Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The goal of this work is to improve the knowledge of the metal transfer in MIG/MAG welding and supply data to improve the elaboration of its models. In this intention, experiments were accomplished with steel (inverse polarity; Ar+5%O2 shield gas) and aluminum (inverse polarity, Ar shield gas) electrodes, with steel electrode and several shield gases (inverse polarity, Ar+5%O2+ of 0 to 25%He shield gases) and experiments with steel electrode in direct polarity (Ar+5%O2 shield gas). The flat position welds were filmed by a high-speed video camera using the shadowgraph technique. Kinematics and dynamics characteristics of metal transfers in those experiments were obtained experimentally (droplets arrival speed in the weld pool, in flight droplets average acceleration, effective quantity of movement), and the weld geometry, and compared whenever possible with experimental and numeric results available in literature. The results showed that the weld current influences the kinematics and dynamics characteristics of the drops in all of studied conditions, that the arc length influences the cinematic characteristics and dynamics in the welds with steel and aluminum electrodes, and in the steel welds with different shield gasses; that the shield gas doesn't exercise significant influence in the appraised characteristics, and that the current polarity only affects the cinematic characteristics and dynamics in globular transfer mode. Additionally, the welding current affects the weld penetration despite the use of approximately the same heat input, the arc length affect the steel and aluminum weld penetration and with different shield gasses, the shield gas didn't exercise influences in the values of the penetration but it altered the form of the weld and the current polarity didn't exercise influences the weld penetration, but just in width and reinforcement, being more slender the weld bead in direct polarity. / Com o intuito de aprofundar o conhecimento da transferência metálica em MIG/MAG goticular e fornecer dados para aprimorar a elaboração de modelos da mesma, foram realizados experimentos com eletrodos de aço (polaridade inversa, gás de proteção Ar+5%O2) e alumínio (polaridade inversa, gás de proteção Ar), experimentos com eletrodo de aço e vários gases de proteção (polaridade inversa, gases de proteção Ar+5%O2+de 0 a 25%He), e experimentos com eletrodo de aço em polaridade direta (gás de proteção Ar+5%O2). As soldas, em posição plana, foram filmadas em alta velocidade através da técnica da perfilografia. Determinou-se experimentalmente características da transferência metálica (diâmetro das gotas e sua freqüência de destacamento e o comprimento do arco elétrico), bem como as características cinemáticas e dinâmicas das transferências metálicas obtidas nesses experimentos (velocidade de chegada das gotas à poça de fusão; aceleração média das gotas durante a trajetória; quantidade de movimento efetiva das gotas) e a geometria dos cordões de solda, comparados sempre que possível a resultados experimentais e numéricos disponíveis na literatura. Os resultados mostraram que a corrente e o comprimento do arco influenciam as características cinemáticas e dinâmicas das gotas em todas as condições estudadas, que o gás de proteção não exerce influência significativa nas características avaliadas, que a polaridade do eletrodo só afeta as características cinemáticas e dinâmicas no modo de transferência globular e que a quantidade de movimento efetiva das gotas influencia claramente a penetração do cordão de solda apenas quando associada à mudança no modo de transferência de globular para goticular. Adicionalmente, a corrente de soldagem afetou a penetração das soldas, mesmo utilizando-se aproximadamente o mesmo calor imposto, o comprimento do arco afetou a penetração das soldas de aço e alumínio e com diferentes gases de proteção, o gás de proteção não exerceu influência nos valores da penetração, mas alterou a forma do cordão e a polaridade não exerceu influência na penetração da solda, mas apenas na sua largura e reforço, sendo mais esbelto o cordão de solda em polaridade direta. / Doutor em Engenharia Mecânica

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / In recent years, the demand of the productive sector for more efficient processes has encouraged the research and development of products and processes to increase the production at a competitive cost. In this sense, the \"Plasma-MIG\" with Concentric Arcs process, being an evolution of the conventional MIG/MAG process, has emerged as a promising option. This process has been available to the market since the 70s. However, it is still necessary to consolidate a scientific and technological basis of that process. Only then the market will decide if it is applicable, either to replace or become an option instead of the other processes. Thus, the challenge is to collaborate with both the scientific and the production what actually is the overall goal of this work, that is to provide fundamental knowledge about functioning principles and operating parameters of the \"Plasma-MIG\" with Concentric Arcs. The influence of the gas flow, especially of the intermediate one on the weld bead surface appearance, the effect of external arc on the globular-spray transition current and on the axial spray-rotational transition current, as well as on