Accessibility / Report Error
Soldagem & Inspeção, Volume: 23, Issue: 2, Published: 2018
  • A Soldagem e Seus Extremos Editorial

    Bracarense, Alexandre Queiroz
  • Application of the Response Surface Methodology for Optimization of the Resistance Spot Welding Process in AISI 1006 Galvanized Steel Artigos Técnicos

    Amaral, Fernando Ferraz; Almeida, Fabrício Alves de; Costa, Sebastião Carlos; Leme, Rafael Coradi; Paiva, Anderson Paulo de

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A soldagem a ponto por resistência elétrica possui um papel importante na fabricação de diversos produtos da indústria. Apesar de sua ampla aplicabilidade, este processo está sujeito a apresentar certa inconsistência na qualidade devido a variáveis controláveis e não controláveis. Desta forma, este estudo busca aplicar a metodologia de superfície de resposta para a obtenção de valores otimizados de fatores controláveis do processo, tais como corrente de soldagem, tempo de soldagem e força do eletrodo. Verificou-se o comportamento das curvas do deslocamento do eletrodo, a fim de observar o efeito da queima do revestimento das chapas de aço carbono galvanizadas. Avaliou-se também o teste de cisalhamento para verificar a deformação na força máxima de ruptura dos corpos de prova. Os resultados da aplicação mostraram que parâmetros elevados de corrente e parâmetros reduzidos dos tempos de ciclo proporcionaram maiores níveis de força e valores desejáveis de indentação. Além disso, foi possível verificar através dos experimentos que os critérios de qualidade do ponto de solda apresentam correlação com as características das curvas de deslocamento do eletrodo, proporcionando uma maneira eficaz para avaliar a qualidade do processo de solda a ponto a partir de testes não destrutivos.

    Abstract in English:

    Abstract The resistance spot welding has a great importance in the manufacture of several industrial products. Despite its wide applicability, this process is subject to certain quality inconsistency due to controllable and non-controllable variables. Thus, this study seeks to apply the response surface methodology to obtain optimized values of controllable process factors, such as welding current, welding time and electrode strength. The behavior of the electrode displacement curves has been verified in order to observe the burning effect of the coating of the galvanized carbon steel plates. It was also evaluated the shear test to verify the tensile-shear strength of the specimens. The results of the application showed that high current parameters and reduced cycle time parameters provided higher levels of strength and desirable indentation values. In addition, it was possible to verify through the experiments that the quality criteria of the weld point correlate with the characteristics of the displacement curves of the electrode, providing an efficient way to evaluate the quality of the process of welding to point from nondestructive tests.
  • Characterization by Three-Dimensional Reconstruction of the Fatigue Fracture Surface in Underwater Wet Welds Artigos Técnicos

    Fonseca, Natália Maia; Modenesi, Paulo José; Arias, Ariel Rodriguez

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Superfícies de fratura geradas por fadiga em soldas subaquáticas molhadas foram caracterizadas por reconstruções tridimensionais usando estereofotogrametria em um microscópio eletrônico de varredura. Análise de perfil, rugosidade e dimensão fractal foram avaliadas para essas superfícies com o intuito de correlacioná-los com os resultados de ensaios de propagação de trinca e densidade de porosidade. Verificou-se que o parâmetro de rugosidade superficial Sq apresentou-se como mais eficiente para descrever e comparar as superfícies estudadas do que a dimensão fractal. Além disso, pôde-se confirmar a aplicabilidade da técnica usada e da metodologia desenvolvida para o estudo proposto com a ressalva de que um estudo mais aprofundado é necessário para compreender os mecanismos de propagação de trinca por fadiga em soldas subaquáticas molhadas.

