A aplicação de aços de alta resistência está fortemente difundida na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários e maquinários agrícolas. Esta dissertação visa analisar a influência de diferentes aportes térmicos no comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo MAG de modo a obter juntas com propriedades otimizadas. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas com espessura de 3 mm do aço de alta resistência e baixa liga USI LNE700. Os parâmetros nominais de energia de soldagem foram variados de acordo com os valores descritos pelo fornecedor SSAB. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta, distância e posicionamento correto no comprimento total da junta soldada. Os ensaios para verificação do comportamento microestrutural e mecânico foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfis de microdureza e ensaios de tração. Buscaram-se utilizar aportes térmicos reduzidos para minimizar os efeitos de revenimento da martensita presente no metal de base, um dos principais responsáveis pela redução das propriedades mecânicas da junta soldada. Os resultados não mostraram significativa variações na microestrutura e propriedades de tração do material, porém o preenchimento da junta soldada formada apresenta um comportamento diretamente proporcional à energia de soldagem. / The application of high strength steels is strongly diffused in the engineering industry, especially in applications where weight reduction is important, such as the industry of agricultural machines and trailers industry. This investigation aims to analyze the influence of different heat inputs on microstructural and mechanical behavior of joint welded by GMAW in order to obtain joints with optimized properties. Sheet metal with a thickness of 3 mm high strength low alloy steel LNE700 (supplier Usiminas) were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier SSAB for this study. The welding process was made using robotic system to maintain homogeneity along the joint, right distance and position during the total weld joint length. The microstructural and mechanical behaviors were performed with the optical microscope, microhardness profile and traction test. We attempted to use lower heat inputs to minimize the effects of tempering of martensite present in the base metal, a major contributor to the reduction of the mechanical properties of the welded joint. The results did not show significant microestructural and tensile properties variation, however, when the welding energy is increased, the welded joint penetration formed was increased as well.

Le soudage est un procédé clef dans l'industrie nucléaire. L'utilisation de ce procédé d'assemblage est nécessaire pour assurer la continuité physique et chimique indispensable à la sûreté des composants des centrales. Pour la société AREVA, un axe de développement important consiste à augmenter la productivité tout en garantissant une qualité optimale.L'approche expérimentale présentée dans ce travail a pour double objectif de proposer un dispositif de contrôle des températures des zones de métal liquide et de caractériser leur comportement dynamique, dans le cas du soudage MAG. Une méthode de mesure de température, en pyrométrie bichromatique, a été développée pour la mesure textit{in-situ} des champs de température des zones liquides. Les premiers essais réalisés en configuration industrielle permettent d'envisager l'utilisation de ce type de méthode pour le contrôle temps réel d'opérations de soudage. La méthode de pyrométrie bichromatique, couplée à l'observation et à l'étude des déformations des gouttelettes au cours de leur transfert, permet également d'évaluer l'influence de la température sur la tension superficielle, en interaction avec le plasma d'arc. Le rôle majeur de la tension superficielle dans le comportement dynamique des phases liquides apparaît clairement dans les résultats obtenus. Les outils d'investigation et d'analyse développés ont été utilisés pour étudier un procédé de soudage par court-circuit contrôlé (CMT). Il est ainsi possible d'analyser la rupture du pont liquide, mais aussi le comportement du dépôt de métal liquide, qui peut entraîner des défauts de forme, et la dynamique des transferts de masse pour identifier l'apparition des défauts opératoires. / Welding is a key process in nuclear industry. The use of this assembly process is needed to ensure chemical and physical continuity required for installations safety. For the firm AREVA, one of the major axis of development is improving the productivity of nuclear components with the guaranty of optimum quality.Experimental approach presented in the present work has the double objectives of proposing a monitoring device for temperature fields of liquid metal and characterising its dynamic behaviour in GMAW. A two colour measurement method has been developed for textit{in-situ} surface temperature measurement of liquid zones. First tests realised in an industrial configuration allow to consider this method as a possible real-time control device for welding. This two colour pyrometer, coupled to the observation and the study of droplets deformations during their transfer, allows to study the influence of temperature on surface tension, with the interaction of arc plasma. Main role of surface tension on liquid phase behaviour is clearly exposed in the obtained results. The developed investigating and analysis tools have been used to study a GMAW controlled short arc process. So, it is possible to analyse liquid bridge rupture, but also liquid metal deposition behaviour, which can induce shape defects, and mass transfer dynamic to identify the apparition of operative defects.

