ABSTRACT In the offshore productions of gas and oil are frequently used flexible pipes. The end fitting is the connection between the flexible pipe body and the production unit, at the assembly of this component is used epoxy resin to fill the free space inside it. This polymeric material holds the tensile armor wires to form the anchoring system. A critical point in the oil industry advance, beyond the technological frontier of offshore oil extraction, is the structural performance of the end fittings. In this critical component, the epoxy material must have the appropriate characteristics that allow resist the mechanical solicitations. This paper presents a characterization of five epoxy materials with the intention to determine their ability to be applied at end fittings. Pull out tests, compression tests, shear testes and measurement of hardness, were made to value the performance of those materials for this application. The performance of the five resins was compared through a TOPSIS analysis, this technique criteria are valued by their similarity to ideal solution and the influence of each parameter or property is weighted according to their importance in the system of anchoring. Resins tested showed similar hardness values, however, the values of compressive stress at yield and compressive stress at break, and the maximum shear stress showed 30% greater differences. Furthermore, the results of pull out tests demonstrated significant differences for the calculated parameters. Finally, the resin more suitable for application on end fittings was selected by analyzing TOPSIS.

RESUMEN En la producción offshore de gas y petróleo se utilizan con frecuencia ductos flexibles, los conectores son la conexión entre el cuerpo de la línea flexible y las unidades de producción. En el montaje de este componente se utiliza resina epoxi para llenar el espacio libre en su el interior. Este material polimérico fija los alambres de la armadura de tracción del ducto flexible dentro del conector, formando el sistema de anclaje. Un punto crítico en el avance de la industria petrolífera, más allá de la frontera tecnológica de la explotación offshore, es el desempeño estructural de los conectores. Por lo que el material epóxido utilizado en este componente crítico debe tener las características adecuadas que le permita resistir las solicitaciones mecánicas. En este trabajo se presenta una caracterización de cinco resinas epoxis diferentes con el objetivo de comparar sus propiedades y determinar su aptitud para ser aplicadas en conectores. Ensayos de arrancamiento, compresión, cizalla y dureza, fueron realizados a fin de evaluar el desempeño de estos materiales para dicha aplicación. El desempeño de las cinco resinas fue comparada a través de un análisis TOPSIS, en esta técnica se valoran los criterios a través de su similitud con la solución ideal y se pondera la influencia de cada parámetro o propiedad según su relevancia en el sistema de anclaje. Las resinas analizadas mostraron valores similares de dureza, sin embargo, los valores de tensión compresiva en el límite elástico y en la ruptura, así como la tensión máxima de cizalla evidenciaron diferencias mayores al 30%. A su vez, los resultados de los ensayos de arrancamiento demostraron diferencias aún más significativas en los parámetros calculados. Finalmente la resina más adecuada para la aplicación fue seleccionada a través del análisis TOPSIS.

The supermartensitic stainless steels (SMSS) are a relatively new class of corrosion resistant alloys developed to obtain a better combination of weldability, strength, toughness and corrosion resistance than conventional martensitic stainless steels. The final properties of SMSS are strongly influenced by quenching and tempering heat treatments. In this work, different routes of heat treatments were tested in a Ti-stabilized 12%Cr supermartensitic stainless steel with the objective to improve mechanical properties, specially the low temperature (-46ºC) toughness. Double and triple quenching were tested and compared to single quenching heat treatments. Two tempering temperatures (500ºC and 650ºC) were tested. The results obtained with instrumented Charpy impact tests showed that a triple quenching treatment was able to increase the density of fine TiC particles and improve the mechanical properties of specimens heat treated by quenching and tempering at 650ºC.

Resumo A utilização de materiais nobres é requisito básico em aplicações onde existe um ambiente agressivo como na indústria do petróleo e nuclear. Neste panorama, a liga Inconel 625 é frequentemente utilizada como material de cladeamento no revestimento interno de dutos rígidos. Assim, as superligas de níquel exercem papel fundamental nos campos de exploração de águas profundas e, por isso, o conhecimento de métodos modernos de soldagem aplicados a estas ligas e suas consequências nos estados de tensões residuais é importante. Portanto, o presente trabalho faz uma avaliação das tensões residuais após a Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (SFMM) em chapas soldadas de Inconel 625. A união das chapas foi realizada com rotação da ferramenta 200 e 1200 rpm e velocidade de soldagem constante (1mm/s). As medições de tensões residuais na superfície das juntas soldadas foram investigadas através da técnica de difração de raios-X. Além disso, foram avaliadas as macroestruturas e o aporte térmico de acordo com os parâmetros de soldagem empregados. Embora não existam muitos trabalhos relacionados ao processo SFMM para ligas de Inconel, provavelmente devido à sua dificuldade de soldagem, tem sido percebido um aumento na aplicação da soldagem no estado sólido como excelente alternativa para as superligas à base de níquel. Os resultados mostraram que diferentes parâmetros de processo produziram juntas soldadas distintas e, consequentemente, variações na distribuição de tensões residuais. Por fim, um aumento na velocidade de rotação da ferramenta ocasionou um aumento nas tensões residuais na zona de mistura.

