Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:20:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349595.pdf: 8904011 bytes, checksum: 457401e5083a751ba1a6ac15dd909ec3 (MD5) Previous issue date: 2017 / Tendo em vista sua aplicabilidade em quase todos os setores industriais, a soldagem assume papel de extrema importância dentro da cadeia produtiva. É com esta visão que países desenvolvidos fazem fortes investimentos de P&D no campo da soldagem, propiciando forte escalada desenvolvimentista neste setor. No Brasil a situação é bastante diferente. Grande parte das aplicações de soldagem são realizadas nos mesmos moldes tecnológicos que aconteciam há 40 anos. Quando uma indústria instala algo de modernidade é quase certo que se trata de uma ?caixa preta? importada, sem contribuição para o desenvolvimento de tecnologia nacional.Inserido neste contexto e seguindo a filosofia adotada pelo LABSOLDA ao longo de sua existência, o presente trabalho analisa as bases científicas de uma versão do processo MIG/MAG vinda ao mercado há cerca de dez anos, atingindo o ponto de criar um modelo próprio a fim de tornar possível uma total independência do equipamento importado para análises mais acuradas. A tecnologia analisada trata da estratégia de avanço e recuo do eletrodo que é utilizada na versão do MIG/MAG conhecida comercialmente como CMT. Essa estratégia de movimentação do arame é denominada neste trabalho de alimentação dinâmica. Apesar da disponibilidade comercial desse equipamento, a análise de efeitos físicos da transferência metálica e da sua consequência para com os resultados da solda acabam sendo limitadas pelas características do modelo comercial. Sendo assim, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema nacional com total flexibilidade para a configuração de parâmetros e definição de novas estratégias de controle. Inicialmente, as avaliações acerca da alimentação dinâmica de arame aconteceram em concordância com a análise de características construtivas e operativas do CMT, apresentando pontos que contribuíram para o entendimento do princípio de funcionamento desse sistema. Foram investigados os efeitos que as regulagens adimensionais exercem fisicamente sobre o processo. É apresentada uma avaliação das diferenças observadas em curvas sinérgicas, fundamentalmente as inerentes ao aço em comparação com o alumínio. As análises foram consubstanciadas com filmagens de alta velocidade, o que foi fundamental para os resultados alcançados.Um dos principais desafios para o desenvolvimento do sistema foi a seleção e análise das tecnologias de acionamento. Com um melhor desempenho obtido por servomotores CA, foram definidas as estratégiaspara implementação do software de controle do sistema, totalmente integrado à fonte de soldagem desenvolvida pela empresa IMC, spin-off do LABSOLDA. Os ensaios para a avaliação do sistema consistiram em depósitos realizados com arames de aço e alumínio, onde foi possível alcançar uma frequência de transferência de até 90 Hz. Os resultados obtidos mostraram a total capacidade de se realizar soldagens com o novo sistema, constituindo assim uma importante ferramenta para a continuidade da pesquisa e de novos desenvolvimentos correlatos. / Abstract : Given its applicability in almost all metal-mechanics industrial sectors, welding plays an extremely important role in the production chain. It is with this vision that highly developed countries make strong investments in welding R & D, providing strong development in this sector. In Brazil, the situation is somewhat different. Most of the welding applications are carried out in the same technological fashion that have been going on for 40 years. When an industry installs something modern, almost certainly it is an imported "black box", with no contribution to national technology development.Inserted in this context and following the philosophy adopted by LABSOLDA throughout its existence, the present work analyzes the scientific bases of a MIG / MAG process version that came to the market about ten years ago, reaching the point of creating an own model, making possible the complete independence of imported equipment for more accurate analysis. The analyzed technology deals with the electrode advance and retreat strategy that is used in the MIG / MAG version commercially known as CMT and others. This wire movement strategy is denominated in this work as dynamic feeding. Despite the commercial availability of this equipment, the metal transfer?s physical effects analysis and its consequence over weld results are limited by the commercial model characteristics. Thus, the present work focus is on the development of a national system with complete flexibility for parameters configuration and new control strategies definition. Initially, the evaluations of the dynamic feeding happened in agreement with the analysis of the constructive and operative CMT characteristics, presenting points that contributed to the knowledge of this technology?s operation principle. The physical effects of the dimensionless parameters over the process were investigated. An evaluation of the observed differences in synergistic curves is presented, mainly those related to steel compared to aluminum. The analyses were carried out with high speed filming, which was fundamental for the results achieved.One of the main challenges for the system development was the drive technology selection and analysis. With better performance obtained by AC servomotors, the strategies for implementing the system control software were defined, regarding total integration with the welding power source developed by the company IMC, LABSOLDA?s first spin-off. The system evaluation tests consisted of deposits made with steel and aluminum wires, enabling transfer frequencies up to 90 Hz. The resultsobtained showed the total capability to perform welding with the new system, thus constituting an important tool for research continuity and new related developments.

