Resumo em Português:

Este trabalho apresenta um estudo exploratório sobre um critério denominado "Critério Laprosolda para Estabilidade de Transferência em MIG/MAG com curto-circuito", o qual tem por finalidade uma análise quantitativa da regularidade da transferência metálica para regulagem de parâmetros para soldagem MIG/MAG por curto circuito convencional. Inicialmente é apresentado o embasamento para elaboração deste critério. A avaliação da confiabilidade do mesmo foi feita por meio de soldagens e comparações dos resultados com o rendimento de deposição e com as características geométricas do cordão de solda. Para isto, chapas de teste com 3,18 mm de espessura e abertura de raiz de 1 mm entre elas foram soldadas, dentro dos mesmos parâmetros de corrente e velocidade de alimentação, usando arame AWS ER70S-6 de 1,2 mm de diâmetro protegido pela mistura Argônio 85% - Dióxido de Carbono 15%. Para atender a relação proposta, varreu-se a regulagem de tensões de soldagem desde valores muito baixos até muito altos para o que se esperava para esta condição de soldagem. Os resultados confirmam a efetividade do "Índice de Regularidade" como meio de avaliar regulagens de soldagem MIG/MAG visando minimizar respingos e otimizar o acabamento do cordão.

Resumo em Inglês:

This paper presents an exploratory study on a criterion called "Criterion for Stability Laprosolda Transfer in MIG / MAG with short circuit", which aims at a quantitative analysis of the regularity of metal transfer for setting parameters for MIG / MAG conventional in short circuit. Initially it is stated the foundation for development of this criterion. The evaluation of that was made by welding and comparisons of results with the efficiency of deposition and the geometric characteristics of the weld bead. For this, the test plates with 3.18 mm thick and 1 mm gap between them was welded in the same range of current and feeding speed, using wire AWS ER70S-6 1.2 mm of diameter protected by the mixture 85% Argon - carbon dioxide 15%. To meet the proposed relationship, it was covered up the regulation of welding voltages from very low to very high for what was expected for this condition of welding. The results confirm the effectiveness of the "Index of regularity" as a means of assessing adjustments welding MIG / MAG to minimize spatter and optimize the coating on the weld bead.

Resumo em Português:

Atualmente, os aços inoxidáveis superduplex (AISD) estão sendo muito empregados no Brasil em setores industriais tais como petroquímico, energético, naval e plataformas offshore, tendo vasta aplicação em vasos de pressão em processos críticos, trocadores de calor, reatores, tubulações, umbilicais, digestores, bombas e naqueles componentes onde a produtividade contínua é essencial e o custo não é a maior limitação. No entanto, durante processos de fabricação e montagem, assim como na vida em serviço destes componentes de processo pode existir a necessidade eventual de efetuar soldagens de reparo. Deste modo, o presente trabalho, visa avaliar a microestrutura e os valores de resistência à corrosão por pites na zona termicamente afetada (ZTA) e metal de solda do AISD UNS S32750 durante a simulação de um processo de reparo mediante a utilização do processo de soldagem TIG (GTAW). Os resultados obtidos permitem estabelecer diretrizes para a realização de procedimentos de soldagem de reparo em AISD.

Resumo em Inglês:

Currently superduplex stainless steels (SDSS) are being extensively employed in the petrochemical, power generation, naval and offshore industries. The uses of these materials are: pressure vessels for critical processes, heat exchangers, reactors, pipes, umbilicals, digesters, pumps and other facilities where continuous use is essential and cost is not the main limitation. However, during fabrication and assembly, or as consequence of service, repair welding operations may be necessary. Thus, in this study a simulation of welding repair by GTAW process was performed in a SDSS UNS S32750. The objective of this work was to evaluate the microstructure and the values of critical pitting resistance (CPT) in the weld metal, heat affected zone and base metal. The results obtained allows the determination of welding procedures and recommendations useful to the welding repair of SDSS.

