Resumo em Português:

Neste estudo, um aço TRIP 800 foi soldado através do processo SPFMM usando três diferentes velocidades de rotação da ferramenta, 1600, 2000 e 2400 rpm, e mantendo-se o tempo de mistura fixo em 2s. Foram mostradas as microestruturas resultantes em cada zona formada, assim como a variação de dureza através delas. Maiores valores de dureza foram obtidos na menor velocidade de rotação, 1600 rpm, onde o aporte de energia teoricamente foi menor e, portanto, a taxa de resfriamento foi maior. Porém, nesta velocidade de rotação também houve formação de ferrita alotriomorfa na microestrutura. Nos ensaios de cisalhamento, amostras soldadas nas velocidades de 1600 rpm e 2400 rpm não atingiram o valor de força mínimo recomendado pela norma AWS D8.1M, o que foi atribuído ao menor comprimento da linha de ligação e à menor distância entre a parede do furo deixado pelo pino e a linha de zinco formada na zona de mistura, uma vez que durante a fratura a trinca propaga através desta linha e a microestrutura só possui algum papel no processo de fratura quando ela não existe mais.

Resumo em Inglês:

A TRIP 800 steel was friction stir spot welded using three different tool rotational speeds, 1600, 2000 and 2400 rpm, and the dwell time was kept constant in 2s. The resultant microstructures formed in each weld zone were analyzed, as well as their hardness. Higher hardness values were observed for the lowest rotational speed, 1600 rpm, where the heat input in theory was lower and, therefore, the cooling rate was faster. However, for this rotational speed allotriomorphic ferrite was also observed in the stir zone. In the lap-shear tests, samples welded at 1600 rpm and 2400 rpm did not reach the minimum value recommended by the AWS D8.1M standard, which was attributed to the lower bonding ligament length and also lower distance between the keyhole left by the pin and the end of the zinc line, which is formed in the stir zone. The fracture of the samples occurred along this line. As a result the influence of the microstructure on the failure process could only be inferred when the zinc line disappeared.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta uma metodologia para a produção em laboratório de um suporte cerâmico para a execução de soldas unilaterais em aço. Formulações foram preparadas usando a cordierita, a bauxita e a magnesita como minerais refratários. A bentonita e o silicato de sódio neutro foram usados como aditivos à massa cerâmica. O processo de fabricação envolveu a mistura das matérias primas, a compactação por pressão, a secagem e sinterização dos corpos de prova. Os suportes de solda foram caracterizados por difração de raios-X, microscopia ótica da superfície, ensaios de absorção de água e de tensão de ruptura a flexão. Também foram submetidos à soldagem do passe de raiz pelo processo MIG-MAG. Os resultados mostram que a rota de fabricação cerâmica convencional é adequada à fabricação do suporte de solda cerâmico. Entre as formulações testadas, a cordierita apresentou melhor integridade tanto durante sua fabricação como durante a operação de soldagem, tendo produzido cordões de solda com bom acabamento e isento de descontinuidades. As variáveis de fabricação do suporte foram avaliadas, como a pressão de compactação, a temperatura de sinterização e a adição de água à massa cerâmica.

Resumo em Inglês:

This work presents a methodology for the in lab manufacturing of a ceramic backing for the one-side steel welds. Formulations were prepared using cordierite, bauxite and magnesite as refractory minerals. Bentonite and sodium silicate were used as addictives for the ceramic blend. The manufacturing process included dry mixture, compressing, drying and sintering of the specimens. The weld supports were characterized by X-ray diffraction, optical microscopy of the surface, water absorption and flexile tension. Also they were submitted to the welding of the root pass with the MIG-MAG process. The results show that the conventional ceramic manufacturing route is adequate for the production of the ceramic weld backing. Among the tested formulations, cordierite showed better integrity both during its manufacturing and during the welding operation, producing well shaped weld beads, free from discontinuities. The manufacturing variables were evaluated, such as the compacting pressure, sintering temperature and the amount of water added to the ceramic mass.

