Uma nova tecnologia de soldagem, denominada Friction Spot Welding (FSpW) utiliza uma ferramenta rotativa especial que transfere energia térmica e mecânica ao material sendo soldado. O processo se destina à soldagem de juntas sobrepostas, primariamente para ligas leves, mas, em teoria, é aplicável a qualquer material que apresente boa plasticidade. A crescente competitividade tem motivado as indústrias à otimização de processos, o que tem levado ao uso cada vez mais expressivo de ligas leves nas indústrias automobilística e aeronáutica. Soma-se a isto a necessidade de redução do consumo de combustível em veículos, dada a crescente preocupação com as questões do meio ambiente. Estes fatores tornam o processo FSpW um grande atrativo seja na substituição ou no uso complementar de tecnologias consagradas como soldagem a ponto por resistência elétrica e a LASER (indústria automobilística) e rebitagem (indústria aeronáutica). Neste trabalho foi feito um estudo da aplicabilidade do processo FSpW para a liga de alumínio 6181-T4 que tem forte apelo na indústria automotiva. O estudo teve como objetivo avaliar os efeitos dos parâmetros de processo, na microestrutura, na geometria da junta e no desempenho mecânico, além de buscar a otimização do processo para a liga em estudo. Tal otimização foi feita por meio do estudo dos mecanismos de fratura das soldas sob solicitação monotônica de cisalhamento e de tração. Juntas sobrepostas foram produzidas utilizando condições de soldagem variadas, por meio de diferentes combinações de velocidade de rotação e tempo de processamento. Os resultados obtidos mostraram que soldas de alta resistência e de reprodutibilidade são possíveis com este novo processo. O botão de solda FSpW da liga 6181-T4 é constituído de três elementos (União Principal, União Secundária e Cunha). As características destes elementos, somada às transformações metalúrgicas decorrentes do processo, afetam fortemente o comportamento em fratura das juntas e, conseqüentemente, o seu desempenho mecânico. / A new welding technique referred to as Friction Spot Welding (FSpW) suitable to produce overlap joints uses a spindle to transfer mechanical and thermal energy to the material being welded. Although initially developed for lightweight alloys this welding technique is suitable to virtually any material presenting some degree of plasticity. The process has shown potential applicability to complementary use together with other well established techniques such as resistance and LASER spot welding and riveting. In this work a study of the application of the FSpW process for the automotive aluminium alloy 6181-T4 was performed. Overlap joints were produced with different welding conditions by using different combinations of tool rotation speed and welding time. The objectives were the assessment of the welding parameters on the strength, microstructure and geometry of the joints, as well as the optimization of the process. The welded joints were assessed mechanically and metallurgically aiming the investigation of the mechanisms of joint formation and the optimization of the welding parameters. The methodology used for the optimization of the welding parameters was the fracture mechanisms of the joints under shear and tension loads. The results revealed that sound welds with high strength and toughness are possible to be produced with the 6181-T4 alloy using this process. Moreover, the metallurgical investigation revealed that the spot joint is comprised by three elements: Primary Union, Secondary Union and Rim. It was found that the characteristics of these three elements in addition to the metallurgical transformations imposed to the material play a fundamental role on the fracture behaviour of the joints and thus, on its mechanical behaviour.

