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.

O objetivo deste trabalho é analisar a influência dos parâmetros de um sistema mecanizado de soldagem, composto por uma tocha TIG e outra MAG em tandem, sobre a geometria do cordão de solda resultante. Os resultados obtidos foram comparados com soldas realizadas pelos processos TIG e MAG operando isoladamente. Os testes foram executados por meio de simples deposição de cordões sobre chapas de aço ao carbono AISI 1010 com espessura de 6,3 mm. Os parâmetros analisados foram: corrente de soldagem e distância da ponta do eletrodo até a peça no processo TIG, velocidade de alimentação de arame e tensão do arco no processo MAG, além de velocidade de soldagem e distância entre as tochas. Os cordões de solda foram executados em um dispositivo de soldagem mecanizado, que permite a variação da velocidade de soldagem, distância da ponta do eletrodo TIG e a distância entre as tochas. Os ajustes de corrente e tensão de soldagem foram feitos em duas fontes de potência separadas, ambas do tipo transformador-retificador, uma para cada tocha, devido às diferentes curvas características de cada processo. Através do projeto de experimento fatorial fracionado, foram avaliados os efeitos de dois níveis, um mínimo e outro máximo, mais quatro réplicas dos seus níveis intermediários, resultando em 20 experimentos para cada processo de soldagem. Os valores dos resultados finais indicam uma diferença ao utilizar uma tocha TIG para pré-aquecer o material base, porém, estatisticamente, essa diferença não é significativa entre os processos TIG e MAG em tandem e MAG convencional para a faixa de parâmetros de soldagem adotada. / This study aims to investigate the influence of process parameters of a mechanized welding system, comprising a GTAW torch and a GMAW torch in tandem configuration, on the geometry of the resulting weld bead, performed using GTAW and GMAW welding processes in tandem. The results were compared with weld beads performed by conventional GTAW and GMAW welding processes. The tests were conducted performing bead-on-plate deposits over AISI 1010 6,3 mm thick carbon steel plates. GTAW current, GMAW wire feed speed, GTAW arc length, GMAW voltage, welding speed and the distance between GTAW and GMAW torches were the analyzed parameters. The weld beads were performed in a mechanized welding bench, which allows the variation of speed, distance between torches and arc length of the GTAW torch. Current and voltage adjustments were made in two separate transformer-rectifier power sources, one for each welding torch, due to their different characteristic curves of each process. Through the fractional factorial design of experiment, the effects of two different levels for each parameter were analyzed, plus four replicates of the average values of these levels, resulting in 20 experiments for each welding process. The results show a difference on the weld bead geometry using a GTAW torch to preheat the base metal, however, this difference is not statistically significant between GTAW and GMAW welding process in tandem and GMAW welding process for the adopted range of welding parameters.

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.

