Um processo alternativo à solda por arco para aplicação em materiais de difícil junção ou em ambientes submersos é a solda por fricção. Neste trabalho foi desenvolvido um equipamento de solda por fricção para pesquisas e determinação de parâmetros ótimos de soldagem em diferentes meios. Para verificar o desempenho do equipamento foi utilizado o processo de solda por fricção de pinos consumíveis. Os registros das variáveis de soldagem permite avaliar o comportamento do sistema para a faixa de operação utilizada. Diferentes uniões de aço de baixo carbono e aço de baixa liga foram obtidas. Mediante análises macrográficas da junta foi avaliada a zona afetada pelo calor e a presença de regiões com possível falta de preenchimento. O controle servohidráulico desenvolvido apresenta uma resposta dinâmica adequada para esta aplicação, no entanto são apresentadas algumas propostas de melhorias. / An alternative process to the conventional arc welding for mating difficult-to-join materials or in underwater environment is friction welding. During this work a friction welding equipment was developed for research and determination of optimum welding parameters under different environments. To evaluate the equipment performance the friction hydro pillar processing method was used. Data acquisition of the welding parameters allows assessing the system behavior within the operational range. Joints of low carbon and low alloy steels have been obtained. Macrographic analyses of the weld joint were performed to evaluate the heat affected zone and the presence of unfilled regions. The servohydraulic control developed have shown an adequate dynamic response for this application, nevertheless some improvements are proposed.

O presente trabalho visa estudar a influência da taxa de resfriamento sobre um aço API 5L-X80, extraído de uma seção circular de duto, soldado com o processo MAG automatizado e com dois arames, um maciço e um arame tubular de alma metálica. Para a obtenção de diversas taxas de resfriamento, cinco distintos pré-aquecimentos foram utilizados. Preliminarmente foram realizadas soldas de simples deposição de metal sobre uma seção do duto, com o objetivo de estudar as transformações metalúrgicas na Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e no metal de solda. A seguir foram soldados, com cinco diferentes temperaturas de pré-aquecimento e de interpasse, chanfros duplo V com nariz. As soldagens de simples deposição de metal foram analisadas com o uso de Microscópio de Luz, Microscópio Eletrônico de Varredura e Dureza. Sobre os chanfros soldados, as propriedades mecânicas e metalúrgicas foram avaliadas com os ensaios de Tração, Dobramento, Impacto (Charpy-V) e Dureza (Vickers). Os resultados dos testes mecânicos foram superiores aos mínimos definidos por norma, com resultados muito interessantes. Houve uma boa correlação entre os testes de dureza, tração e ensaio de impacto. Os ensaios mecânicos em conjunto com as análises metalúrgicas demonstraram que o efeito combinado do tempo e temperatura, criaram grandes alterações nos resultados. As propriedades mecânicas das juntas soldadas foram superiores as mínimas exigidas pela norma API 5L. / This work aims to study the cooling rate effects on an API 5L-X80 steel (circular hollow section) welded with automatized GMAW and with two distinct wires one solid and one metal cored. In order to obtain different cooling rates, five distinct pre-heatings were utilized. At first, beads on plate welds were made, on a section of the pipeline, as a preliminary study of the metallurgical alterations in the Heat Affected Zone (HAZ) and in the weld metal. Also, five double V grooves were welded, using different preheating and interpass temperatures. On the beads on plate welds were evaluated metallurgical and metallurgical properties through Light Microscope, Scanning Electron Microscope and hardness. On the welded grooves, the mechanical properties were evaluated through Tensile, Bending, Impact (Charpy-V) and Hardness (Vickers) tests. The results of mechanical tests were above the minimum defined by standard, with very interesting results. There was a good correlation between the hardness testing, tensile and impact testing. The mechanical tests together with metallurgical analysis showed that the combined effect of time and temperature, created huge changes in the results. The mechanical properties of the welded joints were higher than the minimum required by the standard API 5L.