Abstract The use of noble materials is a basic requirement in applications where an aggressive environment such as offshore industry and nuclear energy. In this scenario, the Inconel 625 is often used as clad material in rigid pipes. Thus, nickel superalloys play a fundamental role in the deepwater exploration fields and, therefore, understanding of modern welding methods applied to these alloys and their consequences in the residual stress states is very important. Hence, this work evaluates the residual stress distributions after Friction Stir Welding (FSW) applied on Inconel 625 sheets. FSW was performed with tool rotational speed in the range of 200 to 1200 rpm and welding speed constant. Measurements of superficial residual stresses were investigated by X-ray Diffraction. In addition, macrostructures and heat input were evaluated. Although there are only few reports related to FSW applied on Inconel alloys, probably due to this welding process difficulty, it has been regarded that there is cumulative application of a solid state welding as an excellent alternative for nickel superalloys. The results showed that different welding parameters produced distinctly welded joints and consequently changes in the residual stress distributions. Finally, an increase in the tool rotation speed increased the residual stress in the stir zone.

RESUMO Os aços inoxidáveis duplex (AID) são materiais que possuem excelente resistência mecânica e elevada resistência à corrosão em meios agressivos, fatores que contribuem para o seu emprego em larga escala nas indústrias de petróleo e de processos químicos. Estas propriedades são garantidas pela sua composição microestrutural com 50 % de fase ferrita e 50% de fase austenita em média, garantida pelas adições de elementos de liga balanceados e pela temperatura de solubilização. Em muitas aplicações o processo de soldagem é utilizado, sendo realizados ciclos térmicos no material durante o processo, que geram modificações microestruturais. Se o processo não for devidamente controlado podem ocorrer severas modificações da microestrutura característica do material e ainda causar precipitação de fases intermetálicas, que são danosas para as propriedades mecânicas e de resistência a corrosão dos AID. Portanto esse trabalho tem como objetivo fazer uma análise da região da ZAC de duas juntas de AID UNS 31803 soldadas pelo processo GMAW. A primeira junta foi soldada de acordo com a norma ISO 13847, onde a temperatura interpasse máxima deve ser de 150ºC, desta forma na (junta A) a temperatura interpasse foi mantida abaixo de 150ºC. Na segunda junta os passes foram executados de forma simultânea sem tempo para resfriamento entre os passes, sendo que a temperatura interpasse se manteve entre 250ºC - 300ºC (junta B), conforme registrado com termômetro de contato. Como resultado, observou-se na junta B uma ZAC mais extensa e presença de fases intermetálicas com maior tamanho quando comparado à junta A. Na realização da contagem de fases ferrita/austenita junto a zona afetada pelo calor (ZAC), foram encontrados para ambas as condições de soldagem uma porcentagem das fases semelhante, apresentando uma queda no percentual de austenita próxima a 10% em comparação com o material base.

ABSTRACT Duplex stainless steel (DSS) are materials with high mechanical strength and corrosion resistance in aggressive environments, the main requirements in chemical and petrochemical industry. These properties are assigned to its microstructural composition, which is around 50% ferrite and 50% austenite, based on balanced alloying elements and solubilization temperature. Generally, welding DSS applications involve thermal cycles, causing microstructure transformations. Therefore, welding processes must be properly controlled in order to reduce the occurrence of severe microstructural changes, as intermetallic phases, harmful to mechanical properties and corrosion resistance. The aim of this paper is to analyze a Heat Affected Zone (HAZ) on two DSS UNS 31803 welded joints resultant from GMAW process. The first one was welded according to standard ISO 13847, with inter-pass temperature up to 150ºC (joint A). The second one was welded through simultaneous passes, without cooling time, and inter-pass temperature range of 250ºC-300ºC (joint B), measured with contact thermometer. HAZ and intermetallic phases were larger in joint B than in joint A. Phase counting ferrite/austenite (δ/γ) was carried out in the HAZ, and detected similar percentage for both welded conditions, comparing these results with base metal composition, there is a 10% reduction in austenite phase.