Resumo em Português:

O processo de soldagem MIG/MAG operando no modo de transferência por curto-circuito é largamente utilizado quando se requer baixo aporte de calor. Porém, operando nesse modo, o processo pode apresentar excessiva geração de respingos. Para se minimizar este problema, é necessário atuar na regulagem de seus parâmetros. É sabido que a indutância governa a taxa de variação da corrente, com reflexos sobre a regularidade da transferência da gota por curto-circuito. Mas pouco se conhece sobre o efeito da regulagem da tensão e do uso de gases sobre essa taxa de variação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da tensão de soldagem e do gás de proteção na correlação entre a indutância e a regularidade da transferência por curto-circuito na soldagem MIG/MAG de aço carbono. Soldagens foram realizadas varrendo-se a regulagem de tensão em três valores diferentes de regulagem de indutância e com dois gases de proteção, mantendo-se a corrente média constante. Um critério quantitativo foi utilizado para medição da regularidade da transferência. Condições de transferência foram visualizadas por meio de perfilografia sincronizada com filmagem de alta velocidade. Resultados mostraram que a tensão de soldagem e o gás de proteção não influenciaram as taxas de variação da corrente para uma mesma regulagem da indutância, mas que mesmo assim a regularidade do processo é dependente do gás de proteção e da tensão de soldagem.

Resumo em Inglês:

The MIG/MAG process operating as short-circuiting is widely used when low heat input is a demand. However, in this operating mode, excessive spattering may occur. To mitigate this problem, it is necessary to act on parameter settings. It is known that inductance governs the current increasing/decreasing rate, reflecting on the short-circuiting transfer regularity. However, little is known about the effect of arc voltage and the gas composition on this rate. Thus, in this work it was pursued the influence of the welding voltage and shielding gas composition in the correlation between inductance and metal transfer regularity in short-circuiting MIG/ MAG carbon-steel welding. Weldments were carried out scanning the voltage settings at three different inductance settings and with two differed shielding gases, using the same current level. A quantitative criterion was employed to assess the metal transfer regularity. Metal transfer conditions were visualized by means of synchronized high-speed filming shadowgraphy. The results showed that voltage and shielding gas do not interfere in the up and down current rate for a same inductance setting, but the regularity of the process is dependent of the shielding gas composition and arc voltage.

Resumo em Português:

O interesse da indústria em ter um maior controle das deformações provocadas pela soldagem se deve ao fato das tolerâncias dimensionais e geométricas estarem cada vez mais precisas nas especificações de projeto, motivando a engenharia de fabricação a desenvolver processos estáveis e que garantam a rotina de produção. Visando isso, o presente trabalho tem como objetivo analisar o quanto situações rotineiras utilizadas na soldagem automatizada de alumínio podem influenciar nas deformações angulares deste material. Utilizando a liga AA 5052 H34, e a soldagem automatizada no processo GMAW pulsado, foram aplicados três tipos de tecimento ao longo do comprimento da solda, em juntas de topo montadas sem chanfro e com chanfro de 60º, dispostas tanto transversais quanto longitudinais ao sentido de conformação da chapa. A medição das deformações foi realizada por um braço tridimensional, antes e após a soldagem, em três regiões distintas nas placas de teste. O perfil do cordão de solda foi o fator determinante para as diferentes formas das deformações encontradas, assim como revelado pelas análises macrográficas. A junta com chanfro de 60º apresentou maiores amplitudes das deformações que a junta sem chanfro. A oscilação da tocha não foi uma variável de influência estatisticamente significativa nessas amplitudes.

Resumo em Inglês:

The industry's interest in having a greater control of the deformations caused by welding is due to the geometric and dimensional tolerances been more and more precise in the project specifications, motivating the manufacturing engineering to develop stable processes and to ensure routine production. Aiming at it, the main goal of this present work is to analyze how much routine situations used in automatic aluminum welding can influence on the angular deformations of this material. Using the alloy AA 5052 H34, and the automatic welding in pulsed GMAW process, three types of weaving were applied throughout the length of the weld, in butt joints assembled without groove and with 60º single-V-groove, arranged transversely as well as longitudinally to the rolling direction of the plate. The measurement of the deformations was made by a three-dimensional equipment, before and after the welding, in three distinct regions in the specimens. The profile of the weld bead was the main factor for the different types of deformations found, as revealed by macrographical analysis. The 60º single-V-groove had higher amplitudes of deformations as the joint without groove. The torch oscillation wasn`t a variable of statistically significant influence on this amplitudes.