O presente trabalho estuda uniões entre chapas de aço DP600 e chapas das ligas de alumínio AA 6181–T4 e AA 5754–H22, obtidas através do processo Friction Spot Welding (FSpW). A soldagem de materiais dissimilares é um dos grandes desafios para a engenharia, pois as propriedades de distintos materiais são muito diferentes na maioria das vezes, o que dificulta a realização deste tipo de união pelos métodos convencionais de soldagem com fusão. O processo FSpW requer menos energia que os processos de soldagem convencionais, não produz fumos, radiação ou resíduos. Permite obter a união de materiais no estado sólido, sendo, portanto potencialmente indicado para uniões dissimilares. Por ser um processo muito mais “limpo” que os usados convencionalmente, pode contribuir significativamente com uma grande preocupação mundial que é a sustentabilidade. A influência de um revestimento galvanizado nas chapas de aço para a qualidade das uniões resultantes foi avaliada realizando-se as operações de soldagem com as chapas de aço nas condições com e sem a camada galvanizada. O método estatístico de Taguchi foi utilizado para definir os parâmetros de soldagem que maximizassem a resistência das juntas para cada condição de ensaio, sendo a qualidade das juntas obtidas definida pela resistência da união ao ensaio de cisalhamento. Durante a soldagem, a temperatura em pontos específicos foi adquirida e, posteriormente, as juntas foram submetidas à análise metalográfica e de composição química por EDS. A partir da análise das macro e microestruturas dos corpos de prova com melhor resistência ao cisalhamento, foi possível associar diferentes parâmetros de processo e mecanismos de união para cada tipo de junta. O estudo comprovou a possibilidade de obtenção de uniões dissimilares entre o aço e as duas ligas de alumínio através do processo FSpW, especialmente quando utilizou-se o aço com a camada galvanizada que apresentou modo de união mais eficaz. / This work aims at the study of welding DP600 steel to AA6181-T4 and AA5754-H22 aluminum alloys plates by Friction Spot Welding (FSpW). Welding of dissimilar materials is a great challenge for engineering due to the diverse properties of different materials, that difficult welding by conventional methods of fusion. FSpW is a joining method that requires lower energy than conventional welding processes and produces no hazard gases or radiation. It allows solid state joining that is potentially indicated to dissimilar materials joining, and contributes significantly to sustainability, because the process can be considered “cleaner” that those used conventionally. The influence of the galvanized layer on the joint performance with the steel plates on was tested using steel plates with and without this coating. The Taguchi statistic method was employed to define the welding process parameters that produce higher shear stress resistance to each test condition, so the welding joints quality was defined based on the union resistance to shear. During the welding operation the temperature at given positions was acquired and the resulting joints were submitted to metallographic and chemical composition analysis. From the analysis of specimen that showed best stress test performance to each joint condition, it was possible to associate different process parameters and joint mechanisms to each condition. The study demonstrates the feasibility of joining the steel to both aluminum alloys using FSpW. The best shear test results were obtained with the presence of a galvanized layer.

Este trabalho teve por objetivo verificar a possibilidade de obtenção de juntas de um aço TRIP 800 através do processo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica (SPFMM), e relacionar processo, microestruturas e propriedades mecânicas nestas soldas. Além da caracterização microestrutural, ensaios de microdureza e de cisalhamento foram efetuados para entender o comportamento mecânico das juntas. As amostras foram produzidas utilizando-se uma ferramenta de nitreto de boro cúbico (PCBN) e três diferentes velocidades de rotação da ferramenta - 1600, 2000 e 2400 rpm - assim como dois diferentes tempos de mistura (dwell times), 2 e 3s. Após a execução das soldas, devido aos ciclos térmicos e deformações impostas pelo processo, foram observadas três diferentes zonas nas juntas: a zona de mistura (ZM), a zona termomecanicamente afetada (ZTMA), e a zona termicamente afetada (ZTA). Os tamanhos destas zonas variaram de acordo com a condição de soldagem empregada. De um modo geral, eles aumentaram com o aumento da velocidade de rotação, não tendo sido observadas mudanças significativas com o aumento do tempo de mistura. Como o aço TRIP empregado neste estudo possuía uma camada de zinco em sua superfície, após o processo foi observada uma linha contendo zinco na ZM. Foi observado o comportamento do revestimento de zinco em diferentes etapas do processo, até a formação desta linha de zinco. Os ensaios de cisalhamento mostraram que a presença da linha de zinco é o fator de maior importância com relação às propriedades mecânicas, porém a microestrutura também possui influência na etapa final da fratura. Levando estes fatos em consideração, foi proposta a sequência de fratura das amostras durante os ensaios de cisalhamento. As soldas realizadas com velocidade de rotação de 2000 rpm foram as que apresentaram os melhores resultados em cisalhamento, pois nos dois tempos de mistura empregados, a média dos valores de força no ensaio de cisalhamento foi pelo menos igual à mínima recomendada em