Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As ligas de nÃquel podem ser utilizadas na uniÃo de juntas dissimilares de aÃos carbono baixa liga. Uma das finalidades desta uniÃo à evitar a formaÃÃo de trincas induzidas pelo hidrogÃnio. Existe uma limitaÃÃo por norma que impÃe a temperatura de interpasse mÃxima de 150ÂC para soldagem com ligas de nÃquel. Contudo, a temperatura de interpasse baixa reduz a produtividade e consequentemente aumenta os custos de fabricaÃÃo. Um estudo que avalia como a temperatura de preaquecimento/interpasse na soldagem dissimilar influencia as alteraÃÃes metalÃrgicas e propriedades mecÃnicas à oportuno. Desta forma, o objetivo geral deste trabalho à avaliar o efeito do aumento da temperatura de interpasse nas alteraÃÃes metalÃrgicas e nas propriedades mecÃnicas de juntas dissimilares soldadas do aÃo ASTM A182-F22 com diferentes ligas de nÃquel. Foram realizadas soldagens MIG/MAG automÃtica em juntas do aÃo (ASTM A182-F22) utilizando diferentes ligas de nÃquel como metal de adiÃÃo e diferentes temperaturas de interpasse (35ÂC, 150ÂC e 350ÂC). A energia de soldagem foi mantida constante (1,0 kJ/mm). Baseado nos resultados obtidos o aumento da temperatura de preaquecimento tende a reduzir a fraÃÃo de precipitados, decorrente do aumento da diluiÃÃo. O coeficiente de distribuiÃÃo do Mo e Nb diminuem com o aumento do teor de ferro na solda. Isto, por sua vez, torna mais forte a segregaÃÃo destes elementos. A temperatura de interpasse tendeu a reduzir a dureza da (ZTA-GG), por conta da reduÃÃo da velocidade de resfriamento. Nos ensaios de traÃÃo os corpos de prova romperam na regiÃo referente ao metal de base. Houve uma reduÃÃo no limite de escoamento nas condiÃÃes soldadas com temperatura de 350ÂC, sendo uma possÃvel causa a precipitaÃÃo de carbonetos devido ao preaquecimento e aos multipasses. Os ensaios de Charpy-V indicaram que, de uma forma geral, o aumento da temperatura de interpasse reduziu a tenacidade na zona fundida. A energia absorvida na interface sofreu reduÃÃo com o aumento da temperatura de interpasse, decorrente do aumento da descarbonetaÃÃo. O tempo de soldagem foi reduzido de forma considerÃvel com o aumento de temperatura de interpasse, entretanto, deve-se avaliar as alteraÃÃes na ZTA e ZF. / Nickel alloys can be used to weld dissimilar joints of low alloy carbon steels. One of the purposes of this union is to avoid the formation of hydrogen induced cracking. According codes and standard there is a limitation that imposes the maximum interpass temperature at 150ÂC for welding using nickel alloys. However, the low interpass temperature reduces productivity and increases manufacturing costs. A study that evaluates effect of the preheating and interpass temperature of dissimilar welds on the metallurgical changes and mechanical properties is of great relevance. In this way, the general objective of this study is to assess the effect of interpass temperature on metallurgical changes and mechanical properties of dissimilar welded joints among ASTM A182-F22 steel and different nickel-based alloys. GMAW were carried out on joints of steel (ASTM A182-F22) using different nickel-based alloys as filler metal and different interpass temperatures (35ÂC, 150ÂC and 350ÂC). The heat input was kept constant (1.0 kJ/mm). Based on the results obtained it was observed that increasing preheating temperature there is a tends to reduce the precipitates content, because of dilution. The distribution coefficient of Mo and Nb decrease with the increase of iron content in the fusion zone, making stronger the segregation of these elements. Interpass temperature tend to reduce the HAZ hardness, due to the in cooling rate reduction caused by increase interpass temperature. In the tensile tests failure in the base metal. There was a reduction in yield strength for welds produced with 350ÂC preheat temperature, being a possible cause the precipitation of carbides due to preheating and multipasses. The Charpy-V tests indicated that, generally, the increase in interpass temperature reduced the toughness in the fusion zone. The absorbed energy by the interface dropped when interpass temperature increase. The welding time was considerably reduced with the interpass temperature increase, however, it should be to considerate changes in HAZ and fusion zone.

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.