O presente trabalho objetiva estudar a eficiência térmica do arco elétrico e de fusão para o processo de soldagem MAG, do inglês Metal Active Gas, em diferentes geometrias de juntas soldadas. As soldas foram feitas inicialmente em um calorímetro de fluxo contínuo de água, seguidas de deposição de cordão sobre chapa e soldagem de juntas em ângulo “T”, sempre em aço carbono. A metodologia de projeto de experimentos Box-Behnken foi empregada para a avaliação da influência da variação dos parâmetros de soldagem (tensão, velocidade de alimentação do eletrodo e velocidade de soldagem) nas eficiências, dentro do modo de transferência metálica por curto circuito. Diferentes equações propostas na literatura para o cálculo da eficiência de fusão são comparadas. Para a adequada aquisição da eficiência térmica pelo calorímetro, preliminarmente é avaliada a influência da vazão de água e da geometria na entrada de um calorímetro de fluxo contínuo sobre a eficiência térmica do arco. O procedimento experimental consiste em testar diferentes vazões de água e três configurações geométricas na região de entrada de água no calorímetro: com rolha reta, com difusor cônico e com obstáculo. Os experimentos foram planejados e os resultados avaliados com base na análise de variância estatística de um único fator, no caso, a vazão de água na entrada do calorímetro. A maior eficiência térmica média de 80,5% foi obtida para a vazão de 4 l/min, com baixo erro estatístico, utilizando rolha de entrada com geometria de difusor cônico. O modelo em que o fluxo entra diretamente no tubo apresentou todos os valores de eficiência térmica do arco com pequeno decréscimo numérico se comparados com o difusor cônico, enquanto a rolha com obstáculo apresentou elevado erro estatístico. Com base nos resultados descritos, a eficiência térmica do arco elétrico foi avaliada com a vazão de 4 l/min para o projeto de experimentos Box-Behnken, os valores obtidos estão na faixa de 72 a 82% conforme a combinação dos parâmetros de soldagem. A velocidade de soldagem e a tensão do arco se mostraram como os parâmetros de maior influência na eficiência térmica do arco. Os resultados relativos à eficiência de fusão indicam maiores valores nas soldas realizadas no calorímetro e por simples deposição sobre chapa. A junta T apresentou os menores valores de eficiência de fusão e de diluição para todos os casos. O parâmetro de maior influência na eficiência de fusão foi a corrente de soldagem. / The main aim of the present work is to study arc thermal efficiency and fusion efficiency to Gas Metal Arc Welding – GMAW, using different joint geometries. At first, the welds were performed in a continuous water flow calorimeter, followed by bead on plate and T – joint deposits. The Box-Behken design of experiments methodology was used to analyze the effect of welding parameters (arc voltage, wire feed speed and welding speed) on the efficiencies, when using short circuit metal transfer. The results of the fusion efficiency calculation were compared using different equations found in the literature. To correctly evaluate the thermal efficiency, it was necessary to analyze the influence of water flow rate and calorimeter inlet geometry. The experimental procedure consists of varying water flow rate and testing three different calorimeter inlet seal geometries: straight seal, conical diffuser seal and seal with water flux obstacle. The experiments were designed and the results evaluated based in a one-factor statistical analysis of variance, in this case the inlet calorimeter water flow. The highest average thermal efficiency is 80.5% to water flow of 4 l/min, with a low statistical error, using the conical diffuser seal inlet geometry. The inlet with straight seal model shown all the arc thermal efficiency values with slightly lower numerical values compared with conical diffuser, while the seal with flux obstacle exhibited high statistical error. Based on these results, the arc thermal efficiency was evaluated using 4 l/min water flow to the Box-Behnken Design, resulting values in the 72 to 82% range, depending on the welding parameters. The welding speed and arc voltage were the parameters that significantly affect arc thermal efficiency. The fusion efficiency results of the welds performed on the calorimeter and bead on plate were. The welds performed in T joints exhibit lowest fusion efficiency and dilution to each welding parameters combination tested. The fusion efficiency is strongly affected by the welding current.

