Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-13T20:33:59Z No. of bitstreams: 1 2017_GuillermoAlvarezBestard.pdf: 9664678 bytes, checksum: 358024e196bf55e45bb81b4815254ad7 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-13T21:24:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_GuillermoAlvarezBestard.pdf: 9664678 bytes, checksum: 358024e196bf55e45bb81b4815254ad7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-13T21:24:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_GuillermoAlvarezBestard.pdf: 9664678 bytes, checksum: 358024e196bf55e45bb81b4815254ad7 (MD5) Previous issue date: 2018-03-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / O processo GMAW é amplamente utilizado na indústria, mas seu controle automático está limitado pela dificuldade existente em medir as principais grandezas do processo e fechar a malha de controle. As condições ambientais adversas dificultam o uso dos sistemas de medição convencionais para obter informações da geometria do cordão de solda. Nestas condições o desenvolvimento do sistema de medição é complexo e o correto desempenho não é garantido. Neste trabalho desenvolvem-se sistemas e ferramentas para coletar os valores das variáveis e fornecer estímulos ao processo de soldagem GMAW convencional com fonte de soldagem de tensão constante, permitindo a estimação da geometria do cordão de solda em um sistema de controle em malha aberta. Os estimadores da penetração e a largura do cordão são implementados baseados na fusão dos dados termográficos, a intensidade da corrente e a tensão de soldagem em uma rede neural. Desenvolveu-se um algoritmo para extrair as caraterísticas da imagem infravermelha e para fornecer essas informações aos estimadores. Para validar os modelos dos estimadores foi implementado um perfilômetro a laser para obter as dimensões externas do cordão de solda e um algoritmo de processamento de imagem para medir a penetração fazendo um corte longitudinal no cordão. Os resultados obtidos são documentados e discutidos no texto. Este trabalho também inclui uma proposta de projeto para um emulador robótico de soldagem orbital e seu sistema de controle multivariável para controlar a geometria do cordão de solda utilizando os estimadores desenvolvidos. Os algoritmos são otimizados para dispositivos embarcados e processamento em tempo real. / The GMAW process is widely used in industry, but the automatic control is limited by the difficulty in the process for measuring the main magnitudes and for closing the control loop. Adverse environmental conditions in the process make it harder to use conventional measurement systems to obtain information about the weld bead geometry. Under these conditions, the control system design is complex and good performance is not guaranteed. In this research, systems and tools were developed to collect the values of the welding variables and send stimuli to the GMAW conventional process with constant voltage power source, which us allows to estimate the geometry of the weld bead in an open-loop control. The depth and width estimates of the weld bead are implemented based on the fusion of the thermographic data, the welding current and the welding voltage in a neural network. An algorithm was developed to extract the features of the infrared image and deliver this information to the estimators. To validate the estimator models, a laser profilometer was implemented to measure the external dimensions of the bead and an image processing algorithm to measure the depth by making a longitudinal cut in the weld bead. The results obtained are documented and discussed in the text. This work also includes a design proposal for a robotic orbital welding emulator and its multivariable control system to control the geometry of the weld bead using the developed estimators. The algorithms are optimized for embedded devices and real-time processing.

