Os aços Hardox possuem microestrutura de martensita revenida e são caracterizados pelas elevadas dureza e resistência à tração, sendo empregados em situações que requerem alta resistência ao desgaste. Entretanto, os processos de soldagem alteram significativamente a sua microestrutura e propriedades. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a resistência ao desgaste de juntas soldadas de um aço Hardox 500 produzidas através do processo MAG convencional e, juntamente, com o Hardox sem soldagem (metal base), para comparação. A soldagem ocorreu utilizando dois consumíveis, um recomendado pela empresa fabricante do aço, o AWS ER80S-G, e outro de maior resistência mecânica, o consumível AWS ER120SG. As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram avaliadas através de perfis de microdureza, ensaios de tração e dobramento. Ainda, foi realizada uma análise da superfície de fratura dos corpos de prova do ensaio de tração, em microscópio eletrônico de varredura. Foram executados ensaios de desgaste por um abrasômetro do tipo roda de borracha. Análises através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura foram utilizadas para verificar os mecanismos de desgaste nas superfícies submetidas à abrasão Nos ensaios de dobramento, constatou-se que a condição soldada com o arame de menor resistência apresentou maior ductilidade. Verificou-se, também, que com a soldagem houve uma diminuição da resistência mecânica das juntas em comparação ao metal sem soldagem. Em relação aos ensaios de desgaste, com o uso do arame de maior resistência foi atingido um melhor desempenho no desgaste abrasivo em comparação ao de menor resistência, pois as taxas de desgaste foram de 0,058 e 0,083 mm³/m, respectivamente, mas o comportamento foi ainda inferior ao exibido pelo aço Hardox 500 sem soldagem, que apresentou uma taxa de desgaste de 0,031 mm³/m. Constatou-se, também, que os mecanismos de desgaste foram dúcteis em todas as condições estudadas, pois as superfícies desgastadas mostravam predominantemente micro sulcamento e regiões com micro fadiga; essa última parece ter aumentado de tamanho à medida que a dureza do material testado aumentava. / The Hardox steels have a martensite microstructure and are characterized by high hardness and tensile strength. This steel has been used in situations that require high resistance to wear. However, the welding processes significantly alter their microstructures and properties. Thus, the purpose of this study was to evaluate the wear resistance of welded joints of Hardox 500 steel produced by the conventional MAG process and with Hardox without welding (base metal), for comparison. The welding took place using two consumables, one recommended by the steel manufacturer, the AWS ER80S-G and another with higher resistance, the consumable AWS ER120S-G. The mechanical properties of welded joints were evaluated through micro hardness profiles, tensile and bending tests. In addition an analysis of the fracture surface of the tensile test specimen was carried out by scanning electron microscopy. Wear tests were performed by a rubber wheel type abrasometer. Analyses by optical microscopy and scanning electron microscopy were used to verify the mechanisms of wear on surfaces subjected to abrasion In the bending tests, it was verified that the welded condition with the filler metal of lower resistance presented greater ductility. It was also verified that with the welding, there was a decrease in the mechanical strength of the joints in comparison with the base metal. In relation to the wear tests, with the use of the higher strength wire, a better performance was obtained when compared to the lower one, since the wear rates were 0.058 and 0.083 mm³/m respectively, but the behavior was lower in the Hardox 500 steel without welding, which presented a wear rate of 0.031 mm³/m. It was also observed that the wear mechanisms were ductile in all the studied conditions, since the worn surfaces showed predominantly micro plowing and regions with micro fatigue, the latter seem to have increased in size as the hardness of the tested material increased.

