Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-02T19:52:20Z No. of bitstreams: 1 RamonFernandesFagundes_DISSERT.pdf: 2678310 bytes, checksum: cb8e3b285920e36523e7a644404afb83 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-09T00:19:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RamonFernandesFagundes_DISSERT.pdf: 2678310 bytes, checksum: cb8e3b285920e36523e7a644404afb83 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-09T00:19:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RamonFernandesFagundes_DISSERT.pdf: 2678310 bytes, checksum: cb8e3b285920e36523e7a644404afb83 (MD5) Previous issue date: 2014-05-09 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Por conter propriedades particulares, as ligas de alum?nio vem ganhandocada vez mais espa?o em diferentes ?reas industriais, se tornando alvo deestudo nos mais diversos campos acad?micos. Quando relacionadas asoldagem, estas ligas apresentam algumas peculiaridades que podem vir adificultar a uni?o, como por exemplo a camada microsc?pica de ?xido presentena superf?cie do metal. O processo de soldagem MIG, tamb?m conhecido comoGMAW, possui vers?es desenvolvidas que podem ser eficazes para soldagemdo alum?nio. Sabendo disto, para este trabalho foram escolhidas duas vers?esdo processo MIG pulsado (CC+ e CA) para avaliar qual a que melhor se adequaaplicadas a passe de enchimento de chanfro em chapas de alum?nio AA5083com 8 e 12 mm de espessura respectivamente. Al?m disso, foram avaliados doistipos de arames, ER5087 e ER5183, no que diz respeito ao desempenho deambos na soldagem. Para avaliar as vers?es de soldagem e os arames, foramutilizadas as c?meras de alta velocidade e t?rmica a fim de aferir a transfer?nciamet?lica e o comportamento t?rmico respectivamente, al?m da an?lisemetalogr?fica para visualiza??o macrogr?fica dos cord?es de solda e o ensaion?o destrutivo por radiografia para observa??o de poss?veis descontinuidades.Foi constatado que a t?cnica de soldagem MIG-P CA apresentou melhoresresultados ? frente da outra t?cnica em ambas as condi??es de soldagemimpostas. Quando relacionado aos arames, estes apresentaram resultadossemelhantes, com cord?es uniformes e sem descontinuidades. / For contain beneficial properties, aluminum alloys are gaining more importance in different industrial areas, becoming the subject of study in several academic fields. When related to welding these alloys have some peculiarities that may hinder the union, such as microscopic oxide layer present on the metal surface. The MIG welding process, also known as GMAW, has developed versions that can be effective for welding aluminum. Knowing this, for this paper, two versions of pulsed MIG (CC + and CA) were chosen to evaluate which best suits pass by filling bevel on AA5083 aluminum sheets with 8 and 12 mm thick respectively. Furthermore, two types of wire, ER5087 and ER5183 were evaluated. To evaluate the process and versions of the wires, the high-speed cameras and thermal were used to monitor the metal transfer and the thermal behavior respectively, and the metallographic analysis for macrographic view of the weld beads and non-destructive testing by radiography for observation of possible discontinuities. It was found that the technique of MIG-P CA showed better results ahead of another technique both welding conditions imposed. When connected to the wires, they showed similar results, with uniform cords and seamless

Distorções geométricas em partes metálicas unidas através de soldagem a arco elétrico são consequências inerentes ao processo devido ao elevado fluxo de calor necessário para fusão dos metais de base e adição (quando houver). Embora inevitáveis, estas distorções podem ser reduzidas ou eliminadas através do prévio conhecimento do comportamento da junta de acordo com energia aplicada, características geométricas, propriedades do material, entre outros fatores, possibilitando assim a redução de custos com possíveis retrabalhos por meio de alterações de projeto ou ações que as previnam durante a soldagem. Este trabalho utilizou a metodologia de Projeto de Experimentos para avaliar o efeito da energia de soldagem, espessura da aba e espessura da alma na distorção angular em juntas de filete soldadas pelo processo MIG/MAG com modo de transferência curto-circuito. Foi aplicada a Análise de Variância para as distorções angulares das amostras e identificou como significativo o efeito linear da energia de soldagem, o efeito quadrático da espessura da aba e a interação dos fatores energia de soldagem e espessura da aba na distorção angular de juntas de filete. Observou-se mínimas distorções para a combinação de maior energia de soldagem e menor espessura de