    Abstract in English:

    Abstract Fatigue fracture surfaces in wet underwater welds were characterized by means of three-dimensional reconstructions using stereophotogrammetry in a scanning electron microscope. Profile analysis, roughness and fractal dimension were evaluated for these surfaces in order to compare them with the results of crack growth tests and welding depth. It could be seen the areal roughness parameter Sq as more effective than the fractal dimension to describe and compare the studied surfaces. In addition, it was possible to endorse the pertinence of the used technique and the developed methodology for the proposed study. Nevertheless, it is stated that further study is required in order to fully understand the mechanisms of fatigue crack propagation in wet underwater welds.
  • Parameter Optimization: Force (F), Time (T) and Current Intensity (I), in the RSW Welding Process of DP-290 Steel Plates Using the Taguchi Method Technical Papers

    Reyes-Calderón, F.; Vences-Hernández, R.; Salazar-Torres, J.A.; Vergara-Hernández, H.J.; Aguilera-Navarrete, I.; Pérez-González, V.

    Abstract in Spanish:

    Resumen Las industrias automotrices están tratando de emplear nuevos materiales ligeros para elementos estructurales de los vehículos. Sin embargo, los aceros continúan siendo la mejor opción para la manufactura en la industria automotriz. Uno de los aceros avanzados comúnmente usado por sus buenas propiedades mecánicas es el acero Doble Fase (Ferrita-Martensita). Por tal motivo, el proceso de soldadura empleado es muy importante y sigue siendo motivo de mejora continua. El presente trabajo muestra el diseño de una matriz experimental empleando el método de Taguchi con los parámetros óptimos para ser aplicados en el proceso de soldadura de puntos por Resistencia (RSW) de un acero DP-290; en cada probeta se realizó la caracterización metalográfica, la microdureza y los ensayos de desgarre. Los resultados obtenidos determinaron que una menor intensidad de corriente y una presión moderada junto con mayores tiempos de soldeo producen una mejor resistencia al desgarre, debido a los cambios microestructurales de las probetas.

    Abstract in English:

    Abstract Automotive industries are trying to use new light materials for structural parts of vehicles. However, the steels are being the best manufacturing material option in the automotive industry. One of the advanced steels commonly used due to the high mechanical properties is the Dual Phase Steel (Ferritic-Martensitic). Therefore, the welding process is still very important and a matter of improvement. The present work shows the design of an experimental matrix using the Taguchi method with the optimal parameters to apply in the spot welding process (RSW) of a DP-290 steel; the metallographic characterization, the microhardness and the Peel tests were also carried out in each specimen. The results determined that the lower intensity of current and a medium pressure for a longer time the better resistance to tearing, due to the microstructural changes in the specimens.
  • Microstructure and Mechanical Characteristics of the Welding Zone of a Shipbuilding Steel Welded in Submerged Arc Welding with Very High Heat Input Artigos Técnicos

    Barbosa, Luiz Henrique Soares; Modenesi, Paulo José; Godefroid, Leonardo Barbosa; Borba, Tadeu Messias Donizete

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A soldagem de alto aporte térmico é uma alternativa que tem sido empregada na indústria naval e de petróleo para reduzir o número de passes de soldagem em estruturas espessas por meio do aumento da taxa de deposição. Isso tem levado desenvolvimento de aços e de consumíveis que permitem a obtenção de juntas com aceitável nível de tenacidade na zona termicamente afetada, mesmo com aportes térmicos muito elevados. Contudo, ainda não são muito claras as consequências do ponto de vista metalúrgico que este procedimento pode acarretar na zona fundida. O presente trabalho avalia a influência de aportes térmicos de até 17,1 kJ/mm na microestrutura e características mecânicas da zona fundida obtida na soldagem de um aço naval TMCP EH36 feita em único passe com o processo ao arco submerso multi-eletrodos e com adição de arame frio. A microestrutura foi comparada com a de soldas realizadas com energia menor e mapas de dureza foram produzidos e comparados, avaliando-se também a eficiência dos consumíveis geralmente aplicados para a soldagem e alto aporte. Foi observado que o teor de molibdênio na solda contribui de forma direta para a manutenção das propriedades mecânicas da zona fundida na soldagem de alto aporte térmico.