Os processos de soldagem evoluíram muito nas últimas décadas. Com novas demandas para a indústria, surgimento de materiais mais avançados e com a criticidade dos processos manuais convencionais, o estudo volta-se para os processos de soldagem utilizando o método de fricção. No Brasil a soldagem por fricção ainda é pouco estudada. Os equipamentos existentes praticamente são em sua maioria importados e servem para uma demanda específica na indústria. A construção de uma máquina para estudos e pesquisa nesta área da soldagem é de grande importância para a evolução dos processos, na descoberta de novos métodos de união de materiais e principalmente gerando tecnologia independente de fontes externas. Nas instalações do Laboratório de Metalurgia Física (LAMEF) foi construída uma máquina com grande capacidade de força para soldagem por fricção, principalmente com pino consumível, onde é possível controlar as principais variáveis envolvidas no processo, contribuindo com a pesquisa neste setor. O objetivo deste trabalho é a validação da máquina de soldagem para estudos de soldagem por fricção, comprovando a sua eficiência através de repetitividade e possibilidade de reprodução dos parâmetros das soldas realizadas. Para isso, foi criado um programa para a realização da soldagem. Em uma segunda etapa foram efetuadas as modificações necessárias, variáveis de controle e parâmetros da soldagem, analisando os resultados das propriedades mecânicas e metalúrgicas dos materiais processados. Foram utilizados pinos consumíveis em chapas espessas utilizando variação na força de soldagem para verificação do efeito de preenchimento da solda, análises de consumo de material, verificação de dureza, metalografias, aquisição de temperatura e testes de dobramento. Para realizar aquisição da temperatura de soldagem foram utilizados dois métodos. No primeiro foram produzidas amostras nas quais foram medidas suas temperaturas durante a soldagem através de termopares inseridos na base. O segundo método foi com a aquisição da temperatura da rebarba através de termopares e com pirômetro ótico. Os resultados dos testes com a temperatura, metalografia, dobramento e a dureza encontrada na interface de soldagem foram correlacionados com os parâmetros utilizados. Além dos testes com pinos processados em chapas, foram realizadas soldagens em outras geometrias, de modo a testar a capacidade da máquina e prever modificações nas quais serão possíveis estudos de novas técnicas. / The welding processes have evolved greatly over the last decades. With new needs of modern industry, the arise of advanced materials and the criticality of the conventional manual processes, the research turns to welding using friction methods. In Brazil, friction welding is still not properly explored. Essentially all existing equipment are mostly imported and used for a specific demand in the industry. The construction of a machine for research in this welding area is of great importance for the evolution of the process, the development of new methods of joining materials and mainly to generate national technology independent of external sources. A high load capacity machine was built at the Physical Metallurgy Laboratory (LAMEF) of the Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS). The main variables involved in the process can be controlled, contributing to researches in this field. The objective of this work is the validation of the welding machine by evaluating its repeatability. A program was developed to grant the possibility of reproducing the parameters of each welding process. In a second stage, the influence of the control variables and welding parameter were taken into account by analyzing the mechanical and metallurgical properties of the processed material. Consumable pins were processed against thick metal sheets varying the welding force to evaluate the effect on filling, deposition rate, hardness, metallography, temperatures cycle and bending tests. Two methods were used to register the welding temperatures. In the first one, the base specimens were instrumented with thermocouples. In the second one, thermocouples and an optic pyrometer were used to register the temperature at the flash. The results of the temperature tests, metallography, bending tests and bondingline hardness data were correlated with the welding parameters. Besides the pin-sheet base combination, other geometries were welded, in a way to test the equipment capacity and look forward modifications that will provide new joining techniques.

Orientadores: Cecilia Amelia de Carvalho Zavaglia, Sonia Maria Malmonge / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T15:43:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bavaresco_VanessaPetrilli_M.pdf: 8315786 bytes, checksum: 88c9f23e8e42c4fab0e0fd9c77f0a4db (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Problemas relacionados com a restauração de juntas sinoviais danificadas são muito freqüentes e traumatizantes para um grande número de pessoas. Quando a junta está muito comprometida, o procedimento utilizado é sua substituição por uma articulação artificial que consiste em um conjunto no qual, normalmente, a parte óssea é substituída por um elemento metálico e a cartilagem articular por um elemento polimérico. O Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular (pEUAPM) é o material polimérico que apresenta as melhores propriedades mecânicas