O principal objetivo deste trabalho foi apresentar o projeto, o desenvolvimento, a caracterização e a aplicação de um novo dispositivo híbrido gerador de plasma. Este dispositivo consiste em uma tocha de plasma híbrida, a qual é caracterizada pela formação simultânea de dois arcos plasmas, em apenas um dispositivo, que geram um jato de plasma com elevada densidade de energia. Esta tocha é proveniente da união de dois processos geradores de plasma: Plasma Não-Transferido e Propulsor Magnetoplasmadinâmico. A tocha de plasma híbrida desenvolvida no Laboratório de Soldagem & Técnicas Conexas foi submetida aos seguintes testes: testes iniciais de funcionamento para verificar possíveis problemas de projeto e limites de operação da tocha; testes experimentais para caracterização da tocha de plasma híbrida, os quais consistiram em determinar as curvas características de tensão e corrente, o comprimento do jato de plasma, a distribuição de temperatura do jato de plasma expulso para fora da câmara, e a força propulsora resultante do jato de plasma; e testes de aplicação da tocha de plasma híbrida em processos de fabricação, tais como soldagem, corte e endurecimento superficial. Com base nos resultados obtidos para os testes de funcionamento do dispositivo, alguns problemas de isolamento elétrico e térmico foram encontrados e resolvidos. Quanto aos resultados dos testes de caracterização, os parâmetros de funcionamento da tocha de plasma híbrida apresentaram influência significativa sobre as curvas características de tensão e corrente, os comprimentos do jato de plasma, as forças propulsoras resultantes e as distribuições de temperatura. Os resultados obtidos nos testes de aplicação do dispositivo em processos de fabricação foram satisfatórios, isto é, foi possível realizar soldagens, cortes e endurecimento superficial com a tocha de plasma híbrida. Contudo, um novo dispositivo gerador de plasma foi desenvolvido para aplicações em processos de fabricação, porém novos estudos devem ser realizados para encontrar melhores parâmetros e assim conseguir soldagem, corte e endurecimento superficial com excelentes qualidades. / The main objective of this work was to present the project, development, characterization and application to a new hybrid plasma generator device. This device consists of a hybrid plasma torch that is characterized by the simultaneous formation of two plasma arcs in only one device, generating a plasma jet with high energy density. This torch arises from the union of two different plasma processes: Plasma Non-transferred and Magnetoplasmadynamic Thruster. The hybrid plasma torch developed in the Welding & Related Techniques Laboratory was submitted to the following trials: trials of operation to identify possible design problems and operations torch limits; trials to characterization of hybrid plasma torch that determined the characteristics curves of voltage and current, the length, the temperature distribution, and the thruster of the plasma jet; and application trials of hybrid plasma torch in manufacturing process, such as welding, cutting and hardening surface. Based at initial operation trials results with the device, some electrical and thermal insulation problems were found and solved. Concerning the results of the characterization trials, the hybrid plasma torch parameters had a significant influence over the voltage and current curves, the lengths of the plasma jet, the resultant thrusters and the temperature distributions. The results obtained in manufacturing process application trials were satisfactory, i.e. was possible to carry out welding, cutting and hardening surface with the hybrid plasma torch. However, a new plasma generated device was developed for application in manufacturing processes, but further studies should be performed to find the best parameters to acquire excellent qualities of welding, cutting and hardening surface.

