Neste trabalho foram estudadas soldas TIG (Tungsten Inert Gas) nos aços inoxidáveis 304 e 316, e no aço carbono 1020. As alterações das microestruturas foram investigadas por microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), enquanto que a corrosão destas regiões foi estudada por análises de polarização potenciodinâmica. Um sistema miniaturizado de análise corrosão, denominado sensor pontual de corrosão (SPC), foi utilizado com o objetivo de analisar a estreita região dos cordões de solda, estudando assim a influência da corrente de solda na corrosão desta região nos aços inoxidáveis 304 e 316. Os resultados mostraram que a alteração da estrutura cristalina na solda tornou esta região menos susceptível à corrosão que o material base, e o aumento da corrente de solda intensificou ainda mais este efeito, pela formação de estruturas mais compactas. No caso do aço carbono 1020 (mais susceptível à corrosão), o estudo da corrosão de sua solda foi feito utilizando técnicas eletroquímicas globais (potencial de circuito aberto, PCA, e espectroscopia de impedância eletroquímica, EIE) e técnicas de corrosão localizadas (espectroscopia de impedância eletroquímica localizada, EIEL, e técnica do eletrodo vibratório de varredura, TEVV). Para proteção contra a corrosão do aço inoxidável e suas soldas, foi utilizado um revestimento de polianilina (PAni) na forma de base esmeraldina; análises de polarização potenciodinâmica mostraram a eficiência deste revestimento protetor. Para o aço carbono 1020, devido à sua maior facilidade de oxidação, foi sintetizado um revestimento protetor a base de PAni e nanotubos de TiO2 (PAni/n-TiO2). As variáveis estudadas na síntese do polímero foram: temperatura de síntese, meio reacional, grau de dopagem do polímero (condutor ou isolante) e número de camadas. Os polímeros e compósitos foram caracterizados por espectroscopias nas regiões do ultravioleta-visível (UV-vis) e infravermelho (IV), MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os aços recobertos com os filmes foram analisados por MO e MEV, EDX, e por ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica, PCA e resistência de polarização, além de ensaio de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. As melhores condições encontradas foi para o revestimento de PAni/n-TiO2 desdopado (base esmeraldina) sintetizado a 25°C em meio de H2SO4, e com 3 camadas; o n-TiO2 apresentou um efeito de aumento da aderência do filme ao substrato metálico. / In this work TIG (Tungsten Inert Gas) welds have been studied in the 304 and 316 stainless steels, and in the 1020 carbon steel. The changes in the microstructure were investigated by optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), and the corrosion behavior in these zones were studied by potentiodynamic polarization analysis. A miniaturized corrosion analysis device, named corrosion punctual sensor, has been used to analyze the close weld bead, researching for the influence of the weld current in the corrosion process in this zone of the 304 and 316 stainless steels. The results showed that the change in the crystalline structure of the weld zone became this region less susceptible to corrosion process than their base material, and the increase in the weld current intensified this effect, by the formation of more compact structures. In the case of the 1020 carbon steel (more susceptible to corrosion processes), the corrosion in its weld zone was researched by global (like open potential circuit, OCP, and electrochemical impedance spectroscopy, EIS) and localized (like localized electrochemical impedance spectroscopy, LEIS, and scanning vibrating electrode technique, SVET) electrochemical techniques. For protecting stainless steels and their weld zones against corrosion processes, a polyaniline (PAni) coating in the emeraldine base form was used; potentiodynamic polarization analysis showed the efficiency of this protective coating. For the 1020 carbon steel, due to its mayor oxidation susceptibly, a protective coating of PAni and TiO2 nanotubes (PAni/n-TiO2) was synthesized. The variables researched were: synthesis temperature, reaction medium, degree of doping of the polymer (conductor or insulator) and number of layers. The polymers and composites were characterized by ultraviolet visible (UV-vis) and infrared spectroscopies, SEM and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX). The coated steels were analyzed by OM, MEV and EDX spectroscopies, and by potentiodynamic polarization, OCP and polarization resistance electrochemical measurements, besides accelerate corrosion tests in a salt spray chamber. The best conditions found for the dedoped PAni/n-TiO2 coatings (emeraldine base) were: temperature of synthesis of 25°C, H2SO4 as reaction medium, and with 3 layers; n-TiO2 has presented an effect of increasing the adherence of the coating with the steel.

