Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A indÃstria de petrÃleo requer materiais com caracterÃsticas especÃficas como a alta resistÃncia mecÃnica e à corrosÃo, por isso tem investido em pesquisas de novos materiais. Destas pesquisas surgem possibilidades da utilizaÃÃo dos aÃos inoxidÃveis superduplex para atender tais expectativas, no entanto, o efeito dos ciclos tÃrmicos de soldagem pode ser prejudicial Ãs propriedades destas ligas, por meio da alteraÃÃo microestrutural ferrita/austenita e da precipitaÃÃo de fases intermetÃlicas. Desta forma, este trabalho tem como objetivo avaliar a influÃncia da energia de soldagem sobre a resistÃncia à corrosÃo e as transformaÃÃes microestruturais na soldagem multipasse, pelo processo MIG/MAG, do aÃo inoxidÃvel superduplex UNS S32760. Foram produzidas e utilizadas juntas soldadas modificando-se a energia de soldagem nos nÃveis 0,5, 1,0 e 2,0 kJ/mm. Duas regiÃes da junta soldada foram obtidas para estudo: a Zona Fundida (ZF) e a Zona Afetada pelo Calor (ZAC). Uma amostra sem sofrer soldagem foi utilizada como referÃncia. A resistÃncia à corrosÃo foi avaliada por meio das tÃcnicas eletroquÃmicas: monitoramento do potencial de circuito aberto, polarizaÃÃo potenciodinÃmica, espectroscopia de impedÃncia eletroquÃmica e da temperatura crÃtica de pite (CPT). Os ensaios eletroquÃmicos mostraram que a ZAC da energia 1,0 kJ/mm se mostrou mais susceptÃvel a corrosÃo. O ensaio CPT nÃo mostrou diferenÃa significativa nos resultados. A nucleaÃÃo dos pites ocorreu na fase ferrÃtica tanto na regiÃo da ZAC e ZF e nÃo apresentou uma relaÃÃo com as regiÃes onde havia a precipitaÃÃo de fases intermetÃlicas.Os resultados indicaram que a energia de soldagem foi o fator que exerceu maior influÃncia sobre o teor mÃdio de ferrita na regiÃo da raiz das juntas. Houve precipitaÃÃes de nitretos de cromo em todas as energias e de fase sigma na energia de 1,0 kJ/mm e 2,0 kJ/mm. Foi observado que as composiÃÃes quÃmicas entre as fases ferrita e austenita sÃo bastante semelhantes, porÃm a fase ferrÃtica apresentou um PREN inferior ao da austenita. / The oil industry requires materials with special properties such as high mechanical and corrosion resistance, so it has invested in research of new materials.These researches permit the use of super duplex stainless steels to meet such expectations.However, the effect of welding thermal cycles can be harmful to the properties of these alloys by modifying ferrite/austenite microstructure and intermetallic phases precipitation. The aim of this work is therefore to evaluate the influence of heat input on corrosion resistance and microstructural transformations of super duplex stainless steel UNS S32760 in multipass welding process MIG/MAG. The samples were produced and welded joints were prepared by modifying the heat input at levels of 0.5, 1.0 and 2.0 kJ/mm.Two regions of the welded joint were obtained for study: moltenzone (ZF) and the heat affected zone (ZAC). A sample unwelding was used as reference. The corrosion resistance was evaluated by means of electrochemical techniques: open circuit potentialmonitoring,potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy and determination of critical pitting temperature (CPT).The electrochemical tests showed that ZAC energy 1.0 kJ/mm was more susceptible to corrosion. The CPT test showed no significant difference in the results., The nucleation of pits occurred in the ferritic phase in both the regions ZAC and ZF and did not show a relationship with the regions where precipitation occurred intermetallic phases. The results indicated that the heat input was the factor that had the greatest influence on the average content of ferrite in the root zone of the joints. There was precipitation of chromium nitrides in all samples and sigmaphase in the samples of 1.0 kJ/mm and 2.0 kJ/mm. It was observed that the chemical compositions between the ferrite and austenite phases are fairly similar, but the ferrite phase has presented a pitting resistance equivalente (PREN) lower than the austenite.