aba, sendo mínimas também as distorções angulares para a combinação de menor energia de soldagem e maior espessura de aba, independente da espessura da alma para as condições estudadas. Através das macrografias das amostras, identificou-se que razão entre a área total do metal de solda e espessura da aba que gera maior distorção angular é aproximamente 5, com menores distorções angulares para valores inferiores e superiores a esse. Através de um modelo numérico, demonstrou-se que o gradiente de temperatura na aba da junta não determina a máxima distorção angular, e sim a máxima temperatura atingida na superfície inferior da aba, com máxima distorção angular obtida para a amostra que atingiu aproximadamente 425 ºC em ponto na superfície inferior da aba e paralelo à margem do cordão. Por fim, para distorções angulares em função da razão entre a energia de soldagem conduzida pela aba e espessura de aba ao quadrado, observou-se que a distorção angular é crescente até atingir 15,00 J/mm³, e menores distorções angulares para relações superiores a esse valor. / Welding deformation on metallic parts joined by electric arc welding are inherent consequences of the process due to the high heat flux required for melting the base and filler metals (when used). Although unavoidable, these deformations can be reduced or eliminated through prior knowledge of joint behavior in accordance with applied heat input (welding energy), geometric characteristics, material properties, among other factors, thus reducing costs with possible rework through design changes or actions that prevent them during welding. This work uses a methodology proposed by Experimental Design theories to evaluate the effect of heat input, flange thickness and web thickness on angular distortion in fillet joints welded by the GMAW process with short-circuit transfer mode. Was applied Analysis of Variance for the angular distortions of the test specimens and there are significant the linear effect of heat input, the quadratic effect of flange thickness and the interaction of heat input and flange thickness on the angular distortion of fillet joints, observing minimum distortion for the combination of higher heat input and lower flange thickness, and also angular distortions for the combination of lower heat input and higher flange thickness, regardless of the thickness of the web are minimal. Through the macrographs of the samples, it was identified that the ratio of a region of the weld metal to the flange thickness that generates the greatest angular distortion is approximately 5, with smaller angular distortions for lower values and higher than that. Through a numerical model, it has been shown that the temperature gradient in the flange does not determine the maximum angular distortion, but the maximum temperature reached in the lower surface of the flange, with maximum angular distortion obtained for the sample that reached approximately 425ºC in point on the surface bottom of the flange and parallel to the edge of the weld bead. Finally, for angular distortions as a function of the ratio between the heat input conducted by the flange and the squared flange thickness, it was observed that the angular distortion is increasing until reaching 15,00 J/mm³, and smaller angular distortions for higher relations to this value.

O presente trabalho teve por objetivo realizar ensaios de desgaste abrasivo em juntas soldadas pelo processo MAG, em dois aços estruturais de alta resistência e baixa liga utilizados no transporte ferroviário de minério, os quais apresentavam diferentes propriedades mecânicas. No aço de menor resistência (Aço A) foram utilizados os metais de adição AWS ER70S-G (Aço A-70) e AWS ER80S-G (Aço A-80), enquanto no aço de maior resistência (Aço B) os metais de adição AWS ER80S-G (Aço B-80) e AWS ER110S-G (Aço B-110). Os conjuntos soldados foram caracterizados quanto às suas microestruturas, dureza e resistência ao desgaste abrasivo em ensaios de degaste roda de borracha e ensaios de desgaste por deslizamento a seco e com adição de um meio corrosivo (NaCl 0,05M, água arti cial ). Os resultados obtidos a partir dos ensaios de desgaste roda de borracha mostraram que para o Aço A a junta soldada do Aço A-70 apresentou melhor resistência ao desgaste, enquanto para o Aço B a maior resistência ao desgaste foi obtida na junta soldada Aço B-110. Dos resultados dos ensaios de desgaste por deslizamento a seco, as zona afetada pelo calor de grãos grosseiros (ZAC-GG) foram as regiões que apresentaram a maior resistência ao desgaste. Das condições soldadas no Aço A, o metal base (MB) apresentou a menor resistência ao desgaste, entre os metais de solda (MS), o MS do Aço A-80 