Orientador: Yukio Kobayashi / Banca: Carlos Alberto Soufen / Banca: Juno Gallego / Resumo: O objetivo desse trabalho é analisar cientificamente a realidade encontrada no chão de fábrica de uma empresa fabricante de equipamentos agrícolas comparada aos cuidados teoricamente requeridos na soldagem MAG robotizada e MAG PULSADO de dois aços dissimilares, sendo um aço comum ao carbono, o aço ABNT 6655 LN28, e o outro um aço de baixa liga, o aço SAE 8620. Recomenda-se da literatura que na soldagem do aço SAE 8620 seja utilizado o pré-aquecimento, dessa forma será então analisada a influência da temperatura de pré-aquecimento e do tecimento na microestrutura e na resistência da junta soldada. Para esse objetivo serão soldados vários corpos de prova sob diferentes temperaturas de pré-aquecimento e condições de tecimento. Na análise será considerada a microestrutura resultante na zona termicamente afetada composta pelo material SAE 8620 e a zona fundida, a resistência a tração e ao impacto da junta soldada obtida no processo e a dureza na zona termicamente afetada. Concluiremos que não é recomendável, no chão de fábrica, utilizar-se de pré-aquecimento, corrente pulsada e fazer estudos aprofundados quanto a influência do tecimento levando-se em conta que essas variáveis não afetaram prejudicialmente a microestrutura e resistência da junta e qualquer disposição em contrário encareceria desnecessariamente o processo. / Abstract: The objective of this work is to analyze the reality scientifically found in the ground of factory of a manufacturing company of agricultural equipments compared to the cares theoretically requested in the robotic GMAW e Pulsed of two dissimilar steels, the ABNT LN28 steel and a low alloy steel, the SAE 8620 steel. It is recommended of the literature that in the welding of the steel SAE 8620 the preheating is used, in that way it will be analyzed the influence of the preheating temperature and of the torch weaving movement in the microstructure and in the resistance of the welded joint. For that objective they will be soldiers several test specimens under different preheating temperatures and weaving movements conditions. In the analysis of the resulting microstructure will be considered the heating affected zone composed by the material SAE 8620 and the melted area and the resistance the traction of the welded joint obtained in the process. We will conclude that it is not advisable, in the factory ground, to use of preheating, pulsed current and to do deepened studies as the influence of the torch weaving movement, being considered that those variables didn't affect the microstructure and resistance of the welded joint prejudicially and any disposition in opposite would endear the process unnecessarily. / Mestre

O presente trabalho tem como objetivo avaliar se a sobrecarga provocada por teste hidrostático promove alívio mecânico das tensões residuais em soldas de vasos de pressão com e sem a presença de defeitos tipo trinca. Os estudos concentraram-se, principalmente, em avaliar os efeitos benéficos e deletérios dos testes hidrostáticos periódicos. A proposta de trabalho considerada foi efetuar a avaliação de soldas duplo V longitudinal em costado cilíndrico de um vaso de pressão específico. Inicialmente a avaliação foi realizada considerando uma solda sem a presença de trincas utilizando o procedimento do anexo E da Norma API 579/ASME FFS1. Em seguida, a solda foi considerada com a presença de trinca e submetida ao procedimento de avaliação da Norma BS 7910 mediante emprego do simulador CRACKWISE®. Na primeira situação foram obtidos e comparados três gráficos que representam o perfil da distribuição de tensões residuais através da espessura para fatores de alívio de tensões residuais diferentes. Na segunda situação o simulador gerou dois relatórios de avaliação com duas curvas FAD para profundidades de trinca variando de 5 a 15 mm, sendo uma para a condição de operação do equipamento sem ser submetido ao teste hidrostático e a outra após o equipamento ter sido submetido ao teste. Verificou-se que a sobrecarga provocada pelo teste hidrostático não alivia as tensões residuais na solda sem trinca. Por outro lado, foi verificado o alívio de tensões residuais na solda com a presença de trinca. Entretanto, a última situação está limitada à determinação de um tamanho máximo de trinca admissível dado que descontinuidades podem se tornar críticas ao longo da vida do equipamento. / This work deals to assess if the overload caused by hydrostatic test favors mechanical relief of residual stresses in weld of pressure vessel with and without presence of crack like flaw. The studies focus mainly on assessing the beneficial and deleterious effects of periodic hydrostatic test. Evaluation of double V-groove seam welds in specific cylindrical pressure vessel was considered proposed work. Assessment was initially conducted in weld without the presence of crack using the procedure of Annex E from Standard API 579/ASME FFS1. Then weld was found with the presence of crack and subjected to the assessment procedure from Standard BS 7910 by CRACKWISE® simulator. In the first situation were obtained and compared three graphs that represent profile of distribution of residual stresses through thickness to different relief factors of residual stresses. In the second situation simulator generated two evaluation reports with two FAD curves for crack depth range of 5 to 15 mm, being first to condition operating that equipment without being subjected to the hydrostatic test and other after equipment has been subjected to the test. It was found that overload caused by hydrostatic test does not relieve the residual stresses in weld without crack. On the other hand, it was found relief of residual stresses in weld with the presence of crack. However, latter situation is limited by determining a permissible maximum size of crack since discontinuities may become critical during equipment life.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2017.

