Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-04-08T21:23:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMicroestruturalTextural.pdf: 3883104 bytes, checksum: 83a7ac494201b511cc26d8800404fa6e (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-04-09T11:02:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMicroestruturalTextural.pdf: 3883104 bytes, checksum: 83a7ac494201b511cc26d8800404fa6e (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-09T11:02:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoMicroestruturalTextural.pdf: 3883104 bytes, checksum: 83a7ac494201b511cc26d8800404fa6e (MD5) Previous issue date: 2014 / Atualmente, existe na indústria da mobilidade uma busca constante pelo aumento da produtividade, eficiência, desempenho e redução de peso, custos e emissão de poluentes, o que resulta na busca constante por novas tecnologias. Neste contexto, materiais tradicionais como os aços estão sendo substituídos por outros, como por exemplo, as ligas de alumínio, que possuem alta razão entre resistência mecânica e densidade, boa resistência à corrosão e alta condutividade elétrica e térmica. Também novos processos de fabricação estão sendo implementados. A utilização de LASER´s de alta densidade de potência permite que os materiais sejam soldados, com reduzida zona termicamente afetada em relação a outros processos de soldagem. Entretanto é de extrema importância verificar a influência dos parâmetros operacionais, utilizados neste tipo de soldagem, na formação da microestrutura do material a fim de relacioná-los com as propriedades mecânicas apresentadas por este após o processo. A escolha adequada dos parâmetros operacionais é fundamental para a garantia da qualidade dos cordões de solda. Neste trabalho, foi estudada a influência da variação de potência no processo de soldagem a LASER Yb:fibra, na formação da microestrutura e textura cristalográfica da solda em liga de alumínio AA5052. As potências adotadas foram: 600, 800 e 1000W. Na caracterização das soldas, feita com base nas técnicas de Microscopia Ótica e Eletrônica de Varredura (MEV), Difração de Elétrons Retro-espalhados (EBSD) e Microdureza Vickers, foi possível determinar a microestrutura, a textura cristalográfica e a microdureza obtida por cada variação de potência. __________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Currently exists in the mobility industry a constant search for increased productivity, efficiency, performance and weight reduction, costs and emissions, resulting in the constant search for new technologies. In this context, traditional materials such as steel are being replaced with others such as for example aluminum alloys, which have a high ratio between mechanical strength and density, good corrosion resistance and high electrical and thermal conductivity. Also new manufacturing processes are being implemented. The use of LASER's high power density allows materials to be welded, the heat affected zone with reduced compared to other welding processes. However it is extremely important to verify the influence of the operating parameters used in this type of welding, the formation of the microstructure of the material in order to relate them to the mechanical properties presented by this after the process. The proper choice of operating parameters is critical to ensuring the quality of the weld beads. In this work, the influence of power variation was studied in the welding laser, the formation of microstructure and crystallographic texture of welding of aluminum alloy AA5052. The adopted powers were: 600, 800 and 1000W. The characterization of the welds, made on the basis of microscopy techniques Optics and Electronics (SEM), Electron Diffraction Retro-scattered (EBSD) and Vickers Microhardness allowed to determine the microstructure, crystallographic texture and hardness obtained for each variation power.