para ser utilizado como componente em uma junta artificial, porém ainda é suscetível ao desgaste ocasionando a falência das próteses. Em outros casos, onde a lesão na cartilagem articular ainda se encontra em estágios iniciais e sua substituição por uma prótese total é inviável, busca-se apenas uma reparação local do defeito. Para tanto, pode-se utilizar um dispositivo composto por uma matriz porosa cerâmica ou metálica recoberta por um hidrogel para a reconstrução do defeito. Para minimizar o desgaste sofudo pelos componentes das juntas artificiais e desenvolver um dispositivo capaz de ser utilizado no reparo de defeitos osteocondrais, ou seja, defeitos que atingem a cartilagem articular e o osso subcondral, foi realizado o estudo do recobrimento de substratos sólidos porosos de PEUAPM e de uma mistura de Hidroxiapatita (HA) e _-Fosfato Tricálcico (_-TCP) com hidrogel polimérico a base de poli (metacrilato de 2-hidroxietila) (pREMA), material muito estudado para ser utilizado como reparador da cartilagem articular natural. O estudo envolve também a melhoria das propriedades mecânicas do hidrogel através da obtenção de blendas do tipo rede polimérica semi-interpenetrante (sIPN) de pREMA e acetatobutirato de celulose (CAB), pREMA e hidroxietil celulose (HEC) e pREMA e poli (metacrilato de etila) (pEM). Os materiais foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura SEM), Análise Dinâmico Mecânico (DMA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Microscopia Óptica (OM). Além disso, foram realizados ensaios quanto ao desgaste dos materiais usados no recobrimento em um equipamento do tipo TRI-PIN-ON-DISK. O recobrimento de pREMA foi totalmente destruído ainda no início do ensaio de desgaste, enquanto que os recobrimentos formados pelas blendas de pHEMA-CAB e pHEMA-PEM resistiram a todo o tempo de ensaio, apresentando indícios de desgaste adesivo e abrasivo. Os resultados analisados mostraram a viabilidade em se melhorar as propriedades mecânicas do hidrogel através da obtenção de blendas do tipo sIPN utilizando como polímeros lineares de reforço o CAB e o PEM / Abstract: Problems concerning the repair of damaged synovial joints are very ftequent and traumatic to a great number of people. In those cases where the damage extent is very high, the articular surface is usually an ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE), even though it under goes severe wear when used as the cartilage counterpart in artificial joints, which sometimes leads to prostheses failure. On the other hand, when the damage of the articular cartilage does not require its complete replacement, only the repair of local defects is sought by using either a metallic or a porous ceramic substrate coated with a hydrogel. Aming at reducing the wear to which the artificial joints are submitted, and in order to develop a device capable ofbeing used in osteochondral defects, defects which affect both the articular cartilage and the subchondral bone, this work studied the coating of solid porous substrates of UHMWPE and ceramic composite between hydroxyapatite (HA) and (3-tricalcium phosphate «(3- TCP) with a poly(2-hydroxyethyl methacrylate), polymer hydrogel (pREMA), a material widely investigated as a substitute for natural articular cartilage. This work also aimed at improving the mechanical properties of the hydrogel through the syntheses of sIPN-type blends between pREMA and cellulose acetate butyrate (CAB), pREMA and hydroxyethyl cellulose (HEC), and pHEMA and polyethyl methacrylate (pEM). The substrates were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Dynamical Mechanical Analysis (DMA), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Optical Microscopy (OM). Also, the coating materiaIs had their wear behavior evaluates in a TRI-PIN-ON-DISK equipment. The pHEMA coating was completely destroyed at the first wear cycles, white those coatings prepared with pHEMA - CAB and pREMA - PEM showed only slight signs of both abrasive and adhesive wear, after the complete experiment. The results thus obtained strongly suggest the possibility of improving the mechanical properties of the hydrogel by the syntheses of sIPN-type blends using linear reinforcing polymers CAB and PEM / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Edison Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T17:32:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zangiacomi_MarcosHenrique_M.pdf: 3937713 bytes, checksum: 15ae11970d576908233bec3f8320d708 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho foram desenvolvidas várias formulações com o intuito de analisar as propriedades mecânicas e fisicas dos compósitos para utilização em materiais de fricção, como pastilhas de freio e dar às indústrias novas alternativas na produção de materiais de aplicação específica. Foram testadas várias proporções de fibras de P ANox e aramida e também a substituição da alumina pela mica, para o estudo dos efeitos destes aditivos nas propriedades específicas do compósito e também como variável em termos de custos do processo, já que cargas com fins não reforçantes diminuem os custos de fabricação. A confecção das pastilhas de freio seguiram procedimentos e parâme1rOS utilizados hoje pela indústria, levando se em conta o modelo geométrico BPN 222 da BRASFREIOS utilizados em carros como o GOL 1.6 da VolksWagen. Foram analisadas as principais características que podem afetar