Este trabalho tem por objetivo comparar o estado da distribuição das tensões residuais nas juntas soldadas dos tubos de aço API 5L X65 pelo processo de fricção no estado sólido, realizada na máquina MASF 1500, com a junta soldada pelo processo convencional por arco elétrico GTAW (gas tungsten arc welding). Também foram realizados ensaios de macrografia e micrografia conjuntamente com a análise das microestruturas, e três perfis de microdureza para cada junta de ambos os processos de soldagem, verificando o comportamento de microdureza em diferentes regiões da solda. Adicionalmente, foi realizado o ensaio de composição química para a liga de aço API 5L X65. Os resultados mostraram que cada processo induz a diferentes estados de distribuição das tensões residuais. A soldagem por fricção resultou em uma microestrutura mais grosseira, aumento da microdureza e menores estados de distribuição das tensões residuais na linha central da solda. Já a soldagem por fusão resultou em maior heterogeneidade da microdureza na linha central da solda, um maior estado de distribuição das tensões residuais e formação de porosidade na seção transversal da junta soldada. / The objective of this work is to compare the state of the residual stress distribution in welded joints in API 5L X65 steel tubes by the solid-state friction process performed on the MASF 1500, with the joint welded by the conventional gas tungsten arc welding (GTAW). Macrography and micrography tests were also carried out in conjunction with microstructure analysis and three microhardness profiles for each joint of both welding processes. In addition, the chemical composition test for API 5L X65 steel alloy was performed. The results showed that each process induces different states of residual stress distribution. Friction welding resulted in a coarser microstructure, increased microhardness and lower states of residual stress distribution in the weld center line. However, fusion welding resulted in greater heterogeneity of the microhardness in the weld centerline, a higher state of residual stress distribution and porosity formation in the welded joint cross section.

Os aços maraging pertencem a uma classe de aços de ultra-alta-resistência que diferem da maioria dos aços pelo mecanismo de endurecimento. Enquanto nos aços convencionais o endurecimento é obtido por transformação martensítica, nos aços maraging o aumento das propriedades mecânicas é obtido pela precipitação de compostos intermetálicos em uma matriz martensítica de baixo teor de carbono, em temperaturas da ordem de 480°C. Para o presente trabalho, empregou-se um aço maraging 300 na forma de barras cilíndricas com diâmetro de 8mm e comprimento de 120mm, cedido na condição solubilizada pelo Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA). Os corpos-de-prova foram soldados em cheio empregando-se um laser a fibra de 2kW e um dispositivo especialmente desenvolvido para solda orbital. As condições de envelhecimento foram inicialmente estudadas e a melhor combinação de resistência mecânica e ductilidade foi obtidas na condição de para 460°C por 3 horas, que foi então adotada para a caracterização do comportamento em fadiga. Os ensaios de fadiga foram realizados em uma máquina de flexão rotativa (R = -1), em níveis de tensão correspondentes à faixa de vida de 104 a 107 ciclos. Os corpos-de-prova soldados a laser foram submetidos a três condições de tratamento pós-soldagem: a) envelhecimento, b) solubilização + envelhecimento e c) homogeneização + solubilização + envelhecimento. Os resultados permitiram avaliar e comparar o efeito da solda a laser, seguida por tratamentos térmicos pós-soldagem, no comportamento em fadiga do aço maraging 300. Os tratamentos pós-soldagem não resultaram em diferença significativa na vida em fadiga do aço maraging 300, o fator determinante para a duração da vida em fadiga foi a quantidade de poros presente na superfície de fratura. / The maraging steels belong to a class of ultra-high-resistance steels that differ from most of steel for the hardening mechanism. While the conventional steel is obtained by hardening for martensitic transformation in maraging steel the increase of mechanical properties is obtained by the precipitation of intermetallic phases in a martensitic matrix of low carbon, at temperatures about 480°C. For the present study, we used a maraging 300 steel in form of cylindrical bars with a diameter of 8mm and length of 120mm, received as solution treated by the Department of Aerospace Science and Technology (DCTA). The test specimens were welded using a 2 kW fibre laser coupled to a special lathe in order to obtain an orbital weld line. The ageing contitions of the steel were initially investigated using base material samples. The best combination of hardness, tensile strength and ductility were achieved for 460°C for 3 hours , which was then chosen for the fatigue characterization..The fatigue tests were conducted in a rotating bending machine (R = -1). The stress levels were found for fatigue lives in the range of 104 to 107 cycles. The laser welded test pieces underwent three distinct post-weld heat treatments: a) ageing , b) solution + ageing and b) homogenization + solution + ageing .The results allowed assessing and comparing the effect of laser beam welding, followed by post-weld heat treatments, on the fatigue behavior of the maraging 300 steel. The post-weld heat treatments no results in significant difference in fatigue life of maraging 300 steel , the determinant factor for fatigue life was the amount of pores present in the fracture surface.

