Este trabalho tem por objetivo desenvolver um equipamento de ensaios para avaliar a vida de juntas soldadas, provenientes de tubulações para extração de petróleo, submetidas à corrosão-fadiga. Para atingir este objetivo foi estudado em que condições de corrosãofadiga uma tubulação esta exposta em alto mar sendo então definidos os parâmetros mais relevantes para serem reproduzidos em laboratório em corpos de prova menores. Nesta etapa foram definidos quais seriam os parâmetros de ensaio que o equipamento deveria atender. O equipamento foi construído para ensaiar uma junta soldada circunferencial por flexão a quatro pontos através de um sistema hidráulico com controle de carga com uma freqüência de 0,2 Hz e razão de carregamento, R=0,1. Para validar o equipamento foi usado um corpo de prova instrumentado com extensômetros resistivos para comparar o a carga calculada com a experimental e determinar se o nível de carregamento se mantêm constante ao longo dos ensaios. Foi levantada uma curva de fadiga com o equipamento desenvolvido e comparada com uma curva de fadiga feita ao ar do mesmo material em uma máquina servo hidráulica MTS.

Atualmente o uso de aços de alta resistência está fortemente difundido na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários. Implementos mais leves permitem transportar maior carga líquida por viagem e consequentemente um menor consumo de combustível e menor liberação de gases poluentes na atmosfera. Este estudo visa analisar o comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo GMAW com variação na energia de soldagem, simulando assim as variações na distância de arco durante o processo de soldagem manual, o qual é amplamente utilizado na produção de implementos rodoviários. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas de diferentes espessuras do aço de alta resistência e baixa liga S700MC tendo como parâmetro nominal de energia de soldagem os valores descritos pelo fornecedor. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta e os ensaios para verificação do comportamento microestrutural foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfil de microdureza, ensaio de tração e ensaios de fadiga. Os resultados não mostraram significantes variações microestruturas e de microdureza, porém pode-se verificar que tanto a tensão de escoamento, tensão de ruptura e vida em fadiga possuem um comportamento diretamente proporcional a energia de soldagem. / Nowadays; high strength low alloys steels are largely applied in the mechanical industry, primarily in application that the most important issue is the weight reduction, for example, trailers industry. Light trailers can transport more liquid cargo per trip, using less fuel and releasing less emission in the atmosphere. In this investigation we analyzed the mechanical and microestructural behavior of joint welded by Gas Metal Arc Welding- GMAW with variations in the welding energy to simulating the variable distance between the arc welding during manual process, because this kind of process it is the most used at trailers production. For this investigation sheets with different thickness of S700MC high strength low alloy steel were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier. The welding was made using a robot to ensure the right distance and position during the total weld joint length. The microestructural and mechanical investigation were realized with optic microscope, microhardness profile and tensile and fatigue test machines. The results did not show significant microestructural and microhardness variation, however, when the welding energy is increased, the yield strength, ultimate strength and fatigue life was increased as well.

Os aços inoxidáveis superduplex são indicados para uso em ambientes com alto teor de cloreto, como encontrados na indústria de petróleo e gás, onde se exige materiais que aliem boa resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. No entanto, a soldagem inadequada destes materiais pode provocar a precipitação de fases indesejáveis que acarretam perda de tenacidade. Este trabalho tem como objetivo avaliar a tenacidade do aço inoxidável superduplex UNS S32760 soldado pelo processo GMAW, empregando transferência do metal por curto-Circuito controlado na raiz e pulsada nos passes de enchimento e acabamento, sob três diferentes misturas gasosas. Foi realizada a quantificação de fases (contagem de ferrita/austenita), por microscopia de luz, e avaliação da tenacidade por meio de ensaio Charpy. Os resultados obtidos mostraram que, apesar do seu uso ainda estar bastante incipiente na indústria, a soldagem pelo processo GMAW na versão não convencional tem condições de gerar juntas soldadas com qualidade e produtividade superiores ou equivalentes aos processos comumente adotados na soldagem desse material (GTAW, SMAW, FCAW). / The super duplex stainless steels are indicated for use in environments with high levels of chloride, as found in oil and gas industry, which requires materials that combine good mechanical strength and excellent corrosion resistance. However, the inadequate welding of these materials can cause the precipitation of undesirable phases that causes loss of toughness. This work aimed to evaluate the toughness of super duplex stainless steel UNS S32760 welded for GMAW process, using metal transfer by short-circuit controlled in root pass and pulsed in the filling and finishing pass under three different gas mixtures. It was performed to quantify phases (counting the ferrite / austenite), by optical microscopy, and evaluation of toughness by Charpy test. The results showed that, despite its use is still fairly nascent industry, the GMAW welding process in the no conventional version is able to produce welded joints with quality and productivity higher or equivalent to welding processes commonly used in such material (GTAW, SMAW, FCAW).

