em doze condições de revestimento diferentes. O revestimento por soldagem foi aplicado sobre uma chapa de aço carbono SAE 1020 com e sem amanteigamento de liga E308LSi, utilizando-se o modo de transferência metálica por curto-circuito. Construiu-se corpos de prova para a avaliação do desgaste em laboratório com abrasômetro Roda de Borracha de acordo com a norma ASTM G65-00. A avaliação de desgaste foi feita via perda de massa. Foram realizadas também análise de dureza, microdureza e microestrutura dos revestimentos. Os melhores resultados de resistência ao desgaste foram obtidos com a utilização dos dois arames eletrodo de mesma composição (FeCrC+Ti - FeCrC+Ti). A presença do Ti no revestimento apresenta menor quantidade de trincas e melhora a resistência ao desgaste com o ensaio utilizado nesta pesquisa. As condições com amanteigamento não demonstraram bons resultados com relação a resistência ao desgaste dos revestimentos. / Mestre em Engenharia Mecânica

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho teve como objetivo o estudo exploratÃrio do processo MIG/MAG-DA-PI utilizando corrente alternada. Os ensaios foram executados em simples deposiÃÃo na posiÃÃo plana em chapas de aÃo baixo carbono com espessura de 3 mm utilizando arame eletrodo de 1,2 mm de diÃmetro. Foram realizados estudos sobre o nÃvel de corrente, tipo de onda aplicado em corrente alternada (CA-CP e CA-CC), a porcentagem de corrente alternada com o eletrodo na polaridade negativa (% CAEN), o sentido de deslocamento do eletrodo em relaÃÃo ao tipo de onda. Foi realizado tambÃm um estudo comparativo entre as soldagens realizadas em corrente alternada com corrente pulsada e sobre a disposiÃÃo dos eletrodos em relaÃÃo à direÃÃo de soldagem (âtandemâ e lado a lado). Foram avaliados os efeitos destes estudos nas caracterÃsticas geomÃtricas (penetraÃÃo, reforÃo e largura), na diluiÃÃo, na taxa de fusÃo do arame eletrodo, no aspecto superficial do cordÃo de solda e na microestrutura resultante na regiÃo de grÃos grossos da zona afetada pelo calor. Foi constatado que o aumento no nÃvel de corrente promove o aumento nas caracterÃsticas geomÃtricas, da diluiÃÃo e da taxa de fusÃo. A aplicaÃÃo de corrente alternada na soldagem MIG/MAG-DA-PI promoveu o aumento da taxa de fusÃo do arame, do reforÃo com a diminuiÃÃo da diluiÃÃo e da largura do cordÃo de solda. O aumento da % CAEN resultou no aumento do reforÃo, da taxa de fusÃo do arame, reduÃÃo da largura, da diluiÃÃo da solda e no refino da microestrutura. A aplicaÃÃo de corrente alternada no eletrodo anterior promoveu a reduÃÃo da diluiÃÃo com o aumento do reforÃo. Em comparaÃÃo com o uso da corrente pulsada, aplicaÃÃo de corrente alternada no processo MIG/MAG-DA-PI, para um mesmo nÃvel de corrente eficaz, resultou no aumento do reforÃo, da taxa de fusÃo do arame com a diminuiÃÃo da largura e da diluiÃÃo da solda. / The use of alternating current (or variable polarity) on the tandem GMAW process was investigated experimentally. Bead-on-plate test, in flat position, were carried out using a 1.2 mm diameter on mild steel sheet (3mm-thick). The level of welding current, waveform type applied in alternating current tandem GMAW: alternating-continuous current (AC-CC) and alternating-pulsed current (AC-PC), the percentage of alternating current in the negative polarity (% DCEN), the displacement direction of electrode applied related to waveform type. It was also carried out a comparative study between variable polarity and pulsed current in tandem GMAW and, a comparative study about the arrangement of electrodes in respect to the welding direction (tandem and side-by-side). The effects on welding geometric characteristics (penetration, reinforcement and width), weld dilution, electrode fusion rate and microstructure on coarsened grain heat affected zone (CG-HAZ) were evaluated. The experiments revealed that as current level increase, the geometrics characteristics, dilution and electrode fusion rate increased accordingly. The application of variable polarity in tandem GMAW process resulted in an increase on electrode fusion rate, reinforcement and, reduction of dilution and width of weld bead. Increasing % DCEN resulted in increase reinforcement and electrode fusion rate, reduction of dilution and width and, a refinement of microstructure. By applying variable polarity waveform on the trailing electrode, dilution is reduced and reinforcement is increased. Comparing welds made with pulsed current, the use of variable polarity in tandem GMAW process resulted in increase of reinforcement, electrode fusion rate and, reduction of width and dilution.