Nenhuma / Para o aprimoramento da qualidade e confiabilidade dos equipamentos considerados de grande responsabilidade, existe a necessidade de promover maior controle das imperfeições que venham a ocorrer durante os diversos processos de fabricação. Dentre eles, observa-se que nos de soldagem, ocorrem fenômenos físicos e metalúrgicos, termicamente ativados, que resultam no aparecimento de dois tipos principais de imperfeições: tensões residuais e distorções geométricas. O estado de tensões residuais distribuídas nas juntas soldadas representa um fator importante na determinação do valor de carga aplicável e na vida útil do equipamento, para cada aplicação e está diretamente alinhado com o procedimento de soldagem envolvido na fabricação. Assim, o monitoramento do estado de integridade do equipamento, em serviço, deve ser realizado por meio da aplicação regular e periódica de ensaios não destrutivos, adequados às características das descontinuidades relevantes. Vários trabalhos demonstram a sensibilidade do ruído magnético Barkhausen como método complementar de caracterização de materiais ferromagnéticos, na verificação de características de sua microestrutura, tais como tamanho de grão e fases envolvidas e, também, para avaliação do teor de carbono, da presença de descontinuidades superficiais, distribuição de tensões mecânicas e características de resistência à fadiga e fratura. O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo experimental sobre a utilização do método não destrutivo baseado na análise do Ruído Magnético Barkhausen - RMB para a detecção e medição de tensões residuais do aço ASTM A 508 de uma junta soldada dissimilar. Para tanto, foram estabelecidas medidas e análises do RMB Também, foram realizadas medidas com o furo central. Os resultados obtidos apontam para a viabilidade de aplicação do RMB como método de END na medição de tensões residuais em juntas soldadas de materiais dissimilares. Algumas limitações para a aplicação prática do método foram encontradas e são apresentadas. / With aim to improve the quality and reliability of great responsibility equipment, it is necessary to promote higher control over the flaws and discontinuities that could appear during the fabrication processes. Welding processes involve thermally activated metallurgical and physical phenomena, resulting in two main types of defects: residual stresses and geometric distortions. Distributed residual stresses state on welded joints represents an important factor to the determination of applicable loading and the lifetime of such equipment, for a particular application and is directly aligned with the welding procedure used for its fabrication. So, their integrity condition - in service - should be verified by means of regular and periodic application of nondestructive tests -- NDT, focused into the characteristics of the relevant flaws. Several studies demonstrate sensibility of magnetic Barkhausen noise as a complementary method useful to characterize ferromagnetic materials, to search some of their micro structural properties, such as: grain size and phases, and to evaluate carbon content, surface discontinuity presence, mechanical stresses distribution, and fatigue and fracture resistance characteristics. The objective of this work is to present an experimental study on the usage of magnetic Barkhausen noise MBN as a nondestructive method for the detection of residual stresses in a dissimilar ASTM A 508 welded joint. Correlations were established comparing the stresses values determined by the MBN analysis with those equivalent ones obtained by means of classical central hole drilling method. The achieved results pointed out the viability of the application of MBN to measure residual stresses in dissimilar welded joints. Some limitations for the practical implementation of such method were found and are mentioned.

