Resumo em Português:

Aços Cr-Mo são usados na indústria do petróleo em aplicações com óleos crus ricos em compostos sulfurosos. Aços comerciais como 2.5Cr1Mo ou 9Cr1Mo têm se mostrado ineficientes em consequência de altos índices de corrosão naftênica. Uma estratégia para resolver este problema é o aumento do teor de molibdênio destes aços. Neste trabalho foi estudado o efeito do aumento do teor de molibdênio na microestrutura de ligas Fe-9Cr-xMo, solubilizadas e soldadas. Foram levantados os diagramas de fases com auxílio de um programa comercial para verificar as possíveis fases a serem formadas e identificar os problemas de soldagem. A microestrutura das ligas solubilizadas foi analisada por microscopia óptica e EBSD, além da medição da dureza. Foram realizadas soldagens autógenas para verificar o efeito do aporte térmico na microestrutura e na dureza das ligas. O aumento do teor de molibdênio resultou no aumento da dureza das ligas. A análise microestrutural das ligas soldadas apresentou uma particularidade para a liga com menor teor de molibdênio, a presença de martensita. Já as ligas com maior teor de molibdênio apresentaram uma microestrutura completamente ferrítica. A formação de martensita pode ser um problema na solda da liga com menor teor de molibdênio, uma vez que a mesma pode causar perdas nas propriedades mecânicas comprometendo sua aplicação.

Resumo em Inglês:

Cr-Mo steels are used in the petroleum industry in applications with crude oils rich in sulfur compounds. 2.5Cr1Mo or 9Cr1Mo do not resist to operating conditions when in contact with crude oils. The increasing of molybdenum content can improve the corrosion resistance of these alloys. This paper studied the effect of increased concentration of molybdenum in the microstructure of Fe-9Cr-xMo alloys, annealed and welded. Phase diagrams were built with the aid of commercial program to check the possible phases to be formed and to identify the problems of welding. Analyses were realized by optical microscopy, EBSD and hardness tests. Autogenous welds were carried out to verify the effect of heat input on microstructure and hardness of the alloys. The results indicated that the increase in molybdenum concentration resulted in increased hardness of the alloys. After welding the alloy with lower molybdenum content presented the formation of martensite. Alloys with molybdenum content above 5% presented a fully ferritic microstructure. The formation of martensite can be a problem in weld alloys with lower content of molybdenum, since it can cause loss in mechanical properties hindering their application.

Resumo em Português:

A soldagem laser vem sendo utilizada como um importante processo de manufatura. Ela pode ser utilizada tanto no modo contínuo quanto no modo pulsado. No processo onde se utiliza laser pulsado é possível realizar soldas de costura em lâminas finas, através da sobreposição dos pulsos. Nesse caso a velocidade de soldagem é definida pela taxa de sobreposição, taxa de repetição e diâmetro do pulso. A soldagem de sobreposição de lâminas finas apresenta problemas típicos como distorção excessiva da junta soldada, falta de contato entre as lâminas a serem soldadas (presença de um gap de ar), perfuração da junta e presença de altos níveis de tensões residuais. O processo de laser pulsado é preferido em relação ao processo por laser contínuo, pois ele possibilita um melhor controle da energia de soldagem. O presente trabalho estudou a influência da energia do pulso, no caso processo de soldagem laser Nd:YAG, na soldagem de lâminas finas ( 100µm ) de aço inoxidável austenítico AISI 316L, utilizado no revestimento de sensores (que trabalham em ambiente corrosivo) da indústria sucroalcooleira. Utilizou-se energia de pulso de 1,0 a 2,25 Joules, com incremento de 0,25 Joules e largura temporal de 4 ms. As soldas foram realizadas com proteção gasosa de argônio. Foram realizadas análises macrográficas das juntas soldadas, através de secções transversais das mesmas e, ensaios de microdureza Vickers e ensaios de tração. Os resultados obtidos mostraram que o controle da energia do pulso, em processo de soldagem por laser de lâminas finas é de fundamental importância para a geração de juntas soldadas com boas propriedades mecânicas e livres de descontinuidades. O limite de resistência da junta soldada aumentou no início e depois sofreu um pequeno decréscimo em função do aumento da energia do pulso. O processo mostrou-se muito sensível à presença de gap entre as lâminas.