soldagem de aços inoxidáveis duplex AID SAF 2205 utilizando o processo Metal Active Gas (MAG) ainda tem poucos dados e referências, estes aços são conceituados devido ao seu equilíbrio entre resistência mecânica e à corrosão, resultado de sua microestrutura composta por austenita e ferrita. A soldagem dos aços inoxidáveis duplex exige um controle de aporte térmico, da composição química do metal de adição e gás de proteção. Mínimas mudanças em parâmetros e composição dos consumíveis podem afetar diretamente a estrutura formada na região da solda. Neste trabalho, o objetivo foi estudar a influência da utilização do processo de soldagem MAG com diferentes energias aplicadas ao AID SAF 2205, sobre a resistência à corrosão das amostras resultantes. Foram usados quatro valores de energias de soldagem, entre 0,6 e 1,1 kJ/mm, sendo a maior energia limitada à espessura das chapas, que era de 5 mm. Quando foi analisada a microestrutura formada na região da solda, a quantificação de ferrita na zona afetada pelo calor apresentou uniformidade nas amostras, independendo da energia de soldagem. Contudo, a quantidade de ferrita no metal de solda diminuiu à medida que a energia aumentou. A precipitação de nitretos de cromo foi observada no interior de alguns grãos de ferrita e/ou próximo a regiões com austenita secundária intragranular. Os perfis de microdureza Vickers não apresentaram nenhum valor acima de 300 HV, e nenhum comportamento diferenciado de acordo com área de indentação. A resistência à corrosão não apresentou mudanças consideráveis, o metal base e as regiões da solda nas quatro condições se comportaram de forma muito similar. Os ensaios de imersão em cloreto férrico, seguindo a ASTM G48, permitiram observar a formação de pites, mas a quantidade e densidade destes não pode ser associada a uma região da solda específica ou variação de energia de soldagem. Os valores de parâmetros eletroquímicos, OCP, ECORR, e EPIT, após os ensaios de polarização potenciodinâmica de acordo com a ASTM G5, tiveram pouca variação, mostrando um comportamento em corrosão similar para o metal base e para os metais de solda das quatro diferentes condições de energia de soldagem empregadas. / Welding of AID SAF 2205 duplex stainless steels using the Metal Active Gas (MAG) process still has few data and references, these steels are conceptualized due to their balance between mechanical resistance and corrosion, resulting from their microstructure composed of austenite and ferrite. The welding of duplex stainless steels requires a control of the thermal input, the chemical composition of the addition metal and the shielding gas. Minimal changes in parameters and composition of consumables will directly affect the structure formed in the region of the weld. In this work, the objective was to study the influence of the MAG welding process with different energies applied to AID SAF 2205, on the corrosion resistance of the resulting samples. Four values of welding energies were used, between 0.6 and 1.1 kJ / mm, with the greatest energy limited to the thickness of the plates, which was 5 mm. When the microstructure formed in the region of the weld was analyzed, the quantification of ferrite in the zone affected by the heat showed uniformity in the samples, independent of the welding energy. However, the amount of ferrite in the weld metal decreased as the energy increased. The precipitation of chromium nitrides was observed in the intermetallic was associated with grain boundaries α / γ, inside some ferrite grains, close to regions with secondary intragranular austenite. The Vickers microhardness profiles showed no value above 300 HV, and no behavior differed according to the indentation area. The corrosion resistance did not change considerably, the base metal and the regions of the weld in the four conditions behaved very similarly. Ferric chloride immersion assays, following ASTM G48, allowed to observe the formation of pites, but the amount and density thereof can not be associated with a specific weld region or weld energy variation. The values of electrochemical parameters, OCP, ECORR, and EPIT, after the potentiodynamic polarization tests according to ASTM G5, showed little variation, showing a similar corrosion behavior for the base metal and the solder metals of the four Different welding energy conditions employed.