a qualidade final de um compósito, como dureza (Gogan), densidade, umidade das fibras e ponto de cura. Com o objetivo de processar materiais de custo acessível e dar às indústrias alternativas para a substituição do asbesto nas formulações, foram analisados os principais parâme1ros fisicos dos compósitos como resistência ao cisalhamento e o coeficiente de fricção, através da bancada de ensaio Krauss, comparando os resultados obtidos com os resultados da pastilha de freio comercial / Abstract: In this work, had been developed some formulations with intention to analyze the mechanical and physical properties of the composites for use in friction materiaIs, as brake pads, being given the industries, new aItematives in the production of materiais for specific applications. They had been tested you also vary ratio of fibres (aramid and P ANox) and, the substitution of alumina for the mica, with the objective of if studying the effect of these additives in the specific properties of the composites. The confection of the tablets had followed procedures and parameters used for the industry, leading if in account geometric model BPN 222 of the BRASFREIOS used in automobiles. With the objective of the processing of materiais of accessible cost and to give the aItemative for the substitution of the asbestos in the manufactred processes, the main physical parameters of the composites had been analyzed as, hardness (Gogan), density, shear strenght, point of cure, and the coefficient of friction, comparing the results gotten with results of commercial brake pads / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Roberto Funes Abrahão, Oscar Antonio Braunbeck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agricola / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:14:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gonzaga_MariaCristina_M.pdf: 3851067 bytes, checksum: 0a77b52d36f9fc85af9a70a4f8bf68d5 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A negociação tripartite entre a FUNDACENTRO, o Sindicato dos Empregados Rurais de Araraquara e a Usina Santa Cruz permitiu a realização do estudo sobre os equipamentos de proteção individual (EPI) e das ferramentas de trabalho durante a execução da atividade de cortar manualmentea cana-de-açúcar. A problemática se manifestou frente às estratégias utilizadas pelos trabalhadores para viabilizarem o uso conjunto das ferramentas e dos EPI, prescritos como obrigatórios pela Norma Regulamentadora Rural n o 4 (Ministério do Trabalho e Emprego)e pelas normas internasda empresa. A principal estratégia desenvolvida foi emborrachar o cabo do facão, com o objetivo de minimizar o efeito da falta de aderência entre a luva de proteção e o cabo do facão. A metodologia utilizada no presente estudo foi analisar qualitativamente, através da aplicação de questionários, quatro modelos de luvas junto a quarenta e sete trabalhadores, além de analisar quantitativamente o coeficiente médio de atrito estático desenvolvido entre as luvas e a madeira com que é confeccionado o cabo do facão; os experimentosforam feitos com madeira limpa e emborrachada e com luvas novas e usadas. Nesta etapa testou-se a seguinte hipótese: os valores do coeficiente de atrito estático desenvolvido entre as luvas de proteção e a superficie do cabo do facão dependem do tipo de luva, da condição da luva e do tipo de superfície. A hipótese apresentada foi confirmada, pois o coeficiente de atrito estático depende do tipo de luva, da condição da luva e do tipo de superfície. A pesquisa qualitativa apontou a luva de proteção de raspa de couro e nylon como a preferida dos trabalhadores, pelo conforto advindo do fato desta luva se ajustar bem às mãos, não prejudicar os movimentos e não ocasionar danos às mãos. o coeficiente de atrito não foi prioritário na seleção das luvas feita pelos trabalhadores, pois este problema é passível de minimização pelo desenvolvimento de estratégias como o emborrachamento do cabo do facão. Os atributos principais na seleção das luvas foram outros não passíveis de estratégias, ou seja, tamanho e localização de costuras e qualidade do material / Abstract: The tripartite negotiation among FUNDACENTRO,the Rural Workers' Union of Araraquara and the Santa Cruz Sugar Mill allowed for the undertaking of a study on personal protective equipment (PPE), as well as on tools used during the activity of manual cutting of sugarcane. The problem manifested itself in the face of the strategies adopted by workers to make it feasible the concomitant usage of tools and PPE prescribed as obligatory by the Rural Rule n° 4 (Ministry of Labor and Employment) and internal norms of the company. The main strategy developed was to produce rubber-coatedknife handles in order to minimize the effect of lack of adhesion between the safety glove and the knife handle. The methodology used in the present study was to analyze qualitatively, by means of the appJicationof questionnaires, four modeJs of gJoves being used by forty-seven workers, and analyze quantitatively the average coefficient of static friction developed between the gloves and the wood used in the manufacturing of the knife handle; the experiments were carried out with clean and rubber-coatedwood and with new and used gloves. In this stage the following hypothesis was tested: the values of coefficient of static friction developed between the safety gloves and the surface of the