Neste trabalho foi feito um estudo sobre técnicas numéricas de simulação de soldagem. O estudo aplica o Método dos Elementos Finitos como principal ferramenta de análise para este processo. São abordados processos populares na indústria metal/mecânica como a soldagem por arco elétrico, e por resistência elétrica. Uma revisão bibliográfica contendo diversas aplicações do uso deste tipo de simulação é inclusa e comentada. Incluindo aplicações como controle em tempo real do processo de soldagem e previsão de distorções. Um roteiro guia para execução de análises de soldas é desenvolvido, onde são mostrados os métodos utilizados atualmente e suas limitações. Comentários sobre a influência que as simplificações têm na análise são realizados. Por fim dois exemplos de simulação de soldagem são executados onde os resultados são comparados com dados experimentais e outras simulações da literatura. Foi concluído que aplicando as simplificações apropriadas, simulações de soldagem economicamente viáveis e fisicamente realistas são possíveis. / In this work, a study on modern techniques of welding simulation is done. The Finite Element Method is used as the main analysis tool for this process. Commonly used process like Resistance Spot Welding and Arc Welding are the main subject. Many applications of this kind of simulation are added and commented showing the many uses available to it. A guide showing stages and resources to be use and follow is included, remarks are made about its limitations to help others in achieving a successfully welding simulation. The influence of such simplifications on the results is pointed. For completeness, two examples using finite element analysis are made and the results are compared to experimental and numerical data found in the literature. It was concluded that using the right simplifications, it is possible to achieve an economically and fiscally accurate simulation.

As propriedades mecânicas e metalúrgicas de uma junta soldada devem ser minuciosamente estudadas para que se possa qualificá-la para aplicação em engenharia. Assim, com o desenvolvimento de novos processos de soldagem torna-se necessário um estudo detalhado para determinação destas propriedades. Este é o caso da soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (Friction Stir Welding) em que, ao contrário das outras técnicas convencionais, a temperatura de fusão do material não é atingida durante o processo. Com isto, vários problemas que são relacionados às altas temperaturas desaparecem e, além disto, excelentes propriedades mecânicas são atingidas. Neste trabalho buscou-se verificar a influência de dois tratamentos térmicos (T 4 e T6) aplicados à liga de alumínio AA6056 soldada Fricção e Mistura Mecânica, principalmente nas diferentes regiões resultantes deste processo (zona termomecanicamente afetada, zona termicamente afetada e centro da solda). Para isto foram realizadas metalografias, ensaios de microdureza e ensaio de tenacidade à fratura em cada região. Os resultados indicam que o envelhecimento artificial altera a microdureza, mas não aumenta a tenacidade à fratura. Caso este envelhecimento for aplicado, recomenda-se fazê-lo antes do processo de soldagem para atingir uma maior tenacidade. / The mechanical and metallurgical properties of welded materiais must be completely understood to qualify it application. The development of new welding techniques requires a detailed study to determine it properties. This is the case of friction stir welding method (FSW) where the melting temperature is not reached in the weld zone in opposite of other conventional welding processes. The consequence is the disappearance of many problems related to high temperature and excellent mechanical properties. The aim of this work is to determine the influence of the T4 and T6 conditions in the fracture toughness of AA6065 aluminium alloy friction-stir welded, especially in the different zones resulting from the process (thermomechanically affected zone - TMAZ, heat affected zone - HAZ and nugget. The results indicate that the artificial aging modifies the properties but does not result in higher fracture toughness. lf T6 heat treatment is necessary it should be done prior to the welding process to achieve higher fracture toughness.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:21:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328837.pdf: 3599401 bytes, checksum: e5820867f869d6e549fde5af56c60012 (MD5) Previous issue date: 2014 / Nas indústrias de petróleo e gás e de construção naval, a união entre componentes metálicos, caracterizada por grandes espessuras e soldagem multipasse, é, em sua maioria, executada de forma manual por soldadores previamente qualificados. Desta forma, a qualidade da solda está intimamente ligada à habilidade do soldador em adequar as condições do arco voltaico e da transferência metálica à junta que está sendo soldada. A obtenção de soldas com mínima formação de defeitos é principalmente agravada na soldagem do passe de raiz. Nesta situação é necessário um meticuloso controle da poça de fusão a fim de obter