the droplet kinematic parameters and the relation between the outer arc current/torch working angle/torch-piece distance and the weld geometry have been studied experimentally. The results showed that the intermediate arc gas flow rate was the very one which determined weld appearance. The globular-spray transition current rose and the axial spray-rotational transition current became lower in the presence of the outer arc. The presence of the outer arc also raised the momentum of the drops hitting the weld pool. The presence of current in the outer arc at low values reduces penetration and correlated parameters (either directly or inversely proportional), but causes their growing again when being increased. The bead geometry follows the similar behavior of the conventional MIG/MAG as regards to the torch working angle and the torch-piece distance, though being more intensified when using the outer arc. In conclusion, it is possible to say that the knowledge on the operational characteristics of the \"Plasma-MUG\" with Concentric Arcs welding process obtained in this work may serve as a basis for the perception of this process application potential. / Nos últimos anos, a demanda do setor produtivo por processos mais eficientes tem incentivado a pesquisa e o desenvolvimento de produtos e processos que permitam o aumento da produção a um custo compatível. Neste sentido, o processo de soldagem \"Plasma-MIG\" com Arcos Concêntricos, uma evolução do processo MIG/MAG convencional, tem surgido como uma opção promissora. Esse processo está à disposição do mercado desde a década de 70, no entanto, ainda é necessário consolidar uma base cientifica e tecnológica a respeito desse processo. Somente assim o mercado poderá decidir se o mesmo é aplicável, seja para substituir ou se tornar mais uma opção frente a outros processos. Desta forma, é no desafio de colaborar tanto com o meio cientifico como o produtivo que se enquadra o objetivo global deste trabalho, o qual é o de fornecer conhecimentos fundamentais sobre aspectos de funcionamento e parâmetros operacionais do processo \"Plasma-MIG\" com Arcos Concêntricos. Foram estudados experimentalmente a influência das vazões dos gases, principalmente o intermediário, sobre o aspecto superficial do cordão de solda, o efeito do arco externo sobre as correntes de transição globulargoticular e goticular axial-rotacional e sobre os parâmetros cinemáticos das gotas e a relação entre corrente do arco externo/ângulo de inclinação da tocha/distância da tocha a peça e a geometria do cordão. Os resultados apontam que a vazão governante sobre o acabamento do cordão é a do gás intermediário. A corrente de transição globular-goticular elevou-se e a goticular axial-rotacional ficou menor na presença do arco externo. A presença do arco externo também fez elevar o momentum das gotas atingindo a poça. A presença da corrente no arco externo em valores baixos reduz a penetração e parâmetros correlacionados (de forma direta ou inversamente proporcional), mas faz novamente crescêla ao ser aumentada. A geometria do cordão segue o comportamento similar ao do processo MIG/MAG convencional quanto ao ângulo de inclinação e distância da tocha à peça, mais intensificado quando se usa arco externo. Ao final, pode-se dizer que os conhecimentos gerados no presente trabalho sobre as características operacionais do processo \"Plasma- MIG\" com Arcos Concêntricos formam uma base para conceber a potencialidade aplicativa do processo. / Doutor em Engenharia Mecânica

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

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:28:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maia_IvanGoncalves_M.pdf: 1727519 bytes, checksum: 4ae95467cd56b424526ca03c4f577c25 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Visando solucionar o problema da ocorrência de poros em um cordão de solda de um eixo automotivo, o presente trabalho apresenta um estudo da influência de diferentes fatores na ocorrência de porosidade em juntas de aço soldadas pelo processo MIG/MAG robotizado. Basicamente, foi estudada a influência de três fatores na ocorrência dos poros. São eles, a presença de uma camada rica em nitretos na extremidade de um dos tubos que compõe a junta, a limpeza das superfícies a serem soldadas e a vazão do gás de proteção. Após a soldagem dos corpos de prova foram retiradas de cada um deles, três amostras da seção transversal do cordão de solda. A porosidade foi quantificada pela técnica de análise metalográfica por microscopia ótica. Os resultados de porosidade foram apresentados de duas maneiras, uma sem qualquer tipo de restrição quanto aos poros encontrados, e outra em que houve distinção quanto à localização dos poros na seção transversal do cordão de solda. Quando a porosidade foi quantificada de maneira geral, sem qualquer tipo de distinção quanto à localização dos poros, dois fatores influenciaram a ocorrência de poros na junta soldada. São eles, a presença da camada rica em nitretos e a vazão do gás de proteção. No outro caso, levando em consideração a localização dos poros na seção transversal do cordão de solda, foi constatado que para o caso dos poros localizados na raiz da junta, a presença da camada rica em nitretos gerada pelo processo de corte a plasma na extremidade do tubo correspondente ao metal-base 1 afetou significativamente a porosidade resultante no cordão de