Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:25:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho procurou-se determinar as melhores condições para realizar a soldagem em aços AISI P20 e VP50IM, utilizados para moldes de injeção de plásticos, de modo a obter no estado como soldado características adequadas para responder uniformemente aos processos de polimento, espelhamento e texturização. A importância dessa uniformidade reside em que as diferenças de relevo na superfície são transferidas à peça injetada. As soldagens foram realizadas pelo processo TIG alimentado, usando um sistema mecanizado. Para a soldagem do aço P20 foi utilizado material de adição dissimilar, AWS ER 80S-B2. Para a soldagem do VP50IM foram utilizados dois arames, similar e dissimilar AWS ER 80S-B6. Em depósitos de cordão simples realizados com diferentes energias e posteriormente submetidos a tratamentos de superfície, foi possível verificar que para obter superfícies polidas ou espelhadas satisfatórias é preciso ter uma dureza uniforme na solda e metal de base, MB. Pelo contrário, a qualidade da superfície texturizada depende da uniformidade na microestrutura, mais do que na dureza. A partir de dados do ensaio de "implante de cordão", valores das temperaturas de transformação obtidos por dilatometria e uso de modelo de transferência de calor em soldagem, foi possível otimizar a aplicação das técnicas da dupla camada e passe de revenido, de modo que as soldas submetidas aos diversos tratamentos superficiais apresentaram qualidade satisfatória, para todas as combinações de materiais de base e de adição estudados. Enquanto que no aço VP50IM uma camada é suficiente para conseguir esses resultados, no aço P20 é necessário aplicar uma segunda camada para promover o tratamento térmico da primeira.

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 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 conjunto de tubos denominado sistema pneumático, tem a função de conduzir o ar quente pressurizado desde o motor até os pontos de utilização pelos sistemas ambientais da aeronave. A ocorrência de falhas em serviço de peças desse sistema soldadas pelo processo TIG (Tungsten Inert Gas), motivou o estudo da substituição desse processo pelo de soldagem a laser. Foi utilizado um laser a fibra de 2 kW de potência e tubos de titânio comercialmente puro grau 2, de 0,5 mm de espessura e 50 mm de diâmetro. Para efeito de comparação foram realizadas soldas pelo processo TIG, semi-automático, cujos parâmetros foram obtidos junto a uma empresa fabricante de aviões. Os tubos de titânio foram soldados em cheio, sem adição de arame, e o argônio foi utilizado como gás de proteção. Os parâmetros de soldagem a laser selecionados foram 200 W e 2000 mm/min e, 250 W e 300 mm/min. Os tubos soldados a laser apresentam cordões com aproximadamente 1 mm de largura e grãos de Ti-CP ?, enquanto que as soldas TIG resultam em cordões de 5 mm e grãos grosseiros serrilhado de Ti-CP ?. O refinamento microestrutural observado nas amostras soldadas a laser, em relação à TIG, deve-se a alta taxa de resfriamento, que no laser foi cerca de 70 vezes maior do que no TIG. Os tubos soldados a laser e TIG foram ciclados na bancada pneumática, 44.000 vezes, a 350 oC, sem fraturarem ou iniciarem uma trinca que comprometesse os testes de pressurização cíclica. Os resultados de fadiga evidenciaram uma maior resistência mecânica da solda a laser na condição de 200 W e 2000 mm/min, quando comparado com as demais condições de soldagem. As avaliações microestruturais e mecânicas dos cordões de solda evidenciaram as vantagens do processo de soldagem a laser para substituir o TIG, em junções do sistema pneumático de aeronaves. / The engine bleed air system, also known as pneumatic system, conducts the pressurized hot air from the engine to the environmental systems of aircrafts. In-service failures of the arc welded pneumatic parts have driven further developments of laser beam welding as an alternative method. Here, a fiber laser with 2 kW power had been employed to weld commercial purity titanium alloy tubes with 0.5 wall thickness and 50 mm diameter. For comparison purposes, semiautomatic TIG welding was realized, based on the previous experience of an aircraft company. All the welds were autogenous, bead-on-plate, and under protective argon atmosphere. The chosen parameters speed and laser powers for laser welding were 200 W - 2000 mm/min and 250 W - 300 mm/min. The laser welded tubes presented 1-mm wide weld beads composed by grained ?-Ti. The TIG welded tubes showed 5-mm wide beads composed by acicular ?