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2016-05-04T12:57:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoAporteTérmico.pdf: 6374698 bytes, checksum: 541d36a38a67502f55ffee621fab6e4d (MD5) / Approved for entry into archive by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2016-05-09T12:41:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoAporteTérmico.pdf: 6374698 bytes, checksum: 541d36a38a67502f55ffee621fab6e4d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T12:41:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) DISSERTAÇÃO_EfeitoAporteTérmico.pdf: 6374698 bytes, checksum: 541d36a38a67502f55ffee621fab6e4d (MD5) Previous issue date: 2011 / Este estudo se refere à avaliação da soldagem de reparos embutidos conforme a Norma ASME PCC-2 (2006). O estudo de caso foi feito no Mineroduto I da Samarco Mineração S.A. O bombeamento do concentrado de minério de ferro pelo mineroduto é uma etapa importante do processo produtivo e a integridade das soldas realizadas durante as manutenções é fator crítico de sucesso para cumprimento das metas da organização. O estudo tem como objetivo, analisar a influência do aporte térmico na região da solda, os impactos na microestrutura do metal e sua relação com as propriedades mecânicas. ______________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This study refers to the welding evaluation from insert plates according to ASME PCC-2 (2006). The case study was made by Main Pipeline I at Samarco Mineração S.A. The pumping of iron ore concentrated through the main pipeline is an important stage of the production process and the integrity of the welds made during the maintenances is a critical success factor to achieve the organization goals. The study intends to check the heat influence on the region around the weld, the impacts on the metal micro structure and the relation with the mechanical properties.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T17:59:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 93389.pdf: 8017463 bytes, checksum: 7bccba84e2c43af6f318244587be5256 (MD5) Previous issue date: 1993 / Empregou-se o magnésio metálico, em teores de 2.0 a 8.0%, como desoxidante no revestimento de eletrodos ao C-Mn-Ni com 3.5% Ni. Os eletrodos, com 5.0 mm de diâmetro, foram fabricados em dois fatores de revestimento (1.60 e 1.72). Analisaram-se os efeitos do teor de Mg e do fator de revestimento sobre as características operacionais e econômicas dos eletrodos, em soldagens realizadas em um banco de ensaios automatizado, em corrente contínua e em corrente alternada. O efeito de diferentes fontes de energia sobre a estabilidade do arco e sobre as características econômicas dos eletrodos também foi avaliado. As características metalúrgicas dos eletrodos foram estudadas a partir de corpos de prova soldados manualmente. Determinaram-se os efeitos do teor de Mg, do fator de revestimento e do tipo de corrente sobre a composição química do metal depositado, sobre a sua microestrutura e sobre as suas propriedades.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T19:37:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 103080.pdf: 11273865 bytes, checksum: 8fc7baccdc3083ce489128718ba98af9 (MD5) Previous issue date: 1995 / São identificadas as causas básicas da instabilidade do arco e interrupção do processo na soldagem subaquática molhada com eletrodo tubular, e propostas soluções para as mesmas. O estudo é realizado sob uma lâmina d?água de 10 cm, num banco de ensaios automatizado, com base nos oscilogramas de corrente, tensão e velocidade do arame, aspecto dos cordões e propriedades metalúrgicas da solda. É feito um mapeamento da faixa de trabalho das variáveis do processo, e pesquisadas alternativas como injeção de gás entre o bico de contato e o arame, aumento do diâmetro do eletrodo e aumento da aceleração do arame.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-04-19T04:20:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337631.pdf: 8303443 bytes, checksum: baf28541ffea26b50844e729b74ed3c9 (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho trata da pesquisa e desenvolvimento do processo TIG Duplo Eletrodo, modalidade investigada pela primeira vez em um trabalho acadêmico realizado em território nacional, e que mesmo internacionalmente é restrita a poucos grupos de pesquisa. O objetivo geral do trabalho realizado estava inserido no contexto do desenvolvimento de tecnologias de soldagem de alta produtividade usando o processo TIG, o qual possui grande potencial para redução de custos e diminuição do impacto ambiental se for usado em substituição ao MIG/MAG em diferentes aplicações. O resultado mais impactante foi o desenvolvimento de um primeiro sistema de soldagem nacional (tochas e fonte de soldagem) com adequada capacidade de operar com o processo duplo eletrodo, permitindo inclusive a utilização de intensidade de corrente total de até 900 A, e a prospecção de aplicações de elevada produtividade. Os equipamentos desenvolvidos proporcionaram a flexibilidade necessária para viabilizar o estudo dos principais aspectos do processo, usando combinações distintas de posicionamento entre os eletrodos para caracterizar a morfologia do arco