Resumo em Português:

Este trabalho objetivou o estudo do efeito de algumas condições operacionais nas características do cordão produzido por um arame tubular rutílico (ASME SFA-5.20: E71T-1/E71T-9/E71T-9M) de fabricação nacional com 1,2mm de diâmetro, destinado à soldagem de aços carbono comuns estruturais de baixo e médio teor de carbono. Realizaram-se testes de soldagem, na posição plana, sobre chapas grossas (espessura de 12mm) 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 a composição do gás de proteção (75%Ar-25%CO2 e 100%CO2), a polaridade do eletrodo (positiva e negativa) e a velocidade de alimentação do arame (7 e 9m/min). Os demais parâmetros de soldagem foram mantidos fixos, incluindo-se os comprimentos energizado do eletrodo (16mm) e do arco (3,5mm). Avaliaram-se os efeitos das condições operacionais nas 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, para o arame rutílico, as condições operacionais de maior produtividade (maior taxa de deposição) associadas a um cordão com características adequadas à soldagem de chapas grossas de aços estruturais.

Resumo em Inglês:

This paper studies the effect of operational conditions on bead shape characteristics in FCA welding with a Brazilian made wire with rutilic flux (ASME SFA-5.20: E71T-1/E71T-9/E71T-9M) of 1.2mm diameter. Bead-on-plate downhand welding trials were performed on 12mm thick low carbon steel plates with a constant voltage power supply. A digital data logging system was used to measure the welding current and voltage, and wire feed rate. While the shielding gas composition (75%Ar-25%CO2 and 100%CO2), wire polarity and feed rate (7 and 9m/min) were varied during the trials, the electrode extension (16mm) and arc length (3.5mm) were not changed. Weld bead characteristics (penetration depth, width, and fused and deposited areas), the presence of discontinuities, bead microstructure and hardness were evaluated. Welding conditions of high productivity (high deposition rate) associated to adequate bead characteristics were determined for the wire.

Resumo em Português:

Neste trabalho foram analisados os efeitos do gás de proteção (Ar, Ar/CO2, Ar/O2 e Ar/He/O2) e do modo de transferência (curto-circuito e corrente pulsada) utilizando o processo MIG/ MAG com arame ER-NiCrMo-3 para produzir depósitos sobre chapa assim como o passe de raiz em juntas em V produzidas em aço ABNT 1020. Os resultados mais favoráveis na soldagem do passe de raiz foram obtidos na soldagem com corrente pulsada, empregando uma junta em V com abertura de 90º e atmosfera de Ar + 25% CO2. A utilização de atmosferas de proteção com 20% Hélio e baixo percentual de gás ativo não produziu os resultados esperados, sendo eficaz somente na soldagem com deposição sobre chapa, porém tímida em produzir resultados satisfatórios na solda do passe de raiz. Resultados ruins foram obtidos na soldagem com transferência por curto-circuito, independente do gás de proteção, e quando utilizada atmosfera composta por Argônio puro, independente do modo de transferência ajustado.

Resumo em Inglês:

In this study the effect of shielding gas (Ar, Ar/CO2, Ar/O2 and Ar/He/O2) and transfer mode (short-circuit and pulsed current) in MIG/MAG welding with ER-NiCrMo-3 wire to produce bead-on-plate deposits and root passes in "V" joints of ABNT 1020 steel were analyzed. The most favorable results in root pass welding were obtained with pulsed current, employing a "V" joint with a 90º aperture and Ar+25%CO2 atmosphere. The use of shielding atmospheres with 20% helium and a low percentage of active gas did not produce the expected results, being effective only in bead-on-plate weld deposition. However, it was not very effective to produce satisfactory results in root pass welding. Poor results were obtained in the welding with short-circuit transfer regardless of the used shielding gas, and when an atmosphere of pure argon was used, regardless of the mode of transfer.

