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A aplicação de aços de alta resistência está fortemente difundida na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários e maquinários agrícolas. Esta dissertação visa analisar a influência de diferentes aportes térmicos no comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo MAG de modo a obter juntas com propriedades otimizadas. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas com espessura de 3 mm do aço de alta resistência e baixa liga USI LNE700. Os parâmetros nominais de energia de soldagem foram variados de acordo com os valores descritos pelo fornecedor SSAB. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta, distância e posicionamento correto no comprimento total da junta soldada. Os ensaios para verificação do comportamento microestrutural e mecânico foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfis de microdureza e ensaios de tração. Buscaram-se utilizar aportes térmicos reduzidos para minimizar os efeitos de revenimento da martensita presente no metal de base, um dos principais responsáveis pela redução das propriedades mecânicas da junta soldada. Os resultados não mostraram significativa variações na microestrutura e propriedades de tração do material, porém o preenchimento da junta soldada formada apresenta um comportamento diretamente proporcional à energia de soldagem. / The application of high strength steels is strongly diffused in the engineering industry, especially in applications where weight reduction is important, such as the industry of agricultural machines and trailers industry. This investigation aims to analyze the influence of different heat inputs on microstructural and mechanical behavior of joint welded by GMAW in order to obtain joints with optimized properties. Sheet metal with a thickness of 3 mm high strength low alloy steel LNE700 (supplier Usiminas) were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier SSAB for this study. The welding process was made using robotic system to maintain homogeneity along the joint, right distance and position during the total weld joint length. The microstructural and mechanical behaviors were performed with the optical microscope, microhardness profile and traction test. We attempted to use lower heat inputs to minimize the effects of tempering of martensite present in the base metal, a major contributor to the reduction of the mechanical properties of the welded joint. The results did not show significant microestructural and tensile properties variation, however, when the welding energy is increased, the welded joint penetration formed was increased as well.

A aplicação de aços de alta resistência está fortemente difundida na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários e maquinários agrícolas. Esta dissertação visa analisar a influência de diferentes aportes térmicos no comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo MAG de modo a obter juntas com propriedades otimizadas. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas com espessura de 3 mm do aço de alta resistência e baixa liga USI LNE700. Os parâmetros nominais de energia de soldagem foram variados de acordo com os valores descritos pelo fornecedor SSAB. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta, distância e posicionamento correto no comprimento total da junta soldada. Os ensaios para verificação do comportamento microestrutural e mecânico foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfis de microdureza e ensaios de tração. Buscaram-se utilizar aportes térmicos reduzidos para minimizar os efeitos de revenimento da martensita presente no metal de base, um dos principais responsáveis pela redução das propriedades mecânicas da junta soldada. Os resultados não mostraram significativa variações na microestrutura e propriedades de tração do material, porém o preenchimento da junta soldada formada apresenta um comportamento diretamente proporcional à energia de soldagem. / The application of high strength steels is strongly diffused in the engineering industry, especially in applications where weight reduction is important, such as the industry of agricultural machines and trailers industry. This investigation aims to analyze the influence of different heat inputs on microstructural and mechanical behavior of joint welded by GMAW in order to obtain joints with optimized properties. Sheet metal with a thickness of 3 mm high strength low alloy steel LNE700 (supplier Usiminas) were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier SSAB for this study. The welding process was made using robotic system to maintain homogeneity along the joint, right distance and position during the total weld joint length. The microstructural and mechanical behaviors were performed with the optical microscope, microhardness profile and traction test. We attempted to use lower heat inputs to minimize the effects of tempering of martensite present in the base metal, a major contributor to the reduction of the mechanical properties of the welded joint. The results did not show significant microestructural and tensile properties variation, however, when the welding energy is increased, the welded joint penetration formed was increased as well.

