Welding is a common method for joining of metal or plastic construction parts. This report describes several different weld methods in general terms. The report focuses on the GMAW method, specifically MAG welding. A case study has also been performed for the company Wenmec. The task received from the company was to compare the mechanical properties of joints welded with the tube electrode called Nittetsu SM-3A and joints welded with the homogenous electrode called ESAB Aristorod 12.63. Both types of weld joint were welded with the MAG method with an Argon based shielding gas with 18% CO2. The final task of this study is to compare the cost of these electrodes and then help Wenmec to decide which electrode that is the most cost effective. Tensile testing, impact testing and fatigue testing were performed on the weld joint samples. The hardnesses, microstructures, failure zones and chemical composition were examined with optical microscopy and SEM. The weld time, the amount of consumed electrode and the weld energy was measured during welding. These properties were similar and the differences between the different joints could be ignored. Both weld joint types showed similar microstructures and hardnesses. The microstructure was ferrite with carbides or perlite at the grain boundaries. Some silicon oxides were found in the grains. The yield strength, ultimate tensile strength and cycles to fatigue failure were similar in the two joint types, but the Aristorod weld joint showed higher impact strength and elongation at break. The chemical composition showed that the SM-3A electrode was a metal cored electrode with some additions of deoxidizing elements and a Copper coating. The Aristorod 12.63 electrode also showed the presence of deoxidizing elements and likely had a Titanium based coating. The sheet metal used as the work pieces are called Ruukki Laser 355 MC and is steel with low Carbon content, some Manganese and some impurities. The SM-3A electrode was costlier than the 12.63 electrode. This work concluded that the 12.63 electrode was a better alternative for Wenmec due to the lower cost, higher impact strength and higher elongation at break / Svetsning är en vanlig metod för att sammanfoga detaljer av metall och i vissa fall plast. Denna rapport beskriver flera olika svetsmetoder och allmänna fakta kring dem varpå rapporten fördjupas inom GMAW metoden, specifikt MAG. Ett detaljfall studeras också då företaget Wenmec gett uppdraget att jämföra mekaniska egenskaper för svetsfogar svetsade med rörelektroden Nittetsu SM-3A respektive den homogena elektroden ESAB Aristorod 12.63. Båda fogtyperna svetsades med MAG metoden och en argonbaserad skyddsgas med 18 % CO2. Till sist berör detta arbete de svetsekonomiska aspekterna för Wenmec och om företaget bör byta elektrodtyp eller inte. Mekanisk provning som utförts var dragprovning, slagprovning och utmattningsprovning. Mikrostrukturen och hårdheten i svetsfogarna jämfördes samt brottytor och kemisk sammansättning undersöktes med SEM. Vid svetsning jämfördes svetstid och materialåtgång samt den så kallade sträckenergin. Svetstekniskt var de båda svetsfogarna så lika att skillnader kunde ignoreras. Det visade sig att de båda elektroderna gav upphov till svetsgods med likadan mikrostruktur och snarlik hårdhet. Mikrostrukturen visade sig vara ferritisk med vissa mängder karbid eller perlit vid korngränserna. Partiklar i mikrostrukturen visade sig vara främst kiseloxider. Cykler till utmattningsbrott, sträckgräns och brottgräns var snarlika mellan de båda svetsfogarna medan Aristorod 12.63 hade bättre brottöjning och slagseghet. Den kemiska analysen visade att SM-3A var en metallpulverfylld rörelektrod med vissa deoxiderande tillsatser och en ytbeläggning som bestod av koppar. Aristorod 12.63 hade också vissa deoxiderande tillsatser och hade troligen en titanhaltig ytbeläggning. Stålplåten som användes som arbetsstycke var Ruukki Laser 355 MC och är ett lågkolstål med en aning mangan och andra föroreningar. De ekonomiska aspekterna visar att SM-3A är ett dyrare alternativ än 12.63. Sammantaget kom detta arbete fram till att SM-3A inte är ett attraktivt alternativ för Wenmec då slagseghet och brottöjning var sämre och elektroden dessutom var dyrare.