O maior objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos da composição dos fluxos para arco submerso sobre algumas importantes características de um metal de solda ferrítico, como composição química, microestrutura, propriedades mecânicas e geometria do cordão. Para realizar tal pesquisa, vinte oito fluxos aglomerados foram elaborados de compostos de pureza comercial e utilizados em soldagens ao aorco submerso, mantendo constante todas as demais condições de soldagem. Houve uma notável influência da composição química e do índice de basicidade dos fluxos sobre os níveis de oxig~enio, silício e manganês do metal de solda. Um modelo termodinâmico, baseado no conceito de potencial de oxigênio, foi proposto para explicar as reações gás-meta-escória ocorrendo durante a soldagem. Este modelo mostrou-se usável para as reações entre silício, oxigênio e carbono, permitindo um melhor entendimento das mesmas. A composição química do metal de solda pôde ser relacionada a sua microestrutura, através de metalografia quantitativa. Foi observado que oxigênio, silício, manganês e titânio têm grande influência sobre ela. A fase mais tenaz encontrada foi a ferrita acicular. A respeito da geometria do cordão, a sílica mostrou o efeito mais forte, com os outros compostos influenciando somente o acabamento do cordão soldado. / The main aim of this work, was to study the submerged arc welding flux composition effect on some important ferritic weld weld metal factors, such as chemical composition, microstructure, mechanical properties and bead geometry. To carry out this research, twenty eight agglomerated fluxes were laboratory - made from comercial pure compounds, and used for submerged are weldings, keeping unchanged other conditions. It was noticed a remarkable flux composition influence on the weld metal oxygen, silicon and manganese levels, as well as its relationship with the flux basicity index. Based upon the oxygen potential concept, a thermodynamic model was proposed to explain the gas-metal-slag reactions occurring during welding. This model was shown to be useful to understand reactions among silicon, oxygen and carbon. The weld metal chemical composition could be related to its microstructure, trough quantitative metallography. Also, it was noticed that oxygen, silicon, manganese and titanium have great influence on it, being acicular ferrite the most tough phase. Concerning the weld bead geometry, silica has shown the most strong effect, with others influencing only the weld bead finishing.

No processo de soldagem TIG (Tungstênio Inerte Gás), um dos fatores que influenciam o formato do cordão de solda é o ângulo da extremidade do eletrodo. Para estudar o comportamento do arco elétrico em função da geometria de ponta do eletrodo e suas conseqüências nos cordões de solda, efetuaram-se soldagens sobre corpos de prova sem deposição de material (bead-on-plate) através de parâmetros controlados e a mecanização do processo. Parâmetros tais como vazão do gás, velocidade de avanço da tocha e comprimento do arco foram testados para verificar a atuação em conjunto com o ângulo do eletrodo. Pela análise metalográfica (macrografia) estudaram-se os perfis dos cordões de solda, verificando-se que o ângulo exerce uma influência significativa na característica do arco tensão-corrente, na largura e profundidade de penetração da solda. Para maiores ângulos de extremidade do eletrodo obteve-se aumento na penetração, diminuição da tensão e largura do cordão de solda para uma mesma intensidade de corrente. / In Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) the weld bead shape is affected by the electrode tip angle. To study the electrical arc behavior against the electrode tip geometry and thei effects on the weld bead shape, several welding tests were performed through controlled parameters and process mechanization. Parameters such as gas flow, torch travel speed and are length were tested to verify the effect of the electrode angle on the weld bead shape. Studies on the weld bead profile through metallographical analysis showed that the vertex angle have a significant influence on the bead widht, on the weld penetration depht and on the volt-ampere characteristic. For larger tip angles and same currente intensity, an increased weld penetration, and reduction in voltage and weld bead widht was obtained.

O maior objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos da composição dos fluxos para arco submerso sobre algumas importantes características de um metal de solda ferrítico, como composição química, microestrutura, propriedades mecânicas e geometria do cordão. Para realizar tal pesquisa, vinte oito fluxos aglomerados foram elaborados de compostos de pureza comercial e utilizados em soldagens ao aorco submerso, mantendo constante todas as demais condições de soldagem. Houve uma notável influência da composição química e do índice de basicidade dos fluxos sobre os níveis de oxig~enio, silício e manganês do metal de solda. Um modelo termodinâmico, baseado no conceito de potencial de oxigênio, foi proposto para explicar as reações gás-meta-escória ocorrendo durante a soldagem. Este modelo mostrou-se usável para as reações entre silício, oxigênio e carbono, permitindo um melhor entendimento das mesmas. A composição química do metal de solda pôde ser relacionada a sua microestrutura, através de metalografia quantitativa. Foi observado que oxigênio, silício, manganês e titânio têm grande influência sobre ela. A fase mais tenaz encontrada foi a ferrita acicular. A respeito da geometria do cordão, a sílica mostrou o efeito mais forte, com os outros compostos influenciando somente o acabamento do cordão soldado. / The main aim of this work, was to study the submerged arc welding flux composition effect on some important ferritic weld weld metal factors, such as chemical composition, microstructure, mechanical properties and bead geometry. To carry out this research, twenty eight agglomerated fluxes were laboratory - made from comercial pure compounds, and used for submerged are weldings, keeping unchanged other conditions. It was noticed a remarkable flux composition influence on the weld metal oxygen, silicon and manganese levels, as well as its relationship with the flux basicity index. Based upon the oxygen potential concept, a thermodynamic model was proposed to explain the gas-metal-slag reactions occurring during welding. This model was shown to be useful to understand reactions among silicon, oxygen and carbon. The weld metal chemical composition could be related to its microstructure, trough quantitative metallography. Also, it was noticed that oxygen, silicon, manganese and titanium have great influence on it, being acicular ferrite the most tough phase. Concerning the weld bead geometry, silica has shown the most strong effect, with others influencing only the weld bead finishing.