knife handle depend on the kind of glove,the conditionof the glove and the kind of surface. The hypothesis presented was confirmed, because the coefficient of static friction depends on the kind of glove, the condition of the glove and the kind of surface. The qualitativeresearch pointed to the safety glove made of leather chips and nylon as the workers' favorite, due to the comfort resulting from the fact that this glove adjusts well to the hands, does not prevent the motions and does not cause damages to the hands. The coefficient of friction was not a priority in the selection of gloves made by workers, since this problem can be minimized by means of the developmentof strategies such as coating the knife handle with rubber.The main attributes in the selection of gloves were other ones not liable to strategies, i.e., the size and location of seams and the quality of the material / Mestrado / Maquinas Agricolas / Mestre em Engenharia Agrícola

Orientador: Cecílio Sadao Fugivara / Banca: Marina Magnani / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Zeki Nall / Banca: Elivelton Alves Ferreira / Resumo: O comportamento eletroquímico localizado das ligas similares e dissimilares foi estudado utilizando-se áreas em escala milimétrica e micrométrica. Para delimitar as diferentes regiões da solda foi utilizada uma minicélula com diâmetro interno de 1,7 mm ou uma microcélula com capilar de vidro com vedação de silicone e diâmetro de 100 micrômetros. Com essas células que permitem analisar uma pequena área, foi possível localizar e estudar as diferentes regiões da solda afetadas pelo calor e do metal base da liga. A morfologia da superfície das amostras soldadas foi caracterizada por microscopia óptica (OM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) acoplada a um sistema de Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios X (EDS). As medidas de microdureza mostraram que na Zona de Mistura (ZM) o valor da microdureza foi menor, enquanto que no Metal Base da AA7475-T651 (MB7475) o valor foi maior comparado às demais regiões. Com a minicélula em NaCl 10 mM, foram realizadas as medidas de potencial em circuito aberto (Eca), Voltametria Cíclica (CV) para estudo do PDM (Point Defect Model), Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), e polarização potenciodinâmica. Na microcélula em NaCl 1 mM + 0,1 M Na2SO4 foram obtidas as medidas de Eca, EIS e polarização potenciodinâmica, enquanto que os experimentos de análise de Ruído Eletroquímico (ENA) foram feitos em uma célula com dois eletrodos de trabalho similares ou dissimilares (diâmetro de 1,7 mm exposto a solução) medidos com dois ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electrochemical behavior of the similar and dissimilar alloys was studied using millimeter and micrometric scale areas. To delineate the different regions of the weld were determined using a minicell with an internal diameter of 1.7 mm or microcell glass capillary diameter 100 m and sealing with silicone. With these cells utilizing a small area, it was possible to locate and study how different regions of the weld affected by heat and base metal alloy. The surface morphology of the welded samples was characterized by optical microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled to an X-ray Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) system. The microhardness measurements showed that in the Mixing Zone (ZM) the value was lower, while in the Metal Base of AA7475-T651 (MB7475) the value was higher compared to the other regions. With the minicell in 10 mM NaCl, the measurements of open circuit potential (Eoc), Cyclic Voltammetry (CV) for the study of Point Defect Model (PDM), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and potentiodynamic polarization were performed. In the microcell in 10 mM NaCl + 0.1 M Na2SO4, the measurements of Eoc, EIS and potentiodynamic polarization were obtained, whereas the Electrochemical Noise (ENA) experiments were done in a cell with two similar or dissimilar working electrodes (diameter of 1.7 mm exposed to solution) and measured with two reference electrodes. With the minicell and the microcell was possible to analyze the different region... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Introdução: Biofilme consiste em um conjunto de microrganismos embutidos em uma matriz extracelular. O biofilme tradicional (TBF) se desenvolve em locais com contínua hidratação, e o biofilme buildup (BBF), em produtos para a saúde expostos a repetidos ciclos de sujidade, limpeza, desinfecção e secagem. Objetivo: avaliar o impacto do uso de detergente e fricção para remover biofilme buildup-5 (BBF-5) e biofilme tradicional-5 (TBF-5) de canais endoscópicos gastrointestinais flexíveis, bem como o impacto do glutaraldeído após a limpeza. Métodos: O BBF-5 foi desenvolvido após a exposição da superfície interna dos canais de endoscópicos gastrointestinais ao Artificial Test Soil (ATS) contendo 108UFC/ml de Pseudomonas aeruginosa (PA) e Enterococcus faecalis (EF), limpeza, desinfecção de alto nível (DAN), enxágue e secagem durante cinco dias. O mesmo processo foi utilizado para desenvolver o TBF-5, porém a fase de DAN foi omitida. Limpeza com detergentes com enzimas de pH neutro e detergentes sem enzimas com pH alcalino, escova com cerdas e dispositivo de limpeza pull thru foram comparados à limpeza com água e sem fricção para remover o BBF-5 e o