-Ti grains. These observed differences had been associated to the cooling rate, which is seventy times higher in the laser case. Both laser and TIG welded tubes were cycled 44.000 times in a pneumatic bench at 350 oC without failures or cracks that could break the internal pressure. The condition 200W-2000mm/min presented superior fatigue resistance values compared to other welding conditions, and being similar to the tubes in the unwelded condition. On the other hand, the condition 250W-3000mm/min presented the highest dispersion for the fatigue lives. The microstructural and mechanical results shown that the current laser technology could replace with advantages the arc welding for the joining of the titanium tubes in the aircrafts pneumatic system.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-14T21:54:07Z No. of bitstreams: 1 NATHÁLIA CRISTINA MORAIS LIA FOOK - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 2182368 bytes, checksum: 5948d7190b44ee52e0cbfdbf788ee8dd (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T21:54:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NATHÁLIA CRISTINA MORAIS LIA FOOK - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 2182368 bytes, checksum: 5948d7190b44ee52e0cbfdbf788ee8dd (MD5) Previous issue date: 2015-10-05 / Capes / As ligas de Ni-Ti têm possibilitado uma melhoria em muitos projetos tradicionais de engenharia e das áreas médicas e ortodônticas, com suas propriedades únicas de superelasticidade e efeito de memória de forma. Nas últimas décadas, as pesquisas e análises para aplicações destas ligas se tornaram cada vez mais específicas, para estudos sobre micro e nano atuadores visando aplicações em dispositivos médicos e ortodônticos e em microssistemas eletromecânicos. Assim, os processos de soldagem se tornaram importantes aliados, promovendo a união entre atuadores de liga de memória de forma (LMF) com semelhantes e dissemelhantes, uma forma de aumentar as aplicações úteis de materiais disponíveis, principalmente como biomateriais. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo geral a avaliação da resistência à corrosão em uma região de solda obtida por microssoldagem TIG autógena em fios de Ni-Ti superelásticos com fios de Ni-Ti termoativados em solução que simula a saliva humana. Os fios soldados também passaram por um tratamento térmico feito com base em um planejamento fatorial 3². A caracterização dos fios íntegros e soldados (com e sem tratamento térmico) foi realizada utilizando ensaios de calorimetria diferencial de varredura (DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e também quanto à resistência à corrosão. Os resultados obtidos revelaram que o processo de soldagem TIG utilizado neste trabalho gerou juntas soldadas de excelente qualidade, apresentando uma boa resistência à corrosão no eletrólito que simula a saliva humana. O planejamento experimental utilizado para verificar a influência da temperatura e do tempo do tratamento térmico nos resultados de corrosão gerou um experimento ótimo com temperatura de 350°C e um tempo no intervalo de 20 a 40 minutos. Estes resultados foram confirmados através dos ensaios de espectroscopia de impedância eletroquímica. / The Ni-Ti alloys have enabled the improvement in many projects from the traditional engineering and from the medical and orthodontic areas with their unique properties of superelasticity and shape memory effect. In recent decades, researches and analysis for applying these alloys have become increasingly more specific, tending to studies on micro and nano actuators targeting applications in medical and orthodontic devices and in electromechanical microsystems. Thus, the welding processes have become important allies by promoting the union between shape memory alloy actuators (SMA) with similar and dissimilar ones, which is one way of increasing the useful applications of available materials, especially biomaterials. In this context, this study aimed at analyzing the corrosion resistance in the weld region obtained by autogenous TIG micro welding in Ni-Ti superelastic wires with thermo-active Ni-Ti wires in a solution that simulates human saliva. The welded wires also Soldiers wires also undergone heat treatment made based on a factorial design 3. The characterization of the original and welded wires (with and without heat treatment) was performed using differential scanning calorimetry (DSC) and scanning electron microscopy (SEM) tests and also regarding its resistance to corrosion. The results revealed that the TIG welding process used in this work generated welds of excellent quality, showing a good resistance to corrosion in the electrolyte that simulates human saliva. The experimental design used to investigate the influence of temperature and time of heat treatment in corrosion results generated a great experiment with temperature of 350 °C and time in the range of 20 to 40 minutes. These results were confirmed by means of electrochemical impedance spectroscopy tests.