GMAW (Gas Metal Arc Welding) is one of the most important arc welding processes being adopted in modern manufacturing industry due to its advantages in productivity, energy efficiency and automation. By monitoring and improving some of the important properties of GMAW such as production rate, metal transfer and base metal heat input, researchers could bring the process efficiency and stability to a new level. In recent years, some innovative modifications of GMAW such as Twins, Tandem and laser-MIG hybrid welding have been adopted into many industrial applications for better productivity. In this dissertation, a novel GMAW called DB-GMAW (Dual Bypass Gas Metal Arc Welding) using two GTAW torches and one GMAW torch to construct a welding system, is proposed and developed. In DB-GMAW, two GTAW torches perform the bypass system which decouples the total welding current into base metal current and bypass current after the melt down of filler wire. Compared to conventional GMAW, DB-GMAW has many advantages in droplet formation, base metal heat input and penetration achievement due to its unique characteristics in welding arc and current flow. In the first place of the research, experimental system of DB-GMAW is constructed. Then, sufficient experiments under different parameters are performed to provide us a good understanding of the behaviors and characteristics of this novel GMAW process. Observation about metal transfer formation and base metal heat input is studied to verify its theoretical analysis. Full penetration of work piece via DB-GMAW is achieved based on a series of parameter testing experiments. Moreover, image processing techniques are applied to DB-GMAW to monitor the welding process and construct a feedback system for control. Considering the importance of maintaining stable full penetration during many welding applications, a nonlinear model of DB-GMAW full penetration is developed in this dissertation. To do that, we use machine vision techniques to monitor the welding profile of the work piece. A control algorithm based on the nonlinear model using adaptive control technique is also designed. The achievement of this dissertation provides a fundamental knowledge of a novel welding process: DB-GMAW, and a good guidance for further studies about DBGMAW.

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.