em diferentes condições. Um dos principais aspectos abordados foi o desvio do arco causado pela interação dos campos magnéticos formados em cada eletrodo e que varia de intensidade conforme é modificado o afastamento entre os eletrodos. Em determinadas condições, esse desvio resulta em um fluxo de plasma em direção contrária à peça causando efeitos prejudiciais como forte instabilidade e aquecimento excessivo da tocha. Esses problemas podem ser evitados usando a técnica de pulsação sincronizada fora de fase ou utilizando pequenas distâncias entre as pontas dos eletrodos. Foi constatada uma considerável influência da velocidade de soldagem na morfologia do arco, causando ainda grande diferença nos valores de queda de tensão em cada eletrodo. Foram realizados ensaios de medição da pressão de estagnação do arco com diferentes distâncias entre os eletrodos, mostrando que o processo duplo eletrodo resulta em pressão do arco muito menor do que o processo convencional para a mesma corrente média total. Adicionalmente, foram executadas medições mostrando a influência da geometria de afiação do eletrodo em tronco de cone e a variação na pressão do arco utilizando 5% de hidrogênio misturado ao argônio. Os ensaios tipo cordão sobre chapa realizados mostraram que o processo TIG duplo eletrodo apresenta menor susceptibilidade à formação de defeitos tipo humping na soldagem de elevada velocidade. O processo foi testado em soldagem de chapas em junta sobreposta, obtendo velocidade de até 1,2m/min, que significa o aumento da velocidade em 50% em comparação com o processo TIG convencional utilizando argônio puro.<br> / Abstract : This thesis deals with the research and development of the double electrode GTAW process, modality investigated for the first time in an academic work in Brazil, and even internationally is until yet restricted to a few research groups. The main objective of this work was inserted in a project of high productivity welding technologies development using the TIG process, which has great potential for cost savings and reduced environmental impact if used to replace the MIG / MAG in different applications. The most significant result was the development of a complete welding system (torches and welding power source) that allowed operating with the double electrode process adequately. It has enabled the use of total current intensity of up to 900 A, that is important for prospecting high productivity applications. The developed equipment provided the necessary flexibility to enable the study of the most relevant aspects of the process, using different combinations of positioning between the electrodes in order to characterize the arc morphology in different conditions. One of the main issues addressed was the arc deviation caused by the interaction of the magnetic fields from the arc of each electrode. This deviation assumes different intensities depending on the distance and positioning between the electrodes. In some situations, this deviation results in an unwanted plasma flux toward the welding torch that produces harmful effects as strong instability and torch overheating. These problems can be avoided by using the synchronized out of phase pulse technique or using small distances between the electrodes. It was noticed a considerable influence on the welding speed at the arc morphology, also causing significant difference in voltage drop values at each electrode. Measurements of the arc stagnation pressure were conducted using different distances between the electrodes. The results showed that the double electrode method presents much lower arc pressure than the conventional process, for the same total average current. Furthermore, arc pressure measurements were performed showing the influence of the truncated sharpening geometry of the electrode, and the use of 5% hydrogen in the argon on the shielding gas. Bead on plate test were carried out showing that the double electrode GTAW has lower susceptibility to the humping defects formation in high speed welding. The process was also tested welding mild-steel plates in lap joint, reaching welding velocity up to 1.2 m/min using argon at shielding gas, which means 50% increasing at the speed, comparing with conventional GTAW.