Tendo em vista a tendência mundial de se buscar a diminuição de peso de estruturas metálicas de veículos, o desenvolvimento de aços de resistência mecânica superior apresenta-se como um importante fator para a competitividade e sustentabilidade da indústria brasileira, além da segurança do usuário. No setor automobilístico, as reduções no peso e no consumo de combustível requerem não somente a pesquisa de novos aços, mas também a utilização de componentes híbridos, resultantes, entre outros, da união entre os aços austeníticos inovadores de alta liga e baixo custo (TRIP) e aços ferríticos comerciais (ARBL). Na presente dissertação foram investigadas as propriedades mecânicas microestruturais, antes e após o processo de soldagem TIG, dos aços TRIP e ARBL utilizados pela indústria automotiva. O principal objetivo do trabalho foi avaliar possíveis estruturas e modificações nas propriedades das juntas soldadas de acordo com parâmetros de soldagem pré-determinados. Primeiramente, verificaram-se as extensões da zona termicamente afetada dos corpos de prova soldados. Os perfis de microdureza indicaram que não houve uma alteração significativa de dureza na zona termicamente afetada do aço de efeito TRIP, enquanto que para o aço ARBL observa-se um considerável aumento. Os limites de escoamento determinados pelos ensaios de tração realizados permitiram a obtenção dos níveis de resistência mecânica das juntas soldadas. Através dos ensaios de microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica foi possível observar a influência do aporte térmico na zona termicamente afetada do aço ARBL. A análise de EDX nas juntas dissimilares permitiu observar a presença de zonas parcialmente diluídas na zona fundida do lado do metal de base ARBL, a caracterização da composição química nas interfaces entre os metais de base e o metal de solda e prever a microestrutura destas regiões. As fases presentes nos metais de base e na zona fundida foram caracterizadas também pela difração de raios x. Por meio da estereologia quantitativa caracterizou-se as fases presentes na zona fundida e determinou-se suas proporções em função do aporte térmico. / In view of the global trend of searching for the weight reduction of metal frames in vehicles, the development of superior mechanical resistance steels presents itself as an important factor for the competitiveness and sustainability of the Brazilian industry, as well as to user safety. In the automotive industry, the reductions in vehicle weight and fuel consumption not only require research of new types of steel but also the use of hybrid components, which result, amongst other things, between the union of austenitic innovative high alloy and low cost (TRIP) with commercial ferritic steels (HSLA). This dissertation analyses the microstructural mechanical properties before and after the TIG welding process, the TRIP steel, and HSLA used by the automotive industry. The main objective of this study was to evaluate possible phase changes in steel structures and transformation in the properties of the welded joints according to pre-determined welding parameters by analyzing extensions of the heat-affected and melted zones of welded specimens. The micro hardness profiles showed no significant changes in hardness in the heat affected HSLA steel, while the TRIP steel showed considerable increase. Additionally, the yield point determined by the traction tests performed, allowed the obtainment of the mechanical resistance levels of the welded joints. Through the tests of scanning electron and optical microscopy was observed the influence of heat input on heat affected zone of HSLA steel. EDX analysis allowed us to observe the presence of molten zones partially diluted in the side of the base metal HSLA, characterization of the chemical composition at the interface of the base metal and weld metal and predicting the microstructure in these regions. The phases present in the base metal and weld zone were characterized too by x-ray diffraction. By quantitative stereology characterized by the phases present in the weld zone and their proportions were determined as a function of heat input.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2019-02-08T11:08:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Willian Ricardo.pdf: 8465496 bytes, checksum: a01921f9da37abb9909a79e5b398408c (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-08T11:08:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Willian Ricardo.pdf: 8465496 bytes, checksum: a01921f9da37abb9909a79e5b398408c (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 / Turbinas hidráulicas usadas em usinas hidrelétricas podem apresentar desgastes por cavitação e trincas em sua operação, as quais em alguns casos reparadas por soldagem a arco elétrico, por ser um processo de menor custo em comparação à troca da turbina. O aço inoxidável martensítico A743 grau CA6NM é empregado em serviços que requerem boa resistência mecânica associada a resistência à corrosão, principalmente em equipamento para extração de petróleo nos rotores e componentes de turbinas hidráulicas. Este trabalho tem por escopo analisar a microestrutura formada após processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) de um aço ASTM A743 CA6NM, usando material de adição similar, avaliando a presença da estrutura ferrita delta, austenita retida e carbonetos. Variando as espessuras das amostras e parâmetros de soldagem como passe único de soldagem e multipasse, mantendo temperatura de pré-aquecimento e interpasse de150ºC. Estimando a influência dos parâmetros na microestrutura com a dureza dos cordões e da ZTA. Os experimentos revelaram que um único passe de solda é suficiente para a formação de ferrita delta na