Orientador: Maria Clara Filippini Ierardi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-25T20:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vicentin_LuisCarlos_M.pdf: 4642253 bytes, checksum: 6016b91d4419e7123f62cec08ef90c12 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: A solda a laser é um processo de elevado potencial na fabricação de tailored blanks (subconjuntos para posterior estampagem, constituídos de materiais de mesma ou diferentes espessuras) para a industria automobilística. Este trabalho descreve os resultados da investigação da solda a laser de Nd:YAG em chapas finas de aço baixo carbono galvanizadas com 1mm de espessura. Apresenta-se uma descrição do comportamento das chapas soldadas em ensaios de estampabilidade e a influência dos parâmetros operacionais nas juntas através de análise da microestrutura resultante. São descritos os mecanismos de fixação das chapas e eliminação do plasma que ocorre durante a soldagem objetivando minimizar defeitos típicos em soldas a laser. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência e versatilidade do processo de soldagem a laser / Abstract: It welds it to laser it is a potential high process in the production of tailored blanks (subsets for posterior stamping, constituted of materials of same or different thickness) for the automobile industry. This work describes the results of the investigation of the it welds the laser of Nd: YAG in fine foils of steellow carbon galvanized with 1 mm of thickness. She comes a description of the behavior of the foils welded in estampabilidade rehearsals and the influence of the operational parameters in the committees through analysis of the resulting microestrutura. They are described the mechanisms of fixation of the foils and elimination of the plasm that it happens during the soldagem objectifying to minimize typical defects in you weld to laser. The obtained results checked the efficiency and versatility of the soldagem process to laser / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Antonio Celso Fonseca de Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas / Made available in DSpace on 2018-07-14T16:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neves_MauricioDavidMartinsdas_M.pdf: 4572849 bytes, checksum: 63f095dd94b6022a5608dce36d57123e (MD5) Previous issue date: 1986 / Resumo: O presente trabalho descreve a obtenção de varetas combustíveis, com encamisamento de aços inoxidáveis austeníticos, para reatores nucleares. Dois aspectos foram abordados com maior ênfase: a) obtenção e qualificação dos tubos de aço inoxidável AISI 304 e 304 L; b) soldagem circunferencial das extremidades dos tubos aos tampões do mesmo material e qualificação das soldas. Os tubos, com dimensões características especiais, foram obtidos por trefilação com mandril fixo. Foram obtidos tubos de aço 304 e 304 L, com e sem costura. Os tubos apresentram precisão dimensional, rugosidade superficial, propriedades mecânicas e características microestruturais adequadas. Não se constatou diferenças dignas de menção entre as propriedades dos tubos com costura e dos tubos sem costura.O processo de soldagem utilizado foi o TIG ( "Tungsten Inert Gas" ). Foram estudados os seguintes parâmetros de soldagem: gás de proteção (argônio e hélio); corrente de soldagem; velocidade de rotação do tubo; comprimento de arco posicionamento do eletrodo e vazão de gás. Foi desenvolvida uma câmara de soldagem, com atmosfera protetora, visando diminuir a oxidação superficial e a zona afetada pelo calor. As soldas foram avaliadas com auxílio de ensaios destrutivos (pressurização até arrebentamento, levantamento de perfis de microdureza e análise metalográfica) e não destrutivos (inspeção visual, exame dimensional, radiografia e vazamento de hélio).Em função dos resultados obtidos são sugeridos dois ciclos de soldagem: um para argônio e outro para hélio. As modificaçôes microestruturais, causadas pela soldagem, foram estudadas minuciosamente. A utilização de tubos, previamente encruados, permitiu a identificação e o estudo por meio de microscópia ótica e medidas de microdureza das várias regiões, são elas: zona de fusão; zona afetada pelo calor (região de crescimento de grão, região total e parcialmente recristalizada) e, finalmente zona não afetada pelo calor. Foram estabelecidas algumas relações entre parâmetros de soldagem e fenômenos metalúrgicos, tais como: solidificação; recuperação; recristalização; crescimento de grão e precipitação, que ocorrem durante o processo. / Abstract: This work describes the obtainment af austenitic stainless steel clad fuel rods for nuclear reactors. Two aspects have been emphasized: a) obtainment and qualification of AISI 304 and 304 L stainless steel tubes; b) the circumferential welding of pipe ends to end plugs of the same alloy followed by qualification of the welds. Tubes with special and characteristic dimensions were obtained by set mandrel drawing. Both, seamed and seamless tubes af 304 and 304 L were obtained.The dimensional accuracy, surface roughness, mechanical properties and microestructural characteristics of the tubes were found to be adequate. The differences in the properties of the tubes with and without seams were found to be insignificant. The TIG pracess of welding was used. The influence of various welding parameters were studied: shielding gas (argon and helium), welding current, tube rotation speed, arc