a penetração desejada, sem promover o escorrimento da poça, fenômeno conhecido como burn-through. Outro agravante está na preparação da junta a ser soldada, que nem sempre oferece dimensões repetitivas, apresentando irregularidades como gaps e ângulos variáveis, high-low, entre outras variações nas dimensões da junta. A influência destes defeitos sobre o passe de raiz é minimizada ao se garantir um maior controle da energia aportada à peça, proposição das tecnologias de controle da transferência por curto-circuito. Contudo, atualmente, a maioria do suprimento desta tecnologia advém de empresas de fontes de soldagem situadas no exterior. Além da escassez de informações sobre as várias soluções disponibilizadas por diferentes fabricantes, ainda, se está restrito a soluções para aplicações pré-definidas de fábrica. Dentro deste cenário é que se insere o presente trabalho. Ele aprimora uma tecnologia nacional, denominada de CCC (Curto-Circuito Controlado), com início de desenvolvimento em 1999. O objetivo é a criação de uma base sólida para o desenvolvimento e consolidação deste tipo de tecnologia em território nacional. Isto assegura melhor feedback com efetiva adaptação contínua. Por intermédio de implementações de software e hardware na fonte de soldagem, foi atingido um controle de alta dinâmica na forma de onda de corrente, na faixa dos microssegundos, além de melhorias nas rotinas de realimentação e controle das variáveis elétricas do processo. Cada fase da transferência metálica por curto-circuito foi avaliada em ensaios práticos de soldagem, resultando em maior precisão no controle da transferência das gotas e na dinâmica da poça de fusão. Foram desenvolvidos programas sinérgicos para os arames ER70S-6 de 1,0 e 1,2 mm de diâmetro, utilizando como gás de proteção uma composição de 75% de argônio e 25% de CO2. Procurando aumentar a facilidade de utilização do processo por parte do soldador, definiram-se apenas duas variáveis de regulagem para o processo CCC, a velocidade de alimentação de arame, entre 2 e 6 m/min, e o parâmetro ?a?, responsável por regulagens finas na potência. Os testes foram monitorados com auxílio de câmera de alta velocidade e sistemas de aquisições de dados. Com a utilização destas ferramentas de avaliação foi possível obter explicações concisas sobre a influência de cada fase da forma de onda de corrente na dinâmica da transferência metálica e da poça de fusão. Como resultado dos desenvolvimentos realizados neste trabalho, atualmente o processo de soldagem CCC apresenta alta regularidade na transferência metálica, baixa formação de respingos e adequado controle da poça de fusão, além de oferecer programas sinérgicos.<br> / Abstract : In the oil and gas and shipbuilding industries, the welds between metal components are characterized by large thicknesses and multipass welding. This job is mostly performed manually by previously trained welders. Thus, the weld quality is closely linked to the ability of the welder to adjust the conditions of the arc and the metal transfer mode to the joint. Achieving healthy welds is particularly aggravated in the root pass welding. In this situation is necessary a meticulous control of weld pool in order to obtain the desired penetration without causing burn-through. Another problem is in the joint preparation, it does not always provide exact dimensions, presenting irregularities such as inconstant gaps and angles, high-low and other dimensions variations. The technologies that propose the controlled short circuit technology minimize the influence of these defects on the root pass with greater control of heat input. However, currently, most of the supply of this technology is in the international power sources, and the high-tech products stay in these regions and local industry just uses this technology. To create a solid foundation and develop this technology in Brazil, providing greater feedback with effective continuous adaptation, evolution and a potential success in the application of the process to the local industry, was planned out the main objective of this work, that is the improvement of the welding process CCC (Controlled short circuit), seeking to optimize its current waveform and the formulation of a synergistic program. Through software and hardware implementations and improvements in routines and feedback control of electrical process variables, the welding source is working in a high dynamic control of the current waveform, at a microsecond range. In experimental welding tests each phase of short circuit transfer was evaluated, resulting in greater precision in controlling the transfer of droplets and weld pool dynamics. Based on these results, were developed synergistic programs to mild steel consumables 1.0 to 1.2 mm in diameter, using protective gas as a composition of 75% argon and 25% CO 2. Seeking facilitate the use of the process by the welder, were set up just two variables for adjusting the CCC process, the wire feed speed, between 2 and 6 m / min, and the  a parameter responsible for fine adjustments in output power. The tests were monitored with high-speed camera and data acquisition systems. The use of these assessment tools enabled to obtain concise explanations of the influence of each phase of the current waveform and of metal transfer and weld pool dynamics. As a result this work, currently, the CCC welding process has high regularity of metal transfer, low spatter and good weld pool control, and provides synergistic programs.