forma de rede ao longo do cordão de solda e nas regiões expostas a altas temperaturas na zona termicamente afetada (ZTA), assim como o perfil de durezas da seção transversal do cordão de solda apontam durezas que variam desde 344 ± 6 HV para a região fundida, passando por um pico de dureza de 379 ± 4 HV na ZTA e terminando no metal base com 290 ± 5 HV, na solda multipasse a origem das diferentes morfologias de ferrita é múltipla, havendo uma diferença da taxa de resfriamento nos cordões,sendo que entre a base e o topo da solda pode ser percebido acumulo de ferrita delta na região interpasse e no topo do ultimo cordão de solda e a variação de largura da ZTA pelos passes subsequentes, a morfologia da ferrita delta zona termicamente afetada (ZTA) na condição multipasse, assim como o perfil de durezas da seção transversal dos cordões de solda apontam durezas que variam desde 311 ± 24 HV para a região fundida, passando por um pico de dureza de 326 ± 33 HV na ZTA. / Hydraulic turbines used in hydroelectric plants may present wear by cavitation and cracks in their operation, and in some cases repaired by electric arc welding, being a process of lower cost compared to the turbine exchange. A743 grade martensitic stainless steel CA6NM is used in services that require good mechanical resistance associated with corrosion resistance, especially in oil extraction equipment, rotors and hydraulic turbine components. This work aims to analyze the microstructure formed after TIG (Tungsten Inert Gas) welding of an ASTM A743 CA6NM steel, using similar addition material, evaluating the presence of the delta ferrite, retained austenite and carbides structure. By varying the sample thicknesses and welding conditions as single pass welding and multipass, maintaining preheating temperature and interpass of 150ºC. Estimating the influence of the parameters in the microstructure with the hardness of the strands and the ZTA. The experiments revealed that a single soldering pass is sufficient for the formation of delta ferrite in the form of a net along the weld bead and in the regions exposed to high temperatures in the thermally affected zone (ZTA), as well as the hardness profile of the section cross section of the weld beads indicate hardness ranging from 344 ± 6 HV to the molten region, passing through a hardness peak of 379 ± 4 HV in the ZTA and ending in the base metal with 290 ± 5 HV, in the multipass weld the origin of the different In the present study, the ferrite morphologies are multiple, with a difference in the cooling rate in the cords, between the base and the top of the weld it is possible to detect the accumulation of delta ferrite in the interpass region and at the top of the last weld bead and the ZTA The thermally affected zone delta ferrite (ZTA) morphology in the multipass condition, as well as the cross section hardness profile of the weld beads, point to hardnesses that vary from 311 ± 24 HV for the molten region, passing through a hardness peak of 326 ± 33 HV in the ZTA.

Os aços inoxidáveis do tipo duplex possuem grande importância na indústria, principalmente na do petróleo e gás natural, por apresentarem elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Caracterizam-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita. O presente trabalho caracterizou juntas soldadas por TIG autógeno de aço inoxidável duplex UNS S32760. Foram confeccionados quatro grupos de amostras, provenientes da variação da corrente de soldagem e consequentemente do aporte térmico (corrente de pico: 25A e 40A - aporte térmico: 0,12KJ/mm e 0,19KJ/mm) e da composição do gás de proteção (argônio puro ou argônio contendo 2,5% nitrogênio). Foram utilizadas técnicas de caracterização por metalografia colorida, análise e processamento digital de imagens, ensaios de microdureza Vickers. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios de potencial em circuito aberto com solução de cloreto férrico (FeCl3) e eletrodo de referência de calomelano saturado. A análise quantitativa das fases ferrita e austenita presentes nas juntas soldadas mostrou que a adição de nitrogênio no gás de proteção favoreceu a formação da fase austenita, variando de 11% (sem nitrogênio) para 26% (com nitrogênio) a quantidade desta fase. Em uma análise qualitativa a variação do aporte térmico: 0,12KJ/mm para 0,19KJ/mm resultou no aumento do tamanho de grãos da fase ferrita. / The duplex stainless steels are of great importance in industry, mainly in oil and natural gas due to their high mechanical strength and excellent corrosion resistance. They are characterized by having biphasic structure, consisting of nearly equal proportions of ferrite and austenite. The present work characterized welded joints by autogenous TIG process of duplex stainless UNS S32760. Four groups of samples were prepared, from the variation of welding current and consequently of heat input (20A and 40A - heat input: 0.12KJ/mm and 0.19KJ/mm) and the composition of shielding gas (pure argon or argon containing 2.5% nitrogen). Techniques of characterization by colored metallography, analysis and digital image processing and Vickers microhardness tests techniques were used. To evaluate the corrosion resistance, tests were performed at open circuit potential with a solution of ferric chloride (FeCl3) and reference electrode of saturated calomel. The quantitative analysis of ferrite and austenite phases present in the welded joints showed that the addition of nitrogen in shielding gas favored the formation of austenite phase, ranging from 11% (without nitrogen) to 26% (with nitrogen) the amount of this phase In a qualitative analysis the variation of heat input (0.12KJ/mm and 0.19KJ/mm) resulted in an increase of the ferrite phases grain size.