O uso da bicicleta tem sido difundido, tanto para atividades de lazer quanto para a prática de esportes. Este meio de transporte tem ocupado grande espaço na sociedade, principalmente naquelas mais numerosas - Índia e China, por exemplo. Da segunda metade do século XX para o presente, o estudo da fadiga ganhou relevância para buscar o entendimento/explicação para algumas falhas catastróficas que ocorreram neste período. O ciclismo não poderia ser diferente, acompanhou a evolução, tanto de técnica quanto de materiais. Apesar deste desenvolvimento algumas estruturas - quadros de bicicleta sofrem falhas durante o uso, apresentando trincas ou até mesmo entrando em colapso súbito. Os esforços gerados durante a prática do ciclismo de estrada diferem daqueles gerados durante a prática do mountain bike. Tendo como ponto de partida um quadro de bicicleta que falhou – trincou, no desenvolvimento do trabalho simula-se um carregamento capaz de avaliar a resistência da junta soldada de fácil reprodução em teste, retratando uma condição de uso. O comportamento da estrutura com o carregamento proposto foi simulado utilizando a técnica de elementos finitos. A tensão máxima localizada coincidiu com o ponto em que surgiu a falha no quadro analisado, a magnitude da tensão naquele ponto também foi avaliada. Aplicando-se o procedimento de cálculo para a vida em fadiga de uma estrutura, obteve-se um resultado de tensão que atingiu 40% do valor necessário para desencadear o processo – fadiga, naquele ponto. A análise confrontou a resistência do projeto com o carregamento proposto para verificar sua capacidade para absorver esforços da ordem ou superiores ao analisado. Sabe-se que ciclistas mais radicais poderiam valer-se da combinação deste carregamento com outras situações onde a massa do ciclista pode facilmente ser amplificada por efeitos dinâmicos, altas velocidades e obstáculos diversos. Esta condição adversa é complexa para ser reproduzida em uma simulação porque se desconhecem os valores relativos às deformações, assim como as velocidades, ângulos e movimentos que o ciclista possa estar realizando durante este tipo de uso, comumente verificado durante a prática do esporte – mountain bike. / The bicycle use has been diffused among the population in general, the people started to see it as a way of transport. It has been used both for transportation and for professional cyclists who use it as tool to reach their goals or to win bicycle races. The evolution, both on materials and cycling/bike riding techniques in the second half of last century has changed. In the other hand, fatigue cases which follow some disasters got some relevancy. The first goal was to find some explanation for what happened and how to avoid the problem – the crack, or in some cases the disaster. The cyclism followed the evolution, both on materials, on the road bikes and off-road bikes. Actually many riders know that some samples of bike frames have failed during use or even worse the crack appeared and the frame broke down suddenly. The discussion concerning the bicycle frame resistance doesn’t look finished. The cyclists demands are different. The loads encountered during cycling can be very different comparing on and off-road bikes – Road and Mountain Bike. The start point for the present work involved a sample of a Mountain Bike frame which had failed. The work development was to propose a kind of load which could test the fatigue strength of the material analyzed. The load proposed should be easy to simulate in finite element analysis – FEA, and it must reproduce a normal use condition. The the load were defined, the structure were simulated using a specific software – FEA. Finite element analysis. After the test the responses were collected. The primary goals were to find the location of the main tensile and its measurement in the frame. It coincided exactly with the crack in the real bike frame. Using the normal procedure to predict the fatigue life in the welded joint, the result reached 40% of the fatigue resistance for that joint, considering the load applied. The analysis compared the project resistance to the load to check its capacity to absorb loads igual or above the one which were used. Some riders that are more strength, those who can apply more than the load proposed or even those who are more radical in their way of riding could use the combination of these situations making the load easly amplified by dynamics effects, bumps and high speed for example. This hard condition of use is complex to be reproduced because there isn’t any information concerning strain, speed, angles and the montion that the rider could do when riding a mountain bike.