Resumo em Inglês:

Laser beam welding has been used widely as an important manufacturing process. It can be performed using either pulsed or continuous lasers. A pulsed laser can be used to create weld seams in thin foils by means of overlapping pulses. Typical problems in lap joint welding of thin foils for sealing components in corrosive environment applications include excessive distortion, absence of intimate contact between couple, melt drop through and high level of residual stress. Pulsed laser processing is expected to be the method of choice because it allows more precise heat control compared with continuous laser processing. Experimental investigations were carried out using a pulsed neodymium: yttrium aluminum garnet laser welding to examine the influence of the pulse energy in the characteristics of the weld fillet. The pulse energy was varied from 1.0 to 2.25 J at an increment of 0.25 J and 4 ms pulse duration. The base material used for this study was the AISI 316L stainless steel foil with 100µm thickness. The welds were analyzed by optical microscopy, tensile shear tests and micro hardness. The results indicated that pulse energy control is of considerable importance for thin foil weld quality since it can generate good mechanical properties and discontinuities free weld joints. The ultimate tensile strength of the welded joints increased at first and then decreased with the pulse energy increasing. The process showed very sensitive to the gap between couple.

Resumo em Português:

Este trabalho apresenta resultados de avaliação de juntas soldadas de aço estrutural ASTM A36 por meio do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). A soldagem foi feita em chapas de 6 mm de espessura com preparação de chanfro em V, com um e dois passes. Foram feitas a caracterização de microestructuras e microdurezas através da junta soldada, e na superfície foram feitas medições de RMB. Os sinais de RMB foram analisados com o valor máximo, uma média de valores acima de 80% do pico máximo, o rms e o rms do envelope, dos quais foram obtidas curvas da variação com respeito ao centro do cordão e também foram obtidos mapas superficiais. Na caracterização microestructural obteve-se que as amostras de um e dois passes apresentaram tamanhos da zona afetada pelo calor (ZAC) diferente. As microdurezas mostraram que no limite de fusão tem-se a maior dureza enquanto que no fim da ZAC tem-se a menor dureza. O RMB mostrou que no limite de fusão tem o menor valor, enquanto que no fim da ZAC tem o maior valor. Este estúdio mostrou que as mudanças na microestrutura influenciam em todos os parâmetros analisados, sendo que a junta soldada ficou melhor representada pelo valor rms e rms do envelope do RMB.

Resumo em Inglês:

This paper shows results for the evaluation of ASTM A36 carbon steel welded joints by Magnetic Barkhausen Noise (MBN). V-groove shape welded samples were made in a 6 mm thickness plates, with one-pass and two-pass. Microstructural and microhardness characterization were made on a transversal section of welds. In the surface was made measurement of MBN. The signal of MBN were analyzed with the maximum value, threshold of 80% above of maximum, the root mean square (rms), the root mean square of the profile, and these parameters were plotted in function of the distance to center bead. Surface maps were obtained, too. The microstructural characterization identified different heat affected zone (HAZ) sizes for one-pass and two-pass. In addition, changes on microhardness showed which higger hardness was happened in the fusion boundary whereas lower microhardness happened in the HAZ end. With MBN monitoring were verified that the lower value happened in the fusion boundary, whereas the MBN higher value happened in the HAZ end. The study showed that changes in the microstructure influence all analyzed parameters. The welded joint are best represented by the root mean square (rms), the root mean square of the profile.

Resumo em Espanhol:

La presencia de ferrita acicular (FA) en la microestructura del cordón de soldadura, dentro de determinado rango de valores, eleva considerablemente la tenacidad de las uniones soldadas. Es por ello, que el presente trabajo trata sobre un estudio que relaciona la cantidad de ferrita acicular en el cordón en función del contenido de oxígeno presente en la mezcla activa CO2+O2, durante la realización de uniones soldadas de bordes rectos en aceros de bajo carbono con el proceso con electrodo fusible y protección gaseosa (GMAW) en condiciones invariables de parámetros de proceso (corriente de soldadura, voltaje de arco, velocidad de soldadura, longitud libre y flujo de gas protector). Como resultado del trabajo se estableció la relación gráfica existente entre la ferrita acicular y el contenido de oxígeno en la mezcla.

Resumo em Inglês:

The presence of acicular ferrite (AF) in the microstructure of weld bead, in a specified range of values, increase considerably the toughness of welded joints. The present paper, for that reason, study the relationship between the acicular ferrite quantity in the deposited metal and the oxygen present in the active gas mixture of CO2+O2, during the execution of butt welded joints with straight edges, in low carbon steels with consumable electrode and gas protection (GMAW) in invariable conditions of process parameters (welding current, arc voltage, welding speed, electrode extension, and gas flow). The graphic relation between the acicular ferrite and the oxygen content was established, as result of the research work.