A aplicação de aços de alta resistência está fortemente difundida na indústria mecânica, principalmente em aplicações onde a redução de peso é importante, como por exemplo, a indústria de implementos rodoviários e maquinários agrícolas. Esta dissertação visa analisar a influência de diferentes aportes térmicos no comportamento microestrutural e mecânico de juntas soldadas através do processo MAG de modo a obter juntas com propriedades otimizadas. Para este estudo foram utilizadas chapas metálicas com espessura de 3 mm do aço de alta resistência e baixa liga USI LNE700. Os parâmetros nominais de energia de soldagem foram variados de acordo com os valores descritos pelo fornecedor SSAB. O processo de soldagem foi realizado com o auxílio de um sistema robotizado para manter a homogeneidade ao longo da junta, distância e posicionamento correto no comprimento total da junta soldada. Os ensaios para verificação do comportamento microestrutural e mecânico foram realizados com auxílio de microscopia ótica, perfis de microdureza e ensaios de tração. Buscaram-se utilizar aportes térmicos reduzidos para minimizar os efeitos de revenimento da martensita presente no metal de base, um dos principais responsáveis pela redução das propriedades mecânicas da junta soldada. Os resultados não mostraram significativa variações na microestrutura e propriedades de tração do material, porém o preenchimento da junta soldada formada apresenta um comportamento diretamente proporcional à energia de soldagem. / The application of high strength steels is strongly diffused in the engineering industry, especially in applications where weight reduction is important, such as the industry of agricultural machines and trailers industry. This investigation aims to analyze the influence of different heat inputs on microstructural and mechanical behavior of joint welded by GMAW in order to obtain joints with optimized properties. Sheet metal with a thickness of 3 mm high strength low alloy steel LNE700 (supplier Usiminas) were used. The welding energy was varied around the nominal value informed by the steel supplier SSAB for this study. The welding process was made using robotic system to maintain homogeneity along the joint, right distance and position during the total weld joint length. The microstructural and mechanical behaviors were performed with the optical microscope, microhardness profile and traction test. We attempted to use lower heat inputs to minimize the effects of tempering of martensite present in the base metal, a major contributor to the reduction of the mechanical properties of the welded joint. The results did not show significant microestructural and tensile properties variation, however, when the welding energy is increased, the welded joint penetration formed was increased as well.

Devido à demanda de aumento de produtividade na indústria, a utilização de materiais mais leves, busca por processos de reparos com melhor custo, em conjunto com o avanço das tecnologias, evolução dos processos de soldagem, e esses fatores aliados aos benefícios de uma maior taxa de fusão, melhor controle da penetração, faz com que o processo MIG/MAG com polaridade variável apresente consideráveis avanços tecnológicos nos dias de hoje. Porém, a seleção dos parâmetros da curva típica de corrente do processo (composta por corrente de pico, corrente de base positiva e corrente negativa), é ainda um desafio. Buscando um melhor entendimento da influência da polaridade negativa no processo de soldagem, em especial para aplicações de revestimento, este trabalho tem como objetivo analisar os parâmetros da polaridade negativa individualmente em relação a geometria do cordão de solda, utilizando aço ao carbono como metal base e aço inoxidável como metal de adição. O planejamento e execução do experimento foi realizado com base na metodologia de projeto de experimentos Box-Behnken, variando três fatores: tempo de corrente negativa, intensidade de corrente negativa e tempo de corrente de base positiva, em três níveis cada um. Primeiramente alcançou-se a minimização da diluição, onde o tempo de corrente negativa apresentou efeito significativo no resultado final, sendo seu nível máximo (15 ms) o responsável pelos menores valores de diluição, aproximadamente 12%, recomendado em soldagem para revestimento. Posteriormente, foi avaliado o efeito dos parâmetros em relação à penetração, altura e largura do cordão de solda, sendo o tempo de corrente negativa em 15 ms e corrente negativa em -150 A os níveis que apresentaram melhores resultados. Após, os parâmetros da polaridade negativa utilizados foram comparados com os termos proporcionais sugeridos pela literatura (%EN). E, por fim, avaliou-se uma forma de curva de corrente sem a corrente de base positiva, onde foi concluído que não há significância das diferentes formas de curva de corrente sobre os resultados na penetração do cordão de solda, assim como a necessidade da corrente de base na estabilidade do arco elétrico do processo. / Due to the demand to increase productivity in the industry, use lighter materials, search for repair processes with better cost, in combination with advancement of technologies, evolution of welding processes, connected with the benefits of a higher melting rate and better control of the process penetration, it was possible to verify advances in the MIG / MAG Variable Polarity welding technique. However, the selection of the parameters of the typical process current curve (composed by peak current, positive current and negative current), is still a challenge today. The aim of this work is to analyze the negative polarity parameters individually in relation to the weld bead geometry, using carbon steel as base metal and stainless steel as addition metal. The planning and execution of the experiment was performed based on the Box-Behnken design methodology, varying three factors: negative current time, negative current intensity and positive base current time, at three levels each one. Firstly, dilution minimization was achieved, which showed that the negative current time had a strong influence on the final result, and the maximum level (15 ms) was responsible for the lowest dilution values, nearby 12%, ideal for welding cladding. Then, the parameters were evaluated in relation to penetration, height and width of the weld bead, which for welding cladding, the negative current time 15 ms and negative current -150 A presented better results. Next, the negative polarity parameters were compared with the proportional terms suggested by the literature (%EN). Finally, a form of current curve without positive base current was evaluated, where it can be concluded that the current curve form does not have significance on the penetration results, as well as the necessity of the base current in the arc electric stability.