apresentou a maior resistência ao desgaste. No Aço B, o MS do Aço B-80 apresentou a menor resistência ao desgaste, e o MS do Aço B-110 apresentou a resistência ao desgaste similar ao MB. Foi observado um maior desgaste para as amostras que foram submetidas ao ensaio de desgaste por deslizamento com solução, comparativamente às amostras submetidas aos ensaios a seco, o que, de acordo com a literatura, está associado ao efeito sinérgico entre corrosão e desgaste. / The present work had the objective perform abrasive wear tests on GMA welded joints in two high strength low alloy structural steels used in rail transport of ore, which presented di erent mechanical properties. The AWS ER70S-G and AWS ER80S-G wires were used in the lower strength steel (Steel A), whereas the AWS ER80S-G and AWS ER110S-G wires were used in the higher strength steel (Steel B). The welded joints were characterized in terms of their microstructures, hardness and abrasive wear resistance in dry sand/rubber wheel tests and sliding wear tests dry and with a corrosive medium (0.05M NaCl, arti cial water ). The results obtained from the dry sand/rubber wheel tests showed that for Steel A the welded joint with the wire AWS ER70S-G showed better wear resistance, while for Steel B the highest wear resistance was obtained with the AWS ER110S-G wire. From the results of dry sliding wear tests, the coarse grained heat a ected zone were the regions that presented the highest wear resistance. In Steel A, the base metal (BM) showed the least resistance, and between the weld metals (WM), the WM Steel A-80 showed the highest wear resistance. In Steel B, WM Steels B-80 showed the least wear resistance, while the WM Steels B-110 showed the wear resistance similar to BM. It was observed a higher wear for the samples that were submitted to the sliding wear test with solution, compared to the samples submitted to the dry wear test, which, according to the literature, is associated with the synergic e ect between corrosion and wear.

Os aços inoxidáveis duplex são ligas Fe-Cr-Ni-Mo, apresentando em sua maioria também o N, como elemento de liga, substituindo parcialmente o níquel. Possuem uma microestrutura balanceada, composta de 50% de ferrita (?) e 50% de austenita (?), aproximadamente. Combinam elevadas propriedades mecânicas associadas a excelente resistência à corrosão. Estes aços são classificados conforme a sua composição química. Uma classe recente são os aços duplex baixa liga (lean duplex), que possuem teores de Ni e Mo reduzidos. A soldabilidade dos aços duplex baixa liga, como o UNS S82441, é pior que a dos austeníticos e que alguns aços duplex de outras classes. O presente trabalho tem como objetivo estudar a influência da variação da energia de soldagem na soldabilidade do aço inoxidável duplex UNS S82441, variando-se a energia de soldagem. Foi utilizado o processo MIG/MAG (Metal inerte gás / metal ativo gás) na realização de cordões de solda em chapas com 100 x 300 x 6,1 mm. O metal de adição empregado foi o ER2209 segundo a norma AWS A5.9 e gás de proteção com 98%Ar + 2%O2, com energias de soldagem de 0,85; 1,07 e 1,34 kJ/mm. As juntas soldadas e o metal de base foram caracterizados microestruturalmente utilizando técnicas como: Microscopia Óptica (MO), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Metalografia Quantitativa, Difração de Raios-X, Análise por Difração de Elétrons Retroespalhados (EBSD), Análise por Calorimetria Diferencial e Análise por Dilatometria. As juntas e o metal de base foram caracterizados com relação as suas propriedades mecânicas e de resistência a corrosão com os seguintes ensaios: Ensaio de Microdureza, Ensaio de impacto Charpy V e Ensaio de Corrosão pela técnica de varredura de eletrodo em vibração (Scanning Vibrating Electrode Technique - SVET). Através da análise de imagens com o Microscópio Óptico notou-se a precipitação de austenita de diferentes tipos: alotriomorfa, de Widmanstatten e intragranular e um desbalanceamento da microestrutura para todas as energias de soldagem. O MEV comprovou a existência de fases secundárias, previstas pelo programa do Thermo-calc®. Foram observados maiores valores de microdureza da ferrita e da austenita na zona afetada pelo calor e na zona fundida para o caso em que foi empregado baixa energia de soldagem. A resistência à corrosão destes corpos de prova foi analisada utilizando-se a técnica local de Varredura com Eletrodo Vibratório (SVET). Foi observado que a variação da energia de soldagem influencia de maneira distinta, ao longo do tempo de exposição dos corpos de prova, a corrosão nas diferentes zonas em torno dos cordões de solda. Inicialmente, o cordão de solda com energia de soldagem