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327658.pdf: 7649786 bytes, checksum: 1b3814b5b9db14ce9e7916582532e167 (MD5) Previous issue date: 2014 / Trocadores de calor compactos são caracterizados pela sua alta taxa de transferência de calor em um volume reduzido, tornando-se essenciais em aplicações em que tamanho e peso são importantes, tais como nos setores automobilístico, naval e aéreo. O principal objetivo deste trabalho é desenvolver novas tecnologias de recheios para trocadores de calor compactos, incluindo o projeto e a construção de protótipos de partes de trocadores de calor, empregando o processo de soldagem por difusão. Nesse contexto, é apresentada uma revisão bibliográfica a respeito das características de trocadores de calor compactos, assim como dos aspectos gerais de sua composição e de seu funcionamento. Com base em trabalhos da literatura, foi elaborado um modelo matemático simples para prever o comportamento térmico do trocador de calor compacto. Além disso, foi estudada a influência dos parâmetros temperatura e pressão na soldagem por difusão. Os recheios desenvolvidos neste trabalho foram projetados e produzidos em cobre, sendo empregadas diferentes tecnologias para sua fabricação. Baseado na tecnologia que apresentou o melhor resultado teórico, foi construído um pequeno trocador de calor compacto, o qual foi testado com correntes de água. Os resultados obtidos experimentalmente foram comparados com a previsão de modelos matemáticos desenvolvidos para este fim. Foi estudada a influência dos parâmetros pressão e temperatura na soldagem por difusão do cobre, utilizando como critério de avaliação os ensaios de tração e cisalhamento. Assim, processos inovadores para fabricação de recheios foram desenvolvidos, contribuindo para o estado da arte em trocadores de calor compactos soldados por difusão e proporcionando um embasamento teórico e experimental que permitirá o prosseguimento dos trabalhos nesta linha de pesquisa.<br> / Abstract : Compact heat exchangers are mainly characterized by their high heat exchange rate in small volume, what makes them essential in applications in which weight and size are important, such as the automotive, marine and aerospace industries. The main objective of this work is developing new core technologies for compact heat exchangers by designing and building prototypes in which the diffusion bonding process is employed. A literature review of compact heat exchangers characteristics, as well as the general aspects of their structure and operation are presented. Based on a literature studies, an onedimensional steady state thermal model was developed to predict the thermal behavior of the compact heat exchanger. Furthermore, the influence of temperature and pressure on the diffusion bonding process were studied as well. The heat exchanger cores were manufactured in copper with different kinds of technologies. A small heat exchanger was built using the theoretical model best results and it was ested with water streams. A good agreement was obtained when the experimental results were compared to the mathematical model. Add to this, the influence of pressure and temperature on the diffusion bonding process was predicted using tension and shear tests as evaluation criteria. In this way, innovative processes for cores manufacturing using diffusion bolding were developed, contributing for the state of the art in compact heat exchangers and providing a theoretical and experimental knowledge, which will allow further studies in this research line.

GUIMARÃES, Rodrigo Freitas. Efeito do teor de Molibdênio na microestrutura de juntas soldadas em ligas Fe-Cr-Mo. 2011. 178 f. Tese (Doutorado em Engenharia e Ciência dos Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2011-07-08T14:31:39Z No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfguimaraes.pdf: 8343186 bytes, checksum: 96eddebd9cce760bbb4e7afd17e565f4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2011-07-08T14:33:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfguimaraes.pdf: 8343186 bytes, checksum: 96eddebd9cce760bbb4e7afd17e565f4 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-08T14:33:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_tese_rfguimaraes.pdf: 8343186 bytes, checksum: 96eddebd9cce760bbb4e7afd17e565f4 (MD5) Previous issue date: 2011 / The high level of naphthenic acidity present in oils processed in refineries requires a high corrosion resistance of equipment and ducts. Among materials used in the Petroleum industry we highlight the Cr-Mo steels and austenitic stainless steel with molybdenum in their composition. These steels have not shown satisfactory performance when in contact