Submitted by WILLIAN ROBERTO VALICELLI SANITÁ null (willian.r.sanita@gmail.com) on 2017-03-17T01:27:33Z No. of bitstreams: 1 API 5L X-70 NdYAG - REV-00.pdf: 14588761 bytes, checksum: 027f498ff74dcf88e5b24148813899ae (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2017-03-21T18:52:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sanita_wrv_me_ilha.pdf: 14588761 bytes, checksum: 027f498ff74dcf88e5b24148813899ae (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T18:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sanita_wrv_me_ilha.pdf: 14588761 bytes, checksum: 027f498ff74dcf88e5b24148813899ae (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Conduziu-se um estudo da soldagem laser na condição “bead on plate” no aço microligado ARBL API 5L Gr. X70 na forma de chapas com 1,0 x 20 x 120 mm (A x L x P). Realizou-se 12 soldas em atmosfera de gás argônio com fluxo de gás de 15 l/min, diâmetro de feixe de 0,2 mm, ângulo de 90º, taxa de repetição de 9, 8, 7, 6, 5 Hz, velocidade de soldagem de 1 mm/s, profundidades de foco iguais a 0,57 mm abaixo da superfície da peça e energia do pulso (Ep) fixada em 10,0 J. A largura temporal (Lt) foi mantida em 10 ms. O aporte térmico foi variado em 90, 80, 70, 60 e 50 J/ mm. Os resultados foram analisados com base na relação entre potência, geometria do cordão de solda, corrosão, dureza Vickers e microestrutura. Para revelação dos metais de solda utilizou-se reagente Nital 5%. As medidas de geometria (largura e profundidade) dos cordões de solda foram realizadas através de imagens obtidas em câmera digital em um microscópio óptico comum. Foram realizados ensaios de microscopia em microscópio eletrônico de varredura em detector retroespalhado (BSD), afim de verificar com maior clareza as microestruturas das amostras. Para verificação da resistência mecânica foi ensaio de tração nas amostras e no metal de base sem a inserção de entalhe. Para verificação de dureza foram analisados quatro parâmetros sendo eles três linhas horizontais e uma linha vertical no centro do cordão de solda. Para verificação da corrosão foi conduzido ensaio em um potenciostato para ensaio de polarização potenciodinâmica onde foram analisadas as curvas de polarização. Os maiores valores de largura profundidade foram encontrados em maiores valores de potência e largura temporal. As microestruturas das amostras apresentaram formações de ferrita acicular, ferrita alotriomórfica e possíveis elevados teores de martensita no caso das amostras de menor aporte térmico (60 e 50 J/ mm). Todas as amostras apresentaram maior resistência mecânica do que o metal de base, visto que todas romperam no metal de base. Os coeficientes de dureza se mostraram mais elevados para amostras de menor aporte térmico. As resistência de corrosão se mantiveram próximas ao metal base e alguns casos superiores (Ap 70 J/ mm) , visto que provavelmente tenha se formado um filme passivo de óxido após processo de soldagem, resultando em maior resistência. / We carried out a study of laser welding provided "bead on plate" in micro-alloyed steel ARBL API 5L Gr. X70 in the form of plates with 1,0 x 20 x 120 mm (H x W x D). 12 welds was performed in argonic gas flow of 15 l/min, beam diameter 0,2 mm, angle of 90°, repetition rate of 9, 8, 7, 6 and 5 Hz, welding speed of 1 mm/s, gas depths focus equal to 0,57 mm below the surface of the workpiece and the pulse energy (Ep) set at 10,0 J. The time width (Lt) set at 10 ms. The heat input was varied at 90, 80, 70, 60 and 50 J/mm. The results were analyzed based on the relationship between power, weld bead geometry, corrosion, Vickers hardness, chemical analysis and microstructure. For structure revelation of the weld metals used both Nital 5%. Measures of geometry (width and depth) of the weld beads were made using images taken by digital camera on an ordinary optical microscope. Microscopy tests were carried out using a scanning electron microscope in a backscattered detector (BSD), in order to verify with greater clarity the microstructures of the samples. For verification of mechanical strength was tensile test on samples and base metal without notch insertion. For verification of hardness were analyzed four parameters being three horizontal lines and a vertical line in the center of the weld bead. To verify the corrosion, a potentiostat test was conducted for potentiodynamic polarization test where the polarization curves were analyzed. The greatest values of depth width were found in higher values of power and temporal width. The microstructures of the samples showed formations of acicular ferrite, allotriomorphic ferrite and possible high martensite contents in the case of samples with lower heat input (60 and 50 J / mm). All samples showed higher mechanical strength than the base metal, since all of them broke in the base metal. The coefficients of hardness were higher for samples with lower thermal input. The corrosion resistance remained close to the base metal and some higher cases (Ap 70 J / mm), since a passive oxide film probably formed after welding, resulting in higher strength.

O aporte térmico, ou imposição de calor, é uma das características com grande importância nos processos de soldagem, pois ela está diretamente relacionada com as propriedades mecânicas e as transformações metalúrgicas da junta soldada. Neste sentido, este trabalho propõe o projeto, a construção e a validação de um calorímetro com uma vazão contínua de água para avaliação do aporte térmico e da eficiência térmica em processos de soldagem a arco elétrico que seja de baixo custo, adaptável aos diferentes processos de soldagem, de simples operação e fácil movimentação. Foram realizados experimentos com três processos, sendo eles: soldagem a arco com gás de proteção e eletrodo consumível (GMAW – Gas Metal Arc Welding), soldagem a arco com eletrodo não consumível e gás de proteção (GTAW – Gas Tungsten Arc Welding) e soldagem ao arco submerso (SAW – Submerged Arc Welding). As atividades realizadas visam identificar o efeito sobre a eficiência térmica devido à variação de alguns dos parâmetros de soldagem bem como identificar características intrínsecas do calorímetro construído. Para o processo de soldagem GMAW verificou-se um rendimento médio do arco de 72,82%, com uma eficiência média de 71,10% especificamente para o processo GMAW com transferência metálica goticular e de 76,26% para transferência metálica por curto-circuito. O processo de soldagem GTAW apresentou uma eficiência térmica média de 68,44% e para o processo SAW foi observado um rendimento do arco de 91,05%. Os resultados obtidos se mostraram coerentes quando comparados aos valores reportados anteriormente por outros autores e também apresentaram uma boa repetitividade, sendo de 4,5% a maior diferença observada entre cordões de solda de um mesmo experimento. / Heat input is an important welding process characteristic since it is directly related to the mechanical properties and metallurgical transformations of the welded joint. This paper aims to present the project, construction and validation of a calorimeter with continuous water flow to evaluate the heat input and the thermal efficiency of arc welding processes. The proposed calorimeter shall have a low cost, versatile, easy to handle and to operate. Experiments were carried out with gas metal arc welding (GMAW), gas tungsten arc welding (GTAW) and submerged arc welding (SAW). These activities aimed to identify the effect that changes of certain welding parameters perform on the thermal efficiency and to identify intrinsic characteristics of the proposed calorimeter. For GMAW processes it was obtained a global thermal efficiency of 72.82%. For this process, the results were different according to the metal transfer: 71.10% for GMAW with spray transfer and 76.26% for GMAW with short circuit transfer. The average thermal efficiency obtained for the GTAW was of 68.44% and for the SAW process was of 91.05%. The experiments results showed to be consistent when compared to previously reported values by other authors and also showed good repeatability, where the large difference observed between weldments of the same experiment was of 4.5%.