A aplicação de aços de alta resistência está fortemente difundida na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários e maquinários agrícolas. Esta dissertação visa analisar a influência de diferentes aportes térmicos no comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo MAG de modo a obter juntas com propriedades otimizadas. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas com espessura de 3 mm do aço de alta resistência e baixa liga USI LNE700. Os parâmetros nominais de energia de soldagem foram variados de acordo com os valores descritos pelo fornecedor SSAB. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta, distância e posicionamento correto no comprimento total da junta soldada. Os ensaios para verificação do comportamento microestrutural e mecânico foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfis de microdureza e ensaios de tração. Buscaram-se utilizar aportes térmicos reduzidos para minimizar os efeitos de revenimento da martensita presente no metal de base, um dos principais responsáveis pela redução das propriedades mecânicas da junta soldada. Os resultados não mostraram significativa variações na microestrutura e propriedades de tração do material, porém o preenchimento da junta soldada formada apresenta um comportamento diretamente proporcional à energia de soldagem. / The application of high strength steels is strongly diffused in the engineering industry, especially in applications where weight reduction is important, such as the industry of agricultural machines and trailers industry. This investigation aims to analyze the influence of different heat inputs on microstructural and mechanical behavior of joint welded by GMAW in order to obtain joints with optimized properties. Sheet metal with a thickness of 3 mm high strength low alloy steel LNE700 (supplier Usiminas) were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier SSAB for this study. The welding process was made using robotic system to maintain homogeneity along the joint, right distance and position during the total weld joint length. The microstructural and mechanical behaviors were performed with the optical microscope, microhardness profile and traction test. We attempted to use lower heat inputs to minimize the effects of tempering of martensite present in the base metal, a major contributor to the reduction of the mechanical properties of the welded joint. The results did not show significant microestructural and tensile properties variation, however, when the welding energy is increased, the welded joint penetration formed was increased as well.

O uso de aços de alta resistência mecânica vem crescendo significativamente, principalmente em situações onde é necessário um material com grande limite elástico para a conformação a frio e boa soldabilidade. Nessas aplicações, a elevada resistência reduz o peso e/ou aumenta a carga que pode ser suportada pelas estruturas produzidas. A introdução dos aços fabricados por processamento termomecânico controlado (TMCP) demandou maiores propriedades mecânicas e metalúrgicas das juntas soldadas sobre eles produzidas. Em função desses fatores, a energia de soldagem é estritamente limitada, e para evitar uma eventual redução da resistência mecânica da zona afetada pelo calor (ZAC), é necessário testar os procedimentos de soldagem próximos daqueles que serão usados na estrutura real. O objetivo deste estudo é obter dados detalhados referentes à eficiência mecânica de juntas soldadas por MAG e com diferentes energias, sobre perfis tubulares quadrados em aço TMCP, formando um conjunto soldado coluna/viga. Seis energias de soldagem e dois metais de adição foram utilizados (AWS ER80S-G e AWS ER120S-G), o primeiro somente com as soldas posicionadas em todo o contorno do perfil, e o segundo com soldas em todo o contorno, transversais e longitudinais em relação à direção de aplicação da carga. Vinte e quatro estruturas foram soldadas, instrumentadas e submetidas à flexão. Comparando as juntas soldadas com mesma energia, observou-se maior resistência à flexão nas soldas longitudinais e em todo contorno, e valores inferiores para soldas transversais. Além disso, pôde ser constatado que 1,2 kJ/mm de energia de soldagem deu os melhores resultados para as juntas soldadas com ambos os consumíveis, uma vez que até esse valor a área da seção resistente das juntas soldadas aumentou significativamente. O uso de energias mais elevadas não foi eficaz para aumentar a resistência à flexão das juntas soldadas ora investigadas, pois o efeito da energia de soldagem sobre a redução da dureza e, consequentemente, resistência mecânica da ZAC, aparentemente se sobrepõe ao aumento da área da seção