A aplicação de aços de alta resistência está fortemente difundida na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários e maquinários agrícolas. Esta dissertação visa analisar a influência de diferentes aportes térmicos no comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo MAG de modo a obter juntas com propriedades otimizadas. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas com espessura de 3 mm do aço de alta resistência e baixa liga USI LNE700. Os parâmetros nominais de energia de soldagem foram variados de acordo com os valores descritos pelo fornecedor SSAB. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta, distância e posicionamento correto no comprimento total da junta soldada. Os ensaios para verificação do comportamento microestrutural e mecânico foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfis de microdureza e ensaios de tração. Buscaram-se utilizar aportes térmicos reduzidos para minimizar os efeitos de revenimento da martensita presente no metal de base, um dos principais responsáveis pela redução das propriedades mecânicas da junta soldada. Os resultados não mostraram significativa variações na microestrutura e propriedades de tração do material, porém o preenchimento da junta soldada formada apresenta um comportamento diretamente proporcional à energia de soldagem. / The application of high strength steels is strongly diffused in the engineering industry, especially in applications where weight reduction is important, such as the industry of agricultural machines and trailers industry. This investigation aims to analyze the influence of different heat inputs on microstructural and mechanical behavior of joint welded by GMAW in order to obtain joints with optimized properties. Sheet metal with a thickness of 3 mm high strength low alloy steel LNE700 (supplier Usiminas) were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier SSAB for this study. The welding process was made using robotic system to maintain homogeneity along the joint, right distance and position during the total weld joint length. The microstructural and mechanical behaviors were performed with the optical microscope, microhardness profile and traction test. We attempted to use lower heat inputs to minimize the effects of tempering of martensite present in the base metal, a major contributor to the reduction of the mechanical properties of the welded joint. The results did not show significant microestructural and tensile properties variation, however, when the welding energy is increased, the welded joint penetration formed was increased as well.

With the growth in pipeline installations all over the world, there is a great demand for highly productive and robust welding systems. Mechanised pipe welding has been developed over the last 50 years and the present focus is towards development of automated pipeline welding systems. Pipeline welding automation is aimed at reducing costs and improving the installation quality. To attain fully automated pipe welding systems there is a need to rely on sensors and controls systems to mimic human like capabilities, such as visual inspection, in real time. The key aim of this work is to develop and evaluate methods of automatic assessment of weld bead shape and quality during narrow gap GMAW of transmission pipelines. This implies that the measured bead profile will be assessed to determine whether the bead shape will cause defects when the subsequent pass is deposited. Different approaches have been used to conquer the challenge that is emulating human reasoning, all with different objectives in mind. In spite of extensive literature research performed, very little information was found concerning the real time determination and assessment of bead shape quality and none of it was reported to be applied successfully to the pipeline industry. Despite the continuous development of laboratory laser vision systems commercial ones have been on the market for decades, some specifically developed for the welding application. Laser vision sensor systems provide surface profile information, and are the only sensors which can satisfactorily measure bead profile on a narrow groove. In order to be able to use them to automatically assess weld bead shape and quality, a deep understanding of their characteristics and limitations needs to be achieved. Once that knowledge was attained it was then applied to determine the best sensor configuration for this purpose. After that the development of human like judgment algorithms were developed to accomplish the aim that was set. Empirical rules were obtained from an experienced welder regarding the acceptability of bead shapes and were then applied in the developed system with good results. To scientifically evaluate and determine the rules to use in this system, further experiments would be required. The output of the system developed showed very accurate, reliable and consistent results that were true to the external measurements and comparisons performed. The developed system has numerous applications in the pipeline industry and it could easily be implemented on commercial systems.