Abstract in Portuguese:

O processo de soldagem TIG com fluxo (processo A-TIG) apresenta como principal vantagem a possibilidade de se obter uma maior penetração do cordão de solda empregando os mesmos parâmetros de soldagem do processo TIG convencional. Diversos estudos mostram a influência dos fluxos ativos sobre as características geométricas das soldas em aços inoxidáveis austeníticos, porém pouco se sabe sobre a influência deste processo nas características geométricas e metalúrgicas de cordões de solda em aços inoxidáveis ferríticos. Neste trabalho são aplicados diferentes tipos de fluxo na soldagem de aço inoxidável ferrítico com o objetivo de verificar possíveis influências no perfil do cordão de solda, no seu aspecto visual, na microestrutura, na dureza da zona fundida e na resistência ao impacto (ensaio Charpy). As soldagens "bead-on-plate" foram realizadas sem metal de adição. Foram utilizados seis tipos de fluxo, sendo um óxido elaborado em laboratório (TiO2) e cinco fluxos comerciais. Os resultados mostraram que a utilização do fluxo permite um aumento na penetração com mudanças significativas no aspecto do cordão de solda. Verificou-se ainda que a microestrutura e a dureza do cordão de solda do aço estudado não foram afetadas pelo tipo de fluxo utilizado, com a microestrutura analisada em microscópio óptico. O aço em estudo mostrou um alto grau de fragilidade à temperatura ambiente.

Abstract in English:

The A-TIG welding process presents as main advantage the possibility of increase in the penetration depth using the same parameters as conventional TIG welding. Many researchers show the influence of the active flux on the weld geometry in austenitic stainless steel, however little it is known of the influence of this process in the weld fillet shape and metallurgic characteristics of the weld fillet in ferritic stainless steel. In this work different types of flux are applied with the objective to verify possible influences on the weld fillet in ferritic stainless steel welding, such its visual aspect, the microstructure, the hardness and resistance to the impact of the fusion zone. Bead on plate welds were made without metal filler. Six types of flux had been used, and one flux was prepared in laboratory (TiO2) and the others five were commercial flux. The results indicate that the use of the flux allows increase in the penetration with significant changes in the aspect of the weld fillet. It was verified that the microstructure and the hardness of the weld fillet of this ferritic stainless steel was not been affected by the flux type. The result of the Charpy test in the metal base it was batter in the fusion zone.

Abstract in Portuguese:

Este trabalho objetivou o estudo comparativo das características do cordão produzido por arames tubulares nacionais dos tipos rutílico (ASME SFA-5.20: E71T-1/E71T-9/E71T-9M), básico (ASME SFA-5.20: E71T-5/E71T-5M) e "metal cored" (ASME SFA-5.18: E70C3M) com 1,2 mm, destinados à soldagem de aços estruturais de baixo e médio teor de carbono. Realizaram-se testes de soldagem, na posição plana, sobre chapas grossas (espessura de 12 mm) de aço carbono comum de baixo carbono utilizando-se uma fonte operando no modo "tensão constante" e com monitoração dos sinais de corrente e tensão do arco e velocidade de alimentação (fusão) do arame. Variaram-se, na soldagem com cada tipo de arame tubular, a composição do gás de proteção (75%Ar-25%CO2 e 100%CO2) e a velocidade de alimentação do arame (7 e 9 m/min). Os demais parâmetros foram mantidos fixos, incluindo-se a polaridade do eletrodo (CC+) e os comprimentos energizado do eletrodo (16 mm) e do arco (3,5 mm). Para os diferentes arames tubulares, avaliaram-se comparativamente as principais características do cordão, incluindo a sua geometria (penetração, reforço, largura, área fundida, área depositada e diluição), presença de descontinuidades, microestrutura e dureza. Levantaram-se as condições operacionais associadas a um cordão com características adequadas à soldagem de chapas grossas de aços estruturais.

Abstract in English:

This paper compares the bead characteristics of welds deposited of carbon steel tubular wires. Three tubular wires of 1.2 mm produced in Brazil were used: rutilic (ASME SFA-5.20: E71T-1/E71T-9/E71T-9M), basic (ASME SFA-5.20: E71T-5/E71T-5M) and metal cored (ASME SFA-5.18: E70C-3M). Welding trials were performed in downhand position on thick (12 mm) low-carbon steel plates using a constant voltage power supply. Welding current and voltage, and wire feed rate were monitored in all trials. For each tubular wire type, the shielding gas composition (75%Ar-25%CO2 and 100%CO2) and wire feed rate (7 and 9 m/min) were changed, and other process variables, including electrode polarity (CC+), electrode and arc lengths (16 mm and 3.5 mm, respectively) were kept constant throughout the experimental program. Weld bead geometry parameters (penetration depth, reinforcement, width, fused and deposited areas, and weld dilution), presence of weld discontinuities, fusion zone microstructure and hardness were measured and compared for the different tubular wires. Operational conditions that yielded weld bead characteristics favored for the welding of thick plates of structural steels were determined.