Distorções geométricas em partes metálicas unidas através de soldagem a arco elétrico são consequências inerentes ao processo devido ao elevado fluxo de calor necessário para fusão dos metais de base e adição (quando houver). Embora inevitáveis, estas distorções podem ser reduzidas ou eliminadas através do prévio conhecimento do comportamento da junta de acordo com energia aplicada, características geométricas, propriedades do material, entre outros fatores, possibilitando assim a redução de custos com possíveis retrabalhos por meio de alterações de projeto ou ações que as previnam durante a soldagem. Este trabalho utilizou a metodologia de Projeto de Experimentos para avaliar o efeito da energia de soldagem, espessura da aba e espessura da alma na distorção angular em juntas de filete soldadas pelo processo MIG/MAG com modo de transferência curto-circuito. Foi aplicada a Análise de Variância para as distorções angulares das amostras e identificou como significativo o efeito linear da energia de soldagem, o efeito quadrático da espessura da aba e a interação dos fatores energia de soldagem e espessura da aba na distorção angular de juntas de filete. Observou-se mínimas distorções para a combinação de maior energia de soldagem e menor espessura de aba, sendo mínimas também as distorções angulares para a combinação de menor energia de soldagem e maior espessura de aba, independente da espessura da alma para as condições estudadas. Através das macrografias das amostras, identificou-se que razão entre a área total do metal de solda e espessura da aba que gera maior distorção angular é aproximamente 5, com menores distorções angulares para valores inferiores e superiores a esse. Através de um modelo numérico, demonstrou-se que o gradiente de temperatura na aba da junta não determina a máxima distorção angular, e sim a máxima temperatura atingida na superfície inferior da aba, com máxima distorção angular obtida para a amostra que atingiu aproximadamente 425 ºC em ponto na superfície inferior da aba e paralelo à margem do cordão. Por fim, para distorções angulares em função da razão entre a energia de soldagem conduzida pela aba e espessura de aba ao quadrado, observou-se que a distorção angular é crescente até atingir 15,00 J/mm³, e menores distorções angulares para relações superiores a esse valor. / Welding deformation on metallic parts joined by electric arc welding are inherent consequences of the process due to the high heat flux required for melting the base and filler metals (when used). Although unavoidable, these deformations can be reduced or eliminated through prior knowledge of joint behavior in accordance with applied heat input (welding energy), geometric characteristics, material properties, among other factors, thus reducing costs with possible rework through design changes or actions that prevent them during welding. This work uses a methodology proposed by Experimental Design theories to evaluate the effect of heat input, flange thickness and web thickness on angular distortion in fillet joints welded by the GMAW process with short-circuit transfer mode. Was applied Analysis of Variance for the angular distortions of the test specimens and there are significant the linear effect of heat input, the quadratic effect of flange thickness and the interaction of heat input and flange thickness on the angular distortion of fillet joints, observing minimum distortion for the combination of higher heat input and lower flange thickness, and also angular distortions for the combination of lower heat input and higher flange thickness, regardless of the thickness of the web are minimal. Through the macrographs of the samples, it was identified that the ratio of a region of the weld metal to the flange thickness that generates the greatest angular distortion is approximately 5, with smaller angular distortions for lower values and higher than that. Through a numerical model, it has been shown that the temperature gradient in the flange does not determine the maximum angular distortion, but the maximum temperature reached in the lower surface of the flange, with maximum angular distortion obtained for the sample that reached approximately 425ºC in point on the surface bottom of the flange and parallel to the edge of the weld bead. Finally, for angular distortions as a function of the ratio between the heat input conducted by the flange and the squared flange thickness, it was observed that the angular distortion is increasing until reaching 15,00 J/mm³, and smaller angular distortions for higher relations to this value.