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: We carried out a study of laser welding provided "bead on plate" in micro-alloyed steel ARBL API 5L Gr. X70 in the form of plates with 1,0 x 20 x 120 mm (H x W x D). 12 welds was performed in argonic gas flow of 15 l/min, beam diameter 0,2 mm, angle of 90°, repetition rate of 9, 8, 7, 6 and 5 Hz, welding speed of 1 mm/s, gas depths focus equal to 0,57 mm below the surface of the workpiece and the pulse energy (Ep) set at 10,0 J. The time width (Lt) set at 10 ms. The heat input was varied at 90, 80, 70, 60 and 50 J/mm. The results were analyzed based on the relationship between power, weld bead geometry, corrosion, Vickers hardness, chemical analysis and microstructure. For structure revelation of the weld metals used both Nital 5%. Measures of geometry (width and depth) of the weld beads were made using images taken by digital camera on an ordinary optical microscope. Microscopy tests were carried out using a scanning electron microscope in a backscattered detector (BSD), in order to verify with greater clarity the microstructures of the samples. For verification of mechanical strength was tensile test on samples and base metal without notch insertion. For verification of hardness were analyzed four parameters being three horizontal lines and a vertical line in the center of the weld bead. To verify the corrosion, a potentiostat test was conducted for potentiodynamic polarization test where the polarization curves were analyzed. The greatest values of depth width were found i... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

O aporte térmico, ou imposição de calor, é uma das características com grande importância nos processos de soldagem, pois ela está diretamente relacionada com as propriedades mecânicas e as transformações metalúrgicas da junta soldada. Neste sentido, este trabalho propõe o projeto, a construção e a validação de um calorímetro com uma vazão contínua de água para avaliação do aporte térmico e da eficiência térmica em processos de soldagem a arco elétrico que seja de baixo custo, adaptável aos diferentes processos de soldagem, de simples operação e fácil movimentação. Foram realizados experimentos com três processos, sendo eles: soldagem a arco com gás de proteção e eletrodo consumível (GMAW – Gas Metal Arc Welding), soldagem a arco com eletrodo não consumível e gás de proteção (GTAW – Gas Tungsten Arc Welding) e soldagem ao arco submerso (SAW – Submerged Arc Welding). As atividades realizadas visam identificar o efeito sobre a eficiência térmica devido à variação de alguns dos parâmetros de soldagem bem como identificar características intrínsecas do calorímetro construído. Para o processo de soldagem GMAW verificou-se um rendimento médio do arco de 72,82%, com uma eficiência média de 71,10% especificamente para o processo GMAW com transferência metálica goticular e de 76,26% para transferência metálica por curto-circuito. O processo de soldagem GTAW apresentou uma eficiência térmica média de 68,44% e para o processo SAW foi observado um rendimento do arco de 91,05%. Os resultados obtidos se mostraram coerentes quando comparados aos valores reportados anteriormente por outros autores e também apresentaram uma boa repetitividade, sendo de 4,5% a maior diferença observada entre cordões de solda de um mesmo experimento. / Heat input is an important welding process characteristic since it is directly related to the mechanical properties and metallurgical transformations of the welded joint. This paper aims to present the project, construction and validation of a calorimeter with continuous water flow to evaluate the heat input and the thermal efficiency of arc welding processes. The proposed calorimeter shall have a low cost, versatile, easy to handle and to operate. Experiments were carried out with gas metal arc welding (GMAW), gas tungsten arc welding (GTAW) and submerged arc welding (SAW). These activities aimed to identify the effect that changes of certain welding parameters perform on the thermal efficiency and to identify intrinsic characteristics of the proposed calorimeter. For GMAW processes it was obtained a global thermal efficiency of 72.82%. For this process, the results were different according to the metal transfer: 71.10% for GMAW with spray transfer and 76.26% for GMAW with short circuit transfer. The average thermal efficiency obtained for the GTAW was of 68.44% and for the SAW process was of 91.05%. The experiments results showed to be consistent when compared to previously reported values by other authors and also showed good repeatability, where the large difference observed between weldments of the same experiment was of 4.5%.