solda. Além dos ensaios experimentais, ensaios práticos foram realizados no próprio chão de fabrica de produção dos eixos. A realização de ensaios práticos visou avaliar a solução proposta para eliminação da ocorrência de porosidade no cordão de solda dos eixos. Os resultados destes ensaios comprovaram que a substituição do gás utilizado para o corte a plasma na extremidade do tubo correspondente ao metal-base 1, de ar comprimido por oxigênio puro, inibiu a formação dos poros / Abstract: In order to solve the occurrence of pores in weld beads of an automotive axle, the present work studies the influence of three different factors on the occurrence of porosity in joints welded by robotized GMAW process. The factors analyzed were: the presence of a region enriched by nitrides on the surface of the tube related to the base metal 1, the surface cleanliness of the joint components, and the shielding gas flow. Three samples of the weld bead transversal section were retired in each specimen. The porosity was quantified by metalographic analysis technique using an optical microscope. The results were presented by two different ways. In one of this ways, pores were quantified without any kind of distinction. In the other way, pores were grouped in accordance of their location in the weld bead transversal section. The pores quantified without any kind of distinction were affected by the ¿presence of the coat¿ and by the shielding gas flow. The pores located near the joint root were affected only by the ¿presence of the coat¿. In addition to the experimental specimens, practical experiments were made in the axles line production. These practical experiments were developed to evaluate a proposed solution to prevent the occurrence of the pores on the weld bead of the axles. The results of these practical experiments proved that changing the compressed air used in the plasma cut of the extremities of the tube related to the base metal 1 by pure oxygen gas inhibited the pores formation / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

O processo de soldagem por atrito linear com mistura (FSW) é uma técnica recente para a soldagem no estado sólido de materiais, em particular para o alumínio e suas ligas. O processo foi inventado na Inglaterra em 1991. Neste processo, as partes a serem soldadas são fixadas e uma ferramenta especial realiza a soldagem de forma contínua. A ferramenta possui uma velocidade de rotação e, durante a sua translação, o material é misturado no estado sólido e, conseqüentemente, soldando as duas partes. A junta soldada por FSW de alumínio AA 6063-T6, com espessura de 3 mm foi caracterizada. A soldagem foi realizada com uma rotação da ferramenta de 710 rpm e com uma velocidade de translação de 5,3 mm/s. A ferramenta empregada é do tipo three flats, com diâmetro do ombro de 14 mm, diâmetro do pino de 3 mm e com ângulo de 90° com relação à horizontal. Os corpos de prova foram soldados em três condições: um passe, dois passes e dois passes com inversão de rotação do pino. Após a soldagem foram realizados os seguintes tratamentos térmicos: solubilização, envelhecimento e recozimento. A junta soldada foi caracterizada por macrografias, micrografias, microdureza, ensaios de calorimetria diferencial e EBSD. Os resultados mostraram que existem ZTMAs diferentes conforme a condição dos de passes. O número de passes tem influência nas componentes da textura alterando de Cubo para Latão e para Goss + Cobre. Os tratamentos térmicos de envelhecimento e recozimento produziram as maiores e menores durezas do cordão, respectivamente. Foi observada a sinergia entre os fatores número de passes e região do cordão no tamanho de grão do cordão. O lado de retrocesso, após o tratamento térmico, apresentou os grãos mais finos. / Friction stir welding (FSW) is a recent process for aluminium welding in solid state. This process was invented in England in 1991. The welding process is done with a special rotating tool that travels along the joint while the parts are fixed. The tool has a speed and a rotation and during its translation the material mixtures in solid state and the joint occurs. The objective of this paper is to show the metallurgical and mechanical characteristics of a 3 mm thick Aluminum AA 6063 T6 plate welded joint. The tool rotation speed was 710 rpm and the translation speed was 5.3 mm/s. The type of the tool used was three flats, with a shoulder diameter of 14mm and pin diameter of 3mm and perpendicular to the plate. The samples were welded in three conditions: one pass, two passes and two passes with pin rotation inversion in the second pass. The welded samples were also submitted to solution heat treatment, solution heat treatment followed by aging and annealing heat treatments. The welded joint was studied with these main experimental techniques: optical and scanning electron microscopy, microhardness, differential scanning calorimetry and electron backscatter diffraction for texture analysis. The results showed different TAZs according to the welding conditions. The number of passes has influence over the texture components changing from Cube to Brass and to Goss + Copper. The aging and solution heat treatments showed the highest and the lowest hardness, respectively. Synergy between the welding conditions and weld region was observed for the grain size results. The retreating side produced the finest grains after heat treating.