Este trabalho consiste no estudo de juntas soldadas de ligas metálicas Odontológicas, Titânio comercialmente puro e liga de ouro, aplicada em próteses sobre implantes, empregando processo de soldagem a laser. A caracterização destes biomateriais e das juntas soldadas foram feitas por meio de técnicas de análise química, análise metalográfica utilizando-se microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura - MEV, com espectroscopia por espalhamento de energia dispersiva de raios X-EDX , espedroscopia por comprimento de onda de raios X - WDX, mapeamento elementar, / difratometria de raios X. Foi estudado também a dureza, correlacionando-as com a microestrutura e composição química. Realizou-se ensaios caracterizando o processo de corrosão nos metais base e nas juntas soldadas, em solução de NaCI 0,15 mol L<sup-1 , utilizando técnica eletroquímica; curva de polarização potenciodinâmica. Na região do cordão de solda, a microestrutura do titânio comercialmente puro foi do tipo martensítica, e na liga ouro paládio, apresentou uma morfologia dendrítica. No titânio, a dureza no metal base foi de 199 HV, menor do que a dureza no cordão de solda, que foi de 421 HV, devido a presença da microestrutura martensítica. Na liga de ouro a dureza no metal base foi de196 HV, maior do que a dureza no cordão de solda, que foi de 103 HV, devido à microestrutura dendrita. Na caracterização da resistência à corrosão os resultados obtidos demonstraram uma menor resistência à corrosão no cordão de solda para ambos os biometeriais no meio estudado / This work comprises the study of odontological metallic welded joints, commercially pure titanium and gold alloys, applied to prothesis on implants, employing laser welding process. The characterization of these biomaterials and welded joints was made by means of chemical and metallographic analysis, by using optical and scanning electron microscopy (SEM) technique with Energy Dispersive X Rays analysis (EDX), elemental mapping, and X-Ray Difractometry. Experimental tests were carried out characterizing the corrosion process in metal base and welded joints, in NaCI solution 0.15 mo L-1, using electrochemical techniques, potentiodynamic polarization curve. The correlation among hardness, microstructure and chemical composition was aiso studied. In the welding region, the commercially pure titanium microstructure type found was a martensitic one, and in the gold palladium alloy, it presented a dendritic morphology. In titanium, the hardness in the base metal was 199 HV, smaller than the hardness in welding region, which was 421 HV, due to the presence of the martensitic microstructure. In the gold alloy, the hardness in the base metal was 196 HV, greater than the one found in the welding region, which was 103 HV, due to the dendritic microstructure. In the characterization of resistance to corrosion, the results showed a smaller resistance to the corrosion in the welding area for both biomaterials in the studied environment

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-11-04Bitstream added on 2014-06-13T19:55:28Z : No. of bitstreams: 1 barrosjunior_jfc_me_guara.pdf: 1817218 bytes, checksum: e69e6e1e02780c3a6051459aeafb5bfe (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Devido ao aumento da demanda no mercado de tubos de condução, houve a necessidade de um incremento na velocidade de soldagem na etapa interna, que possui uma defasagem em média de 10 pol./min em relação a etapa externa. Isto porque o processo trabalha com três arames na etapa interna pelo método de soldagem por arco submerso, enquanto o externo, com quatro arames. Como ação, a etapa interna foi aumentada para quatro arames a fim de equalizar a velocidade destas etapas. Porém, há a necessidade de se definir qual será a velocidade limite. Assim, neste estudo aplicado a tubos de condução, segundo a norma API 5L e grau X70, inicialmente, foi feita uma retirada de amostra de macrografia da solda para avaliar o alinhamento entre o cordão de solda interno e o externo e a sobreposição entre os cordões de solda. Posteriormente, foi realizada na porção da solda interna, os ensaios de dureza pelo método de Vickers e ensaio de impacto pelo método de Charpy, obtendo-se as curvas de transição. Com o auxilio do gráfico t 8/5 foram definidos os limites de velocidade de soldagem para aplicar na EPS (Especificação do Procedimento de Soldagem). Pode-se