Resumo em Português:

Uma das versões do processo Plasma-MIG consiste basicamente da combinação de um arco Plasma com um arco MIG/MAG em uma única tocha. Com essa associação, se procura unir vantagens individuais de cada arco. A principal característica consiste na independência entre o aporte de energia imposto pelo processo e o material adicionado, resultando em uma maior facilidade em atuar sobre a geometria do cordão de solda. Na literatura corrente existem poucas informações relacionadas com o processo, além de que a maioria remota principalmente das décadas de 70 e 80, quando a tecnologia disponível não era capaz de viabilizar o processo para a indústria da época. No entanto, nos últimos anos, a difusão das novas fontes eletrônicas utilizadas em soldagem contribuiu na retomada do interesse pelo processo Plasma-MIG. Neste contexto, este trabalho objetivou ampliar os estudos relacionados à influência do balanço das correntes Plasma e MIG/MAG sobre a geometria do cordão de solda e taxa de fusão do arame. Soldagens de simples deposição sobre chapa forma realizadas com uma combinação de corrente de Plasma e de MIG/MAG em 3 níveis cada, mantendo-se, pela correção da velocidade de soldagem, o mesmo volume de cordão. Foi observado que a introdução da corrente Plasma sobre a corrente MIG/MAG reduz a penetração e a diluição e proporciona cordões menos convexos. Por outro lado, o uso da corrente Plasma faz aumentar a taxa de fusão do arame MIG/MAG. Entretanto, parece que a intensidade da corrente Plasma não é o fator governante nestas alterações.

Resumo em Inglês:

One of the versions of the Plasma-MIG process is basically a combination of a Plasma arc with a MIG/MAG arc in a single torch. With this association, the advantages of each arc are searched. The main characteristic of it is the independence between the heat input by the process and the deposited material, resulting in greater facility for control the bead weld geometry. In current literature, there are shortage of information related to the process, and most of them remote from 70’s and 80’s years, when the available technology was not able to make the process viable for the industry. However, in the last years, the diffusion of new electronic power sources used in welding brought up again the interest in Plasma-MIG process. In this context, this work aimed to contribute to the studies related to the influence of the MIG and Plasma current balance on the geometry of the bead weld and wire fusion rate. Bead-on-plates weld were carried out with a Plasma and MIG/MAG current combinations at 3 levels each, keeping, by welding speed corrections, the bead volume the same. It was observed that the introduction of the Plasma current over the MIG/MG current reduces penetration and dilution and lead to less convex beads. On the other hand, the use of Plasma current increases the MIG/MAG wire fusion rate. However, it seems that the intensity of the Plasma current is not the governing parameter on those changes.

Resumo em Português:

As ligas metálicas aplicadas por soldagem em superfícies, objetivando a proteção contra o desgaste e o conseqüente aumento da vida útil de peças e equipamentos, têm sido utilizadas em larga escala nas indústrias de bens de consumo e nos setores de mineração e sucroalcooleiro. O desgaste abrasivo em peças e equipamentos representa, nestas industriais, um dos principais fatores de depreciação de capital e uma importante fonte de despesas com manutenção. Para a aplicação do revestimento por soldagem, os arames tubulares têm sido uma alternativa cada vez mais viável, devido à sua alta produtividade e qualidade de solda, substituindo, em parte, o uso do eletrodo revestido. O objetivo deste trabalho é fazer um estudo comparativo da resistência ao desgaste abrasivo do revestimento aplicado por soldagem com arames tubulares autoprotegidos de três ligas metálicas utilizadas na indústria, uma do tipo Fe-Cr-C, outra do tipo Fe-Cr-C com adição de nióbio e boro e a terceira, do tipo Fe-Cr-C com adição de nióbio. Os revestimentos anti-desgaste, conhecidos como revestimento duro, foram aplicados em chapas de aço carbono, com os mesmos parâmetros e procedimentos de soldagem. Os corpos de prova foram obtidos por corte e retificação e foram submetidos a ensaios de desgaste abrasivo, em um abrasômero Roda de Borracha, conforme procedimento estabelecido pela norma ASTM G65-91. Os resultados obtidos demonstraram que a liga Fe-Cr-C com adição de Nióbio e Boro apresentou desempenho superior em relação ao desgaste abrasivo.