Abstract The Friction Hydro-Pillar Process (FHPP) is an innovative process that has been recently studied regarding its possible in situ repair applications. There is still no literature about usage of the FHPP on duplex stainless steel (DSS) base materials to smaller forces than 25 kN. The investigation on DSS processing is crucial due his wide variety of critical uses in pipes and storage structures applied in chemical industry plants, where usual welding processes may lead to safety concerns. The aim of this study is to qualify the processing of SAF 2205 (UNS 31803) duplex stainless steel welded joints using FHPP as feasible repair procedure. For this, the studied samples were welded applying a range of axial forces. The welded joints were characterized by, α/γ phase ratio, intermetallic quantification, austenite spacing measurement, microhardness profile and microstructural qualitative studies. The results showed the efficiency in repair of the FHPP process on the production of DSS joints according with the material recommendations from the standard DNV-RP-F112.

RESUMO OBJETIVOS: Estudo da remoção de haste do tipo force-closed e a sua reinserção posterior para aumentar a exposição do acetábulo durante a revisão. Não é conhecido o quanto esse procedimento modifica a interface haste/cimento. MÉTODOS: Três modelos de hastes afiladas foram implantadas em fêmures compósitos. Extensômetros de deformação foram embebidos no aspecto medial do manto de cimento e em diversas posições sobre a superfície externa dos fêmures. As deformações foram medidas durante cargas estáticas, as quais foram aplicadas em dois diferentes momentos: após a implantação e após um milhão de ciclos de carga, seguido pela remoção e reinserção. O teste t foi feito. As diferenças entre as deformações foram confrontadas com p ≤ 0,05 entre os dois momentos de carga estática e entre os três projetos de hastes. RESULTADOS: Não foram encontradas diferenças significativas nas deformações após os dois momentos de carga para os três modelos. Não foram encontradas diferenças significativas nas deformações iniciais dos três modelos para a maioria dos extensômetros aderidos aos fêmures. CONCLUSÕES: A reinserção de haste do tipo force-closed não altera a transmissão de carga da haste para o cimento e para a superfície do fêmur, mesmo após um milhão de ciclos.

ABSTRACT OBJECTIVES: This study investigated removal of a force-closed stem, done in order to improve acetabular exposure during revision, with reinsertion afterwards. It is unknown how much this procedure modifies the stem/cement interface. METHODS: Three tapered stem models were implanted into composite femurs. Strain gauges were embedded in the medial aspect of the cement mantle and in several positions on the outer surface of the femurs. The deformation was measured during static loading, which was applied at two different times: after implantation and after one million loading cycles, followed by stem removal and reinsertion. The t test was performed. The differences in deformation were compared (at p ≤ 0.05) between the two static loading times and among the three stem designs. RESULTS: No significant differences in deformation were found after the two loading times for the three models. No significant differences in the initial deformations of the three models were found for most of the gauges attached to the femurs. CONCLUSIONS: Reinsertion of the force-closed stem does not alter the load transmission from the stem to the cement and to the surface of the femur, even after one million loading cycles.

RESUMO OBJETIVOS: Diferenças sutis no projeto da haste podem resultar em diferentes respostas mecânicas da artroplastia total do quadril. Testes que meçam a migração da haste em relação ao fêmur, bem como as deformações no cimento e no fêmur, podem salientar as diferenças entre diferentes projetos de hastes. MÉTODOS: Neste artigo foram implantadas hastes cônicas, hastes duplamente afiladas e triplamente afiladas em fêmures compósitos e submetidas a cargas estáticas e cíclicas. As hastes diferenciaram-se principalmente em relação aos afilamentos, ao raio do calcar e à rigidez proximal. A migração das hastes e as deformações tanto no fêmur quanto no cimento foram medidas. RESULTADOS: Foram observadas diferenças significativas (p < 0,05) na rotação permanente entre as hastes duplamente e triplamente afiladas, nas deformações do nível proximal medial do fêmur entre as hastes triplamente afiladas e ambas cônicas e duplamente afiladas e nas deformações do nível proximal lateral do fêmur entre as hastes duplamente afiladas e ambas cônicas e triplamente afiladas. CONCLUSÃO: Os ensaios mecânicos propostos foram capazes de produzir diferenças significativas no comportamento dessas hastes semelhantes. A rigidez proximal da haste e o raio do calcar influenciam a estabilidade rotacional e a transmissão de deformação da haste ao femur.