length, electrode position and gas flow. An inert gas welding chamber was developed and constructed with the aim of reducing surface oxidation and the heat affected zone. The welds were evaluated with the aid of destructive tests (burst-test, microhardness profile determination and metallographic analysis) and non destructive tests (visual inspection, dimensional examination, radiography and helium leak detection). As a function of the results obtained, two different welding cycles have been suggested; one for argon and another for helium. The changes in the microstruture caused by welding have been studied in greater detail. The utilization of work hardened tubes, permited the identification by optical microscopy and microhardness measurements, of the different zones: weld zone; heat affected zone (region of grain growth, region of total and partial recrystallization) and finally, the zone not affected by heat. Some correlations between the welding parameters and metallurgical phenomena such as: solidification, recovery, recrystallization, grain growth and precipitation that occurred during the process have been established. / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

[pt] As dificuldades para a instalação e proteção de Extensômetros de Resistência Elétrica (EREs) em ambientes inóspitos pelos processos normais de colagem, limitam bastante o uso. A utilização de extensômetros soldáveis (ESs) pode reduzir sensivelmente os problemas de instalação e proteção, oferecendo uma ampliação na faixa de utilização e abaixando seu custo. Os ESs são instalados nos componentes estruturais metálicos a partir de micro-pontos de soldas, gerados por instrumentos soldadores que trabalham através de descargas capacitivas. Estes micro-pontos geram dois efeitos. Um deles afeta a distribuição das macro tensões atuantes na região. O outro efeito está relacionado com a mudança na estrutura do material, nas suas propriedades mecânicas, e tem implicações na geometria da superfície. No presente trabalho, procurou-se estudar a influência da instalação de EREs soldáveis na resistência à fadiga de aços de baixo carbono, através da soldagem de pequenas chapas finas de aço inoxidável com espessura de 0,1 mm em espécimes de aço-carbono. Os espécimes utilizados foram retirados de chapas de aço estrutural, utilizados em plataformas marítimas (ASTM A-36 e o USIMINAS SAR-60). Os testes de fadiga feitos em uma máquina de flexão rotativa UBM e em um máquina INSTRON 8501 servo-hidráulica, em tração-tração, ambos em controle de carga. A partir dos resultados obtidos, das análises efetuadas e considerando espécimes com bases de medidas longas, ensaiados sob flexão rotativa e tração-tração, pôde-se concluir que estes micro-pontos de solda não influenciaram de maneira significativa a resistência à fadiga dos materiais testados. A ausência de influência destes micro-pontos na resistência à fadiga foi também detectada a partir de avaliações feitas nas regiões de fratura dos corpos de prova, onde a grande maioria aconteceu nas regiões próximas aos ombros dos espécimes. Isto pode ter acontecido devido a: defeitos de usinagem na região do ombro, formação de tensões residuais compreensivas ao redor dos micro-pontos de solda e fortalecimento da região dos micro-pontos pela transformação microestrutural de ferrita em ferrita com carboneto em estrutura acicular. / [en] Bonding and protecting electric resistance gauges (ERSG) through the normal bonding procedures, is a difficult exercise in aggressive atmosphere. The use of welded strain gages (WSG) may significantly reduce the installation and protection problems. This welding technique permits the installation of a larger number of strain gages within a given period, and reduces operating costs. The WSG are affixed to metallic structural components using a micro-spotting technique, generated by a capacitive discharge equipment. Two effects are observed as a consequence of the micro-spots. The first is related to the distribution of the macroscopic stresses acting in the vicinity of the spots. The second is related to the alteration of the material microstructure and changes in mechanical properties and the surface geometry. In the present work, the influence of the WSG bondage on the fatigue strength of low carbon steels is studied. The bondage was simulated by micro-welding small stainless steel strips, 0,1 mm thick, along the gage length of the low carbon fatigue test piece. The specimens were machined out of structural steel sheets, used on off-shore platforms (grades: ASTM A -36 and USIMINAS SAR-60). Fatigue testing was performed under load control. Two equipments were used: a rotational-bending UBM machine, and an INSTRON 8501 of servhydraulic control. The results show that, considering long-dimension specimens, tested under rotational-bending and axial repeated (tensile)loading, the micro-spots have no significant effect on the material fatigue strength. The insignificant effect of the micro-spots was also confirmed through observations of the fracture surface. Most of the cracks initiated near the end of the gage length. This result may be attributed to: localization of machining surface defects around the shoulder region, generation of compressive residual stresses in the vicinity of the micro-spots, and strengthening of the microstructure around the spots due to a localized transformation of ferrite to acicular ferrite with carbide.

