Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-07-28T14:38:03Z No. of bitstreams: 1 2016_HerlysHernandoCanizarezTorres.pdf: 62083823 bytes, checksum: ea0812a9e62c9c0300d4df9961cfd3e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-08-18T18:47:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_HerlysHernandoCanizarezTorres.pdf: 62083823 bytes, checksum: ea0812a9e62c9c0300d4df9961cfd3e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T18:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_HerlysHernandoCanizarezTorres.pdf: 62083823 bytes, checksum: ea0812a9e62c9c0300d4df9961cfd3e0 (MD5) / Neste trabalho se apresenta uma metodologia para união de tubos pelo processo de soldagem com a deposição do passe de raiz. Na realização da soldagem de topo, externa e sem abertura de raiz, a altura da face de raiz é um fator fundamental para obter penetração total. Em alguns casos, mata-juntas (podem ser de cobre o de materiais cerâmicos) são usadas para evitar vazamentos de solda. Porém, o cobre pode ocasionar inclusões e corrosão, além de trazer muitas dificuldades no momento de instalação e gerar grandes custos em campo. Assim sendo, realizou-se uma análise do efeito da penetração utilizando-se o método de fase de nariz decrescente na soldagem de passe de raiz sem uso de cobre-junta nem abertura de raiz, para as seguintes posições críticas de soldagem: plana, vertical e sobrecabeça. A análise foi feita utilizando o processo de soldagem MIG/MAG por curto-circuito derivativo, GMAW-CMT (Gas Metal Arc Welding - Cold Metal Transfer), com arame AWS ER 70S-6 (1,2mm) e o gás de proteção Ar+25%CO2. O Planejamento Composto Central foi utilizado como ferramenta para a melhor organização dos testes e para análise dos resultados fez-se uma otimização utilizando a teoria de Desirability para múltiplas respostas, usando chapas planas de aço 1020 com chanfro estreito em U. Logo, valida-se esta metodologia de penetração completa em soldagem orbital de meia volta descendente em um tubo ASTM 106 por meio do processo de soldagem curto-circuito convencional com a ajuda da potência de soldagem mesurada. Os testes foram realizados com arames consumíveis de diâmetros 0,9 e 1,2 mm. Ensaios de macrografia mostraram os passes de raiz com bom aspecto visual e sem defeitos internos, sugerindo assim a possibilidade de execução da soldagem com penetração total. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this manuscript is presented a methodology to realize the pipe union by the welding process with the deposition of the root pass. In the butt welding execution external without open root, the height of the root face is a key factor for getting full penetration. Sometimes, copper-joints are used to prevent leaks. Though, copper can cause inclusions and corrosion, producing many troubles during the installation and generating large costs in the work area. Therefore, it was performed a penetration effect analysis using the slanted nose phase, method in root pass welding without the use of copper-joint or root opening, for the following critical welding positions: flat, vertical and overhead. The analysis was performed using the welding process MIG/MAG by derivative short circuit, GMAW-CMT (Gas Metal Arc Welding – Cold Metal Transfer), with AWS ER 70S-6 wires (1.2 mm) a with Ar+25%CO2, as shielding gas. The Central Composite Design (CCD) was used as a tool for a better organization of the tests, whereas to analyze the results it was made an optimization based on the Desirability theory for multiple responses, employing flat sheets of 1020 steel with a narrow-gap in U-shape. Then, this full penetration methodology in orbital welding turned down was validated in a ASTM 106 pipe through the conventional short-circuit welding process, with the joint established in the previous stages. The tests were performed with wires of 0.9 and 1.2 mm in order to evaluate the welding power. Macrography tests showed root pass with an acceptable visual appearance and without internal defects, thereby suggesting the possibility of welding execution with full penetration.