Resumo em Português:

Este trabalho visou analisar a caracterização microestrutural e o comportamento mecânico das ligas de alumínio AA2139 T3 e T8 quando são soldadas pelo processo Soldagem por Fricção Rotativa com Mistura, o qual é realizado na fase sólida. A análise microestrutural foi realizada utilizando microscopia óptica e eletrônica de varredura, e o comportamento mecânico foi avaliado através de medidas de microdureza e ensaio de tração convencional complementado pelo sistema ARAMIS. As ligas foram soldadas nos mesmos parâmetros de soldagem e com a mesma ferramenta, a fim de avaliar a qualidade da junta soldada para as duas condições de tratamento térmico, T3 e T8. Os resultados obtidos mostraram soldas resistentes para ambos os tratamentos térmicos, porém com melhores propriedades mecânicas para a liga AA2139 T3.

Resumo em Inglês:

This work aimed to study the microstructural characterization and mechanical behavior of AA2139 T3 and T8 aluminum alloys joined by FSW - Friction Stir Welding. The microstructural analysis has been done using optical microscope and scanning electron microscopy, and the mechanical analysis were evaluate through microhardness testing and conventional tensile test using the ARAMIS system . Each alloy were welded using the same welding parameters and the same tool in order to evaluate the joint quality for both heat treatment used for this work, T3 and T8. The result showed sounds joints for both heat treatments, although with better mechanical properties for the alloy AA2139 T3.

Resumo em Português:

A 'interferência externa', também conhecida como 'dano de terceira parte', se destaca como uma das principais causas de falhas em dutos onshore. Interferência externa pode causar, dentre outros, danos identificados como mossas, sulcos ou ambos, e também perfurações, conhecidos como 'dano mecânico'. Na literatura técnica existem alguns métodos analíticos semi-empíricos que se propoem a avaliar a adequação ao uso de dutos com dano mossa e sulco. Como as equações sugeridas por estes métodos diferem entre si, paira a dúvida sobre "qual" método daria um resultado mais exato quando aplicado. Sendo assim, este trabalho apresenta os resultados de uma análise técnica comparativa realizada para alguns destes métodos atualmente disponíveis, no tocante à fundamentação teórica, disponibilidade dos dados requeridos e exatidão em prever a tensão nominal causada pela pressão de falha. Os resultados obtidos mostram que existe uma grande similaridade entre os métodos estudados, que todos são, essencialmente, baseados na mecânica da fratura clássica, e que o 'método da fratura mossa e sulco semi-empírico original' desenvolvido pela British Gas se destaca como o 'mais recomendado' para avaliar a adequação ao uso de dutos com dano tipo 'mossa e sulco'.

Resumo em Inglês:

The 'external interference', also known as 'third party damage', stands out as one of the main causes of failures in onshore pipelines. External interference can cause, among others, damage identified as dents, gouges or both, and punctures, also known as 'mechanical damage'. In technical literature there are some semi-empirical analytical methods that aim to assess the fitness for purpose of pipelines with dent and gouge damage. As the equations suggested by these methods differ, the question hangs on "what" method would give a more accurate result when applied. Therefore, this paper presents the results of a comparative technique analysis for some of these methods currently available, concerning the theoretical basis, availability of required data and accuracy in predicting the nominal stress caused by the failure pressure. The results show that there is great similarity between these methods showed that all are essentially based on classical fracture mechanics, and that the 'original semi-empirical dent and gouge fracture method' developed by British Gas stands out as the "most recommended" to assess the fitness for purpose of pipelines with 'dent and gouge' damage type.

Resumo em Português:

O crescimento das lentilhas de solda obtidas pelo processo de soldagem a ponto por resistência elétrica em chapas de aço inoxidável AISI 304 foi analisado através de simulação numérica com o método de elementos finitos, sendo utilizado para essa finalidade o programa comercial ANSYS. O modelo matemático utilizado considerou: acoplamento entre os campos elétricos e térmicos em regime transiente; a variação das propriedades elétricas e térmicas do aço AISI 304 com a temperatura e condições de contorno térmicas de convecção. A geometria tridimensional analisada, axissimétrica, permitiu a simplificação para uma geometria bidimensional. Os resultados obtidos com o modelo foram comparados com resultados experimentais apresentados na literatura. Foram consideradas espessuras de chapas de 1, 2 e 3 mm, e diferentes diâmetros de face para os eletrodos. As simulações determinaram os tempos necessários de aplicação de diferentes valores de corrente para obtenção dos diâmetros e penetração das lentilhas de solda recomendados em cada situação. Os resultados mostraram também que com o uso de maiores correntes menos energia é consumida na formação da lentilha de solda.