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-13T22:02:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camargo_PauloRobertoCamilode_M.pdf: 4798570 bytes, checksum: 23e7591f6e3271e2885b0d0cde51526c (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre os processos de Brasagem e Difusão com Interface Líquida utilizados para a realização de juntas entre Titanio puro e aço inox 304L. As juntas são realizadas em Alto Vacuo e utilizam prata e cobre como metais de adição. São estudados neste trabalho os efeitos da variação do tempo de soldagem nas propriedades das juntas para ambos os processos acima citados...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: This research presents a comparativr study between Brazing and Liquid Difusion (LID). They are used to produce joints between pure titanium and 304L stainless steel. Joints are realized in High Vacuum using silver and copper as filler metals. This study shows the effect of the welding time variation in the mechanical properties of the joints for both processes ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-18T09:11:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lima_CarlosRobertoCamello_M.pdf: 3582751 bytes, checksum: 99b6ac62305aa5c6f1b8ccfa89f70420 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: Neste trabalho é proposto um estudo sistemático da influência de tintas de proteção anti-corrosiva na formação de trincas a frio em soldas de aços alta resistência SAR-50. A avaliação das trincas é feita através do auto restrição TEKKEN com preparação em "Y" oblíquo. Os teste de resultados são apresentados de maneira comparativa entre soldas efetuadas sôbre superfícies pintadas e sem pintura. As trincas são analisadas em relação à quantidade, localização, origem e tamanho. A espessura da chapa de aço SAR-50 utilizada é de 25 mm e as tintas de proteção para o revestimento superficial são Zinco Etil Silicato e Epoxi óxido de Ferro, as quais são aplicadas em espessuras variadas. Dos resultados obtidos, nas condições experimentais efetivadas, pode-se constatar principalmente que, otimizadas as condições de soldagem, a influência da condição do revestimento superficial não é significativa na susceptibilidade do aço SAR-50 à formação de trincas a frio / Abstract: This work proposes a systematic study of the influence of anti-corrosion coating paints on the SAR-50 high-strenght steel welds cold cracking. The self-restraint Y-groove Tekken test is used to investigate the cracks. The results are presented in a comparativa way among joints in coated and uncoated surfaces. The cracks are studied in relation to number, location, source and size A 25 mm thick SAR-50 steel plate is used as specimen material. The protective paints used as surface coatings are zinc-silicate and epoxiones, which are applied in several thicknesses. From the results, which were obtained under specific experimental conditions, we can see that, provided welding conditions are appropriate, the surface coating condition do not have a significative influence on the SAR-50 steel cold cracking suscepbility / Mestrado / Mestre em Engenharia Mecânica

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Os requisitos de monitoramento, controle e processamento de dados em tempo real nos processos de soldagem aponta para a necessidade de desenvolvimento e aperfeiçoamento técnico dos diversos processos de fabricação. Neste contexto, as técnicas de projeto em FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) podem contribuir para a melhoria do rendimento de controladores projetados para processos de soldagem. Com base na importância do desenvolvimento de plataformas integradas, flexíveis e eficientes para a criação rápida de protótipos de sistemas de controle dirigido a aplicativos industriais, o presente estudo desenvolveu um sistema integrado em uma FPGA para a aquisição de imagens, controle e a modelagem das características geométricas externas de cordão de solda no processo GMAW (Gas Metal Arc Welding). Desenvolve-se um desenho de hardware/software para lograr um sistema com alto grau de flexibilidade e modularidade, ajustando os parâmetros do processo, permitindo uma resposta em tempo real, em que os parâmetros de velocidade de soldagem, velocidade de alimentação do arame e a tensão foram preditos em função de largura e reforço desejados. Para realizar o controle em