with Petroleum rich in naphthenic acid. Iron-Chromium steels with Mo in their composition have become an alternative to this application. The main objective of this work was to study the effect the increasing of molybdenum content on the naphthenic corrosion resistance, microstructural changes, mechanical properties and weldability of Fe-Cr-Mo with Mo content higher than used in commercial alloys. Pseudo-binary diagrams for different compositions of Fe-Cr-Mo alloys were made to identify, phases and possible heat treatments. Solubilized samples of different alloy compositions were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. Mechanical properties of experimental alloys were determined the through hardness, tensile and impact tests. Welds were carried out with and without addition of material using TIG and MIG processes. HAZ grain size of alloys and microstructural characterization of welded regions and the microhardness survey were performed. The results showed that the alloys Fe-Cr-Mo showed a ferritic microstructure in the solubilized condition, with large grains and mechanical properties superior to commercial alloys. The molybdenum increases naphthenic corrosion resistance and has a significant effect in the mechanical properties. The increase of chromium and molybdenum contents favored a brittle behavior of alloys at room temperature. The studied alloys tend to exhibit a ductile behavior when tested at temperatures exceeding 60 °C. At a first glance, grain size and mechanical properties of the alloys indicated that it would be difficult to weld these alloys. However, it was possible to perform the welding of alloys using TIG and MIG processes. This work deals with phases and carbides that precipitate when welding with different parameters. / O elevado índice de acidez presente no petróleo processado na indústria do setor Petróleo e Gás Natural exige dos diversos equipamentos, uma elevada resistência à corrosão. Dentre os materiais empregados nos equipamentos destacam-se os aços Cr-Mo e os aços inoxidáveis austeníticos com adição de molibdênio. Estes aços não têm apresentado rendimento satisfatório quando em operação nestes equipamentos. A utilização de aços inoxidáveis ferríticos vem crescendo significativamente com o avanço tecnológico e com a adição de elementos de liga tem-se obtido aços com maiores resistência mecânica e a corrosão, aliado a uma boa soldabilidade. Desta forma o objetivo deste trabalho é estudar o efeito do teor de molibdênio na resistência a corrosão naftênica, nas alterações microestruturais, propriedades mecânicas e soldabilidade em novas ligas Fe-Cr-Mo. Com base nos teores de elementos presentes foram levantados diagramas de fase para identificar as fases e os tratamentos térmicos afim de determinar as melhores combinações de cromo e molibdênio. Amostras das ligas solubilizadas foram retiradas para a caracterização por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura a fim de verificar se o tratamento de solubilização foi capaz de promover a obtenção de uma microestrutura completamente ferrítica. Através da realização de ensaios dureza, tração e impacto foram determinadas as propriedades mecânicas das ligas experimentais. Foram realizadas soldagens sem e com adição de material empregando os processos TIG e MIG. Foi feita análise de tamanho de grão da ZAC das ligas, caracterização microestrutural das regiões da solda e levantamento da microdureza. Os resultados obtidos mostraram que as ligas Fe-Cr-Mo apresentaram uma microestrutura ferrítica na condição solubilizada, com grãos grandes e propriedades mecânicas superiores ao de ligas comerciais, onde o molibdênio apresenta uma efeito mais significativo no aumento das propriedades mecânicas. O teores de cromo e molibdênio favoreceram a um comportamento frágil das ligas a temperatura ambiente, contudo para uma temperatura superior a 60 oC, as ligas tendem a apresentar um comportamento do tipo dúctil. O tamanho de grão e as propriedades das ligas indicam que as mesmas seriam de dificil soldabilidade. Contudo, foi possível realizar a soldagem das ligas empregando os processos TIG e MIG. Além da microestrutura ferrítica, as ligas apresentaram a formação de carbonetos do tipo M6C e M23C6 após a realização das soldagens.

BRITO, F. F. G. Avaliação da técnica de dupla camada na soldagem TIG considerando a tenacidade e características metalúrgicas de juntas de aço AISI 8630M e ASTM A182 F22. 2014. 