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-07T00:01:05Z No. of bitstreams: 1 PedroHenriqueSalesDaCosta_DISSERT.pdf: 3167327 bytes, checksum: e3758236165e8d3906f6f8f92e8a236b (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-05-09T20:11:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PedroHenriqueSalesDaCosta_DISSERT.pdf: 3167327 bytes, checksum: e3758236165e8d3906f6f8f92e8a236b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T20:11:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PedroHenriqueSalesDaCosta_DISSERT.pdf: 3167327 bytes, checksum: e3758236165e8d3906f6f8f92e8a236b (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Em muitos casos o passe de raiz ? uma etapa cr?tica da soldagem, uma vez que sua execu??o ? afetada por diversos fatores, tais como varia??o da abertura da junta, ?ngulo do chanfro, dimens?es da face (nariz) da raiz, inclina??o da tocha, velocidade de soldagem e velocidade de alimenta??o. Al?m disso, a escolha do processo de soldagem ? um fator primordial para garantir a execu??o de um passe de raiz com adequadas propriedades mec?nicas e metal?rgicas. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade dos processos de soldagem MIG-P CC+ e TIG-A aplicado ao passe de raiz em chapas de 200 x 200 x 12,75 mm da liga de alum?nio AA 5052. Para tal, foram analisadas configura??es diferentes de soldagem: o tipo de chanfro (em V e em gola com L=2,00 e 3,00 mm) e dois tipos de metais de adi??o (ER 4043 e 5356). Como metodologia de compara??o, foi determinada a mesma corrente de 150 A e taxa de deposi??o do metal de adi??o Va/Vs = 14, foram realizadas 8 combina??es de par?metros, cada uma com 3 repeti??es, totalizando 24 testes, salientando que foi usada apenas a configura??o de chanfro mais adequada para o TIG-A. S?o apresentados resultados da micrografia e microdureza das zonas fundida e termicamente afetada e n?veis de dilui??o para as juntas soldadas com os distintos metais de adi??o, al?m da radiografia. Nas condi??es estabelecidas neste trabalho, pode-se afirmar que o processo TIG-A apresentou melhores resultados em rela??o ao MIG-P CC+. Em rela??o ? configura??o do chanfro, o que se mostrou mais adequado foi o chanfro em V, para ambos os metais de adi??o e processos. N?o ocorreram defeitos como falta de fus?o, mordeduras e rugosidades. Em rela??o aos n?veis de dilui??o, foram constatados maiores valores quando utilizado o processo MIG-P CC+ para o ER 4043, assim como o processo TIG-A na configura??o de chanfro em V. O metal de adi??o ER 4043 apresentou uma quantidade de poros maior em rela??o ao ER 5356, em ambos os processos. Foi observada ? presen?a de um refino de gr?o, al?m de maiores n?veis de dureza em todas as soldas realizadas com o metal de adi??o ER 5356. / In many cases the root pass is a critical step of welding, since its execution is affected by several factors, such as variation of joint opening, chamfer angle, dimensions of the face (nose) root, torch inclination, welding speed and feed speed. Moreover, the choice of the welding process is a key factor to ensure the execution of a root pass with adequate mechanical and metallurgical properties. In this context, this work aimed to study the feasibility of MIG-P CC+ and TIG-A welding processes applied to the root pass in plates of 200 x 200 x 12,75 mm of the AA 5052 aluminum alloy. For this, different configurations of welding were analyzed: chamfer type(V and collar with L=1,0 and 3,00 mm) and two types of addition metals (ER 4043 and 5356). As compared methodology, It was determined the same current 150 A and the deposition rate of addition metal Va/Vs = 14, they were proposed 12combinations of parameters, each with 3repetitions, totaling 36 tests, stressing that It was used only the most appropriate chamfer setting for TIG-A. Results of micrograph and microhardness of fusion and heat affected zones and dilution levels for welded joints with diferente addition metals, beyond radiography. At the established conditions in this work, it can be said that the TIG-A process showed better results in relation to MIG-P CC+. About the chamfer configuration, which was more appropriate was V chamfer, for both addition metals and process. There were no defects such as lack of fusion, bites and roughness. Relative to dilution levels, higher values were observed when used the MIG-P CC+ process for the ER 4043, as well as TIG-A in the V chamfer configuration. ER 4043 addition metal showed a larger amount of pores in relation to the ER 5356, in both process. It was observed the presence of a grain refining, beyond higher hardness levels in all welds made with the ER 5356 addition metal.