malha fechada do sistema desenhou-se um controlador com base em uma máquina de inferência, onde se tomou como referência a diferença pretendida entre a largura e o reforço, além dos valores reais obtidos do cordão de solda. Tal cordão foi medido através de um sistema de aquisição e processamento de imagens fazendo uso de um kit veek mt da Terasic. O sistema de comunicação integrado desenvolvido demonstrou ser um dispositivo adequado para a aplicação definida, uma vez que a modelagem prediz adequadamente os parâmetros do processo para uma largura e o reforço do cordão de solda. O controlador e o sistema de aquisição de imagens apresentaram resultados satisfatórios em sua aplicação experimental. / The monitoring requirement, control, real time data processing, in welding processes, shows the need to develop and improve techniques in the various manufacturing processes. In this context, design techniques in FPGAs could contribute to improve the yield of controllers designed for welding processes. Considering the importance of the development of integrated, flexible and efficient platforms for fast creation of control system prototypes aimed at industrial applications, this work has developed an integrated system in an FPGA for image acquisition, control and modeling of external weld bead geometry in the GMAW process. A hardware/software design approach was developed in order to achieve a system with a high level of flexibility and modularity by adjustment of the process parameters, allowing a real-time response, where the welding speed, wire feed rate and tension are predicted due to a desired width and reinforcement. To perform the closed-loop control system designed tcontroller which is taken as reference the difference between width and reinforcement desires and actual values of the weld bead. The weld bead is measured by an acquisition system and image processing using the Terasic ALTERA VEEK-MT. The integrated system has been developed which has proven to be a suitable device for the specific application.

Orientador: Itamar Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-26T22:44:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damasco_Astrid_D.pdf: 55690110 bytes, checksum: 6c2d5f5f7cbef8c9f338896b128300d0 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A motivação deste trabalho surgiu do fato da indústria automobilística usar em larga escala o processo de soldagem a ponto por resistência elétrica para a produção de juntas de chapa/chapa e de chapa/tubo com diferentes espessuras, revestimentos e composição química, sendo que ainda há uma série de dificuldades práticas associadas a algumas combinações chapa-tubo- revestimentos e, inclusive, com poucos dados disponíveis na bibliografia especializada. Foi feito, neste trabalho, a caracterização e análise do processo de soldagem a ponto por resistência elétrica para juntas de chapa sobre chapa e de chapa sobre tubo constituídas de aço baixo carbono, com diferentes composição química, espessura e revestimento. Para tanto, foram utilizadas chapas de aço ASTM 1005, de 0,95 mm de espessura, zincadas e tubos de aço ASTM 1023, de seção quadrada 30X30 mm2, com espessuras de 1,5 mm, 2,0 mm e 3,0 mm, todos fosfatizados. Com esses materiais foram obtidas juntas de chapa/chapa e chapa/tubo com diferentes combinações de espessuras ( 0,95/1,5 mm; 0,95/2,0 mm e 0,95/3,0 mm) e revestimentos (zinco/fosfato; zinco/zinco e decapados). As juntas de interesse foram submetidas ao processo de soldagem a ponto por resistência, cujos parâmetros de processo foram previamente determinados com base na chapa mais fina (0,95 mm de espessura), de modo a se obter intervalos de corrente de soldagem para cada combinação de espessura e revestimento.Os parâmetros de processo estudados foram corrente de soldagem, tipo de eletrodos e força entre eletrodos. As juntas obtidas foram analisadas quanto aos seus aspectos externos (identação, deformação e expulsão), aspectos internos (macroestrutura, diâmetro de lente, penetração, vazios e trincas), propriedades mecânicas (resistência à tração axial e torque máximo) e modo de fratura macroscópica. Para as juntas de chapa/chapa foram obtidos intervalos de soldagem maiores que 2,0 kA, garantindo ampla faixa de soldabilidade, para as diferentes combinações de espessuras de chapas e dos revestimentos de chapas estudados. Também foi possível