resistente da junta soldada. / The use of high strength steels is growing significantly, especially in situations where it is necessary a material with high strength for cold forming and good weldability. In these applications, the high strength decreases the weight and/or increases the load that can be supported by the structures produced. The introduction of steels made by thermomechanical controlled processing (TMCP) demanded higher mechanical and metallurgical properties of the welded joints produced on them. Given these factors, the heat input is strictly limited, and to avoid any reduction in the mechanical strength of the heat affected zone (HAZ), it is required to test welding procedures close to those that will be used in the actual structure. The aim of this study is to obtain detailed data on the mechanical efficiency of welded joints with GMAW and different heat inputs, on square tubular profiles in TMCP steel, disposed as a column/beam weldment. Six different heat inputs and two filler metals were used (AWS ER80S-G and AWS ER120S-G), the first one with the welds located around the profile contour, and the second one with welds all around the profile, transverse and longitudinal to the axis of the weld bead. Twenty-four welded structures were instrumented and subjected to bending. Comparing the welded joints with the same heat input, it can be noticed that higher bending strength is obtained from all-around contour and longitudinal welds, and lower values for the transverse welds. Moreover, it could be seen of 1.2 kJ/mm heat input gave optimum results to the welded joints with both consumables, since up to this value the area of the resistant section of welded joints increased significantly. The use of higher heat inputs was not effective to increase the bending strength of the welded joints herein investigated, since the effect of heat input on the reduction of the hardness and, consequently, mechanical strength of the HAZ, apparently overrides the increase in the area of the resistant section of the welded joint.

O presente trabalho objetiva estudar a eficiência térmica do arco elétrico e de fusão para o processo de soldagem MAG, do inglês Metal Active Gas, em diferentes geometrias de juntas soldadas. As soldas foram feitas inicialmente em um calorímetro de fluxo contínuo de água, seguidas de deposição de cordão sobre chapa e soldagem de juntas em ângulo “T”, sempre em aço carbono. A metodologia de projeto de experimentos Box-Behnken foi empregada para a avaliação da influência da variação dos parâmetros de soldagem (tensão, velocidade de alimentação do eletrodo e velocidade de soldagem) nas eficiências, dentro do modo de transferência metálica por curto circuito. Diferentes equações propostas na literatura para o cálculo da eficiência de fusão são comparadas. Para a adequada aquisição da eficiência térmica pelo calorímetro, preliminarmente é avaliada a influência da vazão de água e da geometria na entrada de um calorímetro de fluxo contínuo sobre a eficiência térmica do arco. O procedimento experimental consiste em testar diferentes vazões de água e três configurações geométricas na região de entrada de água no calorímetro: com rolha reta, com difusor cônico e com obstáculo. Os experimentos foram planejados e os resultados avaliados com base na análise de variância estatística de um único fator, no caso, a vazão de água na entrada do calorímetro. A maior eficiência térmica média de 80,5% foi obtida para a vazão de 4 l/min, com baixo erro estatístico, utilizando rolha de entrada com geometria de difusor cônico. O modelo em que o fluxo entra diretamente no tubo apresentou todos os valores de eficiência térmica do arco com pequeno decréscimo numérico se comparados com o difusor cônico, enquanto a rolha com obstáculo apresentou elevado erro estatístico. Com base nos resultados descritos, a eficiência térmica do arco elétrico foi avaliada com a vazão de 4 l/min para o projeto de experimentos Box-Behnken, os valores obtidos estão na faixa de 72 a 82% conforme a combinação dos parâmetros de soldagem. A velocidade de soldagem e a tensão do arco se mostraram como os parâmetros de maior influência na eficiência térmica do arco. Os resultados relativos à eficiência de fusão indicam maiores valores nas soldas realizadas no calorímetro e por simples deposição sobre chapa. A junta T apresentou os menores valores de eficiência de fusão e de diluição para todos os casos. O parâmetro de maior influência na eficiência de fusão foi a corrente de soldagem. / The main aim of the present work is to study arc thermal efficiency and fusion efficiency to Gas Metal Arc Welding – GMAW, using different joint geometries. At first, the welds were