Os tubos API 5L X80, construídos com aços alta resistência e baixa liga, são especificados para a construção de dutos para transporte de petróleo e derivados sob alta pressão, com conseqüente redução no peso dos tubos. O processo mais empregado para a soldagem circunferencial de tubos em campo no Brasil é o processo com eletrodo revestido, tanto para o passe de raiz quanto para os passes de enchimento. Uma alternativa para o passe de raiz é o processo de soldagem MAG com Transferência Controlada (MAG-TC), enquanto que o enchimento pode ser feito com o processo de soldagem utilizando eletrodo tubular (AT), tanto o auto-protegido (AT-AP) como o com proteção gasosa (AT-PG). Esta combinação de processos (MAG-TC + AT) apresenta-se como um promissor substituto do processo de soldagem com eletrodo revestido, reunindo alta qualidade do metal de solda depositado e alta produtividade. O objetivo deste trabalho é estudar a soldabilidade do tubo API 5L X80 nacional, com 508 mm (20\") de diâmetro e 19 mm (3/4\") de espessura, comparando-se duas combinações de processos de soldagem circunferencial: MAG-TC + AT-PG e MAG-TC + AT-AP. A soldagem foi realizada com o arame ER80S-G no passe de raiz e processo MAG-TC com proteção de CO2. O enchimento foi feito com os arames E101T1-GM-H8 (com proteção gasosa) e E91T8-G (auto-protegido). Foram fixadas as temperaturas de pré-aquecimento (150 °C) e interpasse (250 °C) para ambas combinações de processos de soldagem. As juntas foram caracterizadas utilizando-se: análise química, saturação magnética, metalografia óptica e eletrônica de varredura e ensaios mecânicos: dureza Vickers, tração, dobramento, nick-break e ensaio de impacto a 0°C. Foi seguido como referência os requisitos técnicos básicos para a qualificação de um procedimento de soldagem conforme a norma API 1104. Os resultados mostraram que, segundo os critérios da norma API 1104, apenas uma das combinações de processos foi aprovada, sendo a outra reprovada no ensaio nick-break devido à ocorrência de falta de fusão na raiz de um dos quadrantes. O processo MAG-TC na raiz exige uma habilidade específica do soldador. / API 5L X80 pipes, built with high strength - low alloy steel, are specified for the construction of pipelines to transport oil and oil products under high pressure, with consequent reduction in weight of the tubes. The most often pipeline construction used for welding circumferential pipe field in Brazil is the SMAW process, for root and filling passes. An alternative welding process to the root pass is the GMAW-STT® process, while the filling passes can be welded with FCAW-G (Flux Cored Arc Welding with Gas shielding) and FCAWS (Flux Cored Arc Welding with Self shielding). This combination of processes (GMAW-STT® + FCAW) is presented as a promising substitute for the SMAW process, bringing high-quality weld metal deposited and high productivity. The objective of this work is to study the weldability of the Brazilian API 5L X80 pipe, with 508 mm (20 inches) in diameter and 19 mm (3 / 4 inch) thick, comparing the two combinations of circumferential welding processes: GMAWSTT ® + FCAW-G and GMAW-STT® + FCAW-S. The welding was done with the ER80S-G wire in the root pass and process GMAW-STT® using pure CO2 as shielding gas. The filling passes were made with the wires E101T1-GM-H8 for FCAW-G and E91T8-G for FCAW-S. Preheat and interpass temperatures were kept constant, respectively 150 °C and 250 °C for both welding processes combinations. The joints were characterized using: chemical analysis, magnetic saturation, optical metallography and scanning electron microscopy and mechanical tests such as: Vickers hardness, tensile, bending, nick-break and Charpy V test at 0°C. It was followed API 1104 standard as reference to the basic technical requirements for the qualification of a welding procedures. The results showed that, according to the criteria of the API 1104 standard, only one combination of the two processes was approved. The other combination was reproved in the nick-break test due to lack of fusion occurred in one of the quadrants in the root pass. The GMAW-STT® process at the root pass requires a specific skill of the welder.