Abstract in Portuguese:

A maneira com que o metal é transferido da ponta do eletrodo a poça de fusão afeta a produtividade e a estabilidade do processo MIG/MAG, bem como as características geométricas do cordão de solda obtido. Dentre os modos de transferência metálica, um parâmetro muito importante de se conhecer é o valor da corrente de transição globular-goticular, que ocorre em uma estreita faixa de corrente e altera consideravelmente a freqüência e o diâmetro das gotas transferidas, conseqüentemente, a estabilidade do processo. O valor desta corrente de transição foi investigado experimentalmente usando técnicas de filmagem a alta velocidade juntamente com uma nova metodologia proposta para identificação da corrente de transição para misturas binárias e ternárias de O2 e CO2 a base de Ar.

Abstract in English:

The way in which the metal is transferred from the electrode tip to the weld pool affects the MIG/MAG process productivity and stability, as well as the weld bead geometrical characteristics. Among the modes of metal transfer, a very important parameter to know is the value of globular-spray transition current, which occurs in a narrow band of current and changes considerably the frequency and diameter of the transferred drops, therefore, the process stability. The transition current was experimentally investigated using techniques of at high speed video camera associated with a new proposed methodology for transition current identification applied to binary and ternary mixtures of O2 and CO2 the basis of Ar.

Abstract in Spanish:

El objetivo del trabajo fue, en esta primera etapa, comparar las propiedades mecánicas y la microestructura del acero HIC, aleado al Nb-Ti-Cu-Ni, resistente a la corrosión, con las del acero normal NOR, microaleado con Nb-V-Ti, ambos caracterizados mediante análisis químico, mediciones de dureza, estudios metalográficos y ensayos de tracción e impacto. Con el fin de establecer la temperatura de precalentamiento óptima se realizaron ensayos de soldabilidad Tekken a distintas temperaturas y de acuerdo con la Norma JIS Z 3158. Luego se llevaron a cabo soldaduras circunferenciales de cañerías fabricadas con ambos aceros diseñándose procedimientos para la utilización, por un lado, de electrodos revestidos (SMAW: shielded metal arc welding, electrodos de distintos proveedores) para todas las pasadas y por el otro, la primera pasada usando soldadura automática con alambre macizo bajo CO2 (GMAW: gas metal arc welding) y el resto de las mismas con alambre tubular autoprotegido (FCAW-S: flux cored arc welding-selfshielded). Las soldaduras fueron calificadas de acuerdo con el Código API 1104. Los resultados de los análisis metalográficos y los ensayos mecánicos de tracción, dureza e impacto de las juntas soldadas revelaron la influencia de los consumibles de soldadura y del metal base en las propiedades de las uniones. Se observaron diferencias en las propiedades de las uniones soldadas con consumibles de igual especificación y distintos proveedores. De las diferentes combinaciones ensayadas se definieron valores óptimos para la soldadura de estos aceros.

Abstract in English:

The objective of this work was, in this first step, to compare mechanical property and microstructure of the steel HIC, alloyed with Nb-Ti-Cu-Ni, corrosion resistant, to those of a normal steel NOR, microlloyed with Nb-V-Ti, characterized through chemical analysis, hardness measurements, metallographic studies and tensile and Charpy-V properties. The preheating temperature was established through Tekken tests at different temperatures, according to JIS Z 3158 standard. Pipes of these materials were used to carry out girth weldments utilizing different welding processes. Two welding procedures were designed: a) all the welds with SMAW; b) first bead with GMAW-CO2 shielding and the rest of them with FCAW-S. The welding procedures were qualified according to API 1104 Code. The results of metallographic studies and mechanical tests (tensile properties, Charpy-V and hardness) showed welding consumable influence as well as that of the base metal on the properties of the joints. Consumables from different origins and same specification also generated different results. From the combinations used optimal conditions were determined for welding of these steels.