ABSTRACT Objectives: Subtle differences in stem design can result in different mechanical responses of the total hip arthroplasty. Tests measuring migration of the stem relative to the femur, as well as the strains in the cement mantle and on the femur can detect different mechanical behavior between stems. Methods: In this article, conical, double and triple tapered stems were implanted in composite femurs and subjected to static and cyclic loads. Stems differed mainly on taper angle, calcar radius and proximal stiffness. Stem migration and strains on the femur and in the cement mantle were achieved. Results: Significant differences (p < 0.05) were noted in the permanent rotation between double and triple tapers, in the strains on the proximal medial femur between triple and both conical and double tapers, and in the strains on the lateral proximal femur between double tapers and both conical and triple tapers. Conclusion: The proposed mechanical tests were able to detect significant differences in the behavior of these resembling stems. Stem proximal stiffness and the calcar radius of the stem influence its rotational stability and the strain transmission to the femur.

Resumo O processo de soldagem por fricção mostra-se como alternativa eficaz frente aos métodos convencionais de união de materiais, em especial a soldagem por fricção com pino consumível (Friction Hydro Pillar Processing). Com uso de equipamentos automatizados são produzidas juntas com qualidade e repetibilidade confiável, tornando possível acompanhar em tempo real o processo de soldagem. O estudo da aplicação desse processo em diferentes materiais comprova a sua utilização em sistemas produtivos. O desenvolvimento de diversas linhas de pesquisas mostra que mesmo variando materiais e geometria o tempo de processamento de juntas soldadas com no mínimo 20 mm de profundidade em chapas espessas se mantem inferior a 6 (seis) minutos. Além disso, têm-se como resultado juntas com propriedades metal/mecânica adequadas, com custo de produção reduzido e alta produtividade, mesmo para materiais com baixa soldabilidade e com características dissimilares. Neste trabalho serão apresentados diversos materiais unidos por FHPP, bem como sua aplicabilidade e vantagens.

Abstract The friction welding process is shown as an effective alternative compared to the conventional methods of joining materials, in particular Friction Hydro Pillar Processing (FHPP). With the use of automated equipment joints are produced with reliable quality and repeatability, making it possible to follow in real time the welding process. The study of the application of this process in different materials proves its use in production systems. The development of several lines of research shows that even varying materials and geometry of joints with at least 20 mm deep in thick plates, the processing time remains less than 6 (six) minutes. Furthermore, as a result joints with suitable metal/mechanical properties are made with low production cost and high productivity, even for materials with low weldability and with different characteristics. In this work will be presented various materials joined by FHPP, as well as its advantages and applicability.

Objetivo: O presente estudo faz uma análise dimensional dos diferentes acetábulos cimentados e não cimentados, nacionais e importados, disponíveis no mercado nacional para artroplastia total do quadril. Métodos: Foram considerados os acetábulos de 50mm, destinados às cabeças femorais de 28 mm. As análises dimensionais foram feitas em um equipamento tridimensional robótico de medição por coordenadas. Avaliou-se a menor espessura do polietileno e suas medidas externas (diâmetro do espaço para a cabeça femoral e diâmetro máximo do acetábulo). Resultados: A espessura mínima do polietileno foi garantida em todos os componentes testados. A espessura dos acetábulos cimentados variou de 19,185 mm a 25,358 mm, enquanto a espessura dos acetábulos não cimentados variou de 12,451 mm a 19,232 mm A espessura foi em média 27,96% menor nos acetábulos não cimentados. Em relação à cavidade acetabular do polietileno que recebe a cabeça femoral, todos os diâmetros internos apresentaram pelo menos 28 mm. Em relação ao diâmetro externo máximo do polietileno, apenas um acetábulo cimentado atingiu os 50 mm de diâmetro. Conclusões: Observaram-se grandes diferenças nas medidas entre as marcas e os modelos analisados. Os acetábulos não cimentados têm uma espessura menor. Os diâmetros dos acetábulos não cimentados também foram menores do que os cimentados, à custa de sua necessidade de inserção no metal-back.