[pt] Os aços inoxidáveis duplex (AID) são uma classe de aços que combinam a alta resistência mecânica da ferrita e a ductilidade da austenita possuindo alto limite de escoamento e resistência à corrosão, sendo empregados em meios corrosivos com solicitações mecânicas elevadas. As boas propriedades mecânicas e de resistência à corrosão se devem a microestrutura duplex (ferrita e austenita), com proporções volumétricas similares, e cujo balanço é controlado por meio da composição química e tratamentos térmicos durante a fabricação. No entanto, durante processos de fabricação e manutenção, como a soldagem por fusão, em função do processo utilizado e dos ciclos térmicos impostos, assim como pela presença de gases de proteção que induzem determinada atmosfera, as propriedades do metal de solda e da zona termicamente afetada (ZTA), podem ser alteradas. Deste modo, a composição química, a distribuição dos elementos de liga e balanço das fases destas regiões serão suscetíveis a transformações de fases como ferritização, precipitação de fases indesejáveis e perda de elementos de liga, como níquel e nitrogênio, resultando em redução da resistência à corrosão. A presença de nitrogênio nos aços duplex, tanto em conjunto ou como substituto para o níquel, influencia na formação da austenita e também no controle da cinética de transformação de fases durante o resfriamento. O presente trabalho teve como objetivo estudar os efeitos do nitrogênio e do níquel na transformação de fases de dois aços inoxidáveis duplex (SAF 2304 e 2507) durante dois processos de soldagem: autógena e com metal de adição contendo Ni. Ambas as soldagens foram realizadas com aporte térmico fixo e com um e dois passes, utilizando a técnica de cordão sobre chapa para a soldagem com metal de adição. Foram utilizados dois gases de proteção, Ar e Ar + N2. Foram avaliadas a dureza e a resistência à corrosão por cloreto. A microestrutura da ZTA e composição química final do metal de solda alteraram significativamente, comparados ao metal de base. A fração volumétrica da fase austenítica na ZTA reduziu em todas as situações avaliadas. A presença de nitrogênio no gás de proteção manteve o teor deste elemento constante ou mais elevado no metal de solda. Cada conjunto de condições de soldagem aplicada apresentou diferentes características de dureza e resistência à corrosão por pites, sendo que na soldagem autógena do SAF 2507 foram encontradas durezas mais altas e menores perdas de massa após ensaio de corrosão. Com a adição de N2 no gás de proteção o teor de nitrogênio final aumentou em relação ao teor de nitrogênio no metal base, porém a fração volumétrica de austenita não se elevou da mesma forma. / [en] Duplex stainless steels (DSS) combines high yield stress from ferrite and ductility from austenite, good mechanical and corrosion resistance. It has been used in corrosive environments associated with severe mechanical stress. The good mechanical strength and corrosive resistance properties are due to the duplex microstructure (ferrite and austenite), with the same volumetric fraction, whose balance is controlled by chemical composition and heat treatment during steel manufacturing. However, when welded by process such as fusion welding the high thermal cycles and the presence of shielding gases inducing a certain atmosphere, the properties of the weld metal (WM) and the heat affected zone (HAZ) can be significantly changed. Therefore, the chemical composition, element partioning and the phase balance in these regions (WM and HAZ) will be susceptible to phase transformations such as ferritization, precipitation of secondary phases and alloy element losses, such as nitrogen and nickel, resulting in the decrease of the corrosion resistance. The presence of nitrogen in the duplex steels, either together or as a substitute for nickel, influences the austenite formation and controls phase transformation kinetics during cooling as well. The objective of this work was to study the effect of nitrogen and nickel on the phase transformation of two duplex stainless steels (SAF 2304 and 2507) during two welding processes: autogenous and with Ni-containing filler metal, considering a fixed thermal input and welds with one and two passes, using the technique of bead on plate for the weld with filler metal. Two shielding gases were used, Ar and Ar + N2. Hardness and corrosion resistance in chloride environment were evaluated for each studied condition. Both HAZ microstructure and final chemical composition of the weld metal modified significantly, when compared to the base metal. The HAZ volume fraction of austenite was reduced, and the presence of nitrogen in the shielding gas helped to keep the nitrogen content the same or increased in the weld metal. Each set of weld parameters applied presented different characteristics of hardness and pitting resistance corrosion. The autogenous welding of the SAF 2507 presented higher hardness and low weight losses. In a general way, the addition of N2 in the shielding gas increased the nitrogen content of the weld metal for all conditions of lean duplex material, compared to the base metal, but the austenite volumetric phase did not increased in the HAZ.