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-24T15:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 263087.pdf: 10723418 bytes, checksum: b7eb13bffddce582c25a6f4e8f10d08b (MD5) / Este trabalho abrange o estudo do efeito da polaridade sobre alguns aspectos da soldagem com os processos TIG e MIG/MAG. Os experimentos foram agrupados conforme o processo de soldagem e o aspecto a ser estudado, bem como do procedimento experimental empregado. O primeiro grupo de experimentos visou analisar o efeito do tempo de duração da polaridade positiva sobre as dimensões dos cordões de solda, limpeza catódica e comportamento da tensão no processo TIG CA com formato de onda retangular aplicado ao alumínio. No aspecto dimensões do cordão de solda, os resultados mostraram situações onde um aumento na penetração de solda e nas áreas fundidas foi verificado à medida que maiores tempos de polaridade positiva eram aplicados. Este comportamento difere do que é comumente encontrado na literatura corrente sobre processos de soldagem com eletrodos não-consumíveis, que infere uma diminuição na penetração de solda com o aumento do tempo de atuação da polaridade positiva. O segundo grupo verificou o efeito da intensidade da corrente positiva no mesmo processo. Os resultados também se mostraram distintos ao que é comumente apresentado na literatura corrente, que sugere que a intensidade da corrente durante a polaridade positiva tem um papel menor na capacidade de fusão do processo TIG CA aplicado ao alumínio, sendo apenas efetiva para a realização da remoção de óxidos. O aumento da intensidade de corrente positiva causou um aumento de penetração de solda e área fundida. No terceiro grupo de experimentos, foram investigados aspectos concernentes à influência da polaridade no processo MIG/MAG. A maior parte das informações divulgadas na literatura se confirmou. No entanto, características associadas à condição CC- (polaridade negativa) como repulsão de gota e geração de respingos não foram constatadas pela observação do arco voltaico e análise dos cordões de solda. Isto pode ter sido motivado pela corrente utilizada (260 A), típica de transferência goticular, associada à utilização de um mistura de Ar + 2% O2, o que permitiu uma soldagem satisfatoriamente estável em ambas as polaridades. No último grupo, experimentos foram realizados para avaliar o desempenho do sistema MIG Pulsado na condição CC+ e CA na soldagem de juntas de alumínio em filete. Uma mistura especial de Ar + 0,2% O2 foi testada durante estes ensaios para a condição CC+. A expectativa estava em minimizar a oscilação de comprimento de arco que ocorre durante a soldagem MIG do alumínio. Porém, o resultado não foi atingido conforme o esperado. Uma melhoria foi notada, mas de forma bastante limitada e longe da condição ideal. Na condição CA, o processo mostrou-se mais estável para este tipo de aplicação, porém, problemas de falta de robustez (baixa repetividade) foram constatados para as duas variantes deste processo.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:07:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298665.pdf: 4465108 bytes, checksum: 28d8d0a4d1eaff0b0b21b2a761484bec (MD5) / A busca por processos de soldagem a arco de elevada produtividade, que proporcionem maior velocidade de operação e menor custo é o caminho lógico que vem sendo seguido em todo o mundo. Apesar disso, observa-se que no Brasil o setor industrial é extremamente conservador. Nesse contexto, o presente trabalho trata de diferentes questões ligadas à análise da produtividade dos principais processos de soldagem a arco. Primeiramente, foi realizada uma análise da literatura no tocante ao significado de termos inerentes à eficiência de transferência de calor. Os índices denominados eficiência do arco e eficiência de fusão, muitas vezes, não são interpretados de maneira adequada. O principal problema relacionado à esse tipo de análise é que não existe um valor único dos coeficientes para cada processo, fato que nem sempre é considerado por muitos profissionais da área de soldagem. Para os processos com eletrodos não consumíveis, a eficiência térmica varia de forma acentuada conforme os parâmetros usados, podendo apresentar valores baixos, ou tão elevados quanto o processo MIG/MAG. Com relação ao TIG, que geralmente é considerado de baixa produtividade, foi realizado um estudo dos fatores que limitam a velocidade de soldagem do processo. A principal conclusão mostra que o desempenho do processo quando se busca elevada produção está ligado ao gás de proteção que está sendo usado, pois este influi de forma acentuada sobre a eficiência ao gerar fusão. A adição de pequenos percentuais de hidrogênio ao argônio proporciona aumento de rendimento do processo possibilitando a soldagem TIG em maiores velocidades. Usando esses fundamentos são apresentados desenvolvimentos de procedimentos de soldagem TIG autógeno com elevada velocidade de soldagem. Os exemplos mostram que os processos considerados tradicionalmente de baixa produtividade podem atingir níveis de desempenho idênticos aos considerados mais produtivos se aplicados de maneira mais bem estudada / The search for