soldas a ponto por resistência elétrica. / The aim of this work was to verify the feasibility of producing friction stir spot welds of a TRIP 800 steel and correlate process, microstructures and mechanical properties in these joints. In addition to the microstructural characterization, microhardness and lapshear tests were performed in order to understand the mechanical behavior of the joints. The samples were produced using a polycrystalline cubic boron nitrides (PCBN) tool and three different rotational speeds - 1600, 2000 and 2400 rpm - and two different dwell times, 2 and 3s. After the welding, due to the thermal cycles and deformations imposed by the process, three different zones were observed in the joints: the stir zone (SZ), the thermomecanically affected zone (TMAZ), and the heat affected zone (HAZ). The widths of these zones were dependent of the welding condition employed. In a general way, they increased by increasing the rotational speed, and it was not observed a significant change in their widths by increasing the dwell time. The TRIP steel employed in this study had a zinc coating on both surfaces. After the process, it was observed a remnant zinc line in the SZ. It was showed the zinc coating behavior in different steps in the welding process, including the zinc line formation. The lap-shear tests have demonstrated that the zinc line was the factor of major influence regarding the mechanical properties. However the microstructure also played a role at the final of the fracture process. Taking these facts into account, it was also proposed a fracture sequence of the samples during lap-shear tests. The welds produced at tool rotational speed of 2000 rpm have presented the best performance in lap-shear tests, because at the two dwell times employed, the average of the load values observed was at least equal to the minimum recommended for resistance spot welds.

Neste trabalho foram desenvolvidos procedimentos de soldagem pelo processo GMAW (CCC e Pulsado) para o aço inoxidável superduplex UNS S32760. Esta pesquisa justifica-se pelo fato de que o desempenho dos aços duplex/superduplex pode ser severamente afetado pelas alterações metalúrgicas causadas pelos ciclos térmicos impostos durante a soldagem. Sendo assim, é constante a busca pelo desenvolvimento de processos de soldagem e procedimentos que mantenham as propriedades mecânicas e de resistência à corrosão em patamares que atendam os requisitos cada vez maiores da indústria petroquímica. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência à corrosão do aço inoxidável superduplex UNS S32760 soldado pelo processo GMAW, empregando transferência metálica por Curto Circuito Controlado na raiz e Pulsada nos passes de enchimento e acabamento, sob três diferentes misturas gasosas (Ar-He-CO2, Ar-N2-CO2 e Ar puro). Também foi analisada a influência de diferentes condições de acabamento na solda de raiz (raiz como soldada, escovada, passivada e usinada) no ensaio de corrosão por pite. Foram realizados ensaios de corrosão segundo a norma ASTM G-48 e ensaios para a obtenção da Temperatura Crítica de Pite (CPT) segundo a norma ASTM G-150. Para melhor avaliar e discutir os resultados dos ensaios de corrosão foi realizado a quantificação de fases (contagem de ferrita/austenita), por microscopia ótica, além de avaliação da tenacidade por meio de ensaio Charpy. Os resultados mostraram que o processo GMAW não convencional, apesar do seu uso ainda estar bastante incipiente na indústria petroquímica, pode suprir a necessidade de um processo de alta produtividade com baixa energia de soldagem capaz de produzir juntas metalurgicamente adequadas. A preparação da superfície afeta diretamente os resultados no ensaio de corrosão, sendo o melhor acabamento (usinado) mais benéfico à resistência à corrosão. / In this work, welding procedures were developed using the GMAW (CCC and Pulsed) process for the UNS S32760 superduplex stainless steel. This research is justified by the fact that the performance of the duplex/superduplex steels can be severely affected by metallurgical changes caused by thermal cycling imposed during welding. So, its constant the search of the development of process and procedures to maintain the mechanical properties and corrosion resistance at levels that meet the increasing requirements of the petrochemical industry. The objective of this job was the evaluate the corrosion resistance of superduplex stainless steel UNS S32760 welded the GMAW process, using controlled short circuit metal transfer for the root and pulsed arc for the filling and capping runs under three different shielding gás (Ar-He-CO2, Ar-N2-CO2 and Ar). Also analyzed the influence of different finishing conditions of the weld root (as welded, brushed, pickled and machined) in the pitting corrosion test. Corrosion tests were performed according to ASTM G-48 and testing for the obtaining of critical pitting temperature (CPT) according to ASTM G-150. To better evaluate and discuss the results of corrosion tests was performed to quantify phases (counting the ferrite / austenite), by optical microscopy, and valuation of toughness by Charpy test. The results showed that non conventional GMAW process, although its use still to be quite incipient in petrochemical industry, it can supply the need of a process of high productivity with low heat input capable to produce committees appropriate metallurgy. The preparation of the surface directly affects the results in a corrosion test, being the best finish (machined) better resistance to corrosion.