performed in a continuous water flow calorimeter, followed by bead on plate and T – joint deposits. The Box-Behken design of experiments methodology was used to analyze the effect of welding parameters (arc voltage, wire feed speed and welding speed) on the efficiencies, when using short circuit metal transfer. The results of the fusion efficiency calculation were compared using different equations found in the literature. To correctly evaluate the thermal efficiency, it was necessary to analyze the influence of water flow rate and calorimeter inlet geometry. The experimental procedure consists of varying water flow rate and testing three different calorimeter inlet seal geometries: straight seal, conical diffuser seal and seal with water flux obstacle. The experiments were designed and the results evaluated based in a one-factor statistical analysis of variance, in this case the inlet calorimeter water flow. The highest average thermal efficiency is 80.5% to water flow of 4 l/min, with a low statistical error, using the conical diffuser seal inlet geometry. The inlet with straight seal model shown all the arc thermal efficiency values with slightly lower numerical values compared with conical diffuser, while the seal with flux obstacle exhibited high statistical error. Based on these results, the arc thermal efficiency was evaluated using 4 l/min water flow to the Box-Behnken Design, resulting values in the 72 to 82% range, depending on the welding parameters. The welding speed and arc voltage were the parameters that significantly affect arc thermal efficiency. The fusion efficiency results of the welds performed on the calorimeter and bead on plate were. The welds performed in T joints exhibit lowest fusion efficiency and dilution to each welding parameters combination tested. The fusion efficiency is strongly affected by the welding current.

Na indústria de petróleo e gás as tubulações são formas eficientes de transportar esses produtos ou seus derivados das regiões de exploração para as refinarias e em alguns casos até o consumidor. O principal tipo de aço utilizado na fabricação dessas tubulações são os aços ARBL que devido à boa relação entre resistência à tração e tenacidade a baixas temperaturas geram uma boa relação custo/benefício na utilização e na montagem de tubulações. Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a soldabilidade do tubo API 5L X80 construído com aço ARBL. Os corpos-de-prova utilizados foram anéis de 508 mm de diâmetro externo com espessura de parede de 19,0 mm. A soldagem foi executada com o processo eletrodo revestida no experimento 1, em um par de anéis, e o outro par de anéis foi soldado, na raiz, com o processo de soldagem MAG-TC e nos passes de enchimento e acabamento foi utilizado o processo arame tubular auto-protegido. Os resultados dos ensaios de resistência à tração, dobramento lateral e de Nick-Break demonstram que ambos os procedimentos de soldagem são qualificados pela norma API 1104. Associando o resultado do ensaio de Charpy V a 0°C e associando-o a quantificação das frações volumétricas de microconstituintes MA e a caracterização microestrutural é possível observar que os valores de energia absorvida na ZAC tem maior relação com o mecanismo de refino de grão, que melhora os valores obtidos, do que com a quantidade de fração volumétrica do microconstituinte MA. / In the oil and gas industries, pipelines are efficient ways of transporting these products, or its derivatives, from exploration regions to refineries and, in some cases, up to the final consumer. The main type of steel used in manufacturing these pipelines are HSLA steels that, due to the good relationship between tensile strength and toughness at low temperatures, create a cost/benefit ratio in the use and installation of these pipelines. This paper presents a study on the weldability of API 5L X80 HSLA pipe steel. The samples used were pipe rings with 508 mm outside diameter and a wall thickness of 19.0 mm. The root welding process was performed using SMAW in Experiment 1 with filing and finishing passes with SMAW. In the second experiment, the root pass were welded with GMAW-CT, and filling and finishing passes with FCAW-SS. Tensile test results, lateral bending tests and \'Nick-Break\' tests showed that both welding procedures were qualified according to API 1104 Standard. Associating these results with Charpy V test at 0°C and with quantification of volume fractions of MA microconstituent is possible to observe that the values of absorbed energy in the HAZ are more closely related to the mechanism of grain refinement, which improves the values obtained with the volume fraction of the amount of microconstituent MA.