soldagem de aços inoxidáveis duplex AID SAF 2205 utilizando o processo Metal Active Gas (MAG) ainda tem poucos dados e referências, estes aços são conceituados devido ao seu equilíbrio entre resistência mecânica e à corrosão, resultado de sua microestrutura composta por austenita e ferrita. A soldagem dos aços inoxidáveis duplex exige um controle de aporte térmico, da composição química do metal de adição e gás de proteção. Mínimas mudanças em parâmetros e composição dos consumíveis podem afetar diretamente a estrutura formada na região da solda. Neste trabalho, o objetivo foi estudar a influência da utilização do processo de soldagem MAG com diferentes energias aplicadas ao AID SAF 2205, sobre a resistência à corrosão das amostras resultantes. Foram usados quatro valores de energias de soldagem, entre 0,6 e 1,1 kJ/mm, sendo a maior energia limitada à espessura das chapas, que era de 5 mm. Quando foi analisada a microestrutura formada na região da solda, a quantificação de ferrita na zona afetada pelo calor apresentou uniformidade nas amostras, independendo da energia de soldagem. Contudo, a quantidade de ferrita no metal de solda diminuiu à medida que a energia aumentou. A precipitação de nitretos de cromo foi observada no interior de alguns grãos de ferrita e/ou próximo a regiões com austenita secundária intragranular. Os perfis de microdureza Vickers não apresentaram nenhum valor acima de 300 HV, e nenhum comportamento diferenciado de acordo com área de indentação. A resistência à corrosão não apresentou mudanças consideráveis, o metal base e as regiões da solda nas quatro condições se comportaram de forma muito similar. Os ensaios de imersão em cloreto férrico, seguindo a ASTM G48, permitiram observar a formação de pites, mas a quantidade e densidade destes não pode ser associada a uma região da solda específica ou variação de energia de soldagem. Os valores de parâmetros eletroquímicos, OCP, ECORR, e EPIT, após os ensaios de polarização potenciodinâmica de acordo com a ASTM G5, tiveram pouca variação, mostrando um comportamento em corrosão similar para o metal base e para os metais de solda das quatro diferentes condições de energia de soldagem empregadas. / Welding of AID SAF 2205 duplex stainless steels using the Metal Active Gas (MAG) process still has few data and references, these steels are conceptualized due to their balance between mechanical resistance and corrosion, resulting from their microstructure composed of austenite and ferrite. The welding of duplex stainless steels requires a control of the thermal input, the chemical composition of the addition metal and the shielding gas. Minimal changes in parameters and composition of consumables will directly affect the structure formed in the region of the weld. In this work, the objective was to study the influence of the MAG welding process with different energies applied to AID SAF 2205, on the corrosion resistance of the resulting samples. Four values of welding energies were used, between 0.6 and 1.1 kJ / mm, with the greatest energy limited to the thickness of the plates, which was 5 mm. When the microstructure formed in the region of the weld was analyzed, the quantification of ferrite in the zone affected by the heat showed uniformity in the samples, independent of the welding energy. However, the amount of ferrite in the weld metal decreased as the energy increased. The precipitation of chromium nitrides was observed in the intermetallic was associated with grain boundaries α / γ, inside some ferrite grains, close to regions with secondary intragranular austenite. The Vickers microhardness profiles showed no value above 300 HV, and no behavior differed according to the indentation area. The corrosion resistance did not change considerably, the base metal and the regions of the weld in the four conditions behaved very similarly. Ferric chloride immersion assays, following ASTM G48, allowed to observe the formation of pites, but the amount and density thereof can not be associated with a specific weld region or weld energy variation. The values of electrochemical parameters, OCP, ECORR, and EPIT, after the potentiodynamic polarization tests according to ASTM G5, showed little variation, showing a similar corrosion behavior for the base metal and the solder metals of the four Different welding energy conditions employed.