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The Thermal Pulse GMAW process seeks the combination of relative high productivity, good weld bead finish and low spatter generation of the Pulsed GMAW with the capability of controlling welding pool of the Pulsed TIG. Nevertheless, its industrial application is still very limited, except for aluminum welding. But this GMAW version may become differential for application if a distribution of the arc/droplet heat and pressure along the joint is applied. Thus, the objective of this study was to evaluate the potential weld pool control of the Thermal Pulsed GMAW for automated welding of root passes, without backing strips. Synchronization between the thermal pulses and torch trapezoidal weaving was initially devised. In this case, the thermal pulse was applied on the joint side, ensuring to melt this region, and the thermal base applied during the transition from one side to the other, in order to minimize the possibility of weld pool collapse, by reducing the heat and pressure of arc and droplets during this period. The maximum root gap was searched by evaluating this technique under different root gaps at several oscillation amplitudes for a given combination of thermal pulse and base parameters (V-groove butt joints of carbon steel welded in flat position, with and without root face). The results showed that this approach, in contrast to the welding without any synchronization, was able to control the weld pool. Root passes with complete penetration, adequate geometry and defect free were produced for gaps ranging from 2,5 to 6 mm. The oscillation amplitude must be larger than the root gap. However, the process does not seem robust enough and requires further investigation to allow keeping the same welding parameters regardless joint geometry variations, especially in the root face and gap. / Com o processo MIG/MAG com Pulsação Térmica busca-se a combinação de uma relativa alta produtividade, bom acabamento do cordão e baixa geração de respingos da soldagem MIG/MAG Pulsada com a capacidade de controle da poça de fusão da soldagem TIG Pulsada. Porém, sua aplicação é ainda muito limitada no meio industrial, com apelo apenas para soldagens de alumínio. Mas esta versão do MIG/MAG pode ter um diferencial de aplicação ao se usar a distribuição de calor e pressão do arco/gotas ao longo da junta. Desta forma, este trabalho teve como objetivo avaliar o potencial da soldagem MIG/MAG com pulsação térmica para controlar a poça de fusão em soldagens automatizadas de passes de raiz, sem utilização de cobrejunta. Para isso, foi inicialmente desenvolvida uma sincronização da pulsação térmica com o tecimento trapezoidal da tocha. Neste caso, o pulso térmico foi aplicado nas laterais da junta, garantindo a fusão desta região, e a base térmica aplicada durante o movimento de transição entre uma lateral e outra, com a finalidade de minimizar o risco de colapso da poça pela redução do calor e pressão do arco e gotas durante este período. Esta abordagem foi avaliada sob diferentes aberturas de raiz em distintas amplitudes de oscilação, para uma dada combinação de parâmetros de pulso e base térmicos (juntas de topo de aço carbono com chanfro em V , posição plana, com e sem altura do nariz). Buscou-se verificar a máxima abertura de raiz possível de ser soldada. Os resultados mostraram que foi possível controlar a poça de fusão com o uso dessa abordagem, em contraste com soldagens sem essa sincronização. Passes de raiz com penetração completa, geometria adequada e livre de defeitos foram obtidos em juntas de topo com abertura variando de 2,5 a 6 mm. Os resultados mostram que a amplitude de oscilação tem de ser maior do que a abertura da raiz. Porém, o processo ainda se mostra pouco robusto, demandando maiores estudos para permitir manter os mesmos parâmetros de soldagem frente a variações da geometria do chanfro, sobretudo a altura e o tamanho da folga na raiz. / Mestre em Engenharia Mecânica