Objective: This paper performs a dimensional analysis of different total hip arthroplasty polyethylenes, cemented and non-cemented, Brazilian made and imported. Methods: It was considered acetabular components with 50 mm for the 28 mm femoral heads. Dimensional analysis was performed on a 3D coordinate Carl-Zeiss robotic device. Polyethylene thickness and its external measurements (maximum diameter and diameter for the femoral head) were measured. Results: The minimum thickness of the polyethylene was guaranteed on all tested components. The thickness of cemented acetabular varied from 19.185 mm to 25.358 mm, while the thickness of the non-cemented acetabular varied from 12.451 mm to 19.232 mm. The thickness was 27.96% lower in non-cemented acetabular components. With respect to the polyethylene acetabular cavity that receives the femoral head, all internal diameters exhibit at least 28 mm. In relation to the maximum outer diameter of the polyethylene, only one cemented acetabular component reached 50 mm in diameter. Conclusions: There are large differences in measurements between brands and models analyzed. Cementless acetabular components have the smaller thickness. The diameters of non-cemented acetabular were also lower than those cemented at the expense of their need to insert into the metal-back.

Soldagem a ponto por fricção é um processo que ocorre no estado sólido com alta eficiência energética, baixo custo de produção além de ser um processo ambientalmente limpo. Estes processos por fricção são uma alternativa a processos convencionais tais como solda ponto por resistência, rebitamento e prensagem a frio. A ausência de uma fase de fusão nesses processos elimina defeitos como porosidades, bolhas, rebaixos, inclusões e microestruturas indesejáveis, que frequentemente aparecem na solda e zonas afetadas pelo calor em processos de soldagem por fusão. O processo de SPFMM consiste em uma ferramenta, que é uma combinação de um pino e um ombro que em rotação, penetra nas chapas formando uma junta sobreposta. O contato do pino com regiões adjacentes e do ombro com a superfície superior da junta geram calor de fricção. Este calor de fricção promove a plastificação do material da junta, que ao mesmo tempo é misturado pelo pino consolidando, assim, a formação da junta. O objetivo do presente trabalho é avaliar a influência da utilização de diferentes perfis de ferramenta e diferentes velocidades de rotação sobre a soldagem e o comportamento mecânico de ligas de alumínio soldadas pelo processo de SPFMM. A caracterização metalúrgica foi feita através de microscopia ótica, lupa e eletrônica de varredura. A caracterização mecânica das juntas foi feita através de ensaios de cisalhamento, perfis de microdureza e monitoramento de torque e força durante o processo de soldagem. Ainda foram realizadas análises do fluxo de material durante o processo. Foi possível observar uma tendência de aumentar a resistência mecânica da junta com a utilização de velocidades de rotação mais elevadas em ambos os materiais. A utilização de ferramentas com diferentes perfis apresentou diferenças representativas, porém com muita dependência da combinação de velocidade de rotação, pino e ombro utilizados.

Friction Stir Spot Welding is a process that occurs in solid state with high energy efficiency, low manufacture costs and environmentally friendly. These friction processes are an alternative to conventional processes like resistance spot welding, riveting and clinching. The absent of a fusion zone on these processes avoid defects like porosity, bubbles, recess, inclusions and undesired microstructures, that appears very often on weld metal and heat affected zones of fusion weld processes. The Friction Stir Spot Welding process (SPFMM- FSSW) consists in a rotating tool (pin and shoulder combined) that penetrates the overlap joint stirring the material and consolidating the joint. The contact of adjacent region of the tool generates the friction heating and, this heating, promotes the plasticization of the material that, at the same time, is stirred by the tool pin leaving a stir zone and a keyhole after process is finished. The aim of the present work is to evaluate the influence of tool profile and rotational speed on the mechanical and metallurgical behavior of friction stir spot welded AA6181-T4 aluminum alloy. The metallurgical characterization was performed through optical microscopy, stereoscope and scanning electron microscopy. The mechanical testing was made trough shear test, microhardness profile and torque/forces monitoring during the process. It was possible to observe a tendency of increasing in mechanical strength of the joint with applying higher rotational speed values. The utilization of different tool profiles presented significant differences, but, with much reliance of the rotational speed, pin and shoulder combination.