139 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-23T17:52:43Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_ffgbrito.pdf: 11634675 bytes, checksum: 32028a76572c9bb4cb639ae8d33d7929 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-02-24T16:56:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_ffgbrito.pdf: 11634675 bytes, checksum: 32028a76572c9bb4cb639ae8d33d7929 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-24T16:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_ffgbrito.pdf: 11634675 bytes, checksum: 32028a76572c9bb4cb639ae8d33d7929 (MD5) Previous issue date: 2014-09-26 / With the discovery of the pre-salt, Petrobras is increasingly investing in oil explorations in deep water and ultra deep, which requires a large expenditure on research and development in the area of production. Several underwater structures are welded and have dissimilar joints, e.g. in connection of flow lines and risers with rigid flanges present in manifolds and Christmas trees. This equipment are generally protected with galvanic cathode protection, which promotes the release of hydrogen ions on the surface of materials. This adsorbed hydrogen migrates to the joint which region, facilitating the spread of defects, especially the fissure by hydrogen. In general this work has the objective to evaluate the effects of procedure GTAW welding with wire feed cold applied in buttering of AISI 8630M and ASTM A182 F22, considering the use of Post-Weld Heat Treatment (PWHT) in different conditions for welding dissimilar joints, as well as evaluate the metallurgical characteristics and mechanical properties of dissimilar interface of buttering. The materials used were the AISI 8630M and ASTM A182F22, welded with the nickel alloy AWS ERNiCrMo-3 using the GTAW process with cold wire feed. In a first stage were carried Conventional and Modified Higuchi Test, where were raised the parameters for application of the technique of double layer. In the second stage were manufactured dissimilar joints with different buttering techniques, using the parameters approved and disapproved Higuchi tests, as well as the use of PWHT. Then, samples were taken for analysis of the phenomena occurring in dissimilar interface, as well as, metallurgical and mechanical characteristics. It was possible, through the of Conventional and Modified Higuchi Test, determine for Steel AISI 8630M and ASTM A 182 F22 buttering parameters relationships that, without the use of PWHT, resulting in heat affected zone (HAZ) well refined and hardness close indicated by standards. The HAZ AISI 8630M steel and ASTM A182 F22 were composed basically by tempering martensite and bainite, respectively, where it was observed an intense grain refining in the buttery joints with relations adopted in Higuchi tests while a coarse granulation was observed in the joints with disapproved on the same conditions. Fracture tests indicated that, overall, the highest values of stress intensity factor (K) were obtained when the ends of the notch are located inside the HAZ. / Com a descoberta do pré-sal, a Petrobrás está cada vez mais investindo nas explorações de petróleo em águas profundas e ultra profundas, o que exige um grande dispêndio em pesquisa e desenvolvimento (P&D) na área de produção. Várias estruturas submarinas são soldadas e possuem juntas dissimilares, como por exemplo, em conexão de flowlines e risers rígidos com os flanges presentes em manifolds e árvores de natal. Esses equipamentos são geralmente protegidos com proteção catódica galvânica, a qual promove a liberação de íons de hidrogênio na superfície dos materiais. Esse hidrogênio adsorvido migra para região da junta susceptíveis, facilitando a propagação de defeitos, especialmente a trinca por hidrogênio. De uma forma geral este trabalho possui o objetivo de avaliar os efeitos do procedimento de soldagem TIG com alimentação de arame frio aplicado no amanteigamento dos aços AISI 8630M e ASTM A182 F22, considerando o uso do TTPS em diferentes condições de soldagens de juntas dissimilares, bem como avaliar as características metalúrgicas e propriedades mecânicas da interface dissimilar do amanteigamento. Os materiais de base utilizados foram o AISI 8630M e o ASTM A182F22, soldados com a liga de níquel AWS ER NiCrMo-3 utilizando o processo TIG com alimentação de arame frio. Em uma primeira etapa foram realizados os testes de Higuchi Convencional e Modificado, onde foram levantados os parâmetros para aplicação da técnica da Dupla Camada. Na segunda etapa foram fabricadas juntas dissimilares com diferentes técnicas de amanteigamento, utilizando os parâmetros aprovados e reprovados nos testes de Higuchi, como também o uso ou não do tratamento térmico pós-soldagem TTPS. Em seguida, foram retiradas amostras para análises dos fenômenos ocorridos na interface dissimilar, assim como, suas características metalúrgicas e mecânicas. Foi possível, por meio dos testes de Higuchi Convencional e Modificado, determinar para o aço AISI 8630M e ASTM A 182 F22 relações de parâmetros de amanteigamento que, sem necessidade do uso do TTPS, resulte em zonas termicamente afetada (ZTA) bem refinadas e com durezas próximas da indicada por normas. As ZTA dos aços AISI 8630M e ASTM A182 F22 foram compostas basicamente por martensita revenida e bainita, respectivamente, onde foi observado um intenso refino de grãos nas juntas amanteigadas com as relações aprovadas nos testes de Higuchi Convencional e Modificado, enquanto que uma granulação grosseira foi observada nas juntas com condições reprovadas nos mesmos. Os ensaios de fratura indicaram que, de forma geral, os maiores valores do fator de intensidades de tensões (K) foram obtidos quando as pontas do entalhe estão localizadas dentro da ZTA.