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-09-28T17:58:52Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese PPGEM Doutorado Sérvulo José Ferreira Alves 2016.pdf: 1519348 bytes, checksum: 490570bb98ca33461aa0ff92d42da7d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-28T17:58:52Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese PPGEM Doutorado Sérvulo José Ferreira Alves 2016.pdf: 1519348 bytes, checksum: 490570bb98ca33461aa0ff92d42da7d8 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Na união de materiais metálicos, sobretudo nos aços, os processos de soldagens são predominantes e com grande destaque para soldas ao arco elétrico. E dentre os processos de soldas ao arco elétrico há no segmento metal mecânico mundial uma enorme utilização do GMAW que necessita de gases de proteção que evitam a contaminação das áreas soldadas pelos gases presentes na atmosfera, em especial o nitrogênio, o oxigênio e o hidrogênio. O GMAW por sua vez é subdividido em dois tipos de processos de soldagens que dependem das características físicas e químicas dos gases de proteção, bem como, do metal de base a ser soldado. O primeiro deles quando se usa como gás de proteção um gás inerte como o argônio e o hélio ou uma mistura de gases inertes sendo denominado então MIG. Já o segundo tipo ocorre quando no gás de proteção há a presença de um gás ativo como o oxigênio ou o dióxido de carbono ou uma mistura de gases ativos e inertes e é conhecido como MAG. Foi realizada a coleta e a análise em Pernambuco dos fumos (particulados) e gases gerados na soldagem GMAW, no soldador, em duas empresas do segmento metal mecânico de Pernambuco de acordo com a NR-15 e a ACGIH. A caracterização dos fumos foi obtida por ICP-OES enquanto, a dos gases ocorreu por cromatografia em fase gasosa. O objetivo deste trabalho foi coletar e analisar qualitativa e quantitativamente os fumos e os gases gerados no soldador no processo de soldagem GMAW. E desenvolver uma metodologia eficiente e de baixo custo na coleta e acondicionamento das amostras dos gases no soldador de duas empresas do segmento metal mecânico de Pernambuco. A conclusão deste trabalho se baseou nas análises dos fumos e dos gases, em cada um dos soldadores. E indicou que nas duas empresas, cada soldador não estava exposto a fumos acima dos limites da NR-15 e da ACGIH. As análises do CO2 e do CO, indicaram que o soldador da empresa “A” não excedia os limites toleráveis da ACGIH e da NR-15. O soldador da empresa “B” ficou exposto apenas ao CO acima do limite da ACGIH e quanto ao CO2 não excedeu os limites da NR-15 e da ACGIH. / In the union of metallic materials, mainly in steel, welding processes are predominant and with great emphasis on the electric arc welds. And among the processes of arc welding to metal segment in the world there is a huge mechanical use of GMAW that requires shielding gas to prevent contamination of the welded areas by gases present in the atmosphere, in particular nitrogen, oxygen and hydrogen. The GMAW is in turn subdivided into two types of welding processes that depend on the physical and chemical characteristics of shielding gases, as well, as the base metal being welded. The first of them when used as a shielding gas as an inert gas argon and helium or a mixture of inert gases then being called MIG. The second type occurs when there is the presence of an active gas such as oxygen or carbon dioxide or a mixture of active and inert gas in the shielding gas and is known as MAG. Was performed the collection and analysis in Pernambuco of the fumes (particulate) and gases generated in GMAW welding, in the welder, in two companies of Pernambuco mechanical metal segment of according to NR -15 and the ACGIH. The aim of this work was to collect and analyze qualitatively and quantitatively the fumes and gases, in the welder, in GMAW welding process. And develop an efficient methodology and low cost in the collection and packaging of the samples of gases, in the welder, in the GMAW welding in two metal mechanic segment companies Pernambuco. The characterization of the smoke was obtained by ICP-OES while the gases occurred by gas chromatography. The conclusion of this work was based on analysis of the fumes and gases in each of the welders. And indicated that the two companies, each welder was not exposed to fumes and gases or CO and CO2 above the limits of the NR-15 and ACGIH. Analyses of CO2 and CO indicated that the welder of the company "A" did not exceed the tolerable limits of the ACGIH and NR-15. Welder the company "B" was exposed only to CO above the ACGIH limit and how much CO2 has exceeded the scope of the NR-15 and ACGIH.