Resumo em Espanhol:

La constitución estructural y la naturaleza iónica o molecular de las matrices aluminosilicáticas vítreas en estado líquido están gobernadas fundamentalmente por la relación molar O:(Si+Al), que durante el proceso de soldadura repercuten en sus propiedades termodinámicas, químicas y físicas, así como en sus interacciones con la gota metálica y el baño de soldadura. En fusiones aluminosilicáticas, las interacciones del ión O2-con otras sustancias de la matriz del fundente no aleado y con los metales de aporte y base son de considerable importancia durante la constitución del metal depositado mediante el proceso soldadura automática bajo fundente (SAW). En el presente trabajo, se valora la correspondencia entre los índices de basicidad clásicos y varios índices de basicidad óptica acorde a los criterios Zhang (BO Zh), Duffy e Ingram (BO D) y el propuesto en este trabajo por los autores (BO P), así como también entre BO P y la relación molar O:(Si+Al) de cada matriz. Todo esto brinda criterios estructuro-químicos de las matrices y de su actividad metalúrgica. A partir de un análisis termodinámico se determina la posible cantidad oxígeno en el metal depositado, con lo cual se estima las posibles propiedades físico-mecánicas del mismo.

Resumo em Inglês:

The structural constitution and ionic or molecular nature of the glassy matrix in liquid aluminosilicates are governed mainly by the molar ratio O: (Si + Al), and during the welding process affect its thermodynamic, chemical and physical properties as well as in their interactions with the metal droplet and the weld pool. In aluminosilicate fusion, O2-ion interactions with other substances from the unalloyed flux matrix and filler metals and base are of considerable importance during the formation of the weld metal by submerged arc welding process (SAW). In this study, assessing the relation between the classical basicity index and several optical basicity indices using criteria according to Zhang (BOzh), Duffy and Ingram (BO D) and the proposed in this work by the authors (BO P) and also between the BO P and the molar ratio O: (Si + Al) in each matrix. This provides structural-chemical criteria for the matrices and their metallurgical activity. From a thermodynamic analysis one can determine the oxygen amount in the weld metal, which allow to estimate the possible physical and mechanical properties of itself.

Resumo em Português:

Diante das diferenças operacionais existentes entre o processo Eletrodo Tubular e o processo MIG/MAG, dois processos de soldagem competitivos em termos de qualidade e produtividade, buscou-se avaliar com uma metodologia a capacidade produtiva de cada processo, sob diferentes aspectos. Realizou-se um estudo comparativo da taxa de fusão, taxa de deposição e rendimento de deposição, concluindo com uma análise da capacidade produtiva de cada arame em questão. Soldagens foram realizadas utilizando-se os arames E71T-1 e ER70S6, sob as proteções gasosas 100%CO2 e Ar+25%CO2 em diferentes níveis de corrente, usando chapas chanfradas. Para se possibilitar uma comparação próxima da realidade prática de cada consumível, procurou-se trabalhar com cada combinação arame/ gás de proteção em condições apropriadas de distância bico de contato-peça e de regulagem de tensão (no caso da faixa de corrente estudada, o arame maciço foi utilizado em curto-circuito, utilizando uma DBCP menor). Fixou-se ainda o mesmo volume do cordão de solda por metro para cada nível de corrente. De um modo geral, o arame tubular utilizado apresentou uma maior taxa de deposição do que o arame maciço, porém com um maior consumo de material para se formar um mesmo cordão. Uma análise econômica mostrou que com o tubular é possível realizar um dado comprimento de solda em menor tempo (maior produtividade), no que pese o maior custo em função do preço dos produtos no momento.

Resumo em Inglês:

Considering the operational differences between the process tubular electrode and GMAW process, two welding processes competitive in terms of quality and productivity, was evaluated a methodology to the productive capacity of each process under different aspects. It was realized a comparative study of melting rate, deposition rate and efficiency deposition, concluding with an analysis of the productive capacity of each wire in question. Welds beads were evaluated using the wire E71T-1 and ER70S6, under shielding gas 100% CO2 and Ar +25% CO2 at different current levels, using groove plates. For enable a good comparison with the practical reality of each consumable, were tried to work with every combination wire / shielding gas and appropriate conditions of contact-tip-to-workpiece distance and arc voltage (for the current range studied, solid wire was used in short-circuit, using a smaller DBCP). The volume of the weld beads per meter was made the same for each level of current.). In general, the tubular wire used showed a higher deposition rate than solid wire, but with a higher consumption of material to form the same weld bead. An economic analysis showed that with the tubular wire is possible to perform a bead in less time (higher productivity), and the higher cost may be the result of the price of products on time.