OBJETIVO: Medir o volume ocupado pelos dispositivos de fixação interna mais difundidos para o tratamento das fraturas de colo femoral, usando como aproximação os primeiros 30, 40 e 50mm de cada parafuso. O estudo visa observar qual desses implantes causa menor agressão óssea. MÉTODOS: Foram avaliados cinco modelos de parafusos canulados e quatro modelos de parafusos deslizantes (DHS) encontrados no mercado nacional através de diferença de volume por deslocamento de água. RESULTADOS: A fixação com dois parafusos canulados apresentou volume significativamente menor do que com DHS nas inserções de 30, 40 e 50mm (p=0,01, 0,012 e 0,013, respectivamente), a fixação com três parafusos não apresentou significância estatística (p=0,123, 0,08 e 0,381, respectivamente) e a fixação com quatro parafusos canulados apresenta volumes maiores que o DHS (p=0,072, 0,161 e 0,033). CONCLUSÕES: A fixação da cabeça femoral com dois parafusos canulados ocupa menor volume quando comparada ao DHS com diferença estatisticamente significativa. A maioria das outras combinações de parafusos não atingiram significância estatística, apesar de a fixação com quatro parafusos canulados apresentar, em média, volumes maiores que o ocupado pelo DHS.

OBJECTIVE: The objective of this paper is to measure the volume occupied by the most widely used internal fixation devices for treating femoral neck fractures, using the first 30, 40 and 50 mm of insertion of each screw as an approximation. The study aimed to observe which of these implants caused least bone aggression. METHODS: Five types of cannulated screws and four types of dy namic hip screws (DHS) available on the Brazilian market were evaluated in terms of volume differences through water displace ment. RESULTS: Fixation with two cannulated screws presented significantly less volume than shown by DHS, for insertions of 30, 40 and 50 mm (p=0.01, 0.012 and 0.013, respectively), fixa tion with three screws did not show any statistically significant difference (p= 0.123, 0.08 and 0.381, respectively) and fixa tion with four cannulated screws presented larger volumes than shown by DHS (p=0.072, 0.161 and 0.033). CONCLUSIONS: Fixa tion of the femoral neck with two cannulated screws occupied less volume than DHS, with a statistically significant difference. The majority of screw combinations did not reach statistical significance, although fixation with four cannulated screws pre sented larger volumes on average than those occupied by DHS.

The welding processes of metal joints are essential for our technological reality. Some of these methods have defects inherent in the process, encouraging the search for new techniques. Among them is the Friction Hydro-Pillar Processing (FHPP). Aiming the analysis of variations in the FHPP welds in low alloy steels, through changes in axial load applied in the rod. For the evaluation of the process, bending tests were performed, as well profiles of microhardness and visual analysis with chemical attack. The results expected are variability in the bonding between material of rod and metal base resulting in changes in the heat affected zone and in the mechanical properties of the welded region

Os processos de união por soldagem entre peças e componentes metálicos são indispensáveis para nossa realidade tecnológica. Alguns desses métodos apresentam defeitos inerentes aos processos, incentivando assim a pesquisa por novas técnicas. Entre elas está a soldagem por fricção com pino consumível. Objetivando as análises das variações no processo de soldagem por fricção com pino consumível em aço, através de modificações na carga axial aplicada, as soldas foram realizadas com diferentes cargas axiais aplicadas no pino. Para a avaliação do processo realizaram-se testes de dobramento, perfis de microdureza e análise visual com ataque químico. Os resultados esperados são variabilidade nas ligações entre material do pino e metal de base, resultando em alterações na zona termicamente afetada, juntamente com modificações nas propriedades mecânicas na área soldada

A soldagem por arco elétrico é a técnica mais empregada para reparar estruturas de grande porte, mas apresenta desvantagens associadas à solidificação do metal de solda. Então a utilização de processos de solda por atrito, especificamente o processo FHPP (Friction Hydro Pillar Processing) que consiste na utilização de pinos para reparo por atrito, apresenta vantagens por ser um processo realizado no estado sólido. Menores temperaturas estão envolvidas e não existe influência do ambiente externo, minimizando os problemas nos reparos estruturais. Este trabalho teve como objetivo observar a variação dos parâmetros do processo e os efeitos desses na microestrutura e qualidade do reparo. O estudo comparou diferentes forças axiais nos reparos com aço C-Mn através de metalografias e perfis de microdureza. Uma força axial maior resultou em um menor tempo de processo, em uma microestrutura mais homogênea e evitou os defeitos "falta de adesão" na zona de ligação e "cisalhamento a quente" do pino.