Resumo em Inglês:

The growth of the spot welding nugget in AISI 304 stainless steel sheets was analyzed by numerical simulation with the finite element method, being used for this purpose the commercial code ANSYS. The mathematical model considers: coupling between the electric and thermal fields in transient regimen; temperature dependent thermal and electrical properties of AISI 304 steel; convection thermal boundary condition. The analyzed three-dimensional geometry, axisymmetric, allowed the simplification to a two-dimensional geometry. The results of the model were compared with experimental results presented in the literature. Sheets thickness of 1, 2 and 3 mm, and different diameters of electrodes faces were considered. The results allowed determining the necessary current application times for attainment the recommended diameter and penetration of the nugget in each situation. The results also showed that with the use of larger currents the nugget formation consumes less energy.

Resumo em Português:

Neste trabalho utilizou-se o método Taguchi (planejamento Robusto de experimentos), para cumprir com um reduzido número de ensaios, dois objetivos: obter a influência dos fatores de controle sobre as variáveis respostas e determinar as condições ideais para aplicação das ligas de níquel nas soldagens de revestimentos através do processo MIG/MAG com transferência metálica por curto-circuito. Foram escolhidos seis fatores de controle com três níveis cada: Tensão de referência, Velocidade de soldagem, Tipo de tecimento, Técnica da tocha, Gás de proteção e o Material de adição. Por sua vez as variáveis respostas escolhidas foram: Diluição (D) e Razão entre o reforço e a largura (R/L). As soldagens foram realizadas na posição plana por simples deposição sobre chapas de aço ASTM 516 Gr60 com dimensões de 200 x 50 x 12,7 mm. O uso do tecimento proporcionou cordões com baixos valores da razão R/L e obteve valores bastante baixos de diluição chegando à ordem de 5%. A combinação dos níveis dos fatores de controle apontados como ótimos pelo método Taguchi resultaram em valores para as variáveis repostas consideradas adequadas para a soldagem de revestimento.

Resumo em Inglês:

In this work aim the Taguchi method (Robust design of experiments) was chosen to achieve with a limited number of tests two objectives: the first was to the influence of the control factors (welding parameters) on quality characteristics (weld bead geometry) and the second was to determine optimal conditions for weld overlay with nickel alloy through the GMAW process in a short circuiting transfer mode. Six control factors were employed with three levels each: Reference voltage, Welding speed, Arc oscillation, welding gun orientation (Perpendicular, forehand and backhand), Shielding gas and filler metal. Already the employed quality characteristics were: Percent dilution (D) and the ration between reinforcement and bead width (R/L). The weldings were accomplished using a bead on plate (BOP) technique, flat position, in steel ASTM 516 Gr60 with dimensions of 200 x 50 x 12,7 mm. The results showed that the use of arc oscillation promote weld bead with low values of the ratio R/L and obtain low dilution's values arriving to the order of 5%. The combination of levels of control factors identified as optimal by the Taguchi method obtained values for the variables considered suitable for weld overlay.

Resumo em Português:

Com o objetivo de fornecer subsídios para a seleção de consumíveis para a soldagem molhada foram determinadas algumas propriedades do metal de solda a partir de juntas soldadas em água doce com eletrodos revestidos comerciais específicos para este fim. As soldas foram realizadas em tanque a 0,5m de profundidade por dispositivo de soldagem por gravidade. Foram levantados dados que auxiliem a eleger os consumíveis de melhor desempenho para serem testados em maiores profundidades. Foram realizados os seguintes testes e avaliações: caracterização microestrutural, análise e quantificação das inclusões, composição química do metal de solda, dureza Vickers, hidrogênio difusível e avaliação da soldabilidade. Os resultados obtidos permitem classificar os consumíveis testados em dois grupos com características bem distintas. No primeiro grupo está o único eletrodo do tipo oxidante e no segundo grupo estão os quatro eletrodos do tipo rutílico testados. Quanto às propriedades mecânicas e às características operacionais, os eletrodos do tipo rutílico apresentaram os melhores resultados. Por outro lado, o eletrodo oxidante testado produziu soldas com mais baixo teor de hidrogênio difusível e, portanto, menor risco potencial de provocar trincas a frio. As diferenças de propriedades entre os eletrodos testados são evidenciadas e discutidas no presente trabalho.