A técnica de soldagem apresenta vantagem de união de partes metálicas que permite melhora na adaptação e uniformidade na distribuição das forças mastigatórias, minimizando falhas no tratamento reabilitador. O objetivo foi avaliar a resistência flexural entre três métodos de soldagem diferentes: Chama Direta a maçarico, método TIG - Tungstênio gás inerte (Soldadora NTY - Kernit, Brasil) e o método de solda a Laser (Soldadora Desktop - Dentaurum, Alemanha) comparando a um grupo controle (Monobloco). Os espécimes cilíndricos foram obtidos a partir de canais de cera pré-fabricados com 3mm de diâmetro e 30mm de comprimento, fundidos em liga de Ni-Cr e seccionados transversalmente, formando os grupos T1 e L1. Depois da secção, dez espécimes dos grupos L e T receberam chanfros em 45° para preenchimento, formando os grupos (L2 e T2). As extremidades foram unidas com resina acrílica obedecendo a uma distância pré-determinada, de 0,3mm para o grupo chama direta, 0,1mm para o grupo TIG e juntas do tipo topo a topo para o grupo laser. Os corpos foram incluídos e soldados de acordo com a proposição. Após a soldagem os corpos de prova foram torneados e levados ao teste de flexão. Os dados foram submetidos aos testes estatísticos (ANOVA e Student-Newman-Keuls - p <0,05) para comparações múltiplas. De acordo com os resultados (MPa) o grupo M (1796,55) obteve o maior valor, seguindo pelo grupo C(1370,56), ficando o grupo T1(990,84) com o valor menor. Não houve diferença estatística entre os grupos soldados, existindo somente diferença entre os grupos de teste para o grupo controle em monobloco. No entanto podemos afirmar que o preenchimento parece influenciar discretamente os resultados da resistência flexural no grupo TIG. Conclui-se que o método TIG produz resultado semelhante ao laser e a chama direta, o que é clínica e operacionalmente importante. / The welding technique presents advantage of union of metallic parts that improves the adaptation and appropriate distribution of the bite forces, minimizing flaws in the dental prostheses. The objective was to evaluate the flexural strength in different welding methods: Brazing; Laser (Welder Desktop - Dentaurum, Germany) and Tungsten inert gas - TIG (Welder NTY - Kernit, Brazil), comparing to a control group (non-welded). The cylindrical specimens were obtained from prefabricated wax conduits with 3mm of diameter and 30mm of length, melted in Ni-Cr alloys and split up transversally, forming the groups T1 and L1. After of the section the groups L and T received slices in 45° for fulfill, forming the groups (L2 and T2). The extremities were united with acrylic resin obeying a predetermined distance, from 0,3 mm to the brazing group, 0,1 mm to the TIG group, and in the laser group there wasn\' t any space between the extremities of jointing. The specimes were included and welding in agreement with the proposition, turned and conducted to the flexion test. The data were submitted to the statistical test (ANOVA and Student-Newman-Keuls - p<0,05) for multiple comparisons. According to the results (MPa) the control group (1796,55) obtained the largest average value, followed by the brazing group (1370,56), being the group T1(990,84) with the smallest value. In terms of statistics there was no difference between the groups with welding, existing only difference among the tested groups for the control group. However, we can affirm that the completion seems to influence the results of the resistance flexural discreetly in the TIG group. It can be concluded that the TIG method produces similar result to the laser and the brazing, what is clinical and important operationally.