PEREZ, G. J. A. Caracterização das fases presentes em depósito de níquel ER-NiCrMo-3 em tubos de aço de 9Cr 1Mo usados em fornos de refinaria de petróleo. 2005. 129 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciências de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2005. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-04T11:37:31Z No. of bitstreams: 1 2005_dis_gjaperez.pdf: 8052365 bytes, checksum: 577cbd3ab1da3e62b7df4912788309e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-10T14:02:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2005_dis_gjaperez.pdf: 8052365 bytes, checksum: 577cbd3ab1da3e62b7df4912788309e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-10T14:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2005_dis_gjaperez.pdf: 8052365 bytes, checksum: 577cbd3ab1da3e62b7df4912788309e7 (MD5) Previous issue date: 2005-08 / This work studies the phases present in Inconel 625 weld used to join tubes of a coil of furnace oil refinery, made ​​of alloy steel material type 9Cr-1mo and lined with aluminum. For the study was made ​​a test dee body in accordance with the manufacturing procedures of the tubular coil of the furnace. Samples of the weld were cut and subjected to microhardness tests, studies of variation of chemical composition by SDS evaluation phase diffraction X-ray diffraction technique, and backscattered electrons (EBSD) as well as details of the microstructure was observed by optical microscopy and scanning electron microscopy. The results show the probable presence of carbides of Ti, Nb and Laves phase in Inconel 625 weld. The amount of Laves phase in the coating is greater than Inconel the root pass. It was also observed discontinuities and defects. One of these defects was located at the interface between the Inconel 625 and the first electrode pass AWS E-505 in rich region probably Laves phase precipitate. The results indicate the need for better assessment of the welding process, including a study of the behavior of Inconel 625 in the temperature of the furnace between 500 ° and 700 ° C. / Este trabalho estuda as fases presentes na solda de Inconel 625 utilizadas para unir tubos de uma serpentina de forno de uma refinaria de petróleo, fabricada com material de aço liga tipo 9Cr-1Mo e revestida internamente com alumínio. Para a realização do estudo, foi fabricado um corpo dee prova em conformidade com os procedimentos de fabricação da serpentina tubular do forno. Amostras da junta soldada foram cortadas e submetidas a ensaios de microdureza, estudos da variação da composição química pelo EDS, avaliação de fases por difração de raios-X e pela técnica por difração de elétrons retroespalhados (EBSD), assim como detalhes da microestrutura foram observados por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostram a provável presença de carbonetos de Ti, Nb e fase Laves na solda de Inconel 625. A quantidade de fase Laves é maior no revestimento de Inconel do que no passe raiz. Foram observados também descontinuidades e defeitos. Um destes defeitos estava localizado na interface entre o Inconel 625 e o primeiro passe com eletrodo AWS E-505, em região provavelmente rica em precipitados de fase Laves. Os resultados indicam a necessidade de uma melhor avaliação do processo de soldagem, incluindo um estudo do comportamento do Inconel 625 na temperatura de operação do forno entre 500º e 700ºC.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-06-27T04:22:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347849.pdf: 5677568 bytes, checksum: c4e10ecf9f54068e9e5cb437b4469ffc (MD5) Previous issue date: 2017 / Trocadores de calor compactos são equipamentos caracterizados pela alta área de transferência de calor em um volume reduzido. Esses dispositivos foram desenvolvidos para aplicações em que requisitos como massa e espaço são restritivos, como nos segmentos aeroespacial, marinho e automobilístico. Mortean (2014) estudou e desenvolveu novas tecnologias de fabricação de núcleos de trocadores de calor compactos em cobre, empregando o processo de soldagem por difusão para a união do conjunto. Tendo em vista a viabilidade técnica da tecnologia, o presente trabalho focou em desenvolver ferramentas para o projeto térmico, hidráulico e de fabricação de trocadores de calor compactos produzidos em aço inoxidável AISI 316L, a partir da técnica de soldagem por difusão. Este estudo foi dividido em duas grandes áreas: a primeira focada na soldagem por difusão, diretamente relacionada com o processo de fabricação, e a segunda nos modelos teóricos para prever o comportamento do trocador de calor compacto. Numa primeira etapa, foi aprimorada a técnica de soldagem por difusão, estudando a união de diferentes aços inoxidáveis, para em seguida determinar os melhores parâmetros (temperatura, pressão e tempo) na soldagem do aço inoxidável AISI 316L, material selecionado para a fabricação dos protótipos. Visando aplicações em trocadores de calor compactos, foi realizado um estudo da influência de diferentes geometrias na união do núcleo, além de uma análise do efeito da técnica de soldagem por difusão com pressão oscilante na interface de ligação. As amostras produzidas no estudo experimental foram comparadas por meio de ensaios mecânicos de tração, análises metalográficas e testes de vazamento. Em paralelo, foi realizada uma análise teórica e experimental do comportamento térmico e hidrodinâmico do trocador de