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Gradução em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 303910.pdf: 6759454 bytes, checksum: 9262dd3afa983bbcb1c75e1d7388e942 (MD5) / A soldagem em operação é uma técnica frequentemente empregada no reparo ou modificação de tubulações devido às suas vantagens econômicas, pois evita as perdas oriundas da interrupção do serviço e garante a continuidade no fornecimento do fluido. Na aplicação da técnica, as principais dificuldades envolvidas são a ocorrência de trincas a frio e o risco de perfuração da parede pelo arco voltaico. A tecnologia existente e a experiência adquirida estão relacionadas principalmente com o reparo de tubos de parede espessa (6,3 mm ou mais) e de aços de baixa resistência. O objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento de reparo em dutos com pequena espessura, entre 3,2 e 4,8 mm, fabricados em aços de alta resistência (API 5L X70) de uma forma segura, isto é, evitando ao mesmo tempo a perfuração e as trincas a frio induzidas pelo hidrogênio. Dois métodos foram pesquisados: reparo por simples deposição de solda (RDS) e soldagem com o uso de dupla calha. Foram qualificados procedimentos de soldagem para reparos em operação com a técnica da dupla calha. Também, foi construída uma bancada para testes de soldagem com ajuste variável na vazão e pressão do fluido. As soldagens foram realizadas na direção longitudinal sobre tubos contendo água como fluido interno com pressões de 2 e 5 bar e vazões de 20, 40 e 80 l/min. Para a soldagem foram usados dois processos semiautomáticos: MIG/MAG (GMAW) e arame tubular autoprotegido (FCAW-S). Para avaliar a ocorrência de trincas foram executados dois conjuntos de experimentos: o primeiro, em que foi variada a folga entre a calha e o tubo de aço com alto carbono equivalente; o segundo, em que foi imposta alta restrição à junta soldada, e também resfriamento rápido, obtido com fluxo de água no interior do tubo. Não foram detectadas trincas nos dois experimentos. Admite-se que não houve fissuração devido ao uso de processos e consumíveis com baixo teor de hidrogênio. Por outro lado, na avaliação da perfuração foram pesquisados parâmetros de soldagem limite para ocorrência, para cada processo, em função das condições estabelecidas de vazão e de pressão. Os resultados mostraram que tanto para o processo GMAW em corrente pulsada e técnica empurrando a poça, como para FCAW-S transferência goticular e tocha reta, os níveis de energia de soldagem para ocorrência da perfuração foram superiores aos obtidos na literatura para SMAW; portanto, esses processos são apropriados para soldagem de reparo em operação. Os ensaios realizados para a qualificação dos procedimentos de soldagem em operação, com os processos GMAW-P técnica empurrando e FCAW-S goticular e tocha reta, foram aprovados de acordo com os requisitos prescritos no apêndice B da norma API 1104. / In-service welding is a technique often used when repairing and modifying pipelines due to its economic advantages, since it avoids losses from service disruption and ensures continuity in the fluid supply. When using the technique, the main difficulties incurred are the occurrence of cold cracks and the risk of burn-through of the pipe wall by the arc. The existing technology and experience are primarily related to the repair of thick-walled pipelines (6.3 mm or more) and low strength steels. The aim of this study was the development of a technique for safety repairing pipelines with low thickness, between 3.2 to 4.8 mm, manufactured from high strength steels like API 5L X70 (without burn-through and cold cracks induced by hydrogen). Two methods were investigated, namely: the repair by direct deposition of weld-metal onto an active pipe and welding with the use of a full encirclement sleeve. Welding procedures were qualified with an in-service pipeline with the technique of full encirclement sleeve. A welding test bench with adjustable valves of flow and pressure (with water as flow) was constructed. The welds were made in the pipes longitudinal direction. The internal fluid pressures were (2 and 5 bar) and considered flow (20, 40 and 80 l/min.). For welding were used two semiautomatic processes: GMAW (MIG/MAG) and FCAW-S (self-shielded). For assessing the occurrence of cracks two sets of (set) adjusted experiments were performed: the first experiment, called "F", had the gap between the sleeve and pipe and steel with high carbon equivalent. The second experiment, called "R", a severe restriction was imposed onto the welded joint, as well as a fast cooling due to the flow of water inside the pipe. After analysis, no cracks were detected in both sets of experiments (considering the procedures employed and the use of low hydrogen consumables). On the other hand, for evaluating of the burn-through the welding limit parameters for each process were studied, according to the conditions set forth flow rate and pressure. The results for both techniques, the GMAW - pulsed forehand and FCAW-S spray transfer and perpendicular torch, showed that the heat input levels of welding for the occurrence of burn-through were higher than those obtained in the literature for SMAW. Therefore, they are more suitable for welding in in-service. The tests for qualifying of welding procedures in-service, processes GMAW-P and FCAW-S, were approved in accordance with the requirements prescribed in Appendix B of API Standard 1104.