Abstract in Spanish:

En el presente artículo, empleando el análisis por elementos finitos, se estudió el comportamiento térmico durante la soldadura de reparación, en condiciones de servicio, de un tubo que transporta petróleo. Se obtuvieron ecuaciones de regresión que relacionan a la temperatura máxima en la superficie interna del tubo y al tiempo de enfriamiento desde 800 ºC hasta 500 ºC de un punto situado en la zona afectada por el calor (ZAC), parámetros que gobiernan la ocurrencia de perforaciones en la pared del tubo y agrietamiento en frío respectivamente, con el calor de entrada de la soldadura, la temperatura de precalentamiento y el coeficiente de transferencia de calor por convección, variables que definen el comportamiento térmico durante la ejecución del proceso de soldadura. Se probó la existencia de una zona en que se satisfacen simultáneamente las ecuaciones obtenidas, para diferentes combinaciones de las variables relacionadas. Se presentaron nomogramas con un importante valor práctico, desarrollados a partir de la solución de las ecuaciones obtenidas.

Abstract in English:

The thermal behavior during in service repair welding of oil transportation pipes was studied by finite element analysis in the present paper. Regression equations that relate peak temperature at the inner surface of the pipe and cooling time between 800 and 500ºC in the heat affected zone to the welding heat input, preheat temperature, and convection heat transfer coefficient were obtained. The former parameters govern, respectively, the possibility of burn through and cold cracking, and the latter parameters define the thermal behavior during welding. The existence of conditions that simultaneously satisfy the obtained equations, for different combinations of related variables, was proved. Graphical representations of relevant practical importance that were developed from the solution of obtained equations are presented.

Abstract in Spanish:

El presente trabajo tiene como objetivo valorar la efectividad de un dispositivo de autoalimentación para electrodos revestidos. El mismo es capaz de eliminar perturbaciones inherentes a operarios o sistemas de control automático, para el estudio del comportamiento de electrodos revestidos. La conjugación de diferentes métodos, tales como el análisis estadístico del tiempo de duración del cortocircuito, el análisis metalográfico ( penetración, zona afectada por el calor, coeficiente de forma y distancia promedio entre frentes de solidificación del cordón), junto al análisis del comportamiento de los parámetros eléctricos primarios del arco y los índices de consumo del electrodo, permiten obtener relaciones entre el comportamiento eléctrico del arco, el proceso de transferencia de masa y la apariencia del cordón. Esto permite extraer criterios sobre la estabilidad del proceso y el desempeño del dispositivo de alimentación empleado. Se obtiene una metodología estadística, apropiada para el procesamiento del parámetro "duración del cortocircuito", a partir de un adecuado ajuste de las distribuciones empíricas a un modelo Lognormal. El dispositivo de autoalimentación para electrodos revestidos, permite la ejecución repetible y reproducible de cordones de soldadura en posición plana, manteniendo la longitud del arco en función de las características físico-químicas del consumible evaluado en regímenes de trabajo de 125A, 140A y 160A.

Abstract in English:

The objective of the present work is to evaluate the effectiveness of a self-feed device for covered electrodes. This device is able of eliminate disturbances from manual operation or the use of automatic control systems during the study of covered electrode behavior. The conjugation of different methods like short-circuit time statistical analysis, metallographic analysis (penetration, heat affected zone, shape and mean distance between successive solidification fronts) together with the analysis of the electric arc and electrode melting parameters allow us to obtain relationships between arc behavior, mass transfer processes and bead appearance. This permits the extraction of criteria to describe process stability and the behavior of the feed device employed. An appropriate statistical methodology was obtained to process the parameter "duration of short-circuit" through an appropriate adjustment of empirical distributions to a lognormal model. The self-feed device for covered electrode welding allows the repeatable and reproducible execution of welding beads in the flat position, keeping the arc length based on physical and chemistry characteristics of the electrode during welding trials using 125A, 140A, and 160A.

Abstract in Spanish:

El presente trabajo tiene como objetivo la evaluación del comportamiento del tiempo de duración, la frecuencia de los cortocircuitos y la conductividad durante el reencendido del arco en el proceso de soldadura SMAW (Shielded Metal Arc Welding), con corriente alterna y electrodos E6013. El análisis estadístico no-paramétrico garantiza un procesamiento robusto de los datos, atenuando la influencia de valores atípicos y errores derivados del empleo de aproximaciones a distribuciones continuas conocidas. La mediana y la mediana de la desviación absoluta (MAD), respecto a la mediana de los datos, constituyen los estimadores de localización y dispersión utilizados, respectivamente. El electrodo, en el régimen de 160 A, presenta una mayor estabilidad, en el aporte metálico, dada por el menor valor del MAD promedio del período de cortocircuito (39,36 ms) y de la duración del cortocircuito (1,43 ms), reafirmada con la presencia de una mayor conductividad eléctrica durante el reencendido (1766,17x10-3 S·s-1).