With the growth in pipeline installations all over the world, there is a great demand for highly productive and robust welding systems. Mechanised pipe welding has been developed over the last 50 years and the present focus is towards development of automated pipeline welding systems. Pipeline welding automation is aimed at reducing costs and improving the installation quality. To attain fully automated pipe welding systems there is a need to rely on sensors and controls systems to mimic human like capabilities, such as visual inspection, in real time. The key aim of this work is to develop and evaluate methods of automatic assessment of weld bead shape and quality during narrow gap GMAW of transmission pipelines. This implies that the measured bead profile will be assessed to determine whether the bead shape will cause defects when the subsequent pass is deposited. Different approaches have been used to conquer the challenge that is emulating human reasoning, all with different objectives in mind. In spite of extensive literature research performed, very little information was found concerning the real time determination and assessment of bead shape quality and none of it was reported to be applied successfully to the pipeline industry. Despite the continuous development of laboratory laser vision systems commercial ones have been on the market for decades, some specifically developed for the welding application. Laser vision sensor systems provide surface profile information, and are the only sensors which can satisfactorily measure bead profile on a narrow groove. In order to be able to use them to automatically assess weld bead shape and quality, a deep understanding of their characteristics and limitations needs to be achieved. Once that knowledge was attained it was then applied to determine the best sensor configuration for this purpose. After that the development of human like judgment algorithms were developed to accomplish the aim that was set. Empirical rules were obtained from an experienced welder regarding the acceptability of bead shapes and were then applied in the developed system with good results. To scientifically evaluate and determine the rules to use in this system, further experiments would be required. The output of the system developed showed very accurate, reliable and consistent results that were true to the external measurements and comparisons performed. The developed system has numerous applications in the pipeline industry and it could easily be implemented on commercial systems.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O uso de componentes revestidos por ligas de nÃquel do sistema Ni-Cr-Mo em equipamentos da indÃstria do petrÃleo pode vir a ser mais freqÃente, pois os aumentos no Ãndice de acidez naftÃnica e no peso molecular do petrÃleo nacional requerem materiais mais resistentes à corrosÃo, temperatura e pressÃo. Desta forma, como parte de um estudo sistemÃtico, este trabalho pretende definir faixas operacionais para revestir de forma adequada aÃo estrutural com o eletrodo ERNiCrMo-3, atravÃs da soldagem MIG/MAG, e avaliar caracterÃsticas microestruturais e propriedades mecÃnicas de revestimentos na condiÃÃo como soldados e envelhecidos. Para atingir o objetivo, foram realizadas soldagens automÃticas com utilizaÃÃo de robà industrial, fonte eletrÃnica e argÃnio puro como gÃs de proteÃÃo. Para definiÃÃo das faixas operacionais, as soldagens foram em simples deposiÃÃo, com avaliaÃÃo de aspecto superficial, geometria e diluiÃÃo da solda. Nesta etapa, foi constatado que a solda apresenta alta convexidade em corrente eficaz abaixo de 200 A e a variaÃÃo da corrente, para o cÃlculo da energia, influencia de forma mais significativa na convexidade e na diluiÃÃo da solda, em comparaÃÃo com a variaÃÃo da velocidade de soldagem, para o cÃlculo das mesmas energias. AtravÃs dos testes preliminares, foi selecionada a corrente de 290 A em duas energias de soldagem (10 e 14 kJ/cm). O revestimento foi em Ãnica camada aplicada