high productivity arc welding processes, providing higher travel speed and lower cost is the logical path that has been followed worldwide. Nevertheless, it is observed that the industrial sector in Brazil is extremely conservative. In this context, this work deals with different issues related to productivity analysis of the main arc welding processes. An analysis of the literature regarding the meaning of terms related to heat transfer efficiency was performed. Often, arc efficiency and melting efficiency index are not properly interpreted. The main problem with this type of analysis is that there is not a unique value for the coefficients for each process, a fact that is not considered by many professionals in the welding area. For processes with non-consumable electrodes, the thermal efficiency varies dramatically according to the used parameters, and may present really low values, or values as high as processes such as MIG/MAG. A study was conducted about the factors that limit the speed of TIG welding, which is generally considered a low productivity process. The main conclusion shows that the performance of this process aiming high production capacity is linked to the shielding gas that was used, because it dramatically affects the melting efficiency. The addition of small percentages of hydrogen to argon provides increased efficiency of the process allowing TIG welding at higher speeds. Using these fundamentals, this work presents developments for autogenous TIG welding procedures with high productivity. The examples show that the processes traditionally considered of low productivity can reach performance levels similar to those considered to be more productive if applied with a more refined technique

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:56:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 221527.pdf: 3263702 bytes, checksum: ba29fee8891a81383c58607d5e09721d (MD5) / Neste trabalho, descreve-se o estudo dos processos de soldagem MAG pulsado e MAG pulsado térmico na aplicação em soldas para revestimento interno tipo "lining" de aço inoxidável ASTM A 240 TP 317L nas torres de processamento de óleo pesado de elevada acidez naftênica. A grande dimensão das torres e o requisito de rapidez na manutenção demandam por um processo de soldagem que proporcione elevada produtividade, ao mesmo tempo em que garanta requisitos mínimos de qualidade. O processo de soldagem atualmente empregado é o MAG com arame tubular E309MoL, metal de adição mais caro relativamente ao arame maciço. Além disso, como essa variante MAG opera com elevadas correntes médias, torna-se difícil soldar as chapas de aço inox, que são de baixa espessura (3 mm), sem que o espaçamento entre as chapas seja relativamente grande (10 mm), o que exige 05 passes de solda para preencher a junta soldada e manter o teor de Molibdênio >= 2,5 %, ou seja, devido a alta diluição do processo, são necessários dois passes para fixar o revestimento e os demais para assegurar o teor de Molibdênio dentro da faixa especificada. No presente trabalho aproveitou-se as vantagens do processo MAG pulsado e MAG pulsado térmico, para soldar com o arame maciço ER309MoL. Verificou-se que a redução das correntes médias torna possível soldar chapas de menor espessura, com controle da diluição. Isso permite diminuir o espaçamento entre as chapas, elevar a produtividade e diminuir os custos de manutenção, uma vez que se torna necessário apenas um passe de solda para preencher o cordão. Neste estudo foram utilizados dois tipos de gás de proteção e 03 valores de stickout diferentes. Obteve-se resultados interessantes quanto ao acabamento do cordão, penetração, etc. A principal conclusão é de que é viável substituir o processo de soldagem MAG com arame tubular pelo MAG pulsado com arame maciço. O processo MAG pulsado térmico apresentou problemas de falta de penetração para esses parâmetros de soldagem. Com o processo MAG pulsado obteve-se um aumento acentuado na produtividade e uma redução substancial nos custos de manutenção.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:51:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 264491.pdf: 11488689 bytes, checksum: 406d4d16b963e570bf900a9e04ad882e (MD5) Previous issue date: 2009