TBF-5. Testes de proteína e carboidrato, contagem de bactérias viáveis e adenosina trifosfato (ATP) foram realizados. Teste de Kruskal-Wallis e análise de post hoc Dunn-Bonferroni foram realizados. Resultados: Não houve diferença estatisticamente significante (p>0,05) entre a quantidade de EF e PA nos canais com TBF-5 e BBF-5. Não houve diferença da eficácia para a remoção de PA em TBF-5 entre o detergente enzimático e a água, em ambas as situações, a limpeza apenas não foi eficaz (p>0,05) na ausência de fricção (flush). Por outro lado, o detergente alcalino, associado a todos os procedimentos de limpeza (ausência e presença de fricção) e DAN, foi eficaz para remoção de PA. Para a remoção de EF em TBF-5, a eficácia da limpeza foi alcançada em todas situações avaliadas (com e sem fricção) com o uso do detergente enzimático; com a água, na presença de fricção (pull thru e escovas de cerdas); e com detergente alcalino, apenas com o método de limpeza com escovas de cerdas (p<0,05). Para a remoção de bactérias em BBF-5, formados em canais de PTFE, não houve diferença da eficácia para a remoção de PA entre o detergente enzimático e o alcalino, em ambas situações, todos os procedimentos avaliados foram eficazes (p<0,05), enquanto que a água foi ineficaz para remoção de PA apenas na ausência de fricção (p>0,05). Para a remoção de EF em BBF-5, o detergente enzimático e a água foram eficazes em todas situações avaliadas; o detergente alcalino, foi eficaz na presença de fricção com o dispositivo pull thru e escovas de cerdas (p<0,05). Testes de ATP, proteína e carboidrato foram incapazes de detectar biofilme. Conclusão: Água potável de torneira, detergente com enzimas e detergente alcalino sem enzimas foram eficazes para a completa remoção de BBF-5 e TBF-5 na presença de fricção (pull thru ou escova com cerdas) durante a limpeza. Na ausência de fricção, detergente enzimático apresentou maior habilidade para remover E. faecalis de TBF-5 e BBF-5, detergente alcalino para remover P. aeruginosa e a água não foi eficaz para a remoção de ambos microrganismos. Glutaraldeído destruiu bactérias remanescente após a maioria das combinações de limpeza avaliadas. / Background: Biofilm is the accumulation of microorganisms enclosed in an extracellular matrix. Traditional biofilm (TBF) develops under continuous hydration whereas buildup biofilm (BBF) develops on medical devices that are exposed to repeated cycles of soiling, cleaning, disinfection and drying. Objetive: to evaluat the impact of detergent and friction on BBF-5 and and TBF-5 removal from PTFE channels as well as the killing efficacy of glutaraldehyde post cleaning. Methods: BBF-5 was developed by repeated rounds over five days of exposure to bacteria, cleaning, high level disinfection (HLD), rinsing and drying of the inner surface of new polytetrafluorethylene (PTFE) channels. Artificial Test Soil (ATS) containing 108CFU/ml of Pseudomonas aeruginosa (PA), and Enterococcus faecalis (EF) was used for the bacterial exposure. The same process was used to develop TBF-5, however the HLD step was omitted. Cleaning with enzymatic and alkaline detergents, bristle brush and pull thru cleaner were compared to a water-flush only to determine BBF-5 and TBF-5 removal. The residual organic and microbial levels were tested using carbohydrate, and protein assays as well viable count, and adenosine triphosphate (ATP) testing. Kruskal-Wallis test and the post hoc Dunn-Bonferroni analysis were performed. Results: There was not a statistically significant difference (p> 0.05) between the amount of EF and PA in the channels with TBF-5 and BBF-5. There was not a difference in efficacy for the removal of PA in TBF- 5 between the enzymatic detergent and water and in both situations, only cleaning was not effective (p>0.05) in the absence of friction (flush). Furthermore, the alkaline detergent, associated with all cleaning procedures (absence and presence of friction) and DAN, was effective for the removal of PA. For removal of EF in TBF-5, cleaning efficacy was achieved in all procedures evaluated (with and without friction) with the use of enzymatic detergent; with water in the presence of friction (pull thru and bristle brushes); and an alkaline detergent, the only method of cleaning brushes with bristles (p<0.05). For the removal of bacteria in BBF-5 formed on PTFE channels, there was not a difference in efficacy for PA removal of the enzymatic and alkalyne detergent and in both situations, all procedures were evaluated effective (p<0.05 ), while water was ineffective for PA removal only in the absence of friction (p>0.05). For EF removal on BEF-5, the enzymatic detergent and water were evaluated effective in all situations; alkaline detergent, was effective in the presence of friction with the pull thru device and bristle brushes (p<0.05). ATP, protein and carbohydrate testing were unable to detect biofilm. Conclusion: Tap water, enzymatic and alkaline detergent were effective for complete BBF-5 and TBF-5 removal in the presence of friction (pull thru or bristle brush) and a flushing pump during the cleaning. Without friction, enzymatic detergent was more effective for EF removal of TBF-5 and BBF-5, alkalyne detergent was more effective for PA removal and water was not effective for both types of bacterial removal. Glutaraldehyde effectively killed the remaining microorganisms after some cleaning combinations were tested.