menor, foi o que sofreu maior intensidade de corrosão e o de maior energia de soldagem, a menor intensidade de corrosão. O cordão de solda de energia intermediária, após 10 horas, foi o que sofreu maior intensidade de corrosão. / Duplex stainless steels are Fe-Cr-Ni-Mo-C alloys, which have a balanced microstructure composed of 50% of ferrite and 50% of austenite, approximately. They combine good mechanical properties and excellent corrosion resistance. These steels are classified according to their chemical composition. A recent class is the lean duplex stainless steels having lower content of Ni and Mo. The weldability of lean duplex steels, like UNS S82441, is worse than that of austenitic and duplex steels of different types. The objective of this work is to study the influence of the variation in welding heat input on lean duplex stainless steel UNS S82441 weldability. GMAW (Gas Metal Arc Welding) was used to weld plates with 100 x 300 x 6.1 mm. The filler metal was ER2209 according to AWS standard A5.9; and shielding gas with 98% Ar + 2% O2 using welding heat inputs of 0.71; 0.98 and 1.42 kJ/mm. Welded joints and base metal were microstructurally characterized using techniques such as optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM), quantitative metallography, X-rays diffraction of, analysis by backscattered electrons diffraction (EBSD), analysis by differential calorimetry s and dilatometry . The joints and the base metal were characterized with respect to their mechanical properties and corrosion resistance using the following tests: Microhardness test, Charpy V Impact test and corrosion test by Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET). Through image analysis with an Optical Microscope it was observed that there was an unbalanced microstructure for all welding heat inputs. The SEM showed the existence of secondary phases, confirmed by X-rays diffraction and by the Thermo-calc® program. Higher values of ferrite and austenite microhardness were observed in the heat affected zone and in the fusion zone in the case where low welding energy was used. The corrosion resistance of these specimens was analyzed using the local Vibratory Electrode Scanning Technique (SVET). It was observed that the variation of the welding heat input influences the corrosion in the different zones around the weld beads, during the time of exposure of the specimens. The weld bead with the lowest welding heat input was the one that suffered the highest corrosion intensity and the sample welded with the highest welding energy presented the lowest corrosion intensity.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Este trabalho teve como objetivo avaliar as caracterÃsticas operacionais (geometria da solda e diluiÃÃo) e metalÃrgicas (microestrutura, composiÃÃo quÃmica, microdureza e resistÃncia à corrosÃo) de revestimentos compostos pela mistura das ligas de nÃquel Inconel 625 e Hastelloy C-276 depositadas simultaneamente pelo processo MIG/MAG duplo arame sobre chapas de aÃo ASTM 516 Gr 60. Inicialmente foi realizado um estudo preliminar para conhecer os parÃmetros iniciais de soldagem e os limites operacionais do processo. Em seguida, foram realizados ensaios em simples deposiÃÃo atravÃs da aplicaÃÃo do MÃtodo Taguchi com intuito de selecionar os melhores parÃmetros de cada fator de controle avaliado em um nÃmero reduzido de experimentos. Posteriormente, foram realizados revestimentos iniciais a partir dos parÃmetros selecionados. Em seguida foram realizados revestimentos definitivos nos quais foram feitas anÃlises das caracterÃsticas geomÃtricas e diluiÃÃo, alÃm de uma caracterizaÃÃo metalÃrgica com uso de microscopia Ãtica, microscopia eletrÃnica de varredura e anÃlise de composiÃÃo quÃmica. Ainda foram realizadas anÃlises do perfil de microdureza dos revestimentos, bem como anÃlise de resistÃncia à corrosÃo. Os resultados mostraram que os nÃveis de diluiÃÃo global mÃnimos alcanÃados nos ensaios definitivos foram de aproximadamente 22%. A microestrutura dos revestimentos soldados com a mistura das ligas Inconel 625 e Hastelloy C-276 foi constituÃda de uma maneira geral por uma matriz gama com precipitaÃÃo de fases secundÃrias ricas em niÃbio, molibdÃnio e titÃnio. A anÃlise de composiÃÃo quÃmica revelou que o percentual de Fe na solda à crescente com o aumento da diluiÃÃo. O aumento de Mo, W e reduÃÃo do Fe no metal de solda contribuiu para a formaÃÃo de fases secundÃrias. Em relaÃÃo à microdureza, nÃo houve diferenÃas significativas entre o primeiro e o Ãltimo cordÃo de solda e os valores obtidos foram adequados para revestimento. Jà para a resistÃncia à corrosÃo, algumas amostras atingiram temperatura crÃtica de