Na manutenção de tubulações e dutos de aços de alta resistência baixa liga (ARBL), os reparos são executados com eletrodo revestido e com o equipamento operação, com o intuito de reduzir custos com paradas. Nesta aplicação, os gradientes de temperatura são mais elevados quando comparados com sondagens realizadas ao ar, o que pode levar à redução das propriedades mecânicas nessas juntas soldadas e causar maiores impactos financeiros ou mesmo ambientais. No metal depositado resultante do eletrodo revestido AWS E7018-1, usualmente utilizado no reparo de dutos de aços ARBL, as propriedades mecânicas têm forte relação com a ferrita acicular, microestrutura que ocorre intergranularmente, nucleando preferencialmente em inclusões do metal depositado. O objetivo desse trabalho é analisar a influência de diferentes condições de soldagem e de resfriamento sobre o teor de oxigênio e sobre a microdureza do metal depositado resultante do uso de eletrodos revestidos AWS E7018-1, usando técnicas de planejamento experimental como as metodologias Taguchi e experimentos fatoriais. Usando o método Taguchi foi possível observar que os três fatores (fabricante do eletrodo, corrente de soldagem e condição de resfriamento) influenciam no teor de oxigênio e que o fornecedor do eletrodo é o fator com maior efeito sobre a resposta, seguido pela corrente de sondagem. Com relação à etapa de experimentos fatoriais mapas operacionais para o teor de oxigênio e microdureza dos cordões de solda foram construídos. Foi possível observar que a corrente de soldagem tem efeito mais impactante que a taxa de resfriamento sobre o teor de oxigênio e a microdureza. / Covered electrodes had been developed at the beginning of the 20th Century and, despite the evolution of several welding processes, the shielded metal arc welding (SMAW) still find widespread application, even within the oil and gás industry, e.g. repairing of high strength low (HSLA) steel pipes. The pipe repairing is carried out during its operation (in order to reduce costs) and, therefore, the temperature gradients in the base metal are higher compared to removing the pipe system from service. This could lead to reducing mechanical properties in these welded joints that could cause higher financial or even environmental impacts. In the low carbon weld metal (e.g. AWS E7018-1 electrode is usually employed in HSLA pipe repair). The mechanical properties have a strong relationship with the acicular ferrite fraction, which occurs intergranularly and nucleating preferentially in inclusions within weld metal. The objective of this work is to analyze the influence of different welding and cooling conditions on the oxygen content ando n the mechanical properties of the weld metal from the AWS E7018-1 covered electrodes, using design of experiments techniques as Taguchi\'s method and response surface methodology (RSM). Using the Taguchi\'s method, it was possible to observe that three factors (namely electrode supplier, welding current and cooling condition) have influence on the oxygen content and the electrode supplier is the factor with the greatest effect on the response, followed by the welding current. Regarding to the factorial experiment, operational maps for the oxygen content and microhardness of the weld beads were constructed. It was possible to observe that the welding current hás a more impactful effect than the cooling rate on the oxygen content and microhardness.

Neste trabalho foram realizados experimentos de soldagem de chapas de Tântalo e Monel 400 com 100 m de espessura. Foram realizadas soldas em um laser de Nd:YAG operando em modo pulsado e em um Laser de Fibra operando em modo contínuo. Em seguida a microestrutura das amostras foram analisadas através de microscopia ótica e foram realizados ensaio de microdureza Vickers. As amostras que apresentaram melhores resultados foram submetidas a ensaios de tração e a ensaios de corrosão. Após análise dos resultados observou-se que a soldagem a laser apresenta muitos benefícios em relação a outros processos convencionais para chapas finas. A soldagem no modo pulsado apresentou maior relação de aspecto se comparado a soldagem em modo contínuo. A soldagem em modo contínuo apresentou uma velocidade de soldagem muito superior ao modo pulsado. Os resultados indicaram que a soldagem no modo pulsado apresenta maior aplicabilidade para chapas finas, devido à necessidade um controle preciso sobre a intensidade aplicada. / This work carried out welding experiments of Tantalum and Monel 400 plates with 100 mm thickness. Welds were made with an Nd: YAG laser operating in a pulsed mode and in a fiber laser operating in continuous mode. Then the microstructure of the samples were analyzed by optical microscopy and were performed Vickers microhardness test. Samples that showed better results were subjected to tensile tests and the corrosion tests. After analysis of the results showed that the laser welding offers many benefits over other conventional processes for thin sheets. The welding in pulsed mode presented in superior aspect ratio compared to welding in continuous mode. The welding in continuous mode showed a much higher welding speed to pulsed mode. The results indicated that the welding in pulsed mode shows more applicability for sheet metal, due the need of a precise control of applied intensity.

A junção por difusão em argônio é uma técnica cujo sucesso depende da otimização de determinados parâmetros. No presente trabalho, executado sobre o aço inoxidável AISI 304L, reporta-se um estudo desses parâmetros e dos mecanismos de junção por difusão. Foram escolhidos os parâmetros gerais para junção (pressão e temperatura). Os experimentos foram efetuados nos parâmetros gerais constantes com três tempos diferentes. Três diferentes acabamentos superficiais foram produzidos; a resistência mecânica foi medida pelo ensaio de tração e diversas técnicas de caracterização foram empregadas para descrever a interface. A melhor condição de processo em termos de resistência mecânica foi 1000 C/17MPa durante 40 minutos, correspondendo a s = 552 MPa. Nestas condições não houve redução da resistência mecânica na junta soldada. As peças de aço inoxidáveis 304L foram tratadas durante a operação de solda por difusão. Estes parâmetros não se tornaram sensíveis a um ataque intergranular.As exigências ao estado de superfícies foram as seguintes:- a qualidade da superfície com rugosidade da superfície Ra= 1 até 6 m, pode ser realizada com usinagem fina,- evitar acabamento superficial com processos de atrito, e- preparações superficiais devem ser realizadas pouco antes da soldagem por difusão.