O presente trabalho objetiva estudar a eficiência térmica do arco elétrico e de fusão para o processo de soldagem MAG, do inglês Metal Active Gas, em diferentes geometrias de juntas soldadas. As soldas foram feitas inicialmente em um calorímetro de fluxo contínuo de água, seguidas de deposição de cordão sobre chapa e soldagem de juntas em ângulo “T”, sempre em aço carbono. A metodologia de projeto de experimentos Box-Behnken foi empregada para a avaliação da influência da variação dos parâmetros de soldagem (tensão, velocidade de alimentação do eletrodo e velocidade de soldagem) nas eficiências, dentro do modo de transferência metálica por curto circuito. Diferentes equações propostas na literatura para o cálculo da eficiência de fusão são comparadas. Para a adequada aquisição da eficiência térmica pelo calorímetro, preliminarmente é avaliada a influência da vazão de água e da geometria na entrada de um calorímetro de fluxo contínuo sobre a eficiência térmica do arco. O procedimento experimental consiste em testar diferentes vazões de água e três configurações geométricas na região de entrada de água no calorímetro: com rolha reta, com difusor cônico e com obstáculo. Os experimentos foram planejados e os resultados avaliados com base na análise de variância estatística de um único fator, no caso, a vazão de água na entrada do calorímetro. A maior eficiência térmica média de 80,5% foi obtida para a vazão de 4 l/min, com baixo erro estatístico, utilizando rolha de entrada com geometria de difusor cônico. O modelo em que o fluxo entra diretamente no tubo apresentou todos os valores de eficiência térmica do arco com pequeno decréscimo numérico se comparados com o difusor cônico, enquanto a rolha com obstáculo apresentou elevado erro estatístico. Com base nos resultados descritos, a eficiência térmica do arco elétrico foi avaliada com a vazão de 4 l/min para o projeto de experimentos Box-Behnken, os valores obtidos estão na faixa de 72 a 82% conforme a combinação dos parâmetros de soldagem. A velocidade de soldagem e a tensão do arco se mostraram como os parâmetros de maior influência na eficiência térmica do arco. Os resultados relativos à eficiência de fusão indicam maiores valores nas soldas realizadas no calorímetro e por simples deposição sobre chapa. A junta T apresentou os menores valores de eficiência de fusão e de diluição para todos os casos. O parâmetro de maior influência na eficiência de fusão foi a corrente de soldagem. / The main aim of the present work is to study arc thermal efficiency and fusion efficiency to Gas Metal Arc Welding – GMAW, using different joint geometries. At first, the welds were performed in a continuous water flow calorimeter, followed by bead on plate and T – joint deposits. The Box-Behken design of experiments methodology was used to analyze the effect of welding parameters (arc voltage, wire feed speed and welding speed) on the efficiencies, when using short circuit metal transfer. The results of the fusion efficiency calculation were compared using different equations found in the literature. To correctly evaluate the thermal efficiency, it was necessary to analyze the influence of water flow rate and calorimeter inlet geometry. The experimental procedure consists of varying water flow rate and testing three different calorimeter inlet seal geometries: straight seal, conical diffuser seal and seal with water flux obstacle. The experiments were designed and the results evaluated based in a one-factor statistical analysis of variance, in this case the inlet calorimeter water flow. The highest average thermal efficiency is 80.5% to water flow of 4 l/min, with a low statistical error, using the conical diffuser seal inlet geometry. The inlet with straight seal model shown all the arc thermal efficiency values with slightly lower numerical values compared with conical diffuser, while the seal with flux obstacle exhibited high statistical error. Based on these results, the arc thermal efficiency was evaluated using 4 l/min water flow to the Box-Behnken Design, resulting values in the 72 to 82% range, depending on the welding parameters. The welding speed and arc voltage were the parameters that significantly affect arc thermal efficiency. The fusion efficiency results of the welds performed on the calorimeter and bead on plate were. The welds performed in T joints exhibit lowest fusion efficiency and dilution to each welding parameters combination tested. The fusion efficiency is strongly affected by the welding current.