pite (TCP) de 80ÂC e houve uma relaÃÃo entre os fatores de controle os principais elementos de liga presentes nos revestimentos. / The aim of this work was to evaluate the operational (weld geometry and dilution) and metallurgical characteristcs (microstructure, chemical composition, microhardness and corrosion resistance) of Inconel 625 and Hastelloy C-276 nickel-based alloys weld overlay deposited simultaneously by GMAW Double Wire process on steel plate ASTM 516 Gr 60. Initially a previous study was carried out in order to know the early welding parameters and the operational limits of process. Next, single passes welding trials was conducted by applying Taguchi method aiming to select the best parameters of each control factor studied in a reduced numbers of experiments. After, weld overlays were made based on selected parameters. Next, the definitive weld overlays were deposited on steel plates and thus were analysed the geometric features, dilution and metallurgical characterization using optical microscopy and scanning electron microscopy, also a chemical composition analysis was carried out. The profile of microhardness were also performed, as well as analysis of corrosion resistance. The results showed that the minimal global dilution levels measured on definitive weld overlays were 22% approximately. The microstructure of the weld overlays deposited by mixing Inconel 625 and Hastelloy C-276 was constituted generally by a gamma matrix and secondaries phases enriched in niobium, molybdenum and titanium. The chemical composition analysis revealed that the the percentage of Fe on weld increases when dilution levels rises. The increase in Mo, W and reduction in Fe content on the weld metal contributed to the formation of secondaries phases. Regarding the microhardness, no significative differences between first and last weld bead and the microhardness values obtained were appropriate for weld overlays. For corrosion resistance, some of the samples supported Critical Pitting Temperature (CPT) of 80 ÂC and there were a relation between the controled factors and principals alloy elements presents in the weld overlays.

Neste trabalho foram desenvolvidos procedimentos de soldagem pelo processo GMAW (CCC e Pulsado) para o aço inoxidável superduplex UNS S32760. Esta pesquisa justifica-se pelo fato de que o desempenho dos aços duplex/superduplex pode ser severamente afetado pelas alterações metalúrgicas causadas pelos ciclos térmicos impostos durante a soldagem. Sendo assim, é constante a busca pelo desenvolvimento de processos de soldagem e procedimentos que mantenham as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão em patamares que atendam os requisitos cada vez maiores da indústria petroquímica. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão do aço inoxidável superduplex UNS S32760 soldado pelo processo GMAW, empregando transferência metálica por Curto Circuito Controlado na raiz e Pulsada nos passes de enchimento e acabamento, sob três diferentes misturas gasosas (Ar-He-CO2, Ar-N2-CO2 e Ar puro). Também foi analisada a influência de diferentes condições de acabamento na solda de raiz (raiz como soldada, escovada, passivada e usinada) no ensaio de corrosão por pite. Foram realizados ensaios de corrosão segundo a norma ASTM G-48 e ensaios para a obtenção da Temperatura Crítica de Pite (CPT) segundo a norma ASTM G-150. Para melhor avaliar e discutir os resultados dos ensaios de corrosão foi realizado a quantificação de fases (contagem de ferrita/austenita), por microscopia ótica, além de avaliação da tenacidade por meio de ensaio Charpy. Os resultados mostraram que o processo GMAW não convencional, apesar do seu uso ainda estar bastante incipiente na indústria petroquímica, pode suprir a necessidade de um processo de alta produtividade com baixa energia de soldagem capaz de produzir juntas metalurgicamente adequadas. A preparação da superfície afeta diretamente os resultados no ensaio de corrosão, sendo o melhor acabamento (usinado) mais benéfico à resistência à corrosão. / In this work, welding procedures were developed using the GMAW (CCC and Pulsed) process for the UNS S32760 superduplex stainless steel. This research is justified by the fact that the performance of the duplex/superduplex steels can be severely affected by metallurgical changes caused by thermal cycling imposed during welding. So, its constant the search of the development of process and procedures to maintain the mechanical properties and corrosion resistance at levels that meet the increasing requirements of the petrochemical industry. The objective of this job was the evaluate the corrosion resistance of superduplex stainless steel UNS