Este trabalho teve como objetivo investigar a viabilidade de um novo método de micro-soldagem de chapas finas utilizando um laser de Cu-HBr que emite pulsos intensos com duração de nanosegundos em alta taxa de repetição. Nos métodos tradicionais, a micro-soldagem de chapas finas é realizada com laser contínuos ou com pulsos de baixa intensidade e de longa duração ( > 1ms) que permitem um comprimento de difusão térmica da ordem da espessura das chapas. Lasers com pulsos curtos (10 a 100 ns) são utilizados preferencialmente em processos de corte e furação de materiais. Um amplo estudo experimental do processo de micro-soldagem com pulsos curtos foi realizado utilizando chapas de aço inoxidável (AISI 304) com espessuras entre 25 mm e 100 mm. As principais características do feixe do laser de Cu-HBr foram medidas em todas as condições experimentais, permitindo uma determinação precisa da intensidade do laser na região de micro-soldagem. Os resultados deste estudo indicaram que é possível controlar o intervalo de parâmetros do processo para se obter um cordão de solda com alta razão de aspecto e reduzida zona afetada termicamente. Foi desenvolvido um modelo teórico para explicar a interação de pulsos curtos emitidos com alta taxa de repetição no processo de soldagem. Os resultados deste modelo indicaram que embora a intensidade do laser de Cu-HBr seja suficiente para perfurar as chapas de aço, é possível controlar a geometria do furo de forma a que o material vaporizado fique aprisionado e condense nas paredes internas da cavidade perfurada. Nestas condições experimentais controladas as chapas finas de aço foram soldadas com potências médias de laser entre 10 e 20 W, muito inferiores aos valores utilizados pelos métodos tradicionais.

Dentre as melhorias nos processos produtivos para a manufatura de aeronaves nas empresas, a soldagem a laser tem sido destacada como uma das tecnologias mais promissoras. A mudança de rebitagem para soldagem do revestimento da fuselagem e dos reforçadores tem contribuído para a redução de peso e dos custos das aeronaves, bem como diminuído o seu tempo de fabricação. Este trabalho pretende contribuir ao entendimento da metalurgia de soldagem autógena (sem uso de metal de adição e em um único passe) de uma liga de alumínio de alta resistência (AA6013) com um laser a fibra (2 kW). A geometria escolhida ée solda topo, sem chanfro, para facilitar a análise dos resultados. Foram estudados os efeitos dos parâmetros de processo, velocidade e potência do laser, além de dois valores diferentes de espessura das chapas, realizados com um desenho de experimentos sobre a microestrutura e qualidade da solda. O estudo mostrou que ée possível obter soldas com boa qualidade macroscópica, em relação à regularidade do cordão e furos, e com isenção de trincas ou porosidades em velocidades em torno de 100 mm/s e com potência do laser de cerca de 1 kW. Também foi verificado que a zona afetada pelo calor ée bastante concentrada, com região de liquação em torno de 50 mm.

A soldagem por feixe de laser tem sido considerada como uma das alternativas mais promissoras entre os novos processos de manufatura na indústria aeroespacial. A substituição da rebitagem por soldagem a laser da fuselagem e reforçadores tem contribuído para a redução de peso e custo, assim como para a redução do tempo de produção. Esse trabalho pretende contribuir para o conhecimento da metalurgia da liga de alumínio AA2198 durante a soldagem, autógena e com metal de adição, utilizando um laser a fibra (2 kW). O tipo de junção utilizada nos experimentos foi a junção em &quot;T&quot;. As caracterizações metalúrgica e de qualidade foram realizadas para estabelecer os parâmetros do processo, como potência e velocidade do feixe de laser. O presente estudo apresenta a redução da susceptibilidade ao trincamento a quente para a adição de um arame da liga AA4047, para uma dada condição de soldagem, em comparação com a soldagem autógena. Um grande número de porosidades foi observado em todas as amostras.