obter maior confiabilidade na decisão da variável velocidade de soldagem que irá contemplar na EPS e com menor quantidade de retirada de amostras, através dos limites e valores máximos e mínimos da dureza. Desta forma, a prática mostrou-se satisfatória e os resultados mostraram a faixa de velocidade para atender com segurança os limites de valores das propriedades mecânicas solicitados pela norma API 5L. / Due to increased in the demand for conduction pipes in the market, there has been a necessity to increase the welding speed in the internal phase, which has an average discrepancy of 10 inches / min when compared to the external phase. It happens because the process works with three wires in the internal step method following the submerged arc welding, while the external one uses four wires. As a consequence the internal step was increased to four wires in order to equalize the speed of these steps. There are need to define what the top speed limit is. Therefore this study is applied to conduction pipes, according to API 5L grade X70 and, at first, a sample was drawn from Macrographic solder to assess the alignment between the weld and the inside and the outside overlap between the weld. This was followed by the analyses of the inside portion of weld, the hardness test method for Vickers and impact test Charpy method, obtaining the curves of transition. With the help of graphic t 8 / 5 speed limits were set to apply to welding in WPS (Welding Procedure Specification). It is possible to achieve more reliability in the decision about variable welding speed that will include the WPS and the least amount of sampling through the limits and minimum and maximum hardness. Thus the practice was satisfactory and the results showed that the speed range meets the safety limits of values of the mechanical properties required by the standard API 5L.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-02Bitstream added on 2014-06-13T18:55:39Z : No. of bitstreams: 1 lima_cas_me_guara.pdf: 1618894 bytes, checksum: 6e9dc3f3d8a6ae02d3aa4262c6d6f0c7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foi realizada a soldagem de chapas-teste de um aço API 2W 50, fabricado pelo processamento TMCP (Thermo-Mechanical Controlled Processing), sem resfriamento acelerado, com o processo de soldagem SAW-Tandem, com elevada energia de soldagem (4,0 kJ/mm), com a finalidade de aumento de produtividade, e aplicado o tratamento térmico de alívio de tensões (TTAT). Os resultados obtidos demonstraram que o TTAT associado à elevada energia de soldagem não promoveram variações significativas na microestrutura, na microdureza e nas tenacidades ao impacto (Charpy-V) e à fratura (CTOD). No entanto, os resultados de CTOD da ZTA foram baixos devido ao fato da ponta da trinca não estar localizada totalmente na ZTA; um volume significativo de metal de solda, de baixa tenacidade à fratura, foi revelado ao longo da extensão da trinca. As características do ciclo termomecânico do processamento TMCP (endurecimento por refino de grão e por aumento na densidade de discordâncias) foram as causas determinantes para a obtenção dos bons resultados de tenacidade no metal base e na ZTA, em condições de elevada energia de soldagem e de TTAT / It was done the welding of the samples of a steel API 2W 50, manufactured by TMCP process, without accelerated cooling, with SAW-Tanden process, with high heat input (4,0 kJ/mm), with goal to increase the productivity, and applied a PWHT. The results showed that the PWHT associated to high heat input didn´t promove significative changes in the microestructure, in the microhardness (HV0,2) and in the impact (Charpy-V) and fracture toughness (CTOD). However, the results of the CTOD in HAZ were low due to the fact the crack tip wasn´t localized fully in HAZ; a considerable volume of the weld metal, of the low toughness, was reveled in the extension of the crack. The characteristics of the thermomechanical cicle of TMCP process (strengthening by grain refinemment and by increasing in dislocations density) were the causes determinants to getting the good results of toughness in base metal and HAZ, in conditions of the high heat input and PWHT