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:40:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336497.pdf: 6037479 bytes, checksum: 8fd30176aaebe564b62dc9d572d1bd81 (MD5) Previous issue date: 2015 / A crescente utilização industrial dos processos MIG/MAG e Eletrodo Tubular ocorre porque eles apresentam excelente produtividade devido à sua característica semiautomática decorrente da alimentação continua do arame eletrodo que também facilita sua automatização. Entretanto, a total automatização apresenta dificuldades práticas e altos custos na aquisição de equipamentos, que muitas vezes é evitada. Assim sendo, com maior frequência os processos MIG/MAG e arame tubular são utilizados de forma semiautomática, em vez de automática. E apesar da similaridade, estes processos apresentam características específicas (não somente a própria forma do arame) que determinam uma variabilidade nas características finais dos cordões inerente a cada processo. Desta maneira interessa conhecer a variabilidade desses processos, isto é, saber como diferentes condições de soldagem afetam as características das soldas obtidas. Especificamente foi estudada a variabilidade na geometria e diluição dos cordões de solda obtidos pelos processos MIG/MAG e arame tubular, utilizando corrente constante e pulsada, em forma automática e semiautomática. Para atingir estes objetivos, foram realizadas soldas de simples deposição sobre chapa de aço carbono ABNT 1020, pelos processos MIG/MAG e arame tubular, utilizando como consumíveis os arames de aço carbono AWS ER70S-6 e AWS E71T-1, respectivamente. Os resultados mostraram que o desvio padrão relativo dos períodos de transferência metálica e dos picos de corrente são parâmetros eficazes e altamente sensíveis para quantificar a estabilidade do arco e que o valor de tensão para máxima estabilidade resulta no menor valor de corrente média (quando mantida a velocidadeivdo arame), independentemente da velocidade de soldagem e aumenta com a velocidade do arame. Os resultados mostraram ainda que os valores do desvio padrão relativo (utilizado como indicativo da variabilidade) da penetração, convexidade e diluição das soldas realizadas de forma semiautomática foram muito maiores do que nas soldas realizadas de forma automática, Por exemplo, o desvio padrão relativo da penetração da solda realizada de forma semiautomática utilizando arame tubular e transferência por curto-circuito foi 145% e da solda realizada de forma automática foi 20%. Admite-se que estas diferenças ocorram devido a variações na velocidade de soldagem e na distancia bico de contato peça inerentes as solda realizadas de forma semiautomática. <br> / Abstract : There is a growing trend toward the use of welding processes capable of greater productivity and easier to automate, such as GMAW and FCAW, replacing the stick electrode and GTAW. However, as full automation presents practical difficulties and higher equipment costs it is often avoided. For that reasons, more frequently GMAW and FCAW are applied in a semi-automatic instead of automatic way. Therefore, it is valuable to understand the variability of these processes, i.e. to know how changes in the welding conditions affect the characteristics of the resulting welds. Variability in geometry and dilution of the weld beads obtained by GMAW and FCAW were specifically studied, using constant and pulsed current, in automatic and semi-automatic way. To achieve these goals, automatic and semi-automatic bead on plate welds were performed on SAE 1020 plates, using GMAW and FCAW processes, with the consumables AWS ER70S-6 solid wire and AWS E71T-1 cored rutile wire, respectively. The results showed that dispersion of the periods of metal transfer and current peaks are effective and highly sensitive parameters to quantify the stability of the arc. The transfer condition with more regularity and/or stability in the short circuit transfer mode depends not only on the reference voltage value but on the inductance as well. The voltage value for maximum stability results in the lowest value of average current (for a certain wire feeding speed), independent of the welding speed and increases the wire feeding speed. The results also showed that dispersion of penetration, convexity and dilution values in welds performed in a semi-automatic way were greater than in automatic welds. For example, the dispersion of penetration in a FCAW weld performed semi automatically by short circuit transfer was 145% and automatic was 20%. It seems that these differences occur due to variations in welding speed and contact to tip distance that are inherent to semiautomatic applications.