em aÃo ASTM A516 g60 de 12,7 mm de espessura, com sobreposiÃÃo acima de 40 % e temperatura de interpasse abaixo de 100 oC. A diluiÃÃo em ambas as energias ficou em torno de 15 %. O envelhecimento foi na temperatura de 600 oC por tempos de 100 e 300 horas. Para caracterizaÃÃo metalÃrgica foram utilizados: perfis de microdureza, microscopia Ãtica (MO) e eletrÃnica de varredura (MEV), energia dispersiva de raio X (EDX), difraÃÃo de raio X, energia de elÃtrons retro-espalhados (EBSD) e ensaio de arrancamento, segundo norma ASTM A 265-03. Os perfis de microdureza e estruturas observadas foram semelhantes para ambas as energias de soldagem utilizadas. ApÃs envelhecimento foi observado uma descarbonetaÃÃo da ZAC-GG onde as ferritas passaram a nÃo possuir segundas fases (carbonetos). A estrutura dendrÃtica do revestimento apresentou microfases do tipo MC e Laves na condiÃÃo como soldada. ApÃs o envelhecimento, houve formaÃÃo de carbonetos secundÃrios, dissoluÃÃo de carbonetos primÃrios e formaÃÃo de fase gamaââ. Os perfis de dureza indicaram que na condiÃÃo como soldada a dureza do revestimento foi de 240 HV e da ZAC-GG de 190 HV, com o envelhecimento a dureza na ZAC-GG caiu para 120 HV, e a do revestimento cresceu para 290 HV em 100 h e 310 HV em 300 h. Na interface foram observadas, somente apÃs o envelhecimento, regiÃes duras da ordem de 800 HV, devido a grande concentraÃÃo de carbonetos e envelhecimento da zona parcialmente diluÃda, com teor elevado de ferro, que atua na formaÃÃo de gamaââ. Apesar das elevadas diferenÃas de dureza entre o revestimento, metal base e interface nÃo foram identificadas trincas nas anÃlises metalogrÃficas. A carga mÃxima no ensaio de arrancamento foi superior a da norma (140 MPa) nas condiÃÃes analisadas. O perfil de penetraÃÃo dos cordÃes (tipo taÃa) favoreceu esse resultado, e o envelhecimento provocou um aumento gradativo de resistÃncia ao cisalhamento. / The use of nickel alloy cladding components could be more frequently in petroleum industry. The crescent naphthenic corrosion and high molecular weight of national petroleum contribute for needs of materials with more resistance to corrosion, to temperature and to pressure. At this way, how part of systematic study, this work pretends to define operational range for adequate ERNiCrMo-3 weld overlay in structural steel with application of GMAW process, and to evaluate microstructural characteristics and mechanical properties in as welded and aging conditions. To realize the objective, were used an industrial robot, an electronic power source and an argon shielding gas for automated welding. To define the operational range, simple deposit welds and evaluation of superficial aspect, geometry and dilution were conducted. This step indicated that the welds in efficient current below 200 A showed high convexity and the variation of current for the calc of heat input is more significant for convexity and dilution of the weld than the variation of welding speed for the calc of same heat input. It was selected 290 A as welding current in two heat inputs (10 and 14 kJ/cm). The overlay at ASTM A 516 g60 steel was in simple layer, had overlap up to 40 pct between passes and had about 15 pct of dilution at the two heat inputs. The aging temperature employed was 600 oC for times of 100 and 300 hours. To metallurgical characterization was used: microhardness measures, optical microscope, scanning electron microscope, composition variations (EDAX), x-ray diffraction, electron backscatter diffraction and shear tests according ASTM A 265-03 standard specification. The microhardness and structures observed were, approximately, the same for the two heat inputs. Post aging HAZ showed absence of carbides. The dendritic structure had MC and Laves micro-phases in as welded condition and the aging provoked formation of secondary carbides, dissolution of primary carbides and formation of gamaââ. As welded overlay microhardness was 240 HV and as welded HAZ was 190 HV. Aging HAZ was 120 HV and aging overlay was 290 HV for 100 h and 310 HV for 300 h. Only for aging conditions, were observed hard zones (800 HV) in interface of overlay, due to carbide concentration and aging of partially dilution zone, where the Fe favored the formation of gamaââ. Despite the hardness differences of overlay, base metal and interface, were identified no cracks in metallographic analyses. The maximum shear strength was above of the specification requirement (140 MPa) in all conditions employed, the penetration shape (like finger) favored this result, and the aging provoked a gradual grow up in shear resistance.