Devido à demanda de aumento de produtividade na indústria, a utilização de materiais mais leves, busca por processos de reparos com melhor custo, em conjunto com o avanço das tecnologias, evolução dos processos de soldagem, e esses fatores aliados aos benefícios de uma maior taxa de fusão, melhor controle da penetração, faz com que o processo MIG/MAG com polaridade variável apresente consideráveis avanços tecnológicos nos dias de hoje. Porém, a seleção dos parâmetros da curva típica de corrente do processo (composta por corrente de pico, corrente de base positiva e corrente negativa), é ainda um desafio. Buscando um melhor entendimento da influência da polaridade negativa no processo de soldagem, em especial para aplicações de revestimento, este trabalho tem como objetivo analisar os parâmetros da polaridade negativa individualmente em relação a geometria do cordão de solda, utilizando aço ao carbono como metal base e aço inoxidável como metal de adição. O planejamento e execução do experimento foi realizado com base na metodologia de projeto de experimentos Box-Behnken, variando três fatores: tempo de corrente negativa, intensidade de corrente negativa e tempo de corrente de base positiva, em três níveis cada um. Primeiramente alcançou-se a minimização da diluição, onde o tempo de corrente negativa apresentou efeito significativo no resultado final, sendo seu nível máximo (15 ms) o responsável pelos menores valores de diluição, aproximadamente 12%, recomendado em soldagem para revestimento. Posteriormente, foi avaliado o efeito dos parâmetros em relação à penetração, altura e largura do cordão de solda, sendo o tempo de corrente negativa em 15 ms e corrente negativa em -150 A os níveis que apresentaram melhores resultados. Após, os parâmetros da polaridade negativa utilizados foram comparados com os termos proporcionais sugeridos pela literatura (%EN). E, por fim, avaliou-se uma forma de curva de corrente sem a corrente de base positiva, onde foi concluído que não há significância das diferentes formas de curva de corrente sobre os resultados na penetração do cordão de solda, assim como a necessidade da corrente de base na estabilidade do arco elétrico do processo. / Due to the demand to increase productivity in the industry, use lighter materials, search for repair processes with better cost, in combination with advancement of technologies, evolution of welding processes, connected with the benefits of a higher melting rate and better control of the process penetration, it was possible to verify advances in the MIG / MAG Variable Polarity welding technique. However, the selection of the parameters of the typical process current curve (composed by peak current, positive current and negative current), is still a challenge today. The aim of this work is to analyze the negative polarity parameters individually in relation to the weld bead geometry, using carbon steel as base metal and stainless steel as addition metal. The planning and execution of the experiment was performed based on the Box-Behnken design methodology, varying three factors: negative current time, negative current intensity and positive base current time, at three levels each one. Firstly, dilution minimization was achieved, which showed that the negative current time had a strong influence on the final result, and the maximum level (15 ms) was responsible for the lowest dilution values, nearby 12%, ideal for welding cladding. Then, the parameters were evaluated in relation to penetration, height and width of the weld bead, which for welding cladding, the negative current time 15 ms and negative current -150 A presented better results. Next, the negative polarity parameters were compared with the proportional terms suggested by the literature (%EN). Finally, a form of current curve without positive base current was evaluated, where it can be concluded that the current curve form does not have significance on the penetration results, as well as the necessity of the base current in the arc electric stability.