O elevado fluxo de calor envolvido no processo de soldagem de componentes favorece o aparecimento de tensões residuais, cujo alívio propicia o surgimento das distorções. Uma vez que essas distorções podem comprometer a utilização dos componentes, tornam-se relevantes pesquisas a respeito dos parâmetros, mensuração e previsão das distorções. Este trabalho tem como objetivo analisar as distorções na soldagem GMAW de uma junta tipo T, através do estudo termoestrutural em um modelo numérico pelo método dos elementos finitos com validação experimental. Para isso, o trabalho foi dividido em duas etapas sequenciais, sendo a primeira destinada à validação do modelo numérico e a segunda à elaboração de casos numéricos para análise. O modelo numérico utiliza elementos finitos tridimensionais para a obtenção do campo de temperaturas e distorções. Para a aplicação do fluxo de calor à peça utilizou-se a equação de Goldak como modelo de aporte de calor na análise térmica transiente. A dependência da temperatura na variação das propriedades físicas e mecânicas dos materiais foi considerada. A parte experimental da primeira etapa permitiu definir duas velocidades de soldagem mantendo a mesma energia do processo, originando dois conjuntos de parâmetros denominados como principais e alternativos. Na segunda etapa foram analisados oito casos, definidos através da combinação de três variáveis: variação da velocidade, sequência de soldagem e tempo de resfriamento entre filetes. O campo de temperaturas transiente é verificado pela medição de temperaturas em oito pontos, enquanto o campo de distorções é verificado utilizando um sistema de medição por coordenadas. Dentre os casos analisados, a menor distorção foi observada no caso 6 (velocidade mais rápida, sequência “vai-volta” e com intervalo de resfriamento) onde a distorção máxima foi de 4,31 mm, enquanto a maior distorção foi apresentada pelo caso 4 (velocidade mais lenta, sequência “vai-vai” e com intervalo de resfriamento) com distorção máxima de 6,41 mm. / The high heat flow involved in the component’s welding process favors the appearance of residual stress, which alleviation provides the appearance of distortions. Once these distortions can impair the use of the components, become relevant searches about the parameters, measurement and prediction of distortions. This work aims to analyze the distortions in GMAW welding of a T-type joint, through thermo-structural study in a numerical model by finite element method with experimental validation. For this, the work was divided in two sequential stages, the first aimed to the numerical model’s validation and the second to the development of numerical cases to analysis. The numerical model uses three-dimensional finite elements for obtainment the temperature field and distortions. For the application of heat flow to the part was used the Goldak’s equation as a model of heat input in transient thermal analysis. The temperature dependence in the variation of physical and mechanical properties of the materials was considered. The experimental part of the first stage allowed to define two welding speeds while keeping the same process energy, originating two sets of parameters called principal and alternative. In the second stage, eight cases were analyzed, defined by the combination of three variables: speed variation, sequence of welding and cooling time between fillets. The transient temperature field is checked by measuring temperatures in eight points, while the distortion field is checked using a coordinate measuring system. Among all cases analyzed, the lowest distortion was observed in case 6 (fastest speed, "going-back" sequence and cooling interval) in which the maximum distortion was 4.31 mm, while the largest distortion was presented by the case 4 (slower speed, "go-go" sequence and cooling interval) with maximum distortion of 6.41 mm.