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The process of welding with solid wire (GMAW) and cored wire (FCAW) processes that compete in quality, productivity and operational, need reliable information of its main features and applications for a given welding condition. Thus, the goal is to compare the capability of each process in the horizontal welding carbon steel ABNT 1020, varying the type of shielding gas on the same level of welding current and voltage to maintain a constant deposition rate per unit length. For this study we used the wire E71T-1 and ER 70S-6 under the shielding 100% CO2 gas and Ar +25% CO2 in two bands of four current and voltage ranges. We evaluated the stability of metal transfer mode and short-circuit capacity through income and presence of deposit discontinuity. In general, the process using a tubular wire had a higher deposition rate compared to solid wire, but with lower performance deposit. It was noted that, the same current range and with increasing voltage range, there was a change in transfer characteristics for both processes. With regard to straining of the weld beads, the solid wire bends showed better with lower voltage ranges. Cored wire for the values of runoff was similar, with a condition better than solid wire for higher values of welding voltage (region of predominance of metal transfer carried by the flow without short circuit). The shielding gas 100% CO2, for both processes, which was provided better performance and higher deposit with transfer voltage ranges with a predominance of short-circuit. / Os processos de soldagem com arame maciço (GMAW) e arame tubular (FCAW), processos que competem entre si em termos de qualidade, produtividade e operacionalidade, necessitam de informações seguras de suas principais características e aplicações para uma determinada condição de soldagem. Desta forma, o objetivo deste trabalho é comparar a potencialidade de cada processo na soldagem horizontal de aço carbono ABNT 1020, variando o tipo de gás de proteção sob um mesmo nível de corrente e tensão de soldagem, mantendo constante a taxa de deposição por unidade de comprimento. Para a realização deste estudo foram utilizados os arames E71T-1 e ER 70S-6 sob as proteções gasosas 100%CO2 e Ar+25%CO2 em duas faixas de corrente e quatro faixas de tensão. As características avaliadas foram a regularidade de transferência metálica no modo curto-circuito e a capacidade produtiva através do rendimento de depósito e presença descontinuidades. De maneira geral, o processo utilizando arame tubular apresentou maior taxa de deposição em relação ao arame maciço, porém com menor rendimento de depósito. Também se observou que, na mesma faixa de corrente e com a elevação da faixa de tensão, houve uma mudança nas características de transferências para os dois processos. Em relação ao escorrimento dos cordões de solda, o arame maciço apresentou melhores cordões com menores faixas de tensão. Para o arame tubular os valores dos escorrimentos foram próximos, tendo uma condição melhor que o arame maciço para maiores valores de tensão de soldagem (região de predominância de transferência metálica conduzida pelo fluxo sem curto-circuito). O gás de proteção 100%CO2, para ambos os processos, foi o que proporcionou melhor rendimento de depósito e maiores faixas de tensão com transferência com predominância de curto-circuito. / Mestre em Engenharia Mecânica