Orientador : Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T22:10:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zampolli_DaniellaMachado_M.pdf: 8042922 bytes, checksum: 53f345f393039164e10eb600d4054058 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Neste trabalho, procurou-se encontrar as melhores junções soldadas, de alumínio e cobre, por ultra-som e por resistência a ponto, através de uma otimização destes processos, com o emprego de um planejamento fatorial completo e do método estatístico da superficie de respo_ Posteriormente, realizou-se uma comparação entre as propriedades especificadas para a peça, resistência ao cisalhamento, resistência ao arrancamento e resistência elétrica. Os materiais utilizados foram as ligas de alumínio AA1100-0e de cobre C1O200, a partir das quais soldou-se as junções alumínio/alumínio, cobre/cobre e alumínio/cobre, utilizadas em um mancal porta-escovas, fabricado pela empresa Robert Bosch do Brasil. Os resultados obtidos mostraram que, de um modo geral, o processo de ultra-som gerou as junções mais apropriadas para aplicação na peça, além de outras vantagens mais específicas complementares, como maior facilidade, rapidez de soldagem e condições de trabalho menos severas ao operador. As junções alumínio/alumínio foram soldadas por ambos os processos, tendo-se obtido resultados bastante próximos. Quanto às junções cobre/cobre e alumínio/cobre, a soldagem mostrou-se válida através do processo de ultra-so_ enquanto que o processo por resistência não foi apropriado para os tipos de materiais utilizados. Para todas as soldagens, as ferramentas estatísticas utilizadas trouxeram resultados confiáveis, já que apresentaram embasamento teórico / Abstract: In this work, the objective was to find the best junctions welded by the ultrasound and the spot resistance welding processes, through an optimization of their main parameters, employing a complete factorial planning and the statistic method of the surface response. Lately, it was performed a comparison among the specified properties for the unions, shear resistance, peel resistance and electric resistance. The utilized materials were the alluminum AAII00-0 and the copper CI0200 alloys, with which the unions alluminumlalluminum, copper/copper and alluminumlcopper were welded, and which are employed in an automotive electric part, produced by the Robert Bosch do Brasil company. The obtained results showed that, in a general way, the ultrasound process produced the most applicable junctions for the part, and also other more specific complementary advantages, like an easier, cleaner and faster welding and some less severe work conditions for the worker. The junctions alluminumlalluminum were welded by both processes, being the results very close one to the other. For the junctions copper/copper and alluminumlcopper, the welding was successful through the ultrasound process, while through the resistance process, the results with the employed materials were not satisfactory. The studied statistical tools brought trustful results for all the experiments, since they were based in theoretical concepts / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador : Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:46:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CooperOrdonez_RobertEduardo_M.pdf: 1839449 bytes, checksum: ccdd9f96d5d2ddcbef7403955ddfdcff (MD5) Previous issue date: 2004 / Mestrado

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:43:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SantosNeto_NorivalFerreirados_M.pdf: 8510396 bytes, checksum: 996d637fbee05ccb396d0ad27de58d76 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:44:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrino_MarcilioHaddad_M.pdf: 20444190 bytes, checksum: 7b3a4428e7e6b444d2952dbdcca75497 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Técnicas com geração de ondas ultra-sônicas são não destrutivas e são baseadas na dependência da velocidade destas ondas em relação a variação da deformação elástica do material na direção em que elas se propagam ou perpendicular a esta. O presente estudo investigou a possibilidade de aplicação do método ultra-sônico para a avaliação de tensões em juntas soldadas de placas de Aço API 5L X65 e Aço API 5L X70, e para a determinação da relaxação em placas de aço API 5L X70. Para a medição destas tensões foram utilizadas Ondas Longitudinais Criticamente Refratadas (Ler). A sensibilidade dessas ondas é maior quando a tensão de interesse é uniaxial e é aplicada paralelamente à direção de propagação. Dez placas de aço API 5L X65 e vinte placas de API 5L X70 foram ensaiadas para a determinação das tensões longitudinais nas juntas soldadas. Essas placas foram soldadas duas a duas e foram medidas após soldagem e após o alívio de tensões. A diferença foi atribuída às tensões pré-existentes. Os resultados mostram um perfil de tensão residual coerente com a literatura, mostrando uma área de tração na região da solda, tendendo ao valor nulo longe desta. A investigação da relaxação para chapas de aço API 5L X70 mostrou um decréscimo médio da tensão residual ge cerca 350 MPa depois de dezoito dias. Ambas as aplicações mostraram que o método ultra-sônico pode ser utilizado na avaliação de tensões, atendendo plenamente aos objetivos do trabalho / Abstract: Techniques with generation of ultrasonic waves are non destructive and are based on the dependence of the speed of these waves in relation to the variation of the elastic deformation of the material in the direction of their propagation or perpendicular to it. The present study investigated the possibility of application of the ultrasonic method to evaluate stresses in welded joints in plates of Steel API 5L X65 and Steel API 5L X70, and to determina te of the stress relaxation in plates of steel API 5L X70. Longitudinal Critically Reftacted Waves (Lcr) were used to measure the stresses. The sensibility of those waves is larger when the stress of interest is uniaxial and the 1000 is applied parallel to the propagation direction. T en plates of steel API 5L X65 and twenty plates of API 5L X70 were tested for the determination of the longitudinal stresses in the welded joints. Those plates were welded in pairs and they were measured after welding and after the stresses relief the difference was attributed to the residual stress. The results show a profile of residual stress coherent with the literature, showing a traction area in the area of the welding, tending to the null value far away ftom this. The investigation of the relaxation for steel plates of API 5L X70 showed a decrease - of the residual stresses of about 350 MPa after eighteen days. Both applications showed that the ultrasonic method can be used in the evaluation of stress, fully assisting to the objectives of the work / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Engenharia Mecanica