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da tÃcnica de soldagem de aÃos AISI 8630M e ASTM A182 F22 aplicados em componentes estruturais subaquÃticos do setor PetrÃleo e GÃs Natural considerando os parÃmetros operacionais, suas caracterÃsticas metalÃrgicas e suas propriedades mecÃnicas. Foram fabricadas juntas dos aÃos AISI 8630M ou ASTM A182 F22 previamente amanteigados com a liga de nÃquel Inconel 625  ou com uma liga de aÃo baixo carbono comumente utilizada na soldagem do aÃo AISI 8630M. Foram utilizadas diferentes tÃcnicas de amanteigamento com e sem o uso de tratamentos tÃrmicos de alÃvio de tensÃes (TTAT). Para algumas das juntas amanteigadas sem TTAT foram depositadas camadas de amanteigamento de acordo com os parÃmetros sugeridos pelos testes de Higuchi e Higuchi modificado previamente realizados. Foram realizados ensaios de dureza, microdureza e de fratura para caracterizaÃÃo mecÃnica das interfaces de amanteigamento e, alÃm disso, foi realizada uma intensa caracterizaÃÃo microestrutural da mesma utilizando microscopia Ãtica, microscopia eletrÃnica de varredura e anÃlises de EDS e de EBSD. O teste de Higuchi mostrou-se uma boa opÃÃo para escolha dos parÃmetros de amanteigamento dos aÃos AISI 8630M e ASTM A182 F22. As juntas amanteigadas com condiÃÃes indicadas pelo teste de Higuchi apresentaram um intenso refino de grÃo na ZAC dos aÃos baixa liga, enquanto as juntas amanteigadas com condiÃÃes reprovadas apresentaram granulaÃÃo grosseira. A interface dissimilar apresentou composiÃÃo quÃmica intermediÃria entre os aÃos utilizados e a liga de nÃquel, sendo essa interface chamada de zona de alta diluiÃÃo (ZAD). As ZAD apresentaram pontos de microdureza elevada e, mesmo nas amostras submetidas a TTAT, nÃo foi possÃvel revenir essas regiÃes. A zona afetada pelo calor (ZAC) das amostras amanteigadas com parÃmetros indicados pelo teste de Higuchi e sem TTAT apresentou valores de dureza similares aos das amostras soldadas com parÃmetros reprovados no teste de Higuchi e com TTAT. Os ensaios de fratura indicaram que, de uma forma geral, o TTAT nÃo trouxe Ãs ZAC benefÃcios significativos relacionados à tenacidade dessas regiÃes e, alÃm disso, os mesmos podem comprometer a tenacidade da interface dissimilar. A anÃlise do caminho preferencial à propagaÃÃo das trincas indicou que o uso de TTAT tende a fragilizar a interface dissimilar, acredita-se que esse efeito està associado a difusÃo de carbono e possÃvel precipitaÃÃo de carbonetos durante esse tratamento. Acredita-se que essa possÃvel precipitaÃÃo pode ser ainda mais crÃtica quando à considerada uma fonte constante de hidrogÃnio para a junta (como em uma proteÃÃo catÃdica), essa hipÃtese traz à tona um questionamento a respeito da necessidade do uso de TTAT na fabricaÃÃo desse tipo de junta. / The aim of this study was to evaluate the effect of welding technique in the AISI 8630M and ASTM A182 F22 steels applied in offshore structural components for Oil and Natural Gas sectors. Joints of AISI 8630M or ASTM A182 F22 were fabricated and previously buttered with nickel alloy Inconel 625  or an alloy of low carbon steel commonly used in welding of AISI 8630M. Different techniques of buttering were performed with and without post welding heat treatment (PWHT). For some of the joints buttered without PWHT, buttering layers were deposited in accordance with the welding parameters suggested by Higuchi and modified Higuchi tests previously performed. Mechanical tests (hardness, microhardness and fracture) were accomplished for buttering interfaces and an intense microstructural characterization (optical microscopy, scanning electron microscopy, EDS and EBSD) was realized. Higuchi test has been showed as a good option to select parameters for AISI 8630M and ASTM A182 F22 buttering. The joints that were buttered using the conditions indicated by Higuchi test showed an intense grain refinement in the HAZ of low alloy steels, while the ones that was buttered with the conditions disapproved showed a coarse granulation. The dissimilar interface showed off intermediate chemical composition between the steel and nickel alloy, and this interface was called high dilution zone (HDZ). The HDZ revealed points of high hardness and, even in samples subjected to PWHT was not possible to anneal these regions. The heat affected zone (HAZ) of the samples buttered using the parameters indicated by Higuchi (without PWHT) showed hardness values similar to those of the samples welded with parameters that failed in the Higuchi test and with PWHT. In general, fracture tests showed that the PWHT not bring significant toughnessâs benefits to the HAZ, furthermore, may impair the toughness of dissimilar interface. The analysis of the preferred path for cracks propagation showed that the use of PWHT tends to weak the dissimilar interface, possibly this effect is related to carbon diffusion and possible carbide precipitation during this treatment. It is believed that this precipitation can be even more critical when considering a constant supply of hydrogen to the board (as in a cathodic protection), this reinforces the use of buttering techniques without subsequent heat treatment in the manufacture of this type of joints.