Submitted by DANIEL FERNANDO DA SILVA null (danielprofessorengemec@gmail.com) on 2018-01-04T13:41:19Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Daniel Fernando - versão final.pdf: 4270080 bytes, checksum: a1076d940ede22de07f7319dd405f059 (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-01-04T17:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_df_me_ilha.pdf: 4270080 bytes, checksum: a1076d940ede22de07f7319dd405f059 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-04T17:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_df_me_ilha.pdf: 4270080 bytes, checksum: a1076d940ede22de07f7319dd405f059 (MD5) Previous issue date: 2017-07-07 / O presente trabalho estudou a influência do aporte térmico do processo de soldagem GTAW automatizado nas propriedades mecânicas do aço inoxidável austenítico AISI 316L. Esse aço é amplamente utilizado na indústria alimentícia e de petróleo e gás, por ser muito resistente a corrosão. Utilizou-se chapas de 1,0 mm de espessura, soldadas por junta de topo sem chanfro. Os parâmetros de soldagem foram selecionados e ajustados através de pré-testes, pois existem poucas fontes de pesquisa sobre a soldagem de chapas finas de aço inoxidável. Para analisar a influência da variação do aporte térmico, variou-se a velocidade de soldagem na faixa de 375 a 500 mm/min, com incremento de 25 mm/min. O processo de soldagem foi autógeno. Foram realizadas análises macrográficas para avaliar a largura e profundidade do cordão de solda. Foram realizados também ensaios mecânicos de microdureza Vickers e ensaios de tração para avaliar as propriedades mecânicas do cordão de solda formado. Os valores encontrados nestes ensaios foram comparados com o aporte térmico de soldagem, para avaliar a influência do mesmo nas propriedades mecânicas da junta de solda. Os resultados obtidos com os ensaios descritos, mostraram que o controle da energia de soldagem, ou seja, do aporte térmico é essencial na soldagem de chapas finas de aço inoxidável austenítico AISI 316L, gerando juntas de solda livres de descontinuidades e com propriedades mecânicas próximas ao do metal puro. / The present research studied the influence of the thermal input of the automated GTAW welding process on the mechanical properties of AISI 316L austenitic stainless steel. This steel is widely used in the food and oil and gas industry because it is very resistant to corrosion. Panels of 1.0 mm thickness were used, welded by a non-chamfered top joint. The welding parameters were selected and adjusted through pre-tests, as there are few sources of research on the welding of stainless steel thin sheets. In order to analyze the influence of the variation of the thermal input, the welding speed was varied in the range of 375 to 500 mm / min, with an increase of 25 mm / min. The welding process was autogenous. Macrographic analyzes were performed to evaluate the width and depth of the weld bead. Mechanical tests of Vickers microhardness and tensile tests were also performed to evaluate the mechanical properties of the weld bead formed. The values found in these tests were compared with the thermal input of welding, to evaluate the influence of the same on the mechanical properties of the weld joint. The results obtained with the described tests showed that the control of the welding energy, that is, of the thermal input is essential in the welding of thin sheets of AISI 316L austenitic stainless steel, generating solder joints free of discontinuities and with mechanical properties close to the of the pure metal.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-10-26Bitstream added on 2014-06-13T18:55:40Z : No. of bitstreams: 1 araujo_mrv_me_ilha.pdf: 2852795 bytes, checksum: d4a04e4f21fe65d5c85b4c75afe42115 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O processo de soldagem por Arco Submerso é um dos processos de soldagem mais importantes na fabricação de modernas estruturas de engenharia, utilizado na fabricação metálica como tubos, navios, perfis, vasos de pressão e trocadores de calor, diferencia-se dos demais processos de soldagem pela utilização de um fluxo granular composto basicamente de componentes minerais como óxidos e silicatos. Este fluxo é alimentado à região de solda proporcionando uma solda sem respingos, luminosidade e radiação, além de proteger a região de solda da oxidação atmosférica. As propriedades mecânicas dependem da microestrutura do metal de solda, neste sentido, estudos realizados demonstram que a microestrutura ferrita acicular possui uma ótima combinação entre resistência mecânica e tenacidade. Inclusões não metálicas presentes no metal de solda podem promover a formação da ferrita acicular durante a transformação de fase, no entanto há nucleação de outras microestruturas. A microestrutura ferrita acicular (AF) depende da composição e tamanho das inclusões não metálicas presentes no metal de solda. Estas inclusões são geralmente óxidos, silicatos que são formados durante o processo de soldagem. Algumas substâncias como a zircônia e zirconita são potenciais nucleadores da ferrita acicular, neste sentido adicionou-se no metal de base a zircônia, zirconita e alumina para análise de uma eventual participação destes aditivos na formação da microestrututura do metal de solda. .Os ensaios de soldagem foram realizados com controle e monitoramento dos parâmetros elétricos, visto que estes são fatores importantes na formação da geometria do cordão de solda. Os materiais utilizados como metal de base... / Submerged-Arc Welding (SAW) is one