S32760 welded the GMAW process, using controlled short circuit metal transfer for the root and pulsed arc for the filling and capping runs under three different shielding gás (Ar-He-CO2, Ar-N2-CO2 and Ar). Also analyzed the influence of different finishing conditions of the weld root (as welded, brushed, pickled and machined) in the pitting corrosion test. Corrosion tests were performed according to ASTM G-48 and testing for the obtaining of critical pitting temperature (CPT) according to ASTM G-150. To better evaluate and discuss the results of corrosion tests was performed to quantify phases (counting the ferrite / austenite), by optical microscopy, and valuation of toughness by Charpy test. The results showed that non conventional GMAW process, although its use still to be quite incipient in petrochemical industry, it can supply the need of a process of high productivity with low heat input capable to produce committees appropriate metallurgy. The preparation of the surface directly affects the results in a corrosion test, being the best finish (machined) better resistance to corrosion.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-03-27T16:45:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese Eduardo Rocha_ Março 2017_Final.pdf: 6940724 bytes, checksum: d7e77c81e57f723257434d9f0195799a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-27T16:45:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese Eduardo Rocha_ Março 2017_Final.pdf: 6940724 bytes, checksum: d7e77c81e57f723257434d9f0195799a (MD5) Previous issue date: 2016-12-22 / CAPES / Este trabalho visa realizar estudos de distribuição de temperatura num processo de soldagem com enchimento ao arco elétrico mediante aplicação de uma modelagem matemática e validados com o auxílio de equipamentos de medição de calor que operam no intervalo do espectro da radiação infravermelha. A metodologia numérica baseou-se no método de elementos finitos, suportados pelo software Abaqus 6.12 que permitiu realizar uma análise em três dimensões do calor envolvido neste enchimento. A modelagem da fonte de calor em movimento foi empreendida com base na dupla elipsoide de Goldak e consequente distribuição do volume de energia, onde incluem-se as propriedades termofísicas do material e respectivas condições de contorno inerentes ao sistema. O campo experimental serviu de base para alimentar os dados computacionais e neste, foram utilizados painéis retangulares de aço ASTM A36 medindo 300 mm x 200 mm x 4,76 mm com soldagem por enchimento, sem entalhe no cordão de solda, bem como o uso de painéis retangulares do aço API 5L X80 medindo 150 mm x 80 mm x 7,5 mm com profundidade de chanfro de 4mm, tendo sido realizados em ambos modelos, soldagem com sistema semi-automatizado na posição horizontal 2G, por intermédio do processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding), especificamente MAG (Metal Active Gas). Os estudos para obtenção dos campos de temperatura foram realizados sob diferentes condições de aporte térmico, fazendo-se uso de dois sistemas independentes de termografia infravermelha aplicados na forma passiva: pirômetro e câmera termográfica. A primeira etapa coincide com o uso de ambos os sistemas de instrumentação quando estes, previamente calibrados, norteiam as respostas dos campos de temperatura e em comparação, pode-se validar a câmera termográfica como um instrumento confiável. Nesta fase, a temperatura captada na chapa atinge 670°C (≈ 943 K). A segunda etapa ocorreu em disposição semelhante, sendo captada temperaturas apenas através da câmera termográfica. Os resultados mostram que a chapa alcança a temperatura de 1.045ºC (≈ 1.318 K), sendo possível captar a curva completa do ciclo térmico de soldagem na face oposta ao cordão de solda. Propriedades térmicas dependentes no tempo, bem como, efeitos de mudança de fase foram considerados. Em substituição ao uso de termopares fora assumido aplicar-se a técnica da termografia infravermelha que, comparativamente à modelagem numérica, foram obtidos excelentes graus de coerência na quantificação dos demasiados campos térmicos vigentes na soldagem. / This work aims to conduct temperature distribution studies in a welding process that involves electric arc filling with the use of a mathematical model, where validation was performed with the aid of a heat measurement equipment operating in the infrared spectrum range. The numerical methodology was based on the finite element method, supported by Abaqus 6.12 software, which enabled a three-dimensional analysis of the heat involved in the filling. The modeling of the heat source in motion was based on Goldak's double ellipsoid and the consequent energy volume