A busca por alternativas para aumentar a resistência à oxidação ao ar a altas temperaturas de metais e ligas aumenta a cada dia, devido à necessidade de otimização da vida útil dos equipamentos que operam nestas condições. Novos materiais projetados para trabalhar nestas condições possibilitam reduzir custos de manutenção, aumentando a produtividade dos equipamentos, devido à redução do tempo de paradas programadas. O uso de aços inoxidáveis microligados a elementos terras raras é uma das alternativas adotadas, por exemplo, para tubulações para a indústria de petróleo e gás. Este trabalho estuda a resistência à oxidação ao ar a altas temperaturas de juntas soldadas de um aço inoxidável austenítico microligado ao cério. As juntas soldadas foram confeccionadas através do processo de soldagem MIG/MAG, depositando-se cordões de solda em chapas de aço inoxidável austenítico AISI 304L, variando-se a composição dos gases de proteção e mantendo-se os outros parâmetros de soldagem. Amostras dos diferentes metais depositados foram preparadas através de corte com disco diamantado e submetidas a ensaios de oxidação a altas temperaturas ao ar em balança termogravimétrica. Os corpos de prova oxidados foram estudados usandose microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura com EDS e difração de raios X. Observaram-se cinéticas de oxidação parabólicas em todas as temperaturas estudadas: 800, 900, 1000 e 1100 °C. Os Kps encontrados neste trabalho reforçam a tese de que ocorra a formação de películas protetoras de Cr2O3 e SiO2, o que reforça a hipótese que as mesmas tenham sido efetivamente formadas após os estágios iniciais de oxidação. Em todos os corpos de prova oxidados ao ar nas diferentes temperaturas, observou-se a formação de uma película não protetora de óxidos de ferro (Fe2O3, Fe3O4 e FeO) e posterior formação de uma camada protetora mais espessa de crômia (Cr2O3). Mais internamente observou-se a formação de SiO2. / The search for alternatives to increase the high temperatures oxidation resistance in air of metals and alloys increases every day due to the need to optimization of the life expectancy of equipment operating in these conditions. New materials designed to work in these conditions make it possible to reduce maintenance costs, increasing productivity of equipment due to reduced shutdowns. The use of austenitic stainless steel microalloyed with rare earth elements is adopted an alternative, for example, to tubes and pipes for the oil and gas industry. This work aims to study the high temperature oxidation resistance in air of welded joints of an austenitic stainless steel microalloyed with cerium. The welded joints were welded using MIG / MAG welding process, depositing weld beads on a sheet of austenitic stainless steel AISI 304L by varying the composition of the shielding gases. Samples of the different welded joints were prepared by cutting with a diamond disk and were subjected to high temperatures oxidation testing in thermogravimetric balance. The oxidized specimens were studied using optic microscopy, scanning electron microscope with EDS and Xray diffraction. Parabolic oxidation kinetics were observed at all temperatures studied: 800, 900, 1000 and 1100 °C. The Kps found in this work reinforce the thesis that the formation of protective films of Cr2O3 and SiO2 occurs, reinforcing the hypothesis that they have been effectively formed after the initial stages of oxidation. In all specimens oxidized at different temperatures, a formation of a non-protective layer of iron oxides (Fe2O3, Fe3O4 and FeO) and subsequent formation of a thicker protective layer of chromite (Cr2O3) was observed. More internally, SiO2 formation was observed.

O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos parâmetros de um sistema mecanizado de soldagem, composto por uma tocha TIG e outra MAG em tandem, sobre a geometria do cordão de solda resultante. Os resultados obtidos foram comparados com soldas realizadas pelos processos TIG e MAG operando isoladamente. Os testes foram executados por meio de simples deposição de cordões sobre chapas de aço ao carbono AISI 1010 com espessura de 6,3 mm. Os parâmetros analisados foram: corrente de soldagem e distância da ponta do eletrodo até a peça no processo TIG, velocidade de alimentação de arame e tensão do arco no processo MAG, além de velocidade de soldagem e distância entre as tochas. Os cordões de solda foram executados em um dispositivo de soldagem mecanizado, que permite a variação da velocidade de soldagem, distância da ponta do eletrodo TIG e a distância entre as tochas. Os ajustes de corrente e tensão de soldagem foram feitos em duas fontes de potência separadas, ambas do tipo transformador-retificador, uma para cada tocha, devido às diferentes curvas características de cada processo. Através do projeto