calor. Modelos analíticos e numéricos foram desenvolvidos para escoamentos em regime laminar e em transição. Correlações para o número de Nusselt para canais de seção transversal quadrada, para escoamento laminar termicamente em desenvolvimento e escoamento em transição, foram propostas. Dados experimentais, envolvendo a transferência de calor e a perda de carga, forneceram informações para a comparação com os modelos propostos, em que foi constatada uma boa convergência. Ao final do trabalho, obteve-se uma metodologia de cálculo para o projeto de trocadores de calor com placa usinada e um procedimento adequado de fabricação. De modo que, futuramente, o país possa produzir estes equipamentos, baseado em sua própria tecnologia, desenvolvendo a indústria nacional e diminuindo a dependência de equipamentos importados.<br> / Abstract : Compact heat exchangers are heat transfer devices characterized by high heat transfer area in small volume. They were developed for applications where weight and volume are significantly relevant constraints, such as aerospace, marine and automotive segments. Mortean (2014) studied new manufacturing technologies of compact heat exchanger cores in copper, using the diffusion bonding process as a join technique. Based on the previous study, the current work focused on the thermal, hydraulic and manufacturing designs of compact heat exchangers, produced in stainless steel AISI 316L, joined by diffusion bonding technique. The study was divided into two main areas: the first, focused on diffusion bonding, directly related to the manufacturing process, and the second one, focused on the theoretical models to predict the thermal and hydrodynamic behavior of the heat exchanger. First, the diffusion bonding technique to join different stainless steels alloys was studied, and then, the best welding parameters (temperature, pressure and time) were determined to join stainless steel AISI 316L plates, selected material to produce the prototypes. Aiming to study compact heat exchangers applications, the influence of different core geometries and impulse cyclic pressuring diffusion bonding technique were studied. The samples were evaluated by mechanical tensile tests, metallographic analyzes and leak tests. In parallel, a theoretical and experimental analysis of the heat exchanger thermal and hydrodynamic behavior were carried out. Analytical and numerical models for laminar and transition flow were developed. Nusselt number correlations, for rectangular channels, in laminar thermally developing flow and transitional flow were proposed. Experimental tests, for heat transfer and pressure drop, were performed and their results were compared with the theoretical model, showing a good comparison. Thus, a mathematical methodology and an adequate manufacturing procedure to design and produce cut plate heat exchanger were obtained. As a result, in the future, the country can produce these type of equipment, based on its own technology, developing the national industry and reducing its dependence on abroad.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6003_Dissertação_Felipe de Oliveira Palácio (Final).pdf: 6642514 bytes, checksum: 7e16941cc4d4fe255e1003655eb63771 (MD5) Previous issue date: 2011-12-21 / Os aços inoxidáveis duplex, assim como os austeníticos e ferríticos, são susceptíveis à corrosão intergranular. O empobrecimento em cromo de regiões adjacentes aos precipitados que podem ser formados nesses aços é o mecanismo mais aceito para descrever tal fenômeno. Processos de soldagem e tratamentos térmicos podem causar tal mecanismo e costuma-se dizer que o material se encontra sensitizado. Os processos de soldagem geram ciclos térmicos não homogêneos e isso faz com que o material passe por transformações microestruturais muitas vezes indesejadas. Regiões próximas à zona fundida (ZF) são consideradas como críticas devido ao favorecimento da precipitação de microconstituintes e novas fases. A chamada zona termicamente afetada (ZTA) pode sofrer ciclo térmico numa faixa de temperatura que favoreça a cinética de formação de novas fases. Vários processos industriais adotam um tratamento térmico posterior à soldagem, para minimizar ou até extinguir tais efeitos. Neste trabalho buscou-se avaliar o efeito de parâmetros do processo de soldagem GTAW (Gas Tungsten Arc Weld) pulsado sobre as resistências à corrosão por pites e intergranular de um aço inoxidável duplex UNS S32304. Para isso, foram realizadas curvas de polarização e empregou-se o método de reativação eletroquímica potenciodinâmica na versão ciclo duplo (DL-EPR). Foram obtidos dez cordões de solda, por meio de fusão, sem deposição de material sobre chapas do aço estudado. Uma condição estudada foi o GTAW convencional, e os parâmetros avaliados no processo pulsado foram as freqüências, entre 1 e 4 Hz, e a relação do tempo de pulso no tempo (pulse on time). As propriedades mecânicas foram avaliadas pelo ensaio de microdureza e a caracterização microestrutural do material foi efetuada por microscopia óptica e eletrônica de varredura. As regiões soldadas apresentaram menor susceptibilidade à corrosão intergranular quando comparadas ao metal base (MB). E esse por sua vez apresentou um potencial de pite superior às demais. A formação de precipitados na ZTA não causou um efeito drástico na resistência à corrosão intergranular, mas por outro lado, a resistência à corrosão por pite foi prejudicada.