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.

O aporte térmico, ou imposição de calor, é uma das características com grande importância nos processos de soldagem, pois ela está diretamente relacionada com as propriedades mecânicas e as transformações metalúrgicas da junta soldada. Neste sentido, este trabalho propõe o projeto, a construção e a validação de um calorímetro com uma vazão contínua de água para avaliação do aporte térmico e da eficiência térmica em processos de soldagem a arco elétrico que seja de baixo custo, adaptável aos diferentes processos de soldagem, de simples operação e fácil movimentação. Foram realizados experimentos com três processos, sendo eles: soldagem a arco com gás de proteção e eletrodo consumível (GMAW – Gas Metal Arc Welding), soldagem a arco com eletrodo não consumível e gás de proteção (GTAW – Gas Tungsten Arc Welding) e soldagem ao arco submerso (SAW – Submerged Arc Welding). As atividades realizadas visam identificar o efeito sobre a eficiência térmica devido à variação de alguns dos parâmetros de soldagem bem como identificar características intrínsecas do calorímetro construído. Para o processo de soldagem GMAW verificou-se um rendimento médio do arco de 72,82%, com uma eficiência média de 71,10% especificamente para o processo GMAW com transferência metálica goticular e de 76,26% para transferência metálica por curto-circuito. O processo de soldagem GTAW apresentou uma eficiência térmica média de 68,44% e para o processo SAW foi observado um rendimento do arco de 91,05%. Os resultados obtidos se mostraram coerentes quando comparados aos valores reportados anteriormente por outros autores e também apresentaram uma boa repetitividade, sendo de 4,5% a maior diferença observada entre cordões de solda de um mesmo experimento. / Heat input is an important welding process characteristic since it is directly related to the mechanical properties and metallurgical transformations of the welded joint. This paper aims to present the project, construction and validation of a calorimeter with continuous water flow to evaluate the heat input and the thermal efficiency of arc welding processes. The proposed calorimeter shall have a low cost, versatile, easy to handle and to operate. Experiments were carried out with gas metal arc welding (GMAW), gas tungsten arc welding (GTAW) and submerged arc welding (SAW). These activities aimed to identify the effect that changes of certain welding parameters perform on the thermal efficiency and to identify intrinsic characteristics of the proposed calorimeter. For GMAW processes it was obtained a global thermal efficiency of 72.82%. For this process, the results were different according to the metal transfer: 71.10% for GMAW with spray transfer and 76.26% for GMAW with short circuit transfer. The average thermal efficiency obtained for the GTAW was of 68.44% and for the SAW process was of 91.05%. The experiments results showed to be consistent when compared to previously reported values by other authors and also showed good repeatability, where the large difference observed between weldments of the same experiment was of 4.5%.

This diploma thesis elaborated within the Manufacturing Technology Master´s study program considers various possibilities of welding which can regulate the amount of inputted heat into the welded joint. For experimental testing, material X2CrTi12 (ferritic stainless steel) was chosen, welded by means of methods suitable for the material. Welding methods included TIG, plasma, and laser. Further possibilities of heat input are suggested, such as pulse welding, Rapid, Fast Root, Surface Tension Transfer, Cold Metal Transfer, ColdArc, and Wise. The aim of the experiment is to compare the amount of heat input and its effect on particle growth and hardness.