Resumo em Inglês:

The metal alloys deposited by welding on the components surface, with the objective of protection against wear and the consequent increase in the lifetime of parts and equipments, have been used extensively in the consumer products industry and sectors of Mining and Sugar & alcohol. The abrasive wear on parts and equipments represents one of the main depreciation factors of capital and the major source of expenditure on maintenance in industries. For the application of the coating by welding, cored wire have been a viable alternative, because of its high productivity and high weld quality, replacing in part, the use of the stick electrode. The objective of this work is to make a comparative study of the abrasive wear resistant coating deposited by welding with selfshielded cored wires of three metal alloys used in industry, first the Fe-Cr-C alloy, the second the Fe-Cr-C alloy with niobium and boron addition, and the third the Fe-Cr-C with niobium addition. The wear resistant coatings, known as hardfacing were deposited on carbon steel plates, with the same parameters and procedures of welding. The samples were obtained by cutting and grinding and were subjected to abrasive wear tests, in a Rubber Wheel apparatus, according to procedure established by ASTM G65-91. The results showed that the Fe-Cr-C alloy with Niobium and Boron addition presented superiority in terms of wear resistence.

Resumo em Português:

O objetivo deste trabalho foi o de levantar as características cinemáticas e dinâmicas das gotas em transferência durante a soldagem de alumínio pelo processo GMAW e quantificar o efeito parcial do momentum sobre a formação do cordão. Foi inicialmente atribuído que a melhor maneira de se quantificar este efeito seria através do fluxo de massa das gotas alcançando a poça de fusão, parâmetros calculando e denominado aqui como Momentum Efetivo. Foram realizadas soldagens de simples deposição sobre chapa, protegidas por Ar, usando-se um arame de liga de alumínio. Três níveis de corrente e 2 níveis de comprimento de arco foram empregados no planejamento experimental. Perfilografia com filmagem em alta velocidade, sincronizada com os sinais elétricos, foi usada como método de medida. Programas computacionais dedicados foram usados para quantificar o comprimento de arco e tamanho, freqüência, aceleração e velocidade das gotas. Confirmou-se que, apesar dos baixos valores de Momentum Efetivo alcançados na soldagem GMAW de alumínio, momentum é um dos fatores governantes na penetração do cordão. A interação entre Momentum Efetivo e corrente de soldagem e seus efeitos sobre a geometria do cordão são discutidos.

Resumo em Inglês:

The purpose of this work was to raise the kinematics and dynamics characteristics of the droplets under transference during aluminium GMA welding and quantify the partial effect of the momentum on the weld bead formation. It is initially claimed that a better way of quantifying this effect would be through the mass flow rate of the droplets reaching the weld pool; calculated parameter denominated here as Effective Momentum. Bead-on-plate GMAW, shielded with Ar, was carried out using an aluminium alloy wire. Three levels of current and two levels of arc length were employed in the experimental design. High-speed filming shadowgraphy, synchronized with the electrical signals, was used as measuring tool. Dedicated computational programs were employed to quantify arc lengths and size, frequency, acceleration and speed of the droplets. It was confirmed that in spite of the low values of the Effective Momentum for aluminium GMAW, the momentum is one of the governing factor in developing bead penetration. The interaction between Effective Momentum and welding current and its effect on the aluminium GMAW bead geometry is discussed.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta um panorama dos trabalhos de pesquisa conduzidos no Instituto nacional Romeno de P&D em Soldagem e Avaliação de Materiais (ISIM - Timisoara) no desenvolvimento de processos ultrassônicos. Ele se inicia com uma apresentação geral pelo valor adicionado pelo setor de soldagem à Europa. São apresentados valores representativos do tamanho do setor de soldagem na Romênia. A necessidade do desenvolvimento de novos processos de soldagem de alta eficiência é mencionada, sendo a soldagem ultrassônica um dos processos especiais de soldagem com perspectivas excepcionais de aplicação. Exemplos práticos da aplicação industrial deste processo de soldagem para a união de plásticos e de metais são apresentados e um caso especial se refere à soldagem de novas ligas com efeito de memória de forma. O uso de soldagem por ultrassom no lugar de um processo convencional de soldagem resultou, em cada um dos estudos de caso apresentados, em um aumento da eficiência do processo de soldagem através de uma maior produtividade e da economia de mão de obra, consumíveis e energia.

Resumo em Inglês:

The paper presents an overview of the research done at the Romanian National R&D Institute for Welding and Material Testing ISIM Timisoara in the field of ultrasonic process development. It starts with a general presentation of the value added by the welding sector in Europe. There are presented figures representing the size of the welding sector in Romania. The need of development of new high efficiency welding processes is mentioned, ultrasonic welding being one of the special welding processes with exceptional application perspectives. Practical examples of industrial application of the ultrasonic welding process for joining plastic and metallic materials are presented. A special case study refers to the welding of new shape memory alloys. The use of the ultrasonic welding instead of an conventional welding process has lead in each presented case study to an increase of the efficiency of the welding process through higher productivity and saving of manpower, consumable, energy.