obter intervalos de soldagem maiores que 2,0 kA para as juntas de chapa/tubo, com tubos de 2,0 mm e 3,0 mm de espessura nas diferentes combinações de revestimentos estudadas. A soldagem em tubos de 1,5 mm de espessura foi viabilizada através do desenvolvimento de quatro diferentes processos, sendo que todos os quatro resultaram em intervalos de soldagem acima do valor mínimo de 1,0 kA, a partir do qual um processo de soldagem a ponto por resistência elétrica é considerado viável. Esses processos envolvem a utilização de alguns dispositivos desenvolvidos pela autora, e que levaram a valores razoavelmente altos de carga de tração e de torque máximo. Em alguns casos, os pontos de solda obtidos apresentaram vazios no interior da lente de solda ou trincas na superfície da chapa de 0,95 mm. Contudo, todos os pontos obtidos dentro dos intervalos de soldagem apresentaram valores de carga de tração máxima e de torque máximo maiores que o mínimo prescrito na literatura especializada / Abstract: The motivation for this work came from the fact of the automobile industry uses on a large-scale the resistance spot welding of low-carbon steel of sheet/sheet and sheet/tube joints, with different composition, thickness, and coating, and there are a few information on these complex joints in the bibliography. A characterization and analysis ofthe resistance spot welding process for sheet/sheet and sheet/tube joints of low-carbon steel, with different composition, thickness, and coating has been conducted. For that, ASTM 1005 steel zinc coated sheet, 0.95 mm thick, and ASTM 1023 steel square tube, 30x30 mm2, 1.5, 2.0, and 3.0 mm thick, in a phosphorised condition have been utilized, for obtaining sheet/sheet and sheet/tube joints with different thickness combination (0.95/1.5 mm; 0.95/2.0 mm; 0.95/3.0 mm), and coating (zinc/phosphate; zinc/zinc; and uncoated). The joints were welded by using the welding parameters obtained from the thinest sheet (0.95 mm thick) in order to obtain welding electric current intervals for each thickness and coating combinations. The welding electric current, type of electrode, and welding force have been studied. The joints have been analysed from the following points of view: external aspects (indentation, deformation, and expulsion); inner aspects (macrostructure, nugget, diameter, penetration, shrinkage void, and cracks); mechanical properties (ultimate tensile load and maximum torsional moment), and macroscopic fracture mode. It was observed electric current welding intervals greater than 2.0 kA for all sheet/sheet joints, that means wide weldability for different combinations in sheet thickness and coating. It was possible to observe also current welding intervals greater than 2.0 kA for sheet/tube joints, 2.0 and 3.0 mm thick for all coating conditions. On the other hand, it was possible to obtain good welds in 1.5mm thick tube only by using four different processes, and as a result of these, it was also possible to obtain current welding intervals greater than the minimal value 1.0 kA. Some of the fixtures used in these four processes were developed by the author. In some case, there were shrinkage voids in the nugget or cracks frem 0.95 mm thick sheet surface. Therefore, all nugget obtained in the current welding intervals presented ultimate tensile load and maximum torsional greater than the minimal value recommended in the bibliography / Doutorado / Materiais e Processos / Doutor em Engenharia Mecânica

Este trabalho descreve atividades relacionadas à solda anódica (chamada também de adesão anódica ou solda eletrostática), enfatizando a solda Si-vidro e Si-Si com camada intermediária de vidro. Após uma introdução ao processo e suas aplicações, são descritos os principais aspectos físicos deste tipo de adesão, e comentados os métodos e resultados disponíveis na literatura. Também é descrita uma proposta de modelamento da adesão anódica composto pela interpretação de outros autores somada à nossa visão sobre o processo. Na parte experimental, descrevemos a montagem do arranjo utilizado para a realização de adesões Si-vidro com monitoramento das grandezas elétricas e da propagação da frente de adesão durante os experimentos. Este mesmo arranjo, com pequenas modificações, foi utilizado para adesões Si-Si com camada intermediária de vidro, neste caso com acompanhamento das medidas elétricas. Nas