The arc welding it is the most used technique to repair large structures, however, has disadvantages that result from the solidification of the weld metal. So the use of friction welding, specifically the FHPP (friction hydro pillar processing) process that consists on using plugs for friction repair, presents advantages because it is a process that is carried out on the solid state. Lower temperatures are involved and do not have the influence of the external environment, minimizing the problems on structure repairs. This work has the objective of observe the process parameters variation and their effects on microstructure and on the quality of the repair. The study compared different axial forces on repairs whit C-Mn steel through of metallographic and microhardness profiles. A higher axial force results in less time of process, in a more homogeneous microstructure, and avoided the defects "noncompliance" in the bounding zone and "hot shear" of the plug.

O processo de Soldagem a Ponto por Fricção (FSpW - Friction Spot Welding) caracteriza-se por possibilitar a união no estado sólido de duas ou mais chapas de material sobrepostas sem deixar o furo residual característico do processo FSW. O presente trabalho apresenta os primeiros resultados de estudos visando determinar a resistência mecânica de juntas em ligas de alumínio soldadas por FSpW. Recentemente diversos estudos sobre o modelamento numérico de soldas realizadas por processos de soldagem baseados em fricção têm sido realizados, entretanto a maioria destes estudos está relacionada à física do processo. Alguns trabalhos estabelecem a relação entre as variáveis de processo e as propriedades mecânicas da junta resultante, mas é muito difícil encontrar na literatura resultados quantitativos que possam ser usados diretamente para projeto destas uniões. O presente trabalho objetiva desenvolver um processo de análise baseado nas características do processo que permita avaliar como a geometria e microestrutura das regiões da solda afeta o comportamento mecânico das juntas resultantes. Com este objetivo, os resultados de ensaios mecânicos realizados em juntas de alumínio AA2024-T3 foram usados para validar e calibrar um modelo numérico desenvolvido para prever o modo de falha da união. O modelo numérico reproduz as dimensões e carregamento utilizados nos ensaios de cisalhamento e traçao. As dimensões e propriedades das regiões principais da junta (ZM - zona de mistura, ZTMA - zona termo-mecânicamente afetada, ZAC - zona afetada pelo calor e MB - metal base) foram definidas com base na medição da dureza e análises macrográficas de corpos de prova soldados com diferentes parâmetros. Pode-se comprovar uma ótima correlação entre os resultados obtidos nas simulações e os dados experimentais. O modelamento numérico das juntas pernite a previsão das propriedades mecânicas da junta e auxilia na compreensão da influência da geometria e propriedades de cada região sobre o seu desempenho em serviço. Baseado nos resultados obtidos, o procedimento de análise pode ser facilmente adaptado para o processo de Soldagem a Ponto por Fricção e Mistura Mecânica (FSSW - Friction Stir Spot Welding).

The Friction Spot Welding - FSpW is a solid-state process that allows joining two or more metal sheets in lap configuration with no residual keyhole as occurs in the Friction Stir Welding - FSW process. The present work reports part of the efforts made at GKSS Research Centre to better understand the complex phenomena that take place during FSpW of aluminum alloys and establish the mechanical response of the resulting joints. Over the recent years the research on modeling friction based welding processes has increased considerably. Most of the works related to this subject deal with the process mechanics. On the other hand, some investigations have shown how the process variables affect the mechanical properties of the joints, but it is very difficult to find quantitative results that can be readily used for mechanical design purposes. The aim of this work is to develop an analysis procedure based on the process characteristics that allows evaluating how the resulting geometry and microstructure affect the joint mechanical behavior. For this, the results of the mechanical tests obtained on AA2024-T3 aluminum alloy were used to calibrate and validate a numerical model that was used to predict the joint failure mode. The model reproduced the specimen geometry and load conditions adopted in the lap-shear and cross-tensile tests. The joint was considered as formed by three main regions (SZ - stir zone, TMAZ - thermo mechanically affected zone and HAZ - heat affected zone) whose properties and dimensions were based in microhardness evaluation and macrographic analysis of welded specimens. It was observed a good agreement between the simulation results and experimental data. The numerical modeling of the joints allows the prediction of the joint mechanical properties, as well as to understand how a change in geometry and property of each region affects the final mechanical behavior. Based in the obtained results, the analysis procedure can be easily extended to the related friction based spot processes as Friction Stir Spot Welding - FSSW.