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320682.pdf: 7763558 bytes, checksum: 1c1e87837fcae866df58799f9b96969f (MD5) Previous issue date: 2013 / O processo de soldagem TIG é caracterizado pela sua excelente estabilidade do arco, o que confere soldas com elevado grau de qualidade. Esta característica faz deste processo a escolha ideal para aquelas aplicações cujo propósito é a realização de soldas de compromisso. Entretanto, sua relativa baixa capacidade de produção o torna muitas vezes insatisfatório nas aplicações industriais. Neste contexto, diversos métodos vêm sendo constantemente desenvolvidos com o objetivo de elevar os níveis de produtividade conseguidos associado à qualidade da junta soldada. Com o avanço na tecnologia dos transistores de potência, uma nova possibilidade tem sido alvo recentemente de estudos (os primeiros trabalhos publicados datam de 1999) que consiste na excitação ultrassônica do arco mediante a pulsação da corrente em frequências acima de 20 kHz. Os estudos mostram melhorias quanto à produtividade, à penetração da solda e às características metalúrgicas e propriedades mecânicas das soldas, dentre outras. Diante do potencial que se vislumbra a partir dos resultados desses estudos, foi projetada e, construída, uma fonte de soldagem dotada de características especiais capaz de realizar a pulsação da corrente com diversos formatos de onda (a saber, senoidal, retangular e triangular), em frequências que podem ser variadas entre 20 e 80 kHz. Também foi desenvolvido um sistema capaz de medir com elevada repetitividade a pressão do arco nos processos com eletrodos não consumíveis. Com a bancada assim constituída, foram realizados ensaios que permitiram determinar as seguintes alterações quando do uso da pulsação da corrente em frequências ultrassônicas: aumento substancial da pressão do arco, cujo valor depende da frequência utilizada; aumento da estabilidade do arco, ao ponto de permitir a manutenção do arco com baixíssimos valores de corrente; aumento do rendimento de fusão, mas sem uma variação significativa da relação entre a penetração e a largura do cordão; um aumento da dureza do metal de solda, que parece estar associado ao aumento da taxa de resfriamento e este, por sua vez, associado a um aumento da condução térmica; transição mais suave entre a dureza do metal de solda e zona afetada pelo calor, que tem benefícios potenciais quanto ao desempenho da junta soldada. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-12-20T03:15:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343050.pdf: 5346556 bytes, checksum: 2fd34b9b4baf84dbaa8d033064b632af (MD5) Previous issue date: 2016 / Este trabalho relata uma contribuição ao desenvolvimento de tecnologias e de equipamentos aplicados à soldagem orbital de tubos. A temática foi iniciada no LABSOLDA há mais de 10 anos e visa, assim como foi no desenvolvimento de fontes de energia para soldagem, criar condições para que o país deixasse de ser somente um espectador no curso dos acontecimentos e passasse a ser um agente com um pouco mais de conteúdo transformador. Nesta sequência de atuação, o presente trabalho utiliza uma versão de processo MIG/MAG que foi concebida no ciclo evolutivo das fontes de energia originárias do LABSOLDA, as quais são continuamente aprimoradas pelo seu fabricante, a empresa IMC. Trata-se da versão CCC - Curto-Circuito Controlado, a qual possui congêneres no mundo, como a STT, CMT, RMD e outras. Estas versões de processo MIG/MAG possuem como atual e principal apelo de utilização a soldagem de raiz. Este apelo está neste trabalho sendo testado e confrontado mediante mais uma ação na tentativa de contribuir no desenvolvimento de tecnologias de equipamentos para soldagem orbital mecanizada de tubos. Foi procurado dar realismo prático mediante o confronto com situações realísticas industriais, como foi o caso de uma espécie de desafio lançado pela PETROBRAS, em que era