Abstract in English:

The objective of this work is the valuation of the behavior of short-circuits frequency and duration time and electrical conductivity on arc reigniting in SMAW (Shielded Metal Arc Welding) process with alternate current and E6013 electrodes. The non parametric statistic analysis realize a robust data processing, minimizing the outliers influence and mistakes derivates about employ of approximations to well know continues distributions. The median and the median absolute deviation (MAD) respect to median of the data are the localization and dispersion estimators used, respectively. The electrode at 160 A present a better stability on metal transference supported on the most little value of MAD for the period of transference (39,36 ms), and the MAD of the short-circuit duration (1,43 ms), according with the presence of a major electric conductivity during the arc reigniting (1766,17x10-3 S·s-1).

Abstract in Portuguese:

Para a segurança e eficiência do custo de estruturas soldadas de aço de alta resistência, um conhecimento preciso do nível e distribuição das tensões residuais de soldagem é essencial pois estas exercem uma influência decisiva na resistência à fissuração e na carga suportada em serviço. Este artigo apresenta metais de adição inovativos nos quais a temperatura de transformação foi deliberadamente ajustada pela composição química. A transformação destes metais de adição martensíticos causa um efeito direto nas tensões residuais nas zonas fundida e afetada pelo calor (ZAC). Estes efeitos são explorados para contrabalancear a contração térmica do material e produzir tensões residuais compressivas na solda. Testes comparativos de soldagem foram feitos em um metal base de alta resistência de 690 MPa usando diferentes metais de adição de BTT. Radiação sincrótona de alta energia foi usada para medir as tensões residuais. O uso desta radiação permite medir as tensões rapidamente e de forma não destrutiva. Os resultados mostram uma dependência significativa da temperatura de transformação no nível e distribuição das tensões residuais resultantes.

Abstract in English:

For the safety and cost efficiency of welded high-strength steel structures, precise knowledge of the level and distribution of welding- and cooling-specific stresses and residual stresses is essential, since they exert a decisive influence on strength, crack resistance, and finally on the bearable service load. This paper presents innovative filler materials, of which the phase transformation temperature was deliberately adjusted via the chemical composition. The transformation behaviour of these martensitic Low Transformation Temperature (LTT-) filler materials shows direct effects on the local residual stresses in the weld and the HAZ. These effects can purposefully be exploited to counteract the thermally induced shrinkage of the material and to produce significant compressive residual stresses in the weld. Comparative welding experiments were carried out on 690 MPa high-strength base materials using various LTT-filler materials. High energy synchrotron radiation was used for residual stress measurement. Particularly the use of high energy synchrotron radiation makes it possible to detect the residual stress condition fast without destruction of material. Thereby, residual stress depth gradients can be determined simultaneously without removing material. In steel, gradients of up to 150 µm can be resolved in such a way. Furthermore, the application of high energy radiation permits determination of residual stresses of any available residual austenite contents. Results show significant dependence of transformation temperatures on the resulting residual stress level and distribution.

Abstract in Portuguese:

Fissuração a frio é um critério de avaliação relevante para juntas soldadas, sendo afetada pelas tensões residuais resultantes da soldagem. Neste contexto, tensões residuais de compressão podem ter uma influência positiva no sentido de prevenir a fissuração. Uma possibilidade única de já gerar tensões residuais de compressão já durante a execução da soldagem é oferecida pelos materiais de adição conhecidos como de "baixa temperatura de transformação" (BTT). Comparados com metais de adição convencionais, esses apresentam uma temperatura de transformação de fase inferior a qual pode contrapor a contração térmica do material durante o seu resfriamento. Como resultado, claras tensões residuais compressivas podem ser observadas na soldas e áreas adjacentes. A resistência mecânica destes consumíveis potencializa a sua aplicação para a soldagem de aços de alta resistência. Neste trabalho, foram determinadas as temperaturas de transformação de consumíveis BTT. Estas temperaturas foram identificadas usando Análise Térmica Diferencial com Detector Único (SS-DTA) e, adicionalmente, radiação Síncroton foi usada para determinar a cinética de transformação de todas as fases cristalinas envolvidas durante o aquecimento e resfriamento de um ciclo térmico de soldagem simulado.