Resumo em Português:

Os aços inoxidáveis duplex (AID) apresentam em sua microestrutura ferrita e austenita, de modo a aliar boas propriedades mecânicas e resistência à corrosão. Estes materiais possuem grande aplicação na indústria petroquímica, sendo o UNS S31803 um dos mais conhecidos. Existem poucos trabalhos referentes ao estudo da influência da restrição na soldagem da junta na formação de Widmanstätten. Logo, este trabalho tem como objetivo analisar a influência da restrição no balanceamento de fases, na morfologia da austenita, na microdureza e na tenacidade da Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e da Zona Fundida (ZF). Foram realizadas soldagens em juntas tipo V utilizando eletrodo revestido AWS E2209-17com dois níveis de energia: 15 kJ/cm e 20 kJ/cm, com e sem restrição. De maneira geral, houve maior quantidade de ferrita nos passes de acabamento em relação aos passes de enchimento e de raiz. Foram observadas maiores quantidades de Widmanstätten nas condições soldadas com restrição. A ZAC apresentou uma microestrutura mais grosseira nos passes de acabamento. No entanto, não foram observadas diferenças significativas nas microestruturas quando comparadas as condições com e sem restrição. As condições que apresentaram maior quantidade de Widmanstätten obtiveram menores níveis de microdureza. Não foram observadas diferenças na energia absorvida na ZAC e ZF.

Resumo em Inglês:

Duplex stainless steels present ferrite and austenite in their microstructure in order to join good mechanical properties and corrosion resistance. These materials are very used in petrochemical industry, being the DSS UNS S31803 one of the most commercially known. There were not much published literature to study the influence of the precipitation of Widmanstätten austenite in joins with some restriction. This work has as objective to analyze the influence of the restriction in the phase balance of austenite and ferrite, in the morphology of the austenite, in the microhardness and the toughness of both HAZ and FZ. Shielded electrode AWS E2209-17 was used to weld V joints in the duplex stainless steel UNS S31803. Welding has been performed in two levels of energy C1 (15 kJ/cm) and C2 (20 kJ/cm), with and without restriction. In a generalized manner, it was observed a greater amount of ferrite in the finishing passes when compared to the first passes. Bigger amounts of Widmanstätten austenite in the conditions welded with restriction had been observed. Generally, the HAZ presented a coarser microstructure in the finishing passes, in way that did not show significant differences when compared with the conditions with and without restriction. Microhardness level was lower when large amount of Widmanstätten has been presented. Differences in energy absorbed in HAZ and FZ has not been observed when comparing conditions with and without restriction. The influence of the use of restraint in welding, especially in balancing phase, microstructure and microhardness has been observed.

Resumo em Espanhol:

Los aceros Dual Phase (DP) han encontrado recientemente una fuerte aplicación en elementos estructurales en la industria automotriz, debido a la necesidad de disminuir peso. La soldadura de estos materiales cobra particular importancia considerando su aplicación estructural y los procesos relacionados en su fabricación. En particular la soldadura de resistencia por punto (RSW) y semiautomática con alambre macizo y protección gaseosa (GMAW) son ampliamente utilizados en la industria automotriz. El proceso de soldadura por plasma (PAW) se caracteriza, entre los procesos de soldadura por arco, por ser el de mayor densidad de energía, presentando particular interés en aplicaciones de la industria automotriz (tailor welded blanks). El objetivo del presente trabajo fue estudiar la evolución microestructural y las propiedades de aceros DP soldados mediante los procesos RSW, GMAW y PAW. A este fin, se soldaron cuatro grados de aceros DP con resistencias mecánicas de 550, 700 y 850 MPa en espesores de 1 y 1,3 mm mediante los mencionados procesos. Se caracterizaron las microestructuras y se determinaron las propiedades mecánicas de las uniones soldadas para cada caso. Para los tres procesos se obtuvieron uniones soldadas de calidad satisfactoria. Se observó para todas las soldaduras, que en la ZAC se produce una disminución de la dureza por debajo del valor del material base, relacionada a la descomposición de la fase martensítica. Las soladuras por arco fueron las más afectadas.

Resumo em Inglês:

Dual Phase steels (DP) have been used recently as an interesting option for structural elements, specialy in automotive industry, due to weight reduce requirements. Welding of these materials becomes particularly important considering their application as structural elements and the related manufacturing methods. In particular resistance spot welding (RSW) and gas metal arc welding (GMAW) are widely used in the automotive manufacturing. The plasma arc welding (PAW) has the charateristic, within arc welding processes, to involve the highest energy density, being this parameter interesting to certain applications on automative industry (tailor welded blanks). The objective of this work is to study the microstructural evolution and properties of welded DP steels by mean of RSW, GMAW and PAW. In this regard four DP steels, with tensile strength of 550, 700 y 850 MPa and thickness of 1 and 1.3 mm, were welded by mean of mentioned welding processes. Microstructures were charaterized and mechanical properties for each weld joint were determined. For the three processes good quality welded joints were obtained. It was observed on heat affected zone (HAZ) a softened zone whose hardness is below to initial base metal hardness. This softening is related to the dissolution of the martensitic phase due to thermal cycle introduced by welding. Arc welds were the most affected.