Este trabalho apresenta um estudo prático da aplicação do conceito Leak Before Break (LBB), usualmente aplicado em usinas nucleares, em uma tubulação fabricada a partir de aço AISI 316LN soldada com a utilização de eletrodo revestido AISI 316L. O LBB é um critério fundamentado em análises de mecânica da fratura, que considera que um vazamento proveniente de uma trinca, presente em uma tubulação, possa ser detectado por sistemas de detecção de vazamento, antes que esta trinca alcance um tamanho crítico que implique na falha da tubulação. Na tubulação estudada, foram realizados ensaios mecânicos de tração e análises de Ramberg-Osgood, bem como ensaios de tenacidade à fratura para a obtenção da curva de resistência J-R do material. Os ensaios foram realizados considerando o metal base, a solda e a zona termicamente afetada (ZTA), nas temperaturas de operação de uma planta nuclear. Para as propriedades mecânicas encontradas nos ensaios foram realizadas análises de carga limite para se determinar o tamanho da trinca que cause um vazamento detectável e, também, o seu tamanho crítico que cause a falha por colapso plástico. Para o tamanho crítico de trinca encontrado na solda, região que apresentou a menor tenacidade, foram realizadas análises de Integral J e de módulo de rasgamento T, considerando falha por rasgamento dúctil. Os resultados demonstram um comportamento bem definido entre o metal base, a ZTA e a solda, onde o metal base apresenta um comportamento altamente tenaz, a solda um comportamento pouco tenaz e a ZTA apresentou propriedades mecânicas intermediárias entre o metal base e a solda. Utilizando o software PICEP, foram determinadas as curvas de taxa de vazamento versus tamanho de trinca e também o tamanho crítico da trinca, considerando análise por carga limite. Observou-se que, após certo tamanho de trinca, a taxa de vazamento do metal base é muito maior do que para a ZTA e solda, para um mesmo comprimento de trinca. Isso ocorre porque é esperado que a trinca cresça de forma mais arredondada no metal base, devido à sua maior tenacidade. O menor tamanho crítico de trinca foi encontrado para o metal base para trincas circunferenciais. Para as análises de Integral J realizadas na solda, foi demonstrado que a falha por rasgamento dúctil não ocorrerá nas condições consideradas e essa hipótese foi sedimentada pela análise de mecânica da fratura elasto-plástica (MFEL) com o uso do diagrama J/T. Dessa forma, pode-se concluir que a tubulação estudada estaria apta a ser empregada em um circuito primário de um reator que utilizasse o critério de LBB, nas condições de carregamento e geometria consideradas. Adicionalmente, concluiu-se que nessas condições apenas o modo de falha por colapso plástico é esperado. / This work presents a study of application of the Leak Before Break (LBB) concept, usually applied in nuclear power plants, in a pipe made from steel AISI type 316LN welded a coated electrode AISI type 316L. LBB concept is a criterion based on fracture mechanics analysis to show that a crack leak, present in a pipe, can be detected by leak detection systems, before this crack reaches a critical size that results in pipe fail. In the studied pipe, tensile tests and Ramberg-Osgood analyses were performed, as well as fracture toughness tests for obtaining the material resistance curve J-R. The tests were performed considering the base metal, weld and heat affected zone (HAZ), at the same operating temperatures of a nuclear power plant. For the mechanical properties found in these tests, load limit analyses were performed in order to determine the size of a crack which could cause a detectable leakage and the critical crack size, considering failure by plastic collapse. For the critical crack size found in the weld, which is the region that presented the lowest toughness, Integral J and tearing modulus T analyses were performed, considering failure by tearing instability. Results show a well-defined behavior between the base metal, HAZ and weld zones, where the base metal has a high toughness behavior, the weld has a low toughness behavior and the HAZ showed intermediate mechanical properties between the base metal and the weld. Using the PICEP software, the leak rate curves versus crack size and also the critical crack size were determined by considering load limit analysis. It was observed that after a certain crack size, the leak rate in base metal is much higher than for the HAZ and the weld, considering the same crack length. This occurs because in the base metal crack, it is expected that the crack grows in a more rounded form due to its higher toughness. The lowest critical crack size was found for the base metal presenting circumferential cracks. For the Integral J analyses performed in the weld, it was demonstrated that the failure by tearing instability will not occur under the considered conditions and this hypothesis was confirmed by elastic-plastic fracture mechanic (EPFM) analysis using the J/T diagram. Thereby, it can be concluded that it would be possible to apply the investigated pipe in a primary circuit of a reactor that utilizes the criterion LBB under the considered geometry and load conditions. Additionally, it was found that under these conditions, only the failure mode by plastic collapse is expected.