A soldagem a ponto por resistência é o processo mais usado na montagem de estruturas, tais como: automóveis, caminhões, aviões, vagões de trem, etc. Como exemplo, na montagem das carrocerias de automóveis são necessários em média 5.000 pontos de solda. Segundo a ANFAVEA a produção em 2010 no Brasil ultrapassou 3,5 milhões de automóveis, ou seja, aproximadamente 17,5 bilhões de pontos de solda por ano. Estes fatos evidenciam a importância deste processo de soldagem na montagem de carroceria devido a sua eficiência, rapidez e facilidade na automação. Além disso, o comportamento da soldagem a ponto por resistência é extremamente importante para a qualidade de toda a estrutura soldada. O presente trabalho será voltado para a avaliação e estudo da soldabilidade de chapas de aço de 0,8 mm, revestidas e não revestidas com zinco, na indústria automotiva, comparando-se dois equipamentos de soldagem com dois tipos de corrente de soldagem: corrente alternada (CA) e corrente contínua de média freqüência (CC). Foram feitos diagramas de soldabilidade: corrente (kA) x tempo (ms) com força constante e corrente (kA) x força (kgf) com tempo (s) de soldagem constante e localizada suas respectivas áreas comuns. Em seguida foram feitos diagramas em terceira dimensão (3D) com os três principais parâmetros (força, corrente e tempo) e localizado um ponto otimizado. Posteriormente foram analisadas, nos pontos otimizados, as dimensões geométricas do ponto através da macrografia, a resistência mecânica com ensaio de tração e, durante a soldagem, a resistência dinâmica e a energia elétrica dinâmica. Foram seguidos como requisitos técnicos para qualificação de soldagem conforme norma. Os resultados mostraram que, a soldagem em CC apresentou-se melhor em chapas sem revestimento se comparada com a soldagem em CA. E a soldagem em CA apresentou-se melhor em chapas com revestimento de zinco se comparada com a soldagem em CC. A queima do revestimento de zinco e a rugosidade superficial das chapas não afetaram a formação do ponto de solda. As durezas nas regiões da ZAC e no ponto de solda apresentaram-se maiores em chapas sem revestimento. Todos os pontos de solda com os parâmetros otimizados, encontrados pelo método apresentado neste trabalho, foram aprovados conforme norma. / Resistance spot welding is highly used in the structures assembly, such as: cars, trucks, planes, trains, etc. For example, 5.000 weld spots are necessary in an auto-body assembly. According to ANFAVEA, Brazilian production in 2010 overtook 3.5 millions of cars, in order words, around 17,5 billions weld spot per year. This fact evidences the importance of this welding process due to its efficiency, rapidity and easiness in the automation. Moreover, the resistance spot welding behavior is highly important for all the welded structure quality. This work aimed to study the weldability of zinc non-coated and zinc coated steel sheets of 0,8 mm thickness for automotive industry, comparing two welding equipments with two kinds of current: alternating current (AC) and medium frequency direct current (DC). The weld lobes are presented: current (kA) x time (s) with constant force (kgf) and current (kA) x force (kgf) with constant welding time. After, lobes in third dimension (3D) with the three main parameters were done (force, current and time) and located the great point. Afterwards, the great points were characterized using, optic metallografly, mechanical resistance with tensile-shear test and, during welding, the dynamic resistance and dynamic energy. The describe techniques were followed as technical requisites according to the standard. The results showed that the welding in DC presented better performance in uncoated sheets when compared to the AC welding. And the AC welding presented better performance in zinc coated sheets when compared to DC welding. Zinc coating burning and sheets surface roughness did not affect the spot weld formation. The hardness in the HAZ regions and in the spot weld was higher in uncoated sheets. All spot welds with the optimized parameters, found by the method presented in this work, were approved according to the standard.