Abstract in English:

Cold cracking resistance is a relevant evaluation criterion for welded joints and affected by residual stresses which result from the welding procedure. Compressive residual stresses can thereby have a positive influence on preventing cracking. A unique possibility of generating compressive residual stresses already during the welding procedure is offered by the so-called Low Transformation Temperature (LTT) filler wires. Compared to conventional wires, these materials show decreased phase transformation temperatures which can work against the cooling-specific contraction. In consequence, distinct compressive residual stresses can be observed within the weld and adjacent areas. The strength of these fillers makes them potentially applicable to high-strength steel welding. Investigations were carried out to determine the phase transformation behaviour of different LTT-filler materials. Transformation temperatures were identified using Single Sensor Differential Thermal Analysis (SS-DTA). Additionally Synchrotron radiation was used to measure the transformation kinetics of all involved crystalline phases during heating and cooling of a simulated weld thermal cycle.

Abstract in Portuguese:

Desde a sua criação 60 anos atrás, o Instituto Internacional de Soldagem (IIS) teve muitos casos de sucesso. Em 2006, o IIS introduziu um grande projeto denominado "Melhorar a Qualidade de Vida Global Através do Uso Otimizado da tecnologia de Soldagem". Muitas de suas iniciativas beneficiarão vários países. Estima-se que, nesta próxima década, muitos trilhões de dólares serão gastos em projetos de infra-estrutura em indústrias de energia e de processamento. Além de trabalhos de usuais de fabricação, construção e manutenção, os projetos adicionais de infra-estrutura criarão desafios para a tecnologia de soldagem. Estes desafios incluem a fabricação, construção, manutenção inspeção e avaliação de trilhões de componentes de forma eficiente e efetiva, de uma maneira não agressiva ao ambiente e que resulte em elevada integridade e confiabilidade em serviço. Em muitos países industrializados, equipamentos de pressão estão envelhecendo e a vida útil de plantas industriais está sendo levada além do projetado inicialmente. Muitas fábricas estão operando de forma quase ininterrupta com tempo muito limitado para inspeção e manutenção. Isto é uma receita para o desastre. Espera-se que, nos próximos cinco anos, um número crescente de falhas, resultando em morte, ferimentos, danos ao ambiente e perda de produção, ocorrerá através do mundo. Este artigo dá uma visão geral do trabalho do IIS em diferentes regiões do mundo e setores industriais que usam a soldagem, os desafios encontrados, oportunidades disponíveis, oportunidades disponíveis e requisitos prováveis a introdução bem sucedida e o uso otimizado da tecnologia de soldagem. Modelos bem sucedidos, usados em outros países, particularmente para a difusão de tecnologia para a indústria, educação e treinamento, melhoria da imagem da soldagem e uso de tecnologias apropriadas serão destacados. Exemplos de como os elementos destes modelos poderiam ser usados em muitas regiões do mundo serão dados. O envolvimento da indústria e governos através do mundo em conjunto com o trabalho do IIS e seus 53 países membros é crítico para o sucesso destas iniciativas.

Abstract in English:

Since its establishment 60 years ago, the International Institute of Welding (IIW) has had numerous successes that have helped the world. In 2006, the IIW introduced a major project entitled "To Improve the Global Quality of Life Through Optimum Use of Welding Technology". Many of the initiatives being implemented will be of benefit to many countries, particularly with such significant global growth taking place throughout the world. It is estimated that during this next decade, many trillions of US dollars will be spent on infrastructure projects in the energy and processing industry, in this truly global world. Besides the normal fabrication, construction and maintenance work within countries, the additional infrastructure projects will create challenges for welding technology. Such challenges include the fabrication, construction, maintenance, inspection and testing of trillions of components whilst ensuring that they are made efficiently and cost effectively, in an environmentally friendly manner and have high integrity and reliability in service. In most industrialised countries, pressure equipment is aging and plant life is pushed well beyond original design considerations. Much plant is now required to operate at extremely high levels of availability with very limited time available for inspection and maintenance. This is a recipe for disaster. It is predicted that in five years time the world will see an increasing number of failures such as these, possibly resulting in death, injury, environmental damage and lost production. The subsequent economic impact will be enormous. This paper gives an overview of the work of IIW internationally, in various regions of the world and industry sectors utilising welding, the challenges being faced, opportunities available, and probable requirements for the successful introduction and optimum use of welding technology. Successful models used in other countries, particularly for technology diffusion to industry, education and training, improving the image of welding and the use of appropriate technologies will be highlighted. Examples of how the elements of such models could be used in many regions of the world will be given. The involvement of industry and governments across the world in conjunction with the work of IIW and its 53 member countries is critical to the success of such initiatives.