Dentre as melhorias nos processos produtivos para a manufatura de aeronaves nas empresas, a soldagem a laser tem sido destacada como uma das tecnologias mais promissoras. A mudança de rebitagem para soldagem do revestimento da fuselagem e dos reforçadores tem contribuído para a redução de peso e dos custos das aeronaves, bem como diminuído o seu tempo de fabricação. Este trabalho pretende contribuir ao entendimento da metalurgia de soldagem autógena (sem uso de metal de adição e em um único passe) de uma liga de alumínio de alta resistência (AA6013) com um laser a fibra (2 kW). A geometria escolhida ée solda topo, sem chanfro, para facilitar a análise dos resultados. Foram estudados os efeitos dos parâmetros de processo, velocidade e potência do laser, além de dois valores diferentes de espessura das chapas, realizados com um desenho de experimentos sobre a microestrutura e qualidade da solda. O estudo mostrou que ée possível obter soldas com boa qualidade macroscópica, em relação à regularidade do cordão e furos, e com isenção de trincas ou porosidades em velocidades em torno de 100 mm/s e com potência do laser de cerca de 1 kW. Também foi verificado que a zona afetada pelo calor ée bastante concentrada, com região de liquação em torno de 50 mm.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade de realizar soldas autógenas entre os reforçadores longitudinais e o revestimento de uma aeronave utilizando laser a fibra de alta potência. O estabelecimento dessa técnica tem um potencial de aplicação muito elevado na indústria aeronáutica, por se tratar de um projeto exploratório voltado à junção de reforçadores longitudinais ao revestimento de aeronaves. No método tradicional de junção, os reforçadores são fixados ao revestimento utilizando-se rebites. Embora o processo seja bastante automatizado, tal método oferece pouco potencial para o aumento da velocidade de produção e/ou redução de peso das aeronaves. Realiza-se um amplo levantamento experimental utilizando chapas de alumínio estrutural 6013-T4 com espessura de 1,6 mm. Os principais parâmetros de influência sobre o processo são analisados, permitindo a construção de uma base de dados. Os resultados indicam que é possível o ajuste de tais parâmetros para a obtenção de cordões de solda de penetração com boas características dimensionais, geométricas e com poucos defeitos. Também é avaliado o comportamento mecânico do conjunto soldado. São realizados ensaios visando a obtenção da resistência à tração do reforçador em relação ao revestimento. São conduzidos ensaios adicionais com aplicação de uma carga ao revestimento, simulando a pressurização da fuselagem de uma aeronave. Os resultados mostram uma resistência mecânica do cordão de solda de até 280 MPa, valor próximo aos de referência do material de base, entre 275 e 325 MPa. Resultados ainda mais expressivos são observados em conjuntos submetidos ao tratamento térmico pós-soldagem, onde a resistência mecânica alcança 310 MPa, representando uma eficiência de junção acima de 95% indicando ao menos, a possibilidade de substituição do material de adição - geralmente introduzido ao processo de soldagem a laser - por tal técnica.