O presente trabalho teve como objetivo investigar o comportamento da junta para diferentes parâmetros de soldagem em um processo inovador de soldagem por fricção em tubos utilizando um anel rotativo. O material do tubo utilizado neste trabalho foi o aço inoxidável duplex SAF 2205 (UNS S31803).Utilizou-se o método estatístico Taguchi para reduzir a quantidade de juntas soldadas e verificar quais os melhores parâmetros de soldagem. O processo avaliou 3 parâmetros variando em máximo e mínimo, resultando em 4 condições de soldagem. Três juntas soldadas foram produzidas para cada condição de soldagem, o que acabou gerando 12 juntas. A obtenção da melhor condição de soldagem foi realizada através da análise de “quanto maior melhor” para o resultado de resistência à tração para as amostras. Nesta análise,a condição ótima de soldagem coincidentemente foi a condição de soldagem 4. Paralelamente à análise Taguchi, foram realizados ensaios de qualificação para todas as 4 condições de soldagem de acordo com a norma DNV-OS-F101:2013: teste de tração, dobramento, dureza, porcentagem de ferrita e porcentagem de intermetálicos Adicionalmente aos ensaios exigidos pela norma DNV-OS-F101:2013, foram realizados testes de impacto Charpy-V e EBSD para a melhor condição de soldagem obtida pela método Taguchi (condição 4). Os resultados indicaram que, de acordo com os requisitos da norma DNV-OS-F101:2013, apenas a condição de soldagem quatro (0,10 mm/s; 7,50 kN/s/ 10,0 mm) foi integralmente qualificada. Valores insuficientes de resistência obtidos nos ensaios de tração, bem como divergências nas porcentagens ótimas de fases desqualificaram as outras três condições de soldagem. Como resultado adicional para a condição de soldagem qualificada, testes de impacto Charpy apresentaram valores de energia absorvida superiores àqueles encontrados para processos convencionais de soldagem. / The present work had as objective to investigate the joint behavior for different welding parameters in an innovative process of welding by friction in tubes using a rotating ring. The material of the tube used in this work was duplex stainless steel SAF 2205 (UNS S31803). The Taguchi statistical method was used to reduce the amount of welded joints and to verify the best welding parameters. The process evaluated 3 parameters varying in maximum and minimum, resulting in 4 welding conditions. Three welded joints were produced for each welding condition, resulting in 12 joints. The best welding condition was obtained by the analysis of "the greater the better" for the result of tensile strength for the samples. In this analysis, the optimum welding condition coincidentally was the welding condition 4. Parallel to the Taguchi analysis, qualification tests were performed for all 4 welding conditions according to DNV-OS-F101: 2013: tensile test, bending, hardness, percentage of ferrite and percentage of intermetallics In addition to the tests required by the DNV-OS-F101: 2013, Charpy-V impact tests and characterization by EBSD were performed for the best welding condition obtained by the Taguchi method (condition 4). The results indicated that, according to the requirements of DNV-OS-F101: 2013, only the welding condition four (0.10 mm/s, 7.50 kN/s; 10.0 mm) was fully qualified. Insufficient values of strength obtained in the tensile tests, as well as divergences in the optimal percentages of phases, disqualified the other three welding conditions. As an additional result for the qualified welding condition, Charpy impact tests showed absorbed energy values higher than those found for conventional welding processes.