En el Laboratorio de Materiales de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) se vienen brindando servicios a la industria desde 1973. Actualmente el Laboratorio de Materiales de la PUCP cuenta con un prestigio ganado a lo largo de su trayectoria y brinda los servicios de los ensayos no destructivos como: Inspección Visual, Líquidos penetrantes, Partículas Magnéticas, Radiografía Industrial y Ultrasonido a las empresas más importantes del medio. En las empresas de rubro alimentario, en especial la empresa Backus tiene la necesidad de supervisar que las juntas soldadas de las tuberías de acero inoxidable, por donde se transporta miles de litros de cerveza, se encuentren bien elaboradas. Es cierto que mediante el uso de la radiografía industr ial se puede corroborar la sanidad de la junta soldada, pero lo que no detecta la radiografía es la posible oxidación (carbonización), que puede presentarse cuando no se realiza un aislamiento adecuado de argón al interior de la tubería antes de proceder a soldar, pero con el Videoscopio Lenox, del laboratorio de materiales de la PUCP, mediante la inspección visual remota si se puede hacer, pero no existe una metodología para la inspección por medio de este equipo. El presente trabajo de tesis tiene como objetivo desarrollar una metodología para inspeccionar visualmente las juntas soldadas de tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm, empleando el Videoscopio Lenox modelo PVS. Para conseguir el objetivo planteado, la tesis detalla los criterios de aceptación y rechazo de uniones soldadas en tuberías de acero inoxidable, que nos servirá para elaborar las imágenes patrones de discontinuidades no permitidas por el código AWS D18.1. Se preparó 02 prototipos, uno para realizar el so Ideo sin purga con gas argón, el cual permitirá capturar la imagen patrón de la oxidación en una unión soldada al interior de la tubería y el segundo prototipo para realizar el soldeo con previa purga de gas argón, el cual permitirá demostrar que es indispensable purgar las tuberías de acero inoxidable para garantizar la sanidad de la junta soldada, a pesar que sea costoso por el número de metros de tubería que normalmente tienen las empresas de rubro alimentario. Se detalla las características técnicas de cada equipo que conforman el Videoscopio Lenox modelo PVS, así como sus partes más importantes, que permitirá familiarizarse con el equipo antes de usarlo. Finalmente se elabora el procedimiento para el uso del Videoscopio Lenox modelo PVS en la inspección visual remota para tuberías de acero inoxidable mayores a 4" de diámetro y con espesores hasta 3mm y se elaboran las imágenes patrones de discontin uidades no permitidas por el código AWS D18.1 haciendo uso de los prototipos preparados.

Debido a los fenómenos térmicos que se generan durante el proceso de soldadura, las partes soldadas de acero, al enfriarse, generan esfuerzos internos de tracción o compresión que afectan sus dimensiones, sus propiedades mecánicas, e incluso forman fisuras que ponen en riesgo la vida útil de una estructura metálica, sobre todo cuando ésta se encuentra sometida a cargas cíclicas. El método utilizado con mayor frecuencia para mitigar dichos esfuerzos residuales es el tratamiento térmico de alivio de tensiones, sin embargo existen otros métodos mecánicos que persiguen el mismo efecto, algunos de los cuales se basan en la inducción de vibraciones mecánicas. Esta investigación tiene por objeto medir la magnitud en la que se reducen los esfuerzos residuales post soldadura mediante el proceso de alivio de tensiones por vibraciones a frecuencias subarmónicas y contrastarla contra la reducción producida por efecto de la aplicación del tratamiento térmico de alivio de tensiones. El método utilizado en esta tesis para cuantificar la reducción en la magnitud de los esfuerzos residuales incluyó la medición de tensiones residuales mediante la técnica de difracción de rayos X (DRX). Las mediciones fueron realizadas en dos probetas idénticas sometidas al mismo proceso de soldadura en puntos cercanos a la unión soldada, y el resultado experimental reportó una reducción en la magnitud de los esfuerzos residuales longitudinales de tracción de hasta 85% en la probeta sometida al tratamiento térmico de alivio de tensiones; mientras que las mediciones fueron mixtas en el caso de la probeta sometida al proceso de alivio por vibraciones subarmónicas, pues en algunos puntos de ella no se reportaron reducciones significativas mientras que en otros se evidenció una reducción de esfuerzos residuales de hasta 45%.