O processo de soldagem no estado sólido Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (SFMM), tradução do original em inglês ¨Friction Stir Welding¨ (FSW), já foi estudado extensivamente e obteve resultados muito bem sucedidos em ligas de Alumínio. Especificamente para ligas de aplicação naval existe uma lacuna muito grande de conhecimento. Este trabalho tem por objetivo caracterizar e analisar juntas soldadas da liga de aço naval GL E36 através de SFMM. A espessura das chapas soldadas foi de 6 mm em junta de topo com ferramenta de Nitreto de Boro Cúbico Policristalino (NBcp). A velocidade de rotação da ferramenta foi mantida constante em 500 rpm e foram usadas velocidade lineares de 1, 2 e 3 mm/s objetivando-se diferentes aportes térmicos. Foram obtidas soldas de 1,2 metros de comprimento com características estéticas muito boas e homogêneas na superfície ao longo do comprimento das juntas. Todas as juntas foram produzidas com aquisição dos ciclos térmicos através de termopares colocados próximos a região da face da solda em diferentes posições no início, meio e final da solda. A ferramenta, mesmo após aproximadamente 8,5 metros de soldas, apresentou um bom comportamento ao desgaste sem perdas apreciáveis nas dimensões do pino. Para avaliação das propriedades das juntas foram retirados corpos de prova para análise microestrutural e de microdureza, ensaio de tração e dobramento, no início, meio e final da solda. Adicionalmente, foi usado ensaio radiográfico para detecção de defeitos e possíveis fragmentos da ferramenta proveniente de desgaste. E para a análise do comportamento da tenacidade à fratura foi usado o corpo de prova do tipo ¨compact tension¨ (CT-50) posicionado com a boca do entalhe na região da zona de mistura da solda. Todas as amostras de tração romperam no material de base. Os perfis de microdureza mostraram picos de até 400 Vickers para todas as juntas. A microestrutura consistiu principalmente de ferrita, martensita e bainita com diferentes níveis de refinamento e diferentes morfologias. Os melhores comportamentos em relação a tenacidade à fratura avaliados por meio da construção das curvas de resistência foram das juntas processadas com 2 mm/s e 3 mm/s. / The solid state welding process Friction Stir Welding (FSW) has been studied extensively and achieved very successful results on aluminum alloys. Nevertheless, to apply FSW on steel alloys more research is required. Specifically for steel grades for shipbuilding applications there is a wide knowledge gap. Thus, this work aims to evaluate the mechanical and microstructural properties of processed joints for the shipbuilding steel grade GL E36 using FSW. The weld plate thickness used was 6 mm using butt joint configuration with polycrystalline cubic boron nitride (pcBN) tool. The rotational speed of the tool was kept constant at 500 rpm with welding speeds of 1, 2 and 3 mm/s seeking to achieve different heat inputs, i.e., different mechanical and metallurgical properties. Joints of 1.2 meters long with very good aesthetic features and homogenous surface along the length were obtained, proving the stability of the process. Thermal profile of all joints were taken using thermocouples placed near the joint region of the weld face at different positions: beginning, middle and ending of the weld. The tool even after approximately 8.5 meters of welds showed good wear behavior without appreciable loss on the dimensions of the probe. To evaluate the joint behavior, specimens for microstructural analysis and hardness, tensile test and bending were removed at the beginning, middle and ending of the weld. Additionally, radiographic test was used for defects inspection and detection of possible debris from tool wear. For the analysis of the fracture toughness behavior was used Compact Tension (CT-50) specimens positioned with the notch at the stirred zone. All tensile samples failed at the base material, i.e. the produced joints achieved a greater resistance than the base material after processing. The microhardness profiles showed peaks of up to 400 Vickers for all the conditions. The microstructure found consisted mainly of ferrite, martensite and bainite with different levels of refinement and different morphologies. The best behavior concerning the fracture toughness evaluation using the crack resistance curves were for the joints processed with 2 mm/s and 3 mm/s of welding speeds.