O presente estudo tem como objetivo analisar a soldabilidade a laser de uma junta de topo da liga AA 2198 T851 investigando os principais parâmetros de soldagem: Potência e velocidade do laser, assim como o diâmetro do feixe e suas influencias na qualidade da solda, como também as modificações metalúrgicas ocorridas. Através das análises realizadas pode constatar que todas as amostras apresentaram porosidades, para todos os parâmetros selecionados, em decorrência da volatilização de parte do Li, volume do gás de proteção inadequado e aprisionamento de gases na poça de fusão. As análises metalográficas mostraram uma diminuição significativa na quantidade de precipitados na solda, segregação de elementos como Cu e Ag, resultando em perdas de propriedades mecânicas. Contudo com o emprego dos tratamentos térmico de solubilização e resfriamento em diferentes meios, apresentaram propriedades mecânicas satisfatórias, mesmo na presença de porosidades.

Este trabalho apresenta um estudo prático da aplicação do conceito Leak Before Break (LBB), usualmente aplicado em usinas nucleares, em uma tubulação fabricada a partir de aço AISI 316LN soldada com a utilização de eletrodo revestido AISI 316L. O LBB é um critério fundamentado em análises de mecânica da fratura, que considera que um vazamento proveniente de uma trinca, presente em uma tubulação, possa ser detectado por sistemas de detecção de vazamento, antes que esta trinca alcance um tamanho crítico que implique na falha da tubulação. Na tubulação estudada, foram realizados ensaios mecânicos de tração e análises de Ramberg-Osgood, bem como ensaios de tenacidade à fratura para a obtenção da curva de resistência J-R do material. Os ensaios foram realizados considerando o metal base, a solda e a zona termicamente afetada (ZTA), nas temperaturas de operação de uma planta nuclear. Para as propriedades mecânicas encontradas nos ensaios foram realizadas análises de carga limite para se determinar o tamanho da trinca que cause um vazamento detectável e, também, o seu tamanho crítico que cause a falha por colapso plástico. Para o tamanho crítico de trinca encontrado na solda, região que apresentou a menor tenacidade, foram realizadas análises de Integral J e de módulo de rasgamento T, considerando falha por rasgamento dúctil. Os resultados demonstram um comportamento bem definido entre o metal base, a ZTA e a solda, onde o metal base apresenta um comportamento altamente tenaz, a solda um comportamento pouco tenaz e a ZTA apresentou propriedades mecânicas intermediárias entre o metal base e a solda. Utilizando o software PICEP, foram determinadas as curvas de taxa de vazamento versus tamanho de trinca e também o tamanho crítico da trinca, considerando análise por carga limite. Observou-se que, após certo tamanho de trinca, a taxa de vazamento do metal base é muito maior do que para a ZTA e solda, para um mesmo comprimento de trinca. Isso ocorre porque é esperado que a trinca cresça de forma mais arredondada no metal base, devido à sua maior tenacidade. O menor tamanho crítico de trinca foi encontrado para o metal base para trincas circunferenciais. Para as análises de Integral J realizadas na solda, foi demonstrado que a falha por rasgamento dúctil não ocorrerá nas condições consideradas e essa hipótese foi sedimentada pela análise de mecânica da fratura elasto-plástica (MFEL) com o uso do diagrama J/T. Dessa forma, pode-se concluir que a tubulação estudada estaria apta a ser empregada em um circuito primário de um reator que utilizasse o critério de LBB, nas condições de carregamento e geometria consideradas. Adicionalmente, concluiu-se que nessas condições apenas o modo de falha por colapso plástico é esperado. / This work presents a study of application of the Leak Before Break (LBB) concept, usually applied in nuclear power plants, in a pipe made from steel AISI type 316LN welded a coated electrode AISI type 316L. LBB concept is a criterion based on fracture mechanics analysis to show that a crack leak, present in a pipe, can be detected by leak detection systems, before this crack reaches a critical size that results in pipe fail. In the studied pipe, tensile tests and Ramberg-Osgood analyses were performed, as well as fracture toughness tests for obtaining the material resistance curve J-R. The tests were performed considering the base metal, weld and heat affected zone (HAZ), at the same operating temperatures of a nuclear power plant. For the mechanical properties found in these tests, load limit analyses were performed in order to determine the size of a crack which could cause a detectable leakage and the critical crack size, considering failure by plastic collapse. For the critical crack size found in the weld, which is the region that presented the lowest toughness, Integral J and tearing modulus T analyses were performed, considering failure by tearing instability. Results show a well-defined behavior between the base metal, HAZ and weld zones, where the base metal has a high toughness behavior, the weld has a low toughness behavior