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-18Bitstream added on 2014-06-13T19:26:09Z : No. of bitstreams: 1 fanton_l_me_guara.pdf: 3544016 bytes, checksum: 8b0e1e71425ecf19f5da82295d867e2d (MD5) / Maraging steels are iron-nickel alloys having an unusual high combination of strength and toughness. These alloys have high contents of cobalt and molybdenum in a martensitic structure that is very ductile in the annealed condition. Upon reheating at about 480ºC, they undergo age hardening and produce high yield strength, usually between 1700 and 2700 MPa. In this work, the welding process was carried out using a 2 kW fiber laser without metal addition and using argon as the shielding gas. Welded specimens for tensile tests were prepared and divided in four groups with different thermal treatments: homogenized, solutionized and aged, homogenized and aged, solutionized and aged and just aged. The chemical and microstructural analyses, as well as tensile tests, were performed in order to evaluate microstructural and mechanical properties in each heat treatment condition. The micrograph images show that fusion zones exhibit a cellular-dendritic morphology. It is possible to observe two distinct regions on the heat affected zone (HAZ). After post-weld aging treatment, the fusion zone showed relatively lower values of hardness (450HV), when compared to heat-affected zones and base material (≈500HV), due to segregation in the fusion zone, which increases the tendency of austenite formation during ageing. The solution annealed and aged group presented the highest yield strength values (≈1890 MPa). Homogenisation treatment showed to be effective on redistributing solute content in the fusion zone, but it has generated grain size growth and oxidation of material surface, decreasing yield strength to 1300 MPa. Fractography analysis... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Cesar Renato Foschini / Coorientador: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Banca: Carlos Alberto Soufen / Banca: Angelo Caporalli Filho / Resumo: As indústrias metalúrgicas de diversos segmentos buscam continuamente aperfeiçoar seus processos e reduzir custos de produção de estruturas metálicas. Variações em um processo térmico padronizado ou na configuração do produto podem causar alterações na microestrutura e nas propriedades mecânicas do, bem como, no comportamento mecânico do material. Assim, o presente estudo avaliou os efeitos das variações do ângulo de chanfro da junta em tubos de aço redondos AISI 4130 sem costura, quando soldados no processo TIG (Tungsten Inert Gas). Os tubos foram cortados com arco de plasma e preparados com ângulos, 30°, 45° e 60°, e 1 milímetro de altura da raiz. A soldagem foi realizada em dois passes, sendo o primeiro passe na raiz pelo método autógeno e o segundo de preenchimento com metal de adição arame-eletrodo AWSER80S-B2. As juntas soldadas foram submetidas a análises metalográficas de macrografia e microscopia óptica, para avaliação metalúrgica das zonas fundida e afetada pelo calor. Também foi realizado ensaio mecânico de tração e microdureza Vickers para verificar o desempenho mecânico e a dureza do material. A variável de interesse do estudo foi evidenciada por meio da estabilização do processo de corte e soldagem com uso de uma máquina rotativa digital desenvolvida no presente estudo. Os resultados obtidos evidenciaram uniformidade entre os cordões produzidos, variações nas geometrias dos cordões, no tamanho de grão e nas fases de transformação da microestrutura, com impacto n... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The metallurgical industries at several segments are continuously looking for improving their process and decrease metallic structures production costs. Modifications in a standardized thermal process or in the product configuration can leads to microstructure changes and in the mechanical properties,as well, in the mechanical behavior from the material. Thus, the current study made an assessment of the angle variation effect in steel round tubes joint AISI 4130 without seam, when welded by mechanized TIG process (Tungsten Inert Gas). The steel tubes were cross cut with plasma and prepared in three different angles 30°, 45° and 60°, with 1 millimeter height of root. The welding was made in two passes, the first one in the root by autogenous methode and the second one for filling using eletrode wire AWS ER80S-B2. The welded joints were submitted to metallographic test of macrograph and optical micrographics for metalurgical assessment in the melted zone and the heat affected zone. In addiction was