of the most important welding processes applied in the fabrication of modern engineering structures. During the deposition of molten steel, which is protected against oxidation by agglomerated flux layer, the microstructure of the weldment undergoes considerable changes because of the heating and cooling cycles directly related to the welding process were employed. Mechanical properties of welded joint can be improved by a well design welding microstructure. Some studies have shown that acicular ferrite provides an optimum combination of strength and toughness in steel weld metal. The flux formulations are prepared using mineral compounds, such as oxides and silicates, and it is possible to increase the content of acicular ferrite by higher quantity of intragranular nucleation sites. So, dispersed non-metallic inclusions can promote the formation of acicular ferrite during phase transformation, at the expense of other undesirable weld phases such as allotriomorphic and Widmanstätten ferrite. In experimental procedure ASTM A36 steel grade was used as a metal base, together AWS E70-S6 solid wire and a commercial active flux commonly applied for SAW processing. Bead on plate welding was performed in flat position and nominal heat input changed from 1.0 to 3.3 kJ/mm. Transverse sections of weld deposit were prepared according standard grinding (up to 1200-grit SiC paper) and polishing (1.0 æm alumina) methods, followed by moderate etching in 2% nital for optical microscopy (OM). So, it was possible to determine some important weld bead geometry parameters such as penetration, reinforcement and bead width. Using quantitative metallography techniques allowed that some microstructure features were determined too... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Marcelino Pereira do Nascimento / Banca: Antônio Jorge Abdalla / Banca: Sérgio Schneider / Resumo: O aumento da demanda por petróleo e seus derivados tem instigado o desenvolvimento de materiais para dutos com elevadas tenacidade à fratura e resistência mecânica, como os aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) pertencentes às classes API. Aliada à utilização destes aços, a aplicação do processo de soldagem por resistência elétrica de alta frequência (HF/ERW) tem conquistado maior interesse no setor. Entretanto, defeitos nas juntas soldadas constituem uma das principais causas de falhas em dutos, principalmente quando associados às condições externas de operação, o que tem sido motivo para estudos relacionados à integridade estrutural destes tubos. O objetivo deste trabalho foi estudar a tenacidade à fratura de um tubo de aço API 5L X70 soldado pelo processo HF/ERW, a partir de dados obtidos com ensaios CTOD de espécimes de flexão por três pontos, tipo SE(B) "gull wing". A metodologia proposta envolveu ensaios de CTOD a variadas temperaturas, incluindo a região de transição dúctil-frágil, a fim de avaliar a integridade estrutural do material em condições críticas de operação. Os ensaios foram realizados com base nas normas ASTM E1820 e BS7448, e consistiram na utilização de corpos de prova retirados diretamente da parede do tubo, com posterior planificação. De forma geral, as amostras de material base apresentaram uma boa tenacidade à fratura em todas as temperaturas de ensaio, o que não aconteceu com as amostras de material de solda, que apresentaram baixa tenacidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The increasing demand for oil and its products has driven the development of materials for ducts with high fracture toughness and high mechanical strength, such as high strength low alloy (HSLA) steels, appertaining to the API classes. In addition to the use of these steels, the application of the high frequency resistance welding process (HF/ERW) has gained greater interest in the sector. However, defects in the welded joints are one of the most causes of failures in pipelines, especially when they are associated with external operating conditions, which has been the reason for studies related to the structural integrity of these tubes. The aim of this work was to study the fracture toughness of an API 5L X70 steel tube welded by the HF/ERW process, from data obtained with CTOD tests bending specimens by three points, type SE (B) gull wing. The proposed methodology involved CTOD tests at various temperatures, including the ductile-brittle transition region, in order to assess the structural integrity of the material under critical operating conditions. The tests were performed based on the ASTM E1820 and BS7448 standards, and consisted of the use of specimens taken directly from the wall of the tube, with subsequent planning. In general, the base material samples showed good fracture toughness at all test temperatures, which did not occur with the samples of welded material, which presented low toughness. The toughness results obtained showed that the methodology used for the study of structural integrity by means of the CTOD tests with samples drawn directly from the wall of the tube, with subsequent planning, was adequate. Although the ASTM E1820 and BS7448 standards adopt different parameters for the determination of the CTOD value, it was observed that the CTOD values were very close / Mestre