Processos de soldagem por atrito apresentam diversas vantagens na união de materiais metálicos. O processamento de pinos por atrito ou “Friction Hydro Pillar Processing” (FHPP), é um exemplo de tecnologia de soldagem por atrito que pode ser utilizado no reparo de estruturas metálicas em ambientes hostis. Dependendo dos parâmetros de soldagem e dos materiais utilizados (pinos consumíveis e material base), as soldas FHPP podem apresentar defeitos como trincas na interface de união da junta e presença de inclusões. Tais defeitos e as tais inclusões comprometem a integridade mecânica e metalúrgica da solda, logo a inspeção utilizando ensaios não destrutivos é justificada. Utilizando o ensaio de ultrassom, soldas FHPP com chapas de aço ASTM A36 e pinos de aços ASTM A36 e SAE 8620 foram inspecionadas, variando somente as seguintes forças axiais do processo de soldagem: 200, 250, 300 e 350kN. Foi possível relacionar os resultados do ensaio de ultrassom com a localização de defeitos e inclusões nos corpos-de-prova e esses sinais foram validados através de micrografia das juntas estudadas. / Friction welding processes have several advantages in the union of metallic materials. The friction processing of pins or Friction Hydro Pillar Processing (FHPP), is an example of friction welding technology that can be used in the repair of metallic structures in hostile environments. Depending on the welding parameters and materials used (consumable pins and base material), the FHPP welds can present defects like cracks in the bond surface and the presence of inclusions. Such inclusions and defects compromise the mechanical integrity of the weld and therefore a inspection using nondestructive evaluation is justified. Using ultrasonic testing, FHPP welds using ASTM A36 steel plates and ASTM A36 and SAE 8620 steel pins were surveyed, varying only the axial forces in the welding process: 200, 250, 300 and 350kN. It was possible to relate the ultrasound testing results with the location of defects and inclusions in the specimens and those signals were validated by the micrography of the joints studied.

Devido à crescente utilização de componentes eletrônicos nos veículos automotores, as exigências mecânicas nesses itens estão cada vez maiores. Nos primeiros veículos a eletrônica embarcada era inexistente, em meados do século passado, passou a ser pequena e utilizada somente para funções de funcionamento e pouco importantes para a segurança, e caso ocorresse alguma falha não havia risco de vida. Nos automóveis desenvolvidos nas últimas décadas, os componentes eletrônicos estão sendo utilizados em aplicações como controle de injeção de combustível, sistemas de tração e freios, direções elétricas e acionamento de air bags, que estão diretamente relacionadas à segurança. Os requisitos de qualidade desses itens elevaram-se consideravelmente exigindo operação em temperaturas extremas e grandes acelerações. O processo de união mais eficiente para satisfazer aos requisitos mecânicos ainda é o de soldagem, mas há dificuldade em realizar as uniões sem danificar o componente ou prejudicar as propriedades elétricas em peças finas, da ordem de décimos de milímetros na espessura, com diferentes camadas de revestimento. Este trabalho analisa o processo de soldagem em capacitores, utilizando uma fonte de soldagem por resistência do tipo inversora, estudando os parâmetros de operação necessários para realizar a união de uma chapa de aço com 0,6 mm de espessura recoberta com três camadas de diferentes materiais: cobre, níquel e superfície externa de ouro. Este componente deve ser soldado a uma peça de alumínio. A influência da corrente de soldagem, pressão dos eletrodos, tempo de aplicação da corrente e tempo de retenção sobre a qualidade da união, avaliada pela resistência à tração alcançada e capacidade de realizar a união sem dano aos componentes ou ocorrência de falhas na superfície, foi analisada utilizando projeto de experimentos (DOE). Os resultados experimentais comprovam a eficiência do processo para utilização neste tipo de componentes garantindo a qualidade da junta e do componente para o desempenho de sua função. / Due to the increasing use of electronics in vehicles, the mechanical demands on these items are increasing. In the first vehicles onboard electronics was nonexistent in the middle of the last century, came to be used only for small, operating functions and unimportant to safety, and when there was a failure there was life threatening. In cars developed in recent decades, the electronic components are being used in applications such as fuel injection control, drive systems and brakes, directions and drive electric air bags, which are directly related to safety. The quality requirements of these items rose considerably demanding operation at extreme temperatures and high accelerations. The joining process more efficient to meet the mechanical requirements is still welding, but there is difficulty in performing the joints without damaging the component or interfere with the electrical properties of thin pieces, exhibiting tenths of a millimeter in thickness of different coating layers. This study examines the welding process in capacitors, using a inverter resistance welding power source, studying the operation parameters required to perform the joining of a steel plate 0.6 mm thick coated with three layers of different materials: a copper layer, a nickel layer and an external gold layer. This component must be welded to an aluminum plate. The influence of welding current, electrode pressure, time of current application and retention time on the quality of the union, as assessed by tensile resistance and ability to perform achieved union without damage to components or occurrence of any failures, was analyzed using design of experiments (DOE). The experimental results demonstrate the efficiency of the welding process in such components assuring the quality to perform its function.

O objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros do processo de soldagem MAG com transferência do metal do tipo Curto-circuito Controlado (CCC) sobre a geometria do cordão de solda. Foi utilizado um dispositivo de soldagem automatizado para realização dos testes de simples deposição sobre um tubo de aço API 5L X65 diâmetro interno 204 mm e espessura 8 mm. Os parâmetros do processo analisados foram a corrente de pico de arco (Ia1), o tempo de atuação desta corrente (ta1), o tempo de atuação da corrente Ia2 (ta2), a velocidade de alimentação do arame (W) e a velocidade de soldagem (v). Tais parâmetros foram ajustados na interface homem-máquina (IHM) de uma fonte de potência microprocessada e do dispositivo de soldagem automatizado. As características geométricas do cordão de solda analisadas foram a largura, a altura do reforço e a penetração. Foi utilizado um Projeto de Experimento Composto de Segunda Ordem para obter a relação entre os parâmetros do processo e as características geométricas do cordão. Os modelos matemáticos obtidos foram considerados adequados, sendo possível determinar estatisticamente o nível de significância de cada um dos parâmetros controláveis – e de suas interações – sobre as respostas analisadas. Foram encontradas sobreposição e falta de fusão lateral em 60% dos corpos de prova avaliados, sendo levantada a hipótese de que a combinação de altos valores da corrente de pico de arco Ia1 com baixos valores do tempo de atuação deste parâmetro – ta1, aliada à utilização de gases de proteção com alta porcentagem de Ar, pode comprometer a eficiência de fusão nas laterais do cordão de solda. Os cordões de solda foram produzidos com quantidade reduzida de salpicos, representando um avanço do processo CCC quando comparado ao processo com transferência do metal por curto-circuito convencional. Os parâmetros controláveis Ia1 e ta1 produziram efeitos muito similares nas respostas de largura e penetração, quando considerados de forma isolada e também quando da interação destes com os demais parâmetros controláveis. A análise dos efeitos das interações principais revelou que Ia1 e ta1 são os parâmetros de maior influência nas respostas da geometria do cordão de solda, porém, com elevada dependência de um ajuste adequado da velocidade de alimentação do arame W para a obtenção de estabilidade do processo. / This work aims to study the influence of MAG welding process parameters with controlled short-circuit (CSC) metal transfer mode on weld bead geometry. The simple deposition weld tests were performed using a micro controlled power supply and an automatized device which enabled achievement of weld beads with standard conditions on API 5L X65 steel pipe whose inner diameter is 204 mm and thickness is 8 mm. The welding process parameters analyzed were the peak arcing current (Ia1), times (ta1) and (ta2), wire feed speed (W) and welding speed (v). Such parameters were set on Human-Machine Interface (HMI) of the micro controlled power supply and automatized welding device. The weld bead geometric features evaluated were width, reinforcement height and penetration depth. A Central Composite Face- Centred Design of Experiment was performed to obtain the relationship between the process parameters and the weld bead geometric features. Statistical analysis allowed development of mathematical models and they were found appropriate to determine the significance level of the process parameters – and their interactions – on output responses analyzed. Overlap and lack of fusion was detected on weld beads side in 60% of all specimens evaluated. The hypothesis formulated states that the origin of these discontinuities is from specific combination of parameters – high values of Ia1 and low values of ta1 together with usage of a shielding gas with high percentage of Ar – which would lead to lower fusion efficiency on weld bead side. The weld beads were produced with low spatter rates so it can be considered an improvement of the CSC process if compared with conventional short-circuit metal transfer mode. The peak arcing current Ia1 and time ta1 yielded similar effects on width and penetration depth, and it was valid when that parameters were taken both isolated and on interactions with other welding process parameters. The present study also revealed that Ia1 and ta1 are the most important parameters on influencing weld bead geometry, however, there is also strong dependence on a proper adjustment of wire feed speed W to obtain process stability.