vislumbrada uma competição para ser verificada a melhor solução para a soldagem orbital de tubos API 5L X70. Entretanto, tanto para este desafio PETROBRAS, como para inúmeros outros casos, não há sempre uma obrigatoriedade de que o passe de raiz seja executado sem a utilização de anteparos (backings). Uma das empresas que participou do citado desafio utilizou estes anteparos, produzindo soldas com elevada produtividade. Todavia, o caso aqui considerado neste trabalho pressupôs a não possibilidade de utilização do backing. Assim, a versão CCC foi utilizada amplamente, bem como a versão STT da empresa Lincoln Electric. Além disso, em razão de informações colhidas internacionalmente de que a versão CMT da empresa Fronius produzia bons resultados, a referida versão também foi utilizada como comparação. Na oportunidade, foram realizadas investigações e angariado conhecimento sobre o comportamento e a funcionalidade das versões MIG/MAG e dos manipuladores robóticos de sistemas orbitais mecanizados. Nesse contexto, diferentes formas geométricas de chanfros foramtestadas, como, por exemplo, o chanfro ?V? e o chanfro ?U?. Para o chanfro ?V?, foi evidenciado que o CCC e o STT apresentaram bons resultados com relação à fusão no chanfro, o que não foi constatado com o CMT. Com relação ao chanfro ?U?, verificou-se uma melhor condição de aplicação, do ponto de vista de robustez do processo, comparada com o chanfro ?V?. Essa constatação foi verificada de maneira que, com o chanfro ?U?, é possível realizar a raiz em toda a circunferência do tubo, encostando-se a junta sem aberturas e, mesmo assim, resultar em cordões com penetração total da solda e com boas características geométricas de fusão. As soldas com chanfro ?U? foram validadas com a soldagem de vários corpos de prova de tubos da especificação API 5L em diferentes espessuras e diâmetros com as versões CCC e CMT, as quais apresentaram boas características de soldagem. A verificação das variáveis de movimento do manipulador robótico e a verificação da análise de estabilidade da transferência metálica ? resultante das variáveis da fonte de energia ? foram executadas, de modo a resultar em documentos (EPS ? Especificação de Procedimento de Soldagem) que possam garantir a repetibilidade e a confiabilidade dos procedimentos de soldagem desenvolvidos, tornando-os robustos.<br> / Abstract : This paper reports a contribution to the development of technologies and equipment applied to orbital pipe welding. The subject was initiated in LABSOLDA for over 10 years and aims, as it was with the development of power sources for welding, create conditions for the country to cease being only a bystander on the course of events and passed to be an agent with a little more tranforming content. In this sequence of action, this study utilizes a MIG/MAG process version that was conceived in the evolutionary cycle of energy sources originated from LABSOLDA, which are continuously enhanced by its manufacturer, the IMC company. It is about the CCC version ? Controlled Short Circuiting, which has counterparts in the world, such as STT, CMT, RMD and others. These versions of MIG/MAG processes have as current and main appeal for use the root welding. This appeal in this paper is being tested and confronted by another action in an attempt to contribute to the development of equipment technologies for mechanized orbital pipe welding. It was sought to give practical realism by the confrontation with industrial realistic situations, as was the case of a sort of challenge launched by PETROBRAS, which envisioned a competition in order to be ascertained the best solution for the orbital welding of API 5L X70 pipes. However, both for this PETROBRAS challenge, and for many other cases, there is not always a obligatoriness that the root pass is performed without the use of backings. One of the companies that participated in the aforementioned challenge used these backings, producing welds with high productivity. Nevertheless, the case considered here in this paper assumes no possibility of using the backing. Thus, the CCC version was widely used, as well as the STT version of Lincoln Electric Company. Furthermore, because of internationally collected information that the CMT version of Fronius company produced good results, the said version was also utilized for comparison. At the opportunity, there were carried out investigations and raised knowledge about the behavior and functionality of the versions MIG/MAG and the robotic manipulators of mechanized orbital systems. In this