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: O presente trabalho estudou a influência do aporte térmico do processo de soldagem GTAW automatizado nas propriedades mecânicas do aço inoxidável austenítico AISI 316L. Esse aço é amplamente utilizado na indústria alimentícia e de petróleo e gás, por ser muito resistente a corrosão. Utilizou-se chapas de 1,0 mm de espessura, soldadas por junta de topo sem chanfro. Os parâmetros de soldagem foram selecionados e ajustados através de pré-testes, pois existem poucas fontes de pesquisa sobre a soldagem de chapas finas de aço inoxidável. Para analisar a influência da variação do aporte térmico, variou-se a velocidade de soldagem na faixa de 375 a 500 mm/min, com incremento de 25 mm/min. O processo de soldagem foi autógeno. Foram realizadas análises macrográficas para avaliar a largura e profundidade do cordão de solda. Foram realizados também ensaios mecânicos de microdureza Vickers e ensaios de tração para avaliar as propriedades mecânicas do cordão de solda formado. Os valores encontrados nestes ensaios foram comparados com o aporte térmico de soldagem, para avaliar a influência do mesmo nas propriedades mecânicas da junta de solda. Os resultados obtidos com os ensaios descritos, mostraram que o controle da energia de soldagem, ou seja, do aporte térmico é essencial na soldagem de chapas finas de aço inoxidável austenítico AISI 316L, gerando juntas de solda livres de descontinuidades e com propriedades mecânicas próximas ao do metal puro. / Abstract: The present research studied the influence of the thermal input of the automated GTAW welding process on the mechanical properties of AISI 316L austenitic stainless steel. This steel is widely used in the food and oil and gas industry because it is very resistant to corrosion. Panels of 1.0 mm thickness were used, welded by a non-chamfered top joint. The welding parameters were selected and adjusted through pre-tests, as there are few sources of research on the welding of stainless steel thin sheets. In order to analyze the influence of the variation of the thermal input, the welding speed was varied in the range of 375 to 500 mm / min, with an increase of 25 mm / min. The welding process was autogenous. Macrographic analyzes were performed to evaluate the width and depth of the weld bead. Mechanical tests of Vickers microhardness and tensile tests were also performed to evaluate the mechanical properties of the weld bead formed. The values found in these tests were compared with the thermal input of welding, to evaluate the influence of the same on the mechanical properties of the weld joint. The results obtained with the described tests showed that the control of the welding energy, that is, of the thermal input is essential in the welding of thin sheets of AISI 316L austenitic stainless steel, generating solder joints free of discontinuities and with mechanical properties close to the of the pure metal. / Mestre

Orientador: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: Mauro Hugo Mathias / Banca: Antonio Jorge Abdalla / Banca: Rafael Humberto Mota de Siqueira / Banca: Cássia Cavalcanti da Silva / Resumo: O desenvolvimento dos aços avançados de alta resistência tornou-se fundamental na produção de veículos com peso reduzido, seguros e mais econômicos, dentro do contexto da indústria automobilística. Dentre os aços avançados de alta resistência destacam-se os aços de fases complexas (CP) que são caracterizados por apresentarem alta conformabilidade e alta capacidade de absorção de energia e deformação. Eles são considerados aços multifásicos por apresentarem uma microestrutura complexa formada por ferrita, bainita, martensita e austenita retida e por finos precipitados. O trabalho teve por objetivo fazer uma comparação do aço de fases complexas, mais especificamente o aço CPW-800, com e sem utilização da soldagem a laser, baseado em ensaios mecânicos, tais como de tração; de fadiga axial e de impacto, para analisar as propriedades mecânicas; validar os resultados com uma análise estatística não-paramétrica (teste de Kruskal-Wallis) e realizar um estudo da microestrutura deste material. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir se a solda a laser teve uma influência significativa em relação aos ensaios mecânicos realizados. Em relação à superfície fraturada dos ensaios de fadiga axial e impacto, concluiu-se que a mesma possui característica dúctil do material, com a presença de dimples ou alvéolos. Na análise da microestrutura do aço de fases complexas, foi observado contornos de grãos mais refinados e homogêneos e também que as fases claras compõem-se de ferrita/austenit... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of advanced high strength steels has become essential in the production of safe, lightweight and economical vehicles within the context of the automotive industry. Among the advanced high-strength steels, the complex phase steels (CP) are characterized by high formability and high energy absorption and deformation capacity. They are considered multiphase steels because they present a complex microstructure formed by ferrite, bainite, martensite and retained austenite and by fine precipitates. The aim of this work was to compare the steel of complex phases, more specifically CPW-800 steel, with and without the use of laser welding, based on mechanical tests such as traction; of axial and impact fatigue, to analyze the mechanical properties; validate the results with a non-parametric statistical analysis (Kruskal-Wallis test) and perform a study of the microstructure of this material. From the obtained results it is possible to conclude if the laser welding had a significant influence in relation to the mechanical tests performed. In relation to the fractured surface of the axial fatigue and impact tests, it was concluded that it has a ductile characteristic of the material, with the presence of dimples or alveoli. In the analysis of the microstructure of the steel of complex phases, it was observed more refined and homogeneous grain contours and also that the light phases are composed of retained ferrite / austenite and dark martensite / bainite phases. / Doutor