distribution, including the thermophysical properties of the material and the respective boundary conditions inherent to the system. The experimental field served as a basis for providing the computational data, in which rectangular panels made of ASTM A36 steel measuring 300 mm x 200 mm x 4.76 mm were used with welding by filling, without notch in the weld bead, as well as the use of rectangular panels made of API 5L X80 steel measuring 150 mm x 80 mm x 7.5 mm with a chamfer depth of 4 mm, where semi-automated welding system in the 2G horizontal position have been realized in both models through the GMAW welding process (Gas Metal Arc Welding), specifically MAG (Metal Active Gas). The studies required to obtain the temperature fields were carried out under different thermal input conditions, applying passively two independent infrared thermography systems: pyrometer and thermographic camera. The first step coincides with the use of both instrumentation systems which when previously calibrated, direct the temperature field responses and in comparison, it becomes possible to validate the thermographic camera as a reliable instrument. At this stage, the temperature captured on the plate reaches 670 ° C (≈ 943 K). The second stage occurred in a similar arrangement, with temperatures being captured only through the thermographic camera. The results show that the plate reaches a temperature of 1,045ºC (≈ 1,318 K), making it possible to capture the complete curve of the thermal welding cycle on the opposite side of the weld bead. Time-dependent thermal properties, as well as phase change effects were considered. In substitution to the use of thermocouples, the infrared thermography technique was applied, which, when compared to numerical modeling, demonstrated excellent coherence degrees with respect to other thermal fields in welding.

Welding is a key process for heavy steel structures, but it is also a weak link in the structure since fatigue fractures in welds are a common cause of failure. This thesis proposes several changes in order to improve the fatigue properties in acost effective way, enabling reduced weight and reduced cost of welded structures. The main idea is to adapt the weld requirements and welding procedures to the load conditions of the weld. This approach ensures that the main focus in the welding process is the critical characteristics of the welds fatigue life properties. The fatigue life critical properties are most often related to the geometrical factors of the weld such as the radius at the weld toe or the penetration in the root. The thesis describes a holistic view of the subject and covers fatigue, weld quality, weld requirements and welding procedures. It becomes evident that the traditional way of working without a direct connection to fatigue is not the best. With an adaptation to the load conditions and fatigue, it is possible to enhance the fatigue life and reduce the welding cost. The main challenge is to connect the welding process, weld requirements and fatigue life properties. It is needed for an optimised welding process of heavy structures subjected to fatigue and toget a predictable fatigue life. Welds optimised for enhanced fatigue life properties are not necessary accepted according to the requirements in a current standard. Several welding procedures are proposed for improving the fatigue life properties of the weld, which indicate a high potential for enhanced fatigue lifeof fillet welds. The idea is to replace the "standard" fillet weld with three different weld types: (i) Welds with deep penetration, (ii) Welds with large weld toe radius and (iii) Welds produced with low cost. Together with customised requirements and reduced over-welding there is a vast potential for reduced weight, reduced cost and increased productivity.The main contribution of this thesis work is the cross-functional studies including design, analysis, production and quality control. This gives a framework for improvements supporting reduced cost and reduced weight of VIII welded structures without reducing the fatigue strength. Many shortcomings have been highlighted to change the welding from a state where welds are done in a way as they "always" have, by tradition, to a more contemporary situation where weld requirements and welding procedures are actively chosen to match the load conditions of the weld. This result in requirements and welding procedures which actually are connected to the fatigue properties as defined by the loading conditions, and where auditors with high probability can say that an accepted weld actually is better than a rejected weld.

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