Resumo em Português:

Partindo da afirmação de que um melhor entendimento dos mecanismos físicos que regem os processos de soldagem pode ser traduzido em maiores níveis de consistência e produtividade destes processos, resta, então, investigar e estudar tais mecanismos. Dentre as diversas abordagens para a caracterização física do processo, o estudo do arco elétrico procura destacar a estabilidade do processo com base nos fenômenos envolvidos. De forma específica para a soldagem a arco, onde alta qualidade é requerida, o processo TIG se destaca. Focando-se mais ainda neste processo, um conjunto de parâmetros chama a atenção: corrente de 100 A e gás de proteção argônio puro. Estes valores atribuem ao arco uma característica especial de transição sob diferentes pontos de vista (característica estática, regime laminar-turbulento, dimensões do arco e queda de tensão anódica). Estas características são apresentadas e discutidas. Espera-se que esta discussão seja lançada como um desafio aos leitores da Revista Soldagem & Inspeção para que contribuam com seus pontos de vista e/ou mais informações, procurando consolidar o conhecimento do arco elétrico em processo não-consumível e que possa, ao final, reverter em resultados tecnológicos para melhor uso do processo.

Resumo em Inglês:

By stating that an improved understanding of the physical mechanisms controlling process performance can usually be translated into higher levels of consistency and productivity for that process, it is expected to investigate these mechanisms. Among the various approaches for process physical characterisation, the electric-arc study unveils the process stability from the related phenomena. Specifically for arc welding, which high quality levels are required, the TIG process outstands. Further looking into this process, a parameter set calls the attention: 100-A current and pure argon as shielding gas. These values attribute to the arc special transitional characteristics, such as static characteristic, laminar-turbulent regime, arc dimensions and anode voltage fall. These characteristics are presented and discussed. From this discussion, a challenging for the Revista Soldagem & Inspeção readers is brought out. The idea is gathering their point of view and contributions with the objective of consolidating the knowledge on the electric arc in non-consumable process and, eventually, leading to technological results for a better process application.

Resumo em Português:

As técnicas de fotografia e filmagem abriram caminhos para estudos em todas as áreas da soldagem e têm sido extensivamente utilizadas para se avaliar características tais como microconstituintes, fases, estruturas, transferência metálica, escoamento de gases, macrografias, deformações e medições geométricas de peças. Embora haja este uso fundamental na soldagem, tem-se notado constantes erros na utilização das técnicas de fotografia e filmagem, como erros de posicionamento, calibração, escolha do sensor, tipo e compactação de imagem. Objetiva-se assim trazer à discussão os critérios e cuidadosos necessários durante medições realizadas a partir de fotografias/filmagens em soldagem. São abordados ao longo do texto os principais detalhes relacionados ao tema de forma prática para que o usuário possa aproveitar todo o potencial de sua fotografia/filmagem. Espera-se a discussão aqui apresentada contribua para o melhor aproveitamento e correto uso das imagens/filmes obtidos em processos de soldagem. Espera-se também que haja comentários sobre o texto no sentido de melhorar e trazer à tona esta importante discussão no âmbito da Revista Soldagem & Inspeção.

Resumo em Inglês:

Photographic and filming techniques have opened different study fields in all welding area and have been extensively employed to assess characteristics such as micro-constituents, phases, structures, metal transfer, gas flow, macro-etches, distortion and geometric measurements in workpieces. Despite this fundamental use in welding, constant mistakes and misuses of these techniques have been noticed, as positioning error, calibration, sensor selection, and type of image. Therefore, it is aimed here to address criteria required during measurements from pictures/films in welding. The main details are discussed in a practical form, so the user can benefit from the full potential of the technique. It is expected that the presented discussion contributes to the better and correct use of pictures/films from different welding processes. The authors also expect comments and suggestions to improve and bring this fundamental and important issue to the spotlight of the Revista Soldagem & Inspeção.