[pt] Os aços de alta resistência avançados estão sendo desenvolvidos e usados para a indústria automotiva devido à sua excelente combinação de alta resistência e ductilidade, acarretando na minimização de custo e peso e maximização da segurança. A soldagem por fricção e mistura mecânica a ponto (Friction Stir Spot Welding – FSSW) é uma nova variante do processo de fricção e mistura mecânica (Friction Stir Welding – FSW), que é um processo de soldagem no estado sólido, e pode ser aplicada em uma variedade de indústrias que necessitam de soldagem a ponto como a indústria aeroespacial, automotiva, nuclear, óleo e gás, transporte e outras indústrias que necessitam fazer a junção dos metais usando, geralmente, uma configuração de sobreposição. O presente trabalho é um estudo exploratório para melhor compreensão da soldagem por fricção e mistura mecânica a ponto do aço TRIP 800. Diferentes corpos de prova foram produzidos usando velocidades de rotação da ferramenta de 1600, 2000 e 2400 rpm e tempos de espera de 2s e 3s. Além da caracterização metalúrgica e determinação de microdureza, ensaios de cisalhamento e cross-tension foram realizados para avaliar o desempenho mecânico das juntas. / [en] Advanced high strength steels (AHSS) are being developed and are being used for the automotive industry due to their exceptional combination of high strength and ductility, which leads to cost and weight savings and better safety. Friction Stir Spot Welding (FSSW) is a novel variant of Friction Stir Welding (FSW), which is a solid-state joining process without bulk melting and can be applied in a variety of industries that require spot welding such as aerospace, automotive, marine, nuclear, oil and gas, transportation industries and other industries that need to join metals together, generally using an overlap configuration. The present contribution is an exploratory study to a better understanding of a TRIP 800 friction stir spot welding. Different samples were produced using tool rotational speeds of 1600, 2000 and 2400 rpm and dwell time of 2s and 3s. Besides the metallurgical characterization and microhardness determination, lap-shear and cross-tensile tests were carried out to evaluate the mechanical performance of the joints.

Orientador: Cecílio Sadao Fugivara / Banca: Marina Magnani / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Banca: Zeki Nall / Banca: Elivelton Alves Ferreira / Resumo: O comportamento eletroquímico localizado das ligas similares e dissimilares foi estudado utilizando-se áreas em escala milimétrica e micrométrica. Para delimitar as diferentes regiões da solda foi utilizada uma minicélula com diâmetro interno de 1,7 mm ou uma microcélula com capilar de vidro com vedação de silicone e diâmetro de 100 micrômetros. Com essas células que permitem analisar uma pequena área, foi possível localizar e estudar as diferentes regiões da solda afetadas pelo calor e do metal base da liga. A morfologia da superfície das amostras soldadas foi caracterizada por microscopia óptica (OM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) acoplada a um sistema de Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios X (EDS). As medidas de microdureza mostraram que na Zona de Mistura (ZM) o valor da microdureza foi menor, enquanto que no Metal Base da AA7475-T651 (MB7475) o valor foi maior comparado às demais regiões. Com a minicélula em NaCl 10 mM, foram realizadas as medidas de potencial em circuito aberto (Eca), Voltametria Cíclica (CV) para estudo do PDM (Point Defect Model), Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), e polarização potenciodinâmica. Na microcélula em NaCl 1 mM + 0,1 M Na2SO4 foram obtidas as medidas de Eca, EIS e polarização potenciodinâmica, enquanto que os experimentos de análise de Ruído Eletroquímico (ENA) foram feitos em uma célula com dois eletrodos de trabalho similares ou dissimilares (diâmetro de 1,7 mm exposto a solução) medidos com dois ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The electrochemical behavior of the similar and dissimilar alloys was studied using millimeter and micrometric scale areas. To delineate the different regions of the weld were determined using a minicell with an internal diameter of 1.7 mm or microcell glass capillary diameter 100 m and sealing with silicone. With these cells utilizing a small area, it was possible to locate and study how different regions of the weld affected by heat and base metal alloy. The surface morphology of the welded samples was characterized by optical microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM) coupled to an X-ray Energy Dispersion Spectroscopy (EDS) system. The microhardness measurements showed that in the Mixing Zone (ZM) the value was lower, while in