and the HAZ showed intermediate mechanical properties between the base metal and the weld. Using the PICEP software, the leak rate curves versus crack size and also the critical crack size were determined by considering load limit analysis. It was observed that after a certain crack size, the leak rate in base metal is much higher than for the HAZ and the weld, considering the same crack length. This occurs because in the base metal crack, it is expected that the crack grows in a more rounded form due to its higher toughness. The lowest critical crack size was found for the base metal presenting circumferential cracks. For the Integral J analyses performed in the weld, it was demonstrated that the failure by tearing instability will not occur under the considered conditions and this hypothesis was confirmed by elastic-plastic fracture mechanic (EPFM) analysis using the J/T diagram. Thereby, it can be concluded that it would be possible to apply the investigated pipe in a primary circuit of a reactor that utilizes the criterion LBB under the considered geometry and load conditions. Additionally, it was found that under these conditions, only the failure mode by plastic collapse is expected.

Análise dilatométrica e medida de dureza Vickers foram utilizadas para avaliar os efeitos microestruturais do reaquecimento e resfriamento em amostras retiradas de metais de solda obtidos pela soldagem a arco submerso com e sem a adição de pó metálico, sendo inicialmente caracterizada a macro e microestruturas originais desses metais de solda. O procedimento de soldagem envolveu a utilização dos eletrodos AWS EM12K e EB2 para um mesmo aporte de calor teórico de 4,8 kJ/mm. As juntas foram preparadas com chanfro em ângulo de 50º e a deposição do pó metálico, caracterizado como de médio teor de Mn, foi realizada na quantidade de 260 g/m. Em relação aos efeitos na macroestrutura dos cordões de solda, conclui-se que a adição do pó metálico interferiu na diluição do metal de base e na distribuição da energia disponível de soldagem. Com respeito às consequências da edição do pó metálico no desenvolvimento microestrutural desses metais de solda, os resultados da quantificação dos constituintes microestruturais permitiram concluir que a incidência da ferrita acicular nos metais de solda obtidos foi dependente apenas do efeito da composição química participante, nominalmente os teores de Cr e Mn, enquanto que a presença das microfases M-A foi dependente do efeito competitivo entre a composição química participante e velocidade de resfriamento. As curvas CCT, construídas a partir da análise dilatométrica, mostraram que as composições químicas participantes dos metais de solda obtidos com o eletrodo EB2 são mais propensas ao favorecimento na incidência da ferrita acicular em relação aos obtidos com o eletrodo EM12K, independente da participação do pó metálico, quando do reaquecimento e resfriamento dos mesmos na faixa de velocidades de resfriamento entre 8ºC/s e 25ºC/s. Em todos os metais de solda reaquecidos e resfriados as microfases M-A diminuiram com o aumento da velocidade de resfriamento. / Dilatometric analysis and Vickers hardness measurements were utilized in order to evaluate the microstructural effects of reheating and re-cooling in samples collected from weld metals obtained by submerged are welding with and without the addition of metallic powder, inittially being characterized the original macro and microstructures of these weld metals. The welding procedure made use of the AWS EM12K and EB2 electrodes for the same theoretical heat input of 4,8 kJ/mm. The joints were prepared with groove angle at an 50° and the deposition of metallic powder, characterized as medi um content of Mn, was carried out at the rate of 260 g/m. Concerning the effects at the macrostructure of weld beads, after welded, it has been concluded that the addition of metallic powder has interfered at the dilution of base metal and at the distribution of the available energy for welding. Concerning the results of the metallic powder addition over the microstructural development of these weld metals, the quantification of the microstructural constituents allowed to conclude that the incidence of the acicular ferrite in the obtained weld metals was only based on the effect of the participating chemical composition, mainly of Cr and Mn contents, while the presence of the M-A microphases was dependent upon the competitive effect between the participating chemical composition and the cooling rate. The CCT curves, built using the dilatometric analysis, showed that the participating chemical composition of the weld metals obtained with the EB2 electrode, are more inclined to help the incidence of acicular ferrite when compared to those obtained with the EM12K electrode, independent of the metallic powder addition, when reheating and cooling them at the cooling rate range between 8ºC/s and 25ºC/s. In all of the weld metals reheated and cooled the incidence of the microphases M-A has decreased with the cooling rate increase.