Tendo em vista a tendência mundial de se buscar a diminuição de peso de estruturas metálicas de veículos, o desenvolvimento de aços de resistência mecânica superior apresenta-se como um importante fator para a competitividade e sustentabilidade da indústria brasileira, além da segurança do usuário. No setor automobilístico, as reduções no peso e no consumo de combustível requerem não somente a pesquisa de novos aços, mas também a utilização de componentes híbridos, resultantes, entre outros, da união entre os aços austeníticos inovadores de alta liga e baixo custo (TRIP) e aços ferríticos comerciais (ARBL). Na presente dissertação foram investigadas as propriedades mecânicas microestruturais, antes e após o processo de soldagem TIG, dos aços TRIP e ARBL utilizados pela indústria automotiva. O principal objetivo do trabalho foi avaliar possíveis estruturas e modificações nas propriedades das juntas soldadas de acordo com parâmetros de soldagem pré-determinados. Primeiramente, verificaram-se as extensões da zona termicamente afetada dos corpos de prova soldados. Os perfis de microdureza indicaram que não houve uma alteração significativa de dureza na zona termicamente afetada do aço de efeito TRIP, enquanto que para o aço ARBL observa-se um considerável aumento. Os limites de escoamento determinados pelos ensaios de tração realizados permitiram a obtenção dos níveis de resistência mecânica das juntas soldadas. Através dos ensaios de microscopia eletrônica de varredura e microscopia ótica foi possível observar a influência do aporte térmico na zona termicamente afetada do aço ARBL. A análise de EDX nas juntas dissimilares permitiu observar a presença de zonas parcialmente diluídas na zona fundida do lado do metal de base ARBL, a caracterização da composição química nas interfaces entre os metais de base e o metal de solda e prever a microestrutura destas regiões. As fases presentes nos metais de base e na zona fundida foram caracterizadas também pela difração de raios x. Por meio da estereologia quantitativa caracterizou-se as fases presentes na zona fundida e determinou-se suas proporções em função do aporte térmico. / In view of the global trend of searching for the weight reduction of metal frames in vehicles, the development of superior mechanical resistance steels presents itself as an important factor for the competitiveness and sustainability of the Brazilian industry, as well as to user safety. In the automotive industry, the reductions in vehicle weight and fuel consumption not only require research of new types of steel but also the use of hybrid components, which result, amongst other things, between the union of austenitic innovative high alloy and low cost (TRIP) with commercial ferritic steels (HSLA). This dissertation analyses the microstructural mechanical properties before and after the TIG welding process, the TRIP steel, and HSLA used by the automotive industry. The main objective of this study was to evaluate possible phase changes in steel structures and transformation in the properties of the welded joints according to pre-determined welding parameters by analyzing extensions of the heat-affected and melted zones of welded specimens. The micro hardness profiles showed no significant changes in hardness in the heat affected HSLA steel, while the TRIP steel showed considerable increase. Additionally, the yield point determined by the traction tests performed, allowed the obtainment of the mechanical resistance levels of the welded joints. Through the tests of scanning electron and optical microscopy was observed the influence of heat input on heat affected zone of HSLA steel. EDX analysis allowed us to observe the presence of molten zones partially diluted in the side of the base metal HSLA, characterization of the chemical composition at the interface of the base metal and weld metal and predicting the microstructure in these regions. The phases present in the base metal and weld zone were characterized too by x-ray diffraction. By quantitative stereology characterized by the phases present in the weld zone and their proportions were determined as a function of heat input.