the Metal Base of AA7475-T651 (MB7475) the value was higher compared to the other regions. With the minicell in 10 mM NaCl, the measurements of open circuit potential (Eoc), Cyclic Voltammetry (CV) for the study of Point Defect Model (PDM), Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), and potentiodynamic polarization were performed. In the microcell in 10 mM NaCl + 0.1 M Na2SO4, the measurements of Eoc, EIS and potentiodynamic polarization were obtained, whereas the Electrochemical Noise (ENA) experiments were done in a cell with two similar or dissimilar working electrodes (diameter of 1.7 mm exposed to solution) and measured with two reference electrodes. With the minicell and the microcell was possible to analyze the different region... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Os aços inoxidáveis duplex (AID) caracterizam-se pela sua microestrutura composta por austenita numa matriz ferrítica, com fração volumétrica média de 50% para cada fase. A combinação destas características confere-lhes excelente resistência mecânica e à corrosão. A soldagem/junção destes aços é frequentemente uma operação crítica, já que, ao sofrer ciclos térmicos, estes aços têm suas propriedades alteradas. Portanto, processos de junção com ausência de gradientes de temperatura, como a brasagem, mostram-se uma solução prática para a junção destes aços. No entanto, o adequado desenvolvimento do processo de brasagem em AID envolve considerações importantes a respeito da escolha dos parâmetros de processamento e metal de adição em conjunto com os ciclos térmicos de aquecimento e resfriamento. O presente estudo pretende avaliar a brasabilidade dos AID UNS S32101(baixa liga), UNS S32304 (baixa liga), UNS S32507 (superduplex) e UNS S32707(hiperduplex), mediante a caracterização da junta brasada. Estes aços foram brasados em forno continuo com metal de adição BNi-7 (Ni-Cr-P), na temperatura de 1100oC, por tempos de 32 min e 12 min, seguidos de resfriamento em forno, utilizando-se folgas de 0,5, 0,3 e 0,0 mm. A junta brasada foi caracterizada utilizando-se microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A identificação microestrutural foi realizada via Microanálise Química de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS) e difração de Raios-X. Foi identificada na junta brasada dos diferentes AID a fase rica em níquel, assim como fases prejudiciais compostas por fosfetos de níquel e cromo. A fase rica em níquel, que usualmente é denominada de -Ni, apresenta-se preferencialmente em toda a região da junta, sem a presença de fase intermetálica contínua no centro da junta. No caso dos aços inoxidáveis super e hiperduplex esses apresentaram a formação de fase sigma na região da interface da junta, do lado do metal de base, devido aos ciclos térmicos de brasagem / The duplex stainless steels (DSS) are characterized by its microstructure consisting of austenite in a ferritic matrix with mean volumetric fraction of 50% for each phase. The combination of these features gives them excellent mechanical strength and corrosion resistance. The welding / joining of these steels are often considered as a critical operation, since, subjected to thermal cycles, they have their microstructures changed and, consequently, their properties. Therefore, joining processes without temperature gradients, like brazing, are shown as a practical solution for joining these steels. However, the proper development of brazing process of DSS involves important issues concerning the choice of processing parameters and the brazing filler metal together with heating and cooling brazing thermal cycles. This study aims at evaluating the brazeability of DSS UNS S32101 (lean duplex), UNS S32304 (lean duplex), UNS S32507 (superduplex) and UNS S32707 (hyperduplex) by characterizing the brazed joint. These steels were brazed in a furnace with filler metal BNi-7 (Ni-Cr-P) at 1100°C for times of 32 min and 12 min, followed by cooling in a continuous brazing furnace, with joint gaps of 0.5 , 0.3 and 0.0 mm. The brazed joint was characterized using optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The phase identifications were performed by microanalysis using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction. Results showed, for non-ideal joint gaps, in all duplex used in this work, the Ni rich solid solution, as well as deleterious phases composed of nickel and chromium phosphides. The ideal gap presented Ni rich solid solution, usually called -Ni, was found continuously without a continuous intermetallic region in the joint center. In the case of super duplex and hyperduplex brazing, the brazing thermal cycles produced the formation of sigma phase in the region of the joint interface, in the base metal.