Resumo em Inglês:

With the objective to supply subsidies to select ferritic electrodes for underwater wet welding, some weld metal characteristics of commercial electrodes were determined. The welding trials were carried out at 0.5m fresh water depth in an aquarium, using a gravity device for welding. The study aimed also to obtain data to help to elect the consumables of best performance to be tested in higher depths. The following characterizations were performed: microstructural analysis, quantification of inclusions, weld metal and inclusions chemical composition, mechanical properties, diffusible hydrogen and weldability evaluation. The obtained results helped to classify the tested consumables in two groups with quite different characteristics. The first group is composed of one oxidizing type electrode and the second one is composed of four rutile type electrodes. Regarding to hydrogen in the weld metal, the obtained results show that the oxidizing electrode is able to produce welds with considerable low diffusible hydrogen content. As a consequence, smaller potential risk of cold cracking is expected when using this electrode. Meantime, regarding to the arc stability and other operational indicators, the oxidizing electrode presented inferior performance. Considering mechanical properties, the rutile electrodes presented the best results. The properties differences among the electrodes tested are shown and discussed in the present work.

Resumo em Português:

Aços inoxidáveis duplex (AID, incluindo os aços super duplex, AISD) provaram ser materiais de engenharia muito úteis, embora com requerimentos de soldagem em alguma medida diferentes daqueles dos aços inoxidáveis austeníticos mais usuais. Apesar do histórico geralmente bom dos aços inoxidáveis duplex quanto a soldagem, algumas dificuldades têm sido encontradas com uma frequência relativamente alta para justificar um exame mais detalhado destas. A especificação inadequada do metal base frequentemente resulta em propriedades inadequadas da zona termicamente afetada (ZTA). Zona fundida autógena é também motivo de preocupação em função de limites no teor de nitrogênio. A situação mais comumente encontrada é o uso de UNS S31803 para o AID 2205 no lugar de S32205. O uso de um aporte térmico inapropriado ocorre mais frequentemente com AISD. Embora uma faixa de 0,5 a 1,5 kJ/mm seja uma recomendação normal de aporte térmico para AISD, tanto o passe de raiz como muitos pequenos cordões depositados no limite inferior desse intervalo de aporte térmico tendem a resultar em precipitação e/ou formação de austenita secundária no metal de solda submetido a ciclos térmicos repetidos. Tratamento térmico após soldagem (TTAT) inapropriado ocorre quando metais de adição de maior teor de níquel (tipicamente 9%) são usados. Estes tratamentos não são normalmente aplicados a AID, mas a conformação severa de cabeças, por exemplo, ou a soldagem para reparo de fundidos, pode requerer um recozimento após a soldagem. Especificações como a ASTM A790 e a A890 indicam um mínimo de 1040ºC para o recozimento e o fabricante tende a usar uma temperatura próxima deste mínimo. Contudo, o metal de adição de maior teor de níquel requer temperaturas mais elevadas para dissolver a fase sigma durante o aquecimento para a temperatura de recozimento.

Resumo em Inglês:

Duplex stainless steels (DSS, including super duplex stainless steels {SDSS}) have proven to be very useful engineering materials, albeit with somewhat different welding requirements than those of the more familiar austenitic stainless steels. Despite a generally good track record in welding of duplex stainless steels, certain pitfalls have been encountered with enough frequency that they deserve review. Inappropriate base metal specification often leads to unsuitable heat affected zone (HAZ) properties. Autogenous fusion zones are also of concern. This issue centers around nitrogen limits. The most frequently encountered is applying the UNS S31803 composition for 2205 DSS, instead of the S32205 composition. Inappropriate welding heat input arises most frequently with SDSS. While 0.5 to 1.5 kJ/mm is a normal heat input recommendation for SDSS, either a root pass or many small beads towards the low end of this heat input range tends to result in precipitation and/or secondary austenite formation in weld metal subjected to repeated thermal cycles from multiple weld passes. Inappropriate PWHT occurs when the enhanced nickel filler metals (typically 9% Ni) are used. DSS are not normally given PWHT, but extensive forming of heads, for example, or repair welding of castings, may require a postweld anneal. Specifications such as ASTM A790 and A890 call for annealing at 1040ºC minimum, and the fabricator tends to use temperatures close to that minimum. However, the enhanced nickel filler metals require higher temperatures to dissolve sigma phase that forms during heating to the annealing temperature.