Neste trabalho foram estudadas soldas TIG (Tungsten Inert Gas) nos aços inoxidáveis 304 e 316, e no aço carbono 1020. As alterações das microestruturas foram investigadas por microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), enquanto que a corrosão destas regiões foi estudada por análises de polarização potenciodinâmica. Um sistema miniaturizado de análise corrosão, denominado sensor pontual de corrosão (SPC), foi utilizado com o objetivo de analisar a estreita região dos cordões de solda, estudando assim a influência da corrente de solda na corrosão desta região nos aços inoxidáveis 304 e 316. Os resultados mostraram que a alteração da estrutura cristalina na solda tornou esta região menos susceptível à corrosão que o material base, e o aumento da corrente de solda intensificou ainda mais este efeito, pela formação de estruturas mais compactas. No caso do aço carbono 1020 (mais susceptível à corrosão), o estudo da corrosão de sua solda foi feito utilizando técnicas eletroquímicas globais (potencial de circuito aberto, PCA, e espectroscopia de impedância eletroquímica, EIE) e técnicas de corrosão localizadas (espectroscopia de impedância eletroquímica localizada, EIEL, e técnica do eletrodo vibratório de varredura, TEVV). Para proteção contra a corrosão do aço inoxidável e suas soldas, foi utilizado um revestimento de polianilina (PAni) na forma de base esmeraldina; análises de polarização potenciodinâmica mostraram a eficiência deste revestimento protetor. Para o aço carbono 1020, devido à sua maior facilidade de oxidação, foi sintetizado um revestimento protetor a base de PAni e nanotubos de TiO2 (PAni/n-TiO2). As variáveis estudadas na síntese do polímero foram: temperatura de síntese, meio reacional, grau de dopagem do polímero (condutor ou isolante) e número de camadas. Os polímeros e compósitos foram caracterizados por espectroscopias nas regiões do ultravioleta-visível (UV-vis) e infravermelho (IV), MEV e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDX). Os aços recobertos com os filmes foram analisados por MO e MEV, EDX, e por ensaios eletroquímicos de polarização potenciodinâmica, PCA e resistência de polarização, além de ensaio de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. As melhores condições encontradas foi para o revestimento de PAni/n-TiO2 desdopado (base esmeraldina) sintetizado a 25°C em meio de H2SO4, e com 3 camadas; o n-TiO2 apresentou um efeito de aumento da aderência do filme ao substrato metálico. / In this work TIG (Tungsten Inert Gas) welds have been studied in the 304 and 316 stainless steels, and in the 1020 carbon steel. The changes in the microstructure were investigated by optical microscope (OM) and scanning electronic microscope (SEM), and the corrosion behavior in these zones were studied by potentiodynamic polarization analysis. A miniaturized corrosion analysis device, named corrosion punctual sensor, has been used to analyze the close weld bead, researching for the influence of the weld current in the corrosion process in this zone of the 304 and 316 stainless steels. The results showed that the change in the crystalline structure of the weld zone became this region less susceptible to corrosion process than their base material, and the increase in the weld current intensified this effect, by the formation of more compact structures. In the case of the 1020 carbon steel (more susceptible to corrosion processes), the corrosion in its weld zone was researched by global (like open potential circuit, OCP, and electrochemical impedance spectroscopy, EIS) and localized (like localized electrochemical impedance spectroscopy, LEIS, and scanning vibrating electrode technique, SVET) electrochemical techniques. For protecting stainless steels and their weld zones against corrosion processes, a polyaniline (PAni) coating in the emeraldine base form was used; potentiodynamic polarization analysis showed the efficiency of this protective coating. For the 1020 carbon steel, due to its mayor oxidation susceptibly, a protective coating of PAni and TiO2 nanotubes (PAni/n-TiO2) was synthesized. The variables researched were: synthesis temperature, reaction medium, degree of doping of the polymer (conductor or