adesões Si-Pyrex(7740) realizadas constatamos a possibilidade de obtenção de adesões totais (100% das superfícies aderidas) quando utilizamos diferentes limpezas para o vidro (etapas da limpeza RCA) e diferentes condições para as superfícies do Si (hidrófoba e hidrófila). Obtivemos ainda forças de adesão por unidade de área aderida maiores que 3.8 MPa para os pares Si-Pyrex aderidos. A densidade de corrente durante a adesão pode ser obtida a partir das medidas de corrente e da variação da área aderida durante as soldas Si-Pyrex, trazendo uma descrição dos instantes iniciais da adesão, diferente das propostas na literatura. Obtivemos filmes de Pyrex(7740) sobre lâminas de Si para a adesão Si-Si com camada intermediária de vidro através da deposição por "eletron-beam", que demonstram ser de grande utilidade neste tipo de adesão. Estes filmes foram depositados em taxas de 0.2nm/s sem trincas ou desprendimento do filme. Por outro lado, não obtivemos sucesso na adesão Si-Si com camada intermediária utilizando lâminas de Si com os filmes de vidro 7570 Iwaki depositados através de "eletron-beam" ou "laser-ablation". Além desses resultados teóricos e experimentais, o trabalho contém sugestões para procedimentos de análise e possíveis modificações nos casos em que os objetivos propostos não foram totalmente atingidos.

Realizou-se uma investigação sobre o comportamento das propriedades mecânicas de tração e de fluência em temperaturas elevadas de depósitos de solda inoxidáveis dos tipos 316L e 347 obtidos pelo processo de soldagem a arco submerso usando chapa base de aço inoxidável AISI-316L. A análise dos parâmetros de resistência mecânica à tração , tanto na temperatura ambiente como a 500, 600 e 700°C, revelou valores superiores para o limite convencional de escoamento aos valores convencionais mencionados para aços inoxidáveis AISI-316L e 347 , e valores similares para o limite de resistência à tração . A caracterização dos parâmetros de ductilidade também revelou valores superiores para a redução de área na fratura e valores inferiores para a deformação total no alongamento. A avaliação das propriedades mecânicas de fluência foi realizada no intervalo de temperatura entre 600 e 700°C e faixas de tensão aplicada variando entre 100 e 400 MPa, na modalidade de carga constante. Foram obtidas relações entre tensão aplicada, tempo de ruptura e taxa mínima de deformação no estágio secundário de fluência, utilizando expressões convencionais aplicadas à engenharia de altas temperaturas. Análise dos resulta dos revela que, o cordão do Tipo 347 apresentou maior resistência mecânica à deformação sob condições de fluência, exibindo valores inferiores para a taxa minima de deformação com tempos de ruptura mais longos, porém, menor ductilidade que o cordão do Tipo 316L nas mesmas condições de temperatura e de tensão aplicada. A avaliação da mudança microestrutural dos cordões de solda após os ensaios de fluência mostrou a existência de um processo de transformação da ferrita delta original sob o efeito do tempo associado à temperatura e à tensão aplicada . / Mechanic behavior was investigated by tensile and creep testing at elevated temperatures of submerged are Types 316L and 347 stainless steels weld metals using base metal of the AISI-316L stainless steel. The tensile properties at room temperature and at 500, 600 and 700°C exhibited superior strength parameters for yield stress to conventional austenitic stainless steels AISI-316L and AISI-347, and similar ultimate tensile strength. High reduction of area and more low total elongation were observed. An evaluation of creep behavior in the temperature range of 600 to 700°C and stress range of 100 to 400 MPa, at constant load testing was carried out . Relationships between stress, rupture time and minimum secondary creep rate were obtained using conventionals equation used to explain high temperatures behavior. The results obtained indicate superior creep strength for weld metal Type 347, exhibited inferiors secondary creep rates with very long times, however exhibited inferiors ductility parameters when compared with weld metal Type 316L in the same testing conditions. The microstructural evaluation of weld metals in creep conditions showed a possible transformation of original delta ferrite at end of creep testing exhibited dependence of the time, temperature and applied stress.