de experimento fatorial fracionado, foram avaliados os efeitos de dois níveis, um mínimo e outro máximo, mais quatro réplicas dos seus níveis intermediários, resultando em 20 experimentos para cada processo de soldagem. Os valores dos resultados finais indicam uma diferença ao utilizar uma tocha TIG para pré-aquecer o material base, porém, estatisticamente, essa diferença não é significativa entre os processos TIG e MAG em tandem e MAG convencional para a faixa de parâmetros de soldagem adotada. / This study aims to investigate the influence of process parameters of a mechanized welding system, comprising a GTAW torch and a GMAW torch in tandem configuration, on the geometry of the resulting weld bead, performed using GTAW and GMAW welding processes in tandem. The results were compared with weld beads performed by conventional GTAW and GMAW welding processes. The tests were conducted performing bead-on-plate deposits over AISI 1010 6,3 mm thick carbon steel plates. GTAW current, GMAW wire feed speed, GTAW arc length, GMAW voltage, welding speed and the distance between GTAW and GMAW torches were the analyzed parameters. The weld beads were performed in a mechanized welding bench, which allows the variation of speed, distance between torches and arc length of the GTAW torch. Current and voltage adjustments were made in two separate transformer-rectifier power sources, one for each welding torch, due to their different characteristic curves of each process. Through the fractional factorial design of experiment, the effects of two different levels for each parameter were analyzed, plus four replicates of the average values of these levels, resulting in 20 experiments for each welding process. The results show a difference on the weld bead geometry using a GTAW torch to preheat the base metal, however, this difference is not statistically significant between GTAW and GMAW welding process in tandem and GMAW welding process for the adopted range of welding parameters.

Atualmente a maioria dos veículos de passeio, pequenos e médios, são equipados com eixo traseiro do tipo interdependente. Seu baixo custo de fabricação e instalação fácil faz dele o preferido pela indústria automotiva. Normalmente, o eixo traseiro interdependente é um conjunto soldado e sua fabricação requer um controle do processo e qualidade das juntas soldadas de alto nível, devido a uma característica típica de projeto: eixos traseiros interdependentes possuem tensões críticas nos seus cordões de solda. Neste estudo, foi avaliado o quanto alterações nos parâmetros de soldagem afetam a geometria da solda e esta, por sua vez, compromete a vida à fadiga de um eixo interdependente. Através da variação dos parâmetros primários de soldagem (corrente, tensão e velocidade de soldagem), foi criado duas classes de eixos: classe A - 22V; 235A; 9mm/seg e classe B - 29V, 302A; 15mm/seg. Estes eixos foram submetidos a um ensaio de torção com carga em amplitude constante e seus desempenhos foram medidos através da curva de vida à fadiga. A variação dos parâmetros de soldagem afetou a geometria do cordão de solda, provocando nos eixos da classe B o surgimento de defeitos como baixa penetração da solda e mordedura. O resultado da análise metalográfica indica que estes defeitos influenciaram na resistência à fadiga dos eixos. A fractografia das fraturas confirmou que as falhas ocorreram por fadiga. / Nowadays most of the light, small and medium vehicles are equipped with a twist beam rear axle. Its low-cost production and easy assembly makes it the favorite axle type for the automotive industries and suspension developers. Usually the twist beam rear axle is a welded assembly and its production request a process control and high-level quality of the welded joint, due to a typical project characteristic: twist beam rear axle have critical tensions in their welds beads. It was evaluated in this study, how much the alterations in the welding parameters affects the weld bead geometry and this, for its time, affects the fatigue life of the twist beam rear axle. Through the variation of the welding primary parameters (welding current, arc voltage and welding speed), it was manufactured two classes of the axles: class \"A\" - 22V; 235A; 9mm/seg and class \"B\" - 29V, 302A; 15mm/seg. These axles were submitted the constant amplitude fatigue torsion testing and your performance were measured through the fatigue life curve. The variation of the welding parameters affected the weld bead geometry, inducing on the class \"B\" axle, the appearance of defects as low weld penetration and undercut. The metalography investigation indicates that these defects influenced in the fatigue life resistance. The fractures fractography confirmed that the flaws happened for fatigue.

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