respect, different geometric forms of grooves were tested, such as, for example, the groove "V" and the groove "U". For the groove "V", it was shown that the CCC and the STTpresented good results concerning the fusion on the groove, which was not observed with the CMT. With regard to the groove ?U?, it was found a better application condition, from the process robustness point of view, compared with the groove "V". This finding was verified in a way that, with the groove ?U?, it is possible to perform the root around the entire tube circumference, leaning the joint without gaps, and yet, result in beads with full penetration of the weld and with good geometric characteristics of fusion. The welds with the groove "U" were validated by the welding of several test samples of API 5L class tubes of different diameters and thicknesses with the CCC and CMT versions, which showed good welding characteristics. Verification of the movement variables of the robotic manipulator and verification of the stability analysis of the metal transfer - resulting from the power supply variables - were executed so as to result in documents (WPS ? Welding Procedure Specification) that can ensure repeatability and reliability of the developed welding procedures, making them robust.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-01-17T03:18:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 343422.pdf: 6961635 bytes, checksum: f6882e8dcbf77b46a3b14c39a2a1c3f7 (MD5) Previous issue date: 2016 / Atualmente os campos do Pré-Sal, respondem por 22% da produção de petróleo nacional. Para garantir a longevidade, eficiência e redução de riscos de acidentes ambientais, é necessária a utilização de tubos revestidos internamente com ligas de níquel. A soldagem a arco ainda tem papel importante como processo de revestimento, devido ao seu relativo baixo investimento e simplicidade operacional. Dentre estes processos, tem larga aplicação no Brasil, a soldagem TIG hot wire (HW) automatizada. Os fabricantes nacionais deste tipo de produto se defrontam com dificuldades durante sua produção que geram custos com sucata e retrabalho. Em função disso, este trabalho teve como objetivo analisar procedimentos de revestimento com liga Inconel 625 mediante soldagem pelos processos arco submerso e MIG/MAG, na posição vertical descendente, atendendo aos requisitos de baixa diluição (teor de Fe no depósito menor que 10 %). No caso específico do processo MIG, algumas variantes foram testadas, como o uso de corrente pulsada, corrente alternada adaptativa, várias geometrias e técnicas de tecimento. Além disso, foram estudados os efeitos do gás Ar com 5% de H2 (em contraste com o gás Ar com 2 %O2, mais tradicional) no que diz respeito à redução da diluição e a possibilidade de ocorrer trinca a frio ao soldar sobre aço API X46. Na soldagem pelo processo arco submerso na posição plana a diluição foi bastante alta (em torno de 30 %), mesmo ao utilizar polaridade negativa. Não foi possível conseguir cordões satisfatórios com arco submerso na posição vertical, pois o fluxo arrastava o metal ainda fundido. Para o processo MIG/MAG aplicado na posição vertical descendente, através da utilização de uma trajetória retangular de tecimento, com variação da velocidade transversal em vários trechos, e o uso da soldagem empurrando, foram conseguidos valores de diluição menores que 10 %. Isso resultou em teores de ferro suficientemente baixos para garantir a resistência à corrosão. Com o uso do gás contendo hidrogênio, houve redução da diluição e não foram observadas trincas a frio nos corpos de prova CTS confeccionados. A produtividade alcançada (em termos de área depositada por unidade de tempo) com o processo MIG/MAG foi mais de cinco vezes maior que aquela obtida pelo procedimento TIG HW aplicado industrialmente.<br> / Abstract : Pre-salt offshore oil fields currently produce 22% of Brazil?s crude oil. In order to ensure longevity and efficiency and to reduce environmental risks, the use of pipes cladded internally with corrosion resistant alloys such as nickel is vital. Arc welding plays an important role in cladding processes because of its affordability and simplicity. The automated TIG hot wire process is commonly used in Brazil for this purpose. Local producers of cladded pipes face some issues that compromise their performance and generate costs associated with scrap and rework. With this in mind, the objective of this work is to address the development of innovative cladding procedures to apply layers of Inconel 625 using the