Este trabalho teve como objetivo observar o resultado da variação dos parâmetros do processo FHPP (Friction Hydro Pillar Processing), dando-se atenção aos efeitos destes na microestrutura e na qualidade do reparo. O estudo foi realizado através de investigações metalográficas nos reparos obtidos, bem como análises via perfis de microdureza Vickers. Foram utilizadas diferentes forças axiais, que levaram a obtenção de reparos isentos de defeitos no seu preenchimento. Observou-se que o utilizando forças axiais maiores contribuíram para obter microestrutura mais refinada e homogênea, com formação predominante de martensita, menor tempo de processamento, menor quantidade de constituinte Martensita-Austenita e uma Zona Termicamente Afetada (ZTA) de menor tamanho. / This study aimed to observe the result of the variation of the Friction Hydro Pillar Processing parameters, giving attention to the microestructural effects and quality of repair. The study was carried out by metallographic investigations in repairs obtained and Vickers microhardness profiles. Were used different axial forces, which led to obtain no defects in repairs. It was observed that using higher axial forces helped to get more refined and homogeneous microstructure with predominant formation of martensite, lower processing time, less amount of Martensite-Austenite constituent and lower Heat Afecfted Zone (HAZ) size.

A estimativa de parâmetros térmicos relacionados à Soldagem por Fricção Linear (também conhecida como Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica) de uma placa de alumínio AA 2195- T8 é estudada nesta dissertação. A determinação dos parâmetros é tratada como um problema de otimização, no qual a função objetivo corresponde a uma função erro entre temperaturas medidas numericamente e temperaturas calculadas, para certos valores da taxa de calor gerada pela fricção, do coeficiente de transferência calor por convecção natural e do coeficiente de transferência de calor entre a placa e a base de suporte. A distribuição transiente de temperaturas sobre a placa é determinada pela solução da equação da condução de calor tridimensional transiente, a qual é resolvida pelo método dos volumes finitos. A minimização da função objetivo é realizada com o auxílio do algoritmo Otimização Extrema Generalizada (GEO), um método evolucionário que pode lidar com diversos tipos de problemas de otimização. A avaliação da sensibilidade da leitura de temperatura é feita com relação ao posicionamento dos sensores, com o objetivo de descobrir as melhores posições para aquisição de dados, e também a determinação do parâmetro t (parâmetro utilizado no método GEO que deve ser ajustado para cada tipo de problema) que melhor se adapta para cada um dos conjuntos de medição de temperatura. Além disso, realiza-se um estudo no qual é analisado um caso em que a fonte de calor possui forma de distribuição desconhecida, sem a utilização de equações para a sua descrição, desta maneira mais parâmetros devem ser estimados pela análise inversa, assim o processo de otimização é mais complexo (cinco valores de taxa de calor e dois coeficientes de transferência de calor, ao invés de uma taxa de calor e dois coeficientes). Ainda, para simular medições de dados reais, os valores de temperatura obtidos a partir da solução numérica para valores específicos da taxa de calor e dos coeficientes de transferência de calor são perturbados com ruídos de acordo com desvios-padrão típicos dessa forma de medição. Este trabalho demonstra que a aproximação inversa proposta pode ser um modo muito efetivo para avaliar e predizer os parâmetros que governam o processo de transferência de calor na Soldagem por Fricção Linear, um importante passo para o seu controle em tempo real. / The estimation of thermal parameters related to Friction Stir Welding of a AA 2195-T8 plate is studied in this dissertation. The determination of the parameters is carried out by means of an optimization problem, in which the objective function corresponds to an error function between the numerically measured temperature and the temperature computed for each estimated values of the heat rate input, the heat transfer coefficient on the bottom surface, and the natural convection heat transfer coefficient. The time-dependent temperature distribution on the plate is determined by the solution of the three-dimensional transient state conduction equation, which is solved by the control-volum method. The minimization of the objective function is accomplished with the aid of the Generalized Extremal Optimization (GEO) method, an evolutionary method that can deal with several types of optimization problems. The evaluation of the temperature reading sensitivity is carried out, in relation to the readers locations on the plate, in order to determine the best positions that can be used to acquire datas, and the determination of the t parameter (this parameter is used in the GEO method and it must be adjusted for each type of problem) that best fits with each one of the temperature readers assembly, allowing the determination of the best temperature readers assembly. In addition, it is executed a study that considers a case where the heat rate input has unknown profile distribution, without using equations for its description, in this manner more parameters have to be estimated by the inverse analysis, so the optimization process is more complicated (five heat rate inputs and two heat transfer coefficients, instead of one heat rate input and two heat transfer coefficients). Furthermore, to simulate real-data measurements, the temperature inputs, obtained from a numerical solution for specific values of the heat rate input and the heat transfer coefficients, were perturbed with noises according to the standard deviation of the measurement procedure. This work demonstrates that the proposed inverse approach can be a very effective way to evaluate and predict the parameters that govern the heat transfer process in Friction Stir Welding, an important step to real-time control of this process.