insulator) and number of layers. The polymers and composites were characterized by ultraviolet visible (UV-vis) and infrared spectroscopies, SEM and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDX). The coated steels were analyzed by OM, MEV and EDX spectroscopies, and by potentiodynamic polarization, OCP and polarization resistance electrochemical measurements, besides accelerate corrosion tests in a salt spray chamber. The best conditions found for the dedoped PAni/n-TiO2 coatings (emeraldine base) were: temperature of synthesis of 25°C, H2SO4 as reaction medium, and with 3 layers; n-TiO2 has presented an effect of increasing the adherence of the coating with the steel.

Análise dilatométrica e medida de dureza Vickers foram utilizadas para avaliar os efeitos microestruturais do reaquecimento e resfriamento em amostras retiradas de metais de solda obtidos pela soldagem a arco submerso com e sem a adição de pó metálico, sendo inicialmente caracterizada a macro e microestruturas originais desses metais de solda. O procedimento de soldagem envolveu a utilização dos eletrodos AWS EM12K e EB2 para um mesmo aporte de calor teórico de 4,8 kJ/mm. As juntas foram preparadas com chanfro em ângulo de 50º e a deposição do pó metálico, caracterizado como de médio teor de Mn, foi realizada na quantidade de 260 g/m. Em relação aos efeitos na macroestrutura dos cordões de solda, conclui-se que a adição do pó metálico interferiu na diluição do metal de base e na distribuição da energia disponível de soldagem. Com respeito às consequências da edição do pó metálico no desenvolvimento microestrutural desses metais de solda, os resultados da quantificação dos constituintes microestruturais permitiram concluir que a incidência da ferrita acicular nos metais de solda obtidos foi dependente apenas do efeito da composição química participante, nominalmente os teores de Cr e Mn, enquanto que a presença das microfases M-A foi dependente do efeito competitivo entre a composição química participante e velocidade de resfriamento. As curvas CCT, construídas a partir da análise dilatométrica, mostraram que as composições químicas participantes dos metais de solda obtidos com o eletrodo EB2 são mais propensas ao favorecimento na incidência da ferrita acicular em relação aos obtidos com o eletrodo EM12K, independente da participação do pó metálico, quando do reaquecimento e resfriamento dos mesmos na faixa de velocidades de resfriamento entre 8ºC/s e 25ºC/s. Em todos os metais de solda reaquecidos e resfriados as microfases M-A diminuiram com o aumento da velocidade de resfriamento. / Dilatometric analysis and Vickers hardness measurements were utilized in order to evaluate the microstructural effects of reheating and re-cooling in samples collected from weld metals obtained by submerged are welding with and without the addition of metallic powder, inittially being characterized the original macro and microstructures of these weld metals. The welding procedure made use of the AWS EM12K and EB2 electrodes for the same theoretical heat input of 4,8 kJ/mm. The joints were prepared with groove angle at an 50° and the deposition of metallic powder, characterized as medi um content of Mn, was carried out at the rate of 260 g/m. Concerning the effects at the macrostructure of weld beads, after welded, it has been concluded that the addition of metallic powder has interfered at the dilution of base metal and at the distribution of the available energy for welding. Concerning the results of the metallic powder addition over the microstructural development of these weld metals, the quantification of the microstructural constituents allowed to conclude that the incidence of the acicular ferrite in the obtained weld metals was only based on the effect of the participating chemical composition, mainly of Cr and Mn contents, while the presence of the M-A microphases was dependent upon the competitive effect between the participating chemical composition and the cooling rate. The CCT curves, built using the dilatometric analysis, showed that the participating chemical composition of the weld metals obtained with the EB2 electrode, are more inclined to help the incidence of acicular ferrite when compared to those obtained with the EM12K electrode, independent of the metallic powder addition, when reheating and cooling them at the cooling rate range between 8ºC/s and 25ºC/s. In all of the weld metals reheated and cooled the incidence of the microphases M-A has decreased with the cooling rate increase.