soldagem de aços inoxidáveis duplex AID SAF 2205 utilizando o processo Metal Active Gas (MAG) ainda tem poucos dados e referências, estes aços são conceituados devido ao seu equilíbrio entre resistência mecânica e à corrosão, resultado de sua microestrutura composta por austenita e ferrita. A soldagem dos aços inoxidáveis duplex exige um controle de aporte térmico, da composição química do metal de adição e gás de proteção. Mínimas mudanças em parâmetros e composição dos consumíveis podem afetar diretamente a estrutura formada na região da solda. Neste trabalho, o objetivo foi estudar a influência da utilização do processo de soldagem MAG com diferentes energias aplicadas ao AID SAF 2205, sobre a resistência à corrosão das amostras resultantes. Foram usados quatro valores de energias de soldagem, entre 0,6 e 1,1 kJ/mm, sendo a maior energia limitada à espessura das chapas, que era de 5 mm. Quando foi analisada a microestrutura formada na região da solda, a quantificação de ferrita na zona afetada pelo calor apresentou uniformidade nas amostras, independendo da energia de soldagem. Contudo, a quantidade de ferrita no metal de solda diminuiu à medida que a energia aumentou. A precipitação de nitretos de cromo foi observada no interior de alguns grãos de ferrita e/ou próximo a regiões com austenita secundária intragranular. Os perfis de microdureza Vickers não apresentaram nenhum valor acima de 300 HV, e nenhum comportamento diferenciado de acordo com área de indentação. A resistência à corrosão não apresentou mudanças consideráveis, o metal base e as regiões da solda nas quatro condições se comportaram de forma muito similar. Os ensaios de imersão em cloreto férrico, seguindo a ASTM G48, permitiram observar a formação de pites, mas a quantidade e densidade destes não pode ser associada a uma região da solda específica ou variação de energia de soldagem. Os valores de parâmetros eletroquímicos, OCP, ECORR, e EPIT, após os ensaios de polarização potenciodinâmica de acordo com a ASTM G5, tiveram pouca variação, mostrando um comportamento em corrosão similar para o metal base e para os metais de solda das quatro diferentes condições de energia de soldagem empregadas. / Welding of AID SAF 2205 duplex stainless steels using the Metal Active Gas (MAG) process still has few data and references, these steels are conceptualized due to their balance between mechanical resistance and corrosion, resulting from their microstructure composed of austenite and ferrite. The welding of duplex stainless steels requires a control of the thermal input, the chemical composition of the addition metal and the shielding gas. Minimal changes in parameters and composition of consumables will directly affect the structure formed in the region of the weld. In this work, the objective was to study the influence of the MAG welding process with different energies applied to AID SAF 2205, on the corrosion resistance of the resulting samples. Four values of welding energies were used, between 0.6 and 1.1 kJ / mm, with the greatest energy limited to the thickness of the plates, which was 5 mm. When the microstructure formed in the region of the weld was analyzed, the quantification of ferrite in the zone affected by the heat showed uniformity in the samples, independent of the welding energy. However, the amount of ferrite in the weld metal decreased as the energy increased. The precipitation of chromium nitrides was observed in the intermetallic was associated with grain boundaries α / γ, inside some ferrite grains, close to regions with secondary intragranular austenite. The Vickers microhardness profiles showed no value above 300 HV, and no behavior differed according to the indentation area. The corrosion resistance did not change considerably, the base metal and the regions of the weld in the four conditions behaved very similarly. Ferric chloride immersion assays, following ASTM G48, allowed to observe the formation of pites, but the amount and density thereof can not be associated with a specific weld region or weld energy variation. The values of electrochemical parameters, OCP, ECORR, and EPIT, after the potentiodynamic polarization tests according to ASTM G5, showed little variation, showing a similar corrosion behavior for the base metal and the solder metals of the four Different welding energy conditions employed.