Resumo em Português:

A utilização de técnicas avançadas de controlo não destrutivo como o Time of Flight Detection (ToFD) e o Phased Array para inspeção em manutenção de reservatórios de pressão permite a caracterização de numerosos defeitos não detectados durante a construção, como defeitos planares, cuja detecção por radiografia depende da sua orientação. Estas técnicas têm conduzido a um aumento substancial da fiabilidade dos equipamentos, uma vez que a detecção de defeitos num estágio inicial de desenvolvimento permite planear as intervenções, reduzir paragens e tempos não produtivos. Os defeitos de fabrico são identificados nas inspeções de manutenção pelo fato das técnicas usadas serem mais precisas e as áreas inspecionadas maiores do que as requeridas após construção. Alguns defeitos são facilmente classificados como tendo origem no fabrico e construção, mas outros não conseguem distinguir-se dos provocados pelas condições de serviço. Neste sentido, a decisão importante a tomar é a de avaliar se a evolução do defeito é possível de ocorrer, baseada no conhecimento das condições de serviço, do material, da dimensão e localização do defeito. Este artigo pretende fazer uma proposta de metodologia de avaliação de defeitos baseada num conjunto substancial de casos industriais de modo a apoiar o pessoal técnico nas fases de decisão em manutenção, inspeção e reparação de defeitos em juntas soldadas em reservatórios de pressão de processo.

Resumo em Inglês:

The use of advanced non-destructive techniques like ToFD and Phased Array to perform maintenance inspections of pressure vessels enables the characterization of numerous defects not detectable during the construction, as planar defects, whose detection by radiography is highly dependent on its orientation. These techniques lead to a substantial increase in reliability of equipments, since, the early detection of defects under development allows the planning of interventions, reducing down times, or non-productive times, and the number of unscheduled shutdowns. The deficiencies of fabrication are usually identified in maintenance inspections, because the techniques used are more sensitive and the tested areas are more extensive than required after construction. Some defects can be easily classified as manufacturing defects, but some are indistinguishable from the ones related to service conditions. Regarding its origin, the critical decision to take is to assess if future evolution is likely to occur, based on the application, material, service conditions and size of defect. This study envisages a proposal of a methodology for technical evaluation based on a large amount of industrial cases, aiming to assist personnel in decision steps in maintenance, inspection and repair of weld defects detected on pressure vessels from process.

Resumo em Português:

O principal objetivo deste trabalho, é mostrar para os engenheiros(as) de soldagem e/ou projetistas de estruturas soldadas, as muitas opções existentes no projeto de juntas soldadas de filete, quando carregadas transversalmente, inclinada, ou paralelamente ao eixo do cordão de solda. Isto é feito através da discussão dos aspectos fundamentais deste tipo de junta, uma série de equações (desde normas e Código) que permitem o dimensionamento da garganta, e exemplos utilizando metais base e consumíveis reais. É também propósito deste trabalho alertar estes profissionais, pois cada uma destas normas (tais como AISC e Eurocode 3), Códigos (tal como AWS), ou mesmo organizações reconhecidamente competentes (tal como IIW), têm características específicas (ou "filosofias"), algumas delas muito distintas. Finalmente, mas não menos importante, este trabalho encerra analisando juntas soldadas de filete sob conceitos da teoria da elasticidade e plasticidade localizada.

Resumo em Inglês:

The main aim of this work, is to show for the welding engineers and/or designers of welded structures, the many existing options in the design of fillet welded joints, when loaded transverse, inclined, or parallel to the axis of the weld bead. This is done through a discussion on the very fundamental aspects of this kind of joint, a series of equations (from standards or Code) that allow the throat dimensioning, and examples using actual base metals and consumables. It is also a purpose of this paper to caution those professionals, for each one of the standards (such as AISC and Eurocode 3), or Codes (such as AWS), or even authoritative organizations (such as IIW), have specific characteristics (or "philosophies"), some of them very distinct. Finally, but not less important, this paper closes analysing fillet welded joints under concepts of the theory of elasticity and local plasticity.