No processo de soldagem TIG (Tungstênio Inerte Gás), um dos fatores que influenciam o formato do cordão de solda é o ângulo da extremidade do eletrodo. Para estudar o comportamento do arco elétrico em função da geometria de ponta do eletrodo e suas conseqüências nos cordões de solda, efetuaram-se soldagens sobre corpos de prova sem deposição de material (bead-on-plate) através de parâmetros controlados e a mecanização do processo. Parâmetros tais como vazão do gás, velocidade de avanço da tocha e comprimento do arco foram testados para verificar a atuação em conjunto com o ângulo do eletrodo. Pela análise metalográfica (macrografia) estudaram-se os perfis dos cordões de solda, verificando-se que o ângulo exerce uma influência significativa na característica do arco tensão-corrente, na largura e profundidade de penetração da solda. Para maiores ângulos de extremidade do eletrodo obteve-se aumento na penetração, diminuição da tensão e largura do cordão de solda para uma mesma intensidade de corrente. / In Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) the weld bead shape is affected by the electrode tip angle. To study the electrical arc behavior against the electrode tip geometry and thei effects on the weld bead shape, several welding tests were performed through controlled parameters and process mechanization. Parameters such as gas flow, torch travel speed and are length were tested to verify the effect of the electrode angle on the weld bead shape. Studies on the weld bead profile through metallographical analysis showed that the vertex angle have a significant influence on the bead widht, on the weld penetration depht and on the volt-ampere characteristic. For larger tip angles and same currente intensity, an increased weld penetration, and reduction in voltage and weld bead widht was obtained.

O maior objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos da composição dos fluxos para arco submerso sobre algumas importantes características de um metal de solda ferrítico, como composição química, microestrutura, propriedades mecânicas e geometria do cordão. Para realizar tal pesquisa, vinte oito fluxos aglomerados foram elaborados de compostos de pureza comercial e utilizados em soldagens ao aorco submerso, mantendo constante todas as demais condições de soldagem. Houve uma notável influência da composição química e do índice de basicidade dos fluxos sobre os níveis de oxig~enio, silício e manganês do metal de solda. Um modelo termodinâmico, baseado no conceito de potencial de oxigênio, foi proposto para explicar as reações gás-meta-escória ocorrendo durante a soldagem. Este modelo mostrou-se usável para as reações entre silício, oxigênio e carbono, permitindo um melhor entendimento das mesmas. A composição química do metal de solda pôde ser relacionada a sua microestrutura, através de metalografia quantitativa. Foi observado que oxigênio, silício, manganês e titânio têm grande influência sobre ela. A fase mais tenaz encontrada foi a ferrita acicular. A respeito da geometria do cordão, a sílica mostrou o efeito mais forte, com os outros compostos influenciando somente o acabamento do cordão soldado. / The main aim of this work, was to study the submerged arc welding flux composition effect on some important ferritic weld weld metal factors, such as chemical composition, microstructure, mechanical properties and bead geometry. To carry out this research, twenty eight agglomerated fluxes were laboratory - made from comercial pure compounds, and used for submerged are weldings, keeping unchanged other conditions. It was noticed a remarkable flux composition influence on the weld metal oxygen, silicon and manganese levels, as well as its relationship with the flux basicity index. Based upon the oxygen potential concept, a thermodynamic model was proposed to explain the gas-metal-slag reactions occurring during welding. This model was shown to be useful to understand reactions among silicon, oxygen and carbon. The weld metal chemical composition could be related to its microstructure, trough quantitative metallography. Also, it was noticed that oxygen, silicon, manganese and titanium have great influence on it, being acicular ferrite the most tough phase. Concerning the weld bead geometry, silica has shown the most strong effect, with others influencing only the weld bead finishing.