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-23T12:17:06Z No. of bitstreams: 1 Tiago de Freitas Machado_.pdf: 13489744 bytes, checksum: 639cbc0fc0de3f47a3c757ff594540e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-23T12:17:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tiago de Freitas Machado_.pdf: 13489744 bytes, checksum: 639cbc0fc0de3f47a3c757ff594540e0 (MD5) Previous issue date: 2016-09-15 / itt Chip - Instituto Tecnológico de Semicondutores da Unisinos / O processo de soldagem de esferas em componentes do tipo esferas organizadas em matriz do inglês BGA, ball gris array é crítico para o encapsulamento de semicondutores pois uma falha pode gerar rejeitos e retrabalhos indesejáveis ao desempenho da produção. O processo atual da empresa de encapsulamentos analisada apresentou, de forma acumulada, entre os meses de janeiro a junho de 2015 uma taxa de 1220 defeitos por milhão de unidades produzidas, relacionadas ao modo de falha denominado tamanho da esfera com o código SB003. Matérias primas alternativas para aplicação em processo de soldagem de esferas em encapsulamento de semicondutores de diferentes fabricantes, podem apresentar melhor desempenho com relação a esta ocorrência. A redução das perdas de material e de defeitos no processo de soldagem de esferas é essencial para que uma empresa de encapsulamento de semicondutores se mantenha competitiva financeiramente no mercado tanto nacional quanto internacional. O objetivo deste trabalho foi avaliar através de análises de laboratório e aplicações práticas, quatro opções de fluxos de solda solúveis ou parcialmente solúveis em água. Foram comparadas as características de viscosidade, índice de acidez, pH e perda de massa através de TGA do inglês thermogravimetric analysis, aprimorando o conhecimento intrínseco sobre este material e seu comportamento nesta etapa. Foi analisado o impacto dos diferentes fluxos de solda no desempenho da soldagem, realizando a observação da ação do fluxo em um forno de refusão e a habilidade de realinhar esferas de solda fora de posição que impactam na redução da ocorrência de defeitos. Obteve-se como resultado o fluxo A com melhor performance para realinhamento, 9,58% das esferas foram reposicionadas, perda de massa gradual e menos abrupta que os demais. / The process of soldering spheres in ball grid array components, called BGA, is critical to the semiconductor packaging, because one failure can generate rejects and undiserable reworks to production performance. The current process of the packaging company analyzed presented, in accumulated form, between the months of january and june of 2015 the defect rate of 1220 defects per million of produced units, related to the failure mode denominated ball size with the code SB003. Alternative raw material for solder sphere process applied to semiconductor packaging of different manufacturer could show better performance related to these occurrence. The reduction of material waste and defects reduction in the soldering spheres process is essential to keep a semiconductor packaging company competitive financially both in the national and international market. The objective was to evaluate through laboratory analysis and practical applications four options of soldering flux water and non-water soluble. Characteristics were compared of viscosity, acidity level, pH and mass loss through thermogravimetric analysis TGA improving the intrinsic knowledge about this material and its behavior in the step. The impact was analyzed of different solder flux performance on soldering, performing observation of the flux action on the reflow oven and the ability to realign the solder spheres misplaced that impact on the reduction of the occurrence of defects. It was obtained as result the flux A with better performance of realignment, 9.58% of misplaced spheres were repositioned, present gradual mass loss and less abrupt than the others.