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis. 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296879.pdf: 2168064 bytes, checksum: c70733c9f5414d3ed8db24924ecaa95b (MD5) / Este trabalho trata do estudo feito sobre a aplicabilidade da polaridade negativa no processo MIG/MAG. Os desenvolvimentos são divididos em duas partes. A primeira parte é focada no uso em conjunto das polaridades positiva e negativa como estratégia para aumentar a produtividade e alcançar características específicas almejadas em procedimentos de revestimento por soldagem como, por exemplo, a baixa diluição. Na literatura clássica o processo MIG/MAG com polaridade negativa é definido como instável e apresenta muitos respingos. Trabalhos mais recentes mostram que para determinada faixa de corrente e gás de proteção é possível conseguir cordões sem defeitos utilizando somente a polaridade negativa no processo MIG/MAG. Entretanto, os resultados apresentados nestas literaturas são de deposito sobre chapa e cordões de alta convexidade, o que dificilmente reflete uma situação de aplicação real. A alta convexidade do cordão de solda e a conseqüente baixa penetração fazem com que os resultados não apresentem perspectiva de aplicação em soldagens de união. Nem mesmo em soldagens de revestimento onde baixa penetração é uma condição favorável é possível utilizar a polaridade negativa. Devido à convexidade da solda, a realização de cordões lado a lado resulta em falhas de fusão. Para solucionar estes problemas de soldagem foi desenvolvida uma estratégia de troca de polaridade sincronizada com a posição da tocha no movimento de tecimento. A polaridade negativa é aplicada na região central do cordão de solda enquanto que a polaridade positiva é usada nas regiões laterais. Desta maneira é possível fazer uso da polaridade negativa para aumentar a taxa de deposição e diminuir a penetração garantindo que, com a polaridade positiva, não ocorram pontos de falha de fusão nas laterais dos cordões. Na segunda parte do trabalho a polaridade negativa é aplicada na soldagem de uma peça da indústria automotiva nas mesmas condições de um posto de trabalho industrial. A velocidade de soldagem alcançada é da ordem de processos de alta produtividade como o MIG/MAG duplo arame. As soldas foram aprovadas pela norma interna da empresa que cedeu as peças para os ensaios. Neste tipo de aplicação a polaridade negativa mostrou colaborar com o aumento da velocidade de soldagem sem o aparecimento de defeitos que desqualificassem a solda. De maneira geral para algumas aplicações de revestimento e soldagem de união de chapas finas, a soldagem MIG/MAG pode ser utilizada com polaridade de eletrodo negativo mediante aplicação de técnicas que minimizem as falhas / This dissertation is a research on the applicability of negative polarity using GMAW processes. This research is divided into two parts. The first part is based on the combined use of positive and negative polarity as a strategy to achieve specific characteristics that are desired in overlay welding process, as an example the low dilution process. In classic literature the GMAW process with negative polarity is defined as unstable and as a result presents a lot of spatter. Recent studies show that, for a certain range of current and gas protection, it is possible to obtain weld seams without defects using only the negative polarity on GMAW processes. However, the results presented in these literatures are on deposit sheet and strands of high convexity, which hardly reflects a real application. The high convexity of a weld and the resulting low penetration, results in a low applicability in join welding. Not even in overlay welding, which low penetration is a favorable condition, it is possible to use negative polarity. Due to welding convexity, the realization of stands side by side results in a fusion failure. To solve the problem of this welding process it was developed a strategy of changing polarity in synchronized parameters with the torch trajectory on weaving motion. The negative polarity is applied to the central part of the weld seam while the positive polarity is applied to the borders. This way it is possible to use the negative polarity to increase the deposition rate and therefore decrease the penetration, and with positive polarity ensure that points of fusion failure will not occur on the borders of the weld bead. In the second part of this work, the negative polarity is applied to the automotive welding industry under the same terms as an industrial work station. The welding speed achieved is compared to high speed productive processes such as GMAW double wired. The welds were approved by the company's internal regulations, which also gave the parts for testing purposes. To this type of application the negative polarity showed to be efficient with an increase on welding speed without been disqualified by welding defects occurrences. However for some applications of overlay and thin metal union, the GMAW can be used with negative polarity electrode by applying techniques that minimize these types of failures

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.