No processo de soldagem TIG (Tungstênio Inerte Gás), um dos fatores que influenciam o formato do cordão de solda é o ângulo da extremidade do eletrodo. Para estudar o comportamento do arco elétrico em função da geometria de ponta do eletrodo e suas conseqüências nos cordões de solda, efetuaram-se soldagens sobre corpos de prova sem deposição de material (bead-on-plate) através de parâmetros controlados e a mecanização do processo. Parâmetros tais como vazão do gás, velocidade de avanço da tocha e comprimento do arco foram testados para verificar a atuação em conjunto com o ângulo do eletrodo. Pela análise metalográfica (macrografia) estudaram-se os perfis dos cordões de solda, verificando-se que o ângulo exerce uma influência significativa na característica do arco tensão-corrente, na largura e profundidade de penetração da solda. Para maiores ângulos de extremidade do eletrodo obteve-se aumento na penetração, diminuição da tensão e largura do cordão de solda para uma mesma intensidade de corrente. / In Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) the weld bead shape is affected by the electrode tip angle. To study the electrical arc behavior against the electrode tip geometry and thei effects on the weld bead shape, several welding tests were performed through controlled parameters and process mechanization. Parameters such as gas flow, torch travel speed and are length were tested to verify the effect of the electrode angle on the weld bead shape. Studies on the weld bead profile through metallographical analysis showed that the vertex angle have a significant influence on the bead widht, on the weld penetration depht and on the volt-ampere characteristic. For larger tip angles and same currente intensity, an increased weld penetration, and reduction in voltage and weld bead widht was obtained.

Este trabalho teve como objetivo principal o estudo dos fenômenos tlsicos envolvidos na soldagem subaquática molhada por eletrodos revestidos. relacionados ao aumento de pressão hidrostát ica e alterações na composição química do revestimento destes eletrodos. através da análise do componamento do arco elétrico. Utilizando uma câmara para soldagem subaquática, foram simuladas soldagens a diferentes profundidades (5,0; 12,5 e 20.0 m) e, tendo como referência um eletrodo revestido previamente desenvolvido no Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas (LS&TC), os teores dos compostos CaC03 , TiO~ e alumínio no revestimento foram alterados. Todas as soldas foram executadas empregando um dispositivo automático de soldagem e utilizando os mesmos parâmetros (conente. tensão do arco e velocidade de soldagem). Os efeitos das alterações de condições de soldagem e composição química dos eletrodos revestidos foram avaliados. com base no exame visual das juntas, na medição da porosidade presente no metal de solda e na análise dos oscilogramas de tensão e cctTente de soldagem. Além dos métodos tradicionais de aferição da estabilidade através de índices calculados a partir dos valores instantâneos dos parâmetros de soldagem, propôs-se uma forma de análise com base no espectro de freqüências do sinal, obtido através de transformadas de Fourier. Todos os eletrodos testados apresentaram aumento na taxa e no rendimento de deposição com o aumento da profundidade. comprovando o efeito de aumento na densidade de conente na coluna do arco causado pelo aumento da pressão hidrostática. Constatou-se a existência de uma região de transição no modo de transfe rência, de curtos-circuitos para globular, ocorrendo à profundidade de 12,5 m. Para as três profundidades de soldagem estudadas neste trabalho, observou-se uma rutida tendência ao aumento da estabilidade do arco elétrico com o aumento da profundidade, facilmente verificada através da análise dos oscilogramas de soldagem e confirmada pela quantidade de defeitos observados através da inspeção visual dos corpos de prova. Observou-se ameia, que as misturas contendo maiores teores de CaCO:, mostraram-se marcadamente mais estáveis do que as demais, a pequenas profundidades de soldagem.

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.

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.

Este trabalho teve como objetivo principal o estudo dos fenômenos tlsicos envolvidos na soldagem subaquática molhada por eletrodos revestidos. relacionados ao aumento de pressão hidrostát ica e alterações na composição química do revestimento destes eletrodos. através da análise do componamento do arco elétrico. Utilizando uma câmara para soldagem subaquática, foram simuladas soldagens a diferentes profundidades (5,0; 12,5 e 20.0 m) e, tendo como referência um eletrodo revestido previamente desenvolvido no Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas (LS&TC), os teores dos compostos CaC03 , TiO~ e alumínio no revestimento foram alterados. Todas as soldas foram executadas empregando um dispositivo automático de soldagem e utilizando os mesmos parâmetros (conente. tensão do arco e velocidade de soldagem). Os efeitos das alterações de condições de soldagem e composição química dos eletrodos revestidos foram avaliados. com base no exame visual das juntas, na medição da porosidade presente no metal de solda e na análise dos oscilogramas de tensão e cctTente de soldagem. Além dos métodos tradicionais de aferição da estabilidade através de índices calculados a partir dos valores instantâneos dos parâmetros de soldagem, propôs-se uma forma de análise com base no espectro de freqüências do sinal, obtido através de transformadas de Fourier. Todos os eletrodos testados apresentaram aumento na taxa e no rendimento de deposição com o aumento da profundidade. comprovando o efeito de aumento na densidade de conente na coluna do arco causado pelo aumento da pressão hidrostática. Constatou-se a existência de uma região de transição no modo de transfe rência, de curtos-circuitos para globular, ocorrendo à profundidade de 12,5 m. Para as três profundidades de soldagem estudadas neste trabalho, observou-se uma rutida tendência ao aumento da estabilidade do arco elétrico com o aumento da profundidade, facilmente verificada através da análise dos oscilogramas de soldagem e confirmada pela quantidade de defeitos observados através da inspeção visual dos corpos de prova. Observou-se ameia, que as misturas contendo maiores teores de CaCO:, mostraram-se marcadamente mais estáveis do que as demais, a pequenas profundidades de soldagem.