made traction tests and micro hardness Vickers for verify the mechanical behavior and hardness from the material. The interest variable in this study, was evidenced by cut and welding process stabilization using a digital rotative machine developed in this study. The obtained results showed uniformity between weld beads produced with variation in the geometry, as well, in the grain size and in the fases transformations from the microstructure, with impact in the melted zone hardness ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O processo de solda por fricção (FSW) é um dos processos inovadores que está sendo apresentado e estudado, na comunidade cientifica e empresas, por propiciar uma união de excelente qualidade. No entanto existem questões ainda a serem resolvidas principalmente nas soldas de materiais dissimilares como é o caso das ligas de cobre e alumínio. O objetivo deste trabalho é produzir uniões da liga de Cobre e Alumínio, pois esses materiais são qualificados como de difícil soldabilidade pelos sistemas convencionais restringindo assim sua aplicação. Este trabalho avaliou a soldagem de juntas sobrepostas de uma liga de alumínio (ASTM 6060 T5) e a liga de cobre (ASTM-B-187, C 110- têmpera meio dura) em que o cobre é posicionado acima do alumínio. As juntas foram soldadas pelo processo de soldagem por fricção e mistura mecânica (FSW) com quatro velocidades de rotação (800, 900, 1000, e 1100 rpm), com a velocidade de avanço mantida em 10 mm/min. foi também avaliada a influência de um avanço contrário ao inicial (ACI) de 2 mm no início da solda. As juntas produzidas foram avaliadas através de ensaios de cisalhamento, fadiga, microestrutura, ultrassom e resistividade elétrica. Não foi observada influência significativa dos parâmetros de processo sobre a resistência mecânica. No entanto, a soldagem com ACI de 1000 rpm foram os parâmetros que apresentaram os melhores resultados e menor dispersão entre as condições avaliadas. A resistência elétrica das juntas soldadas em todas as condições se mostrou muito próxima da média entre as resistências das ligas utilizadas, indicando a viabilidade da aplicação desse processo em conexões elétricas. Em relação à fadiga, ficou evidenciado um aumento em torno de 30% na vida das juntas soldadas com ACI. Os ensaios de ultrassom não mostraram descontinuidades que comprometessem a aplicação de nenhuma das juntas soldadas. / The friction welding process (FSW) is one of the innovative processes being presented and studied, in the scientific community and companies, for providing a union of excellent quality. However, there are still issues to be solved mainly in soldering of dissimilar materials such as copper and aluminum alloys. The objective of this work is to produce copper and aluminum alloy joints, since these materials are classified as difficult solderability by conventional systems, thus restricting their application. This work evaluated the welding of overlapping joints of an aluminum alloy (ASTM 6060 T5) and the copper alloy (ASTM-B-187, C 110-hardened quench) in which the copper is positioned above the aluminum. The joints were welded by the friction welding and mechanical mixing (FSW) process with four rotational speeds (800, 900, 1000, and 1100 rpm), with the feed rate maintained at 10 mm / min. The influence of a non-initial advance (ACI) of 2 mm at the beginning of the weld was evaluated. The joints produced were evaluated through shear, fatigue, microstructure, ultrasonic and electrical resistivity tests. No significant influence of process parameters on mechanical strength was observed. However, the welding with (ACI) of 1000 rpm were the parameters that presented the best results and lower dispersion among the evaluated conditions. The electrical resistance of the welded joints in all conditions was very close to the average between the resistances of the alloys used, indicating the feasibility of the application of this process in electrical connections. In relation to fatigue, an increase of around 30% in the life of welded joints with (ACI) was evidenced. Ultrasound tests showed no discontinuities that would compromise the application of any of the welded joints.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T23:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:03:30Z : No. of bitstreams: 1 180787.pdf: 6637956 bytes, checksum: b809676b9745f0efd9709bb4bf23193b (MD5)