MIG/MAG and submerged arc processes in a vertical downhill position and achieve low dilution requirements (less than 10% iron content on the deposits). For the MIG/MAG process, some variants were tested such as the use of pulsed arc, adaptative variable polarity, new weaving techniques, and geometries. Additionally, the use of argon with 5% hydrogen as shielding gas (instead of the more traditional argon with 2% oxygen) was tested in order to determine its effect on dilution and the occurrence of cold cracks when welding API X46 steel. Submerged arc welding resulted in high dilution (about 30%), even when applying reverse polarity. Satisfactory results could not be achieved with the submerged arc process in the vertical downhill position, since the movement of flux drags the molten metal down. The MIG/MAG process applied in the vertical downhill position, associated with: special weave techniques, variable travel speed, rectangular shaped geometry and forehand welding, achieved the target value of less than 10% dilution. This resulted in sufficiently low iron content to assure corrosion resistance. Use of the argon-hydrogen mix reduced dilution without compromising cold crack susceptibility, which was confirmed in CTS tests. From a productivity point of view (area covered versus elapsed time), the MIG/MAG process was more than five times more efficient than the current TIG hot wire.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-04T04:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344641.pdf: 8374956 bytes, checksum: 5c13e928a155db35ec85e40f968eeb43 (MD5) Previous issue date: 2016 / O passe de raiz é o procedimento mais difícil de automati-zar na soldagem de dutos. Esta dificuldade se relaciona ao com-plexo controle da penetração na raiz da solda, quando não se utiliza dispositivos de sustentação da poça de fusão (cobre-junta ou backings). O estado de penetração se altera principalmente devido à variação da abertura da raiz (gap) e com relação às dife-rentes posições de soldagem. Para maior controle da penetração utiliza-se a soldagem manual, que, no entanto, é caracterizada por ser de baixa produção e repetitividade. Como forma de automati-zar o passe de raiz na soldagem orbital, o presente trabalho pro-põe um sistema robótico com um controle adaptativo utilizando um sensor LASER. O sensor imita a observação da junta realiza-da pelo soldador, fornecendo a medida da abertura da raiz e o alinhamento central da junta para um computador. Para cada condição característica de abertura da raiz e de posição de solda-gem, parâmetros de soldagem foram determinados como forma de emular o movimento do soldador na junta e as suas correções na fonte de soldagem. Os parâmetros alimentam um banco de dados no computador. Os algoritmos realizam uma análise de regressão para calcular a correção dos parâmetros de soldagem em tempo real. O controle adaptativo foi experimentalmente vali-dado em tubos que apresentavam uma faixa de variação da aber-tura de raiz de aproximadamente 1 a 5 mm. Os resultados da sol-da do passe de raiz foram avaliados segundo normas técnicas, mostrando a efetividade do sistema em compensar a variação da abertura da raiz nas posições de soldagem avaliadas.<br> / Abstract : Root pass is the most difficult procedure to full automate orbital welding of pipelines. This difficulty is due to complex penetration control required in weld root, when one does not employ mechanisms to support weld puddle (backings). Penetra-tion state primarily changes owing root gap variation and differ-ent welding positions. For better penetration control, manual welding is more suitable, which has, however, low production and repeatability rates. To automate root pass, this paper proposes a robotic welding system with an adaptive control using a laser sensor. The sensor mimics observation of weld seam geometry done by welders, providing a measure of root gap and weld seam alignment for a computer. For each individual root gap and weld-ing position, welding parameters were determined as a means to emulate welder?s torch movement and parameter correction of a micro processed power source. The parameters feed a database on a computer. Algorithms perform a regression analysis to recalcu-late welding parameters in real time. Adaptive control has been experimentally validated in pipe specimens with root gap varia-tion from 1 up to 5 mm. Welding results were in accordance with technical standards, showing system effectiveness to compensate changes in root gap in all approached welding positions.