    Abstract in English:

    Abstract High heat input welding is an alternative that has been employed to reduce the number of welding passes in thick structures with increasing deposition rate. This has led to the development of steels and consumables that allow to obtain joints with acceptable level of toughness in the Heat Affected Zone, even with very high heat inputs. However, the metallurgical consequences, which this procedure can cause in the welding zone, are not very clear yet. This research evaluates the heat input effect up to 17.1 kJ/mm on the microstructure and mechanical properties of the welding zone obtained in the welding of a TMCP EH36 shipbuilding steel in single pass with the submerged arc multi-electrodes with addition of cold wire. The microstructure was compared with that of welds performed with lower heat input and hardness maps were produced and compared, also evaluating the efficiency of consumables generally applied for welding and high input. It was observed that the molybdenum content in the weld acts directly to the maintenance of the mechanical properties of the welding zone in the high heat input welding.
  • Analysis of the Influence of Welding Parameters on Microstructures and Mechanical Properties of Welding Joints of an API X70Q Steel Tube for the Sour Service Application Artigos Técnicos

    Paula, Mariana Pessoa Medeiros de; Modenesi, Paulo José; Trindade, Vicente Braz

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O aço X70 é um material que possui boa relação entre resistência mecânica e tenacidade, sendo um grau bastante utilizado em condução/transporte de óleo e gás. Com o objetivo de avaliar a soldabilidade deste material, características microestruturais e mecânicas foram avaliadas ao longo da seção transversal de juntas obtidas por soldagem pelos processos GTAW (raiz) e GMAW (preenchimento), de tubos sem costura de aço API 5L X70QS. Os segmentos de tubos, usinados em chanfro J, foram soldados com rotação circunferencial de modo a manter a posição de soldagem sempre plana, sendo utilizados neste estudo três valores para o aporte térmico. Corpos de prova foram confeccionados para ensaios de tração, dureza Vickers, impacto e análise química, além de caracterização metalográfica no metal de base e nas juntas soldadas. O grau X70QS obtido e soldado com diferentes aportes térmicos apresentou excelente comportamento mecânico e em especial, baixo dureza na região da ZTA.

    Abstract in English:

    Abstract The X70 steel is a material that has a good relation between mechanical strength and toughness, being very used in conduction and transport of oil and gas. With the objective to evaluate the weldability, the microstructural and mechanical characteristics were evaluated along the cross section of joints obtained by GTAW (root) and GMAW (filling) processes of API 5L X70QS seamless steel pipes. The pipe segments machined in J bevel, welded with circumferential rotation to maintain flat welding position with three different heat inputs. Test specimens for tensile tests, Vickers hardness, Charpy impact and chemical analysis, besides metallographic characterization was made for base material and welded joints. The grade X70QS obtained and welded with different heat inputs showed excellent mechanical behavior and particularly low HAZ hardness.
  • Influence of Resulting Microstructures on Abrasive and Sliding Wear of a Structural ASTM A242 Steel Welded by GMAW Artigos Técnicos

    Giarollo, Daniela Fátima; Mazzaferro, Cintia Cristiane Petry

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito das alterações microestruturais resultantes da soldagem na resistência ao desgaste de uma junta de aço estrutural ASTM A242, comparando com o comportamento do metal base. Utilizou-se o processo de soldagem MAG e arame AWS ER70S-6. A soldagem foi automatizada, na posição plana, utilizando chanfro em V e realizada por uma fonte eletrônica em CC+. A região desgastada e os mecanismos foram caracterizados utilizando microscopia eletrônica de varredura, microscopia ótica e interferometria a laser. A resistência ao desgaste foi analisada por diferentes métodos: ensaio de desgaste Roda de Borracha, definido pela norma ASTM G65-16, e ensaio de microdesgaste por deslizamento linear recíproco, similar ao descrito pela norma ASTM G133-16. O ensaio de desgaste roda de borracha representou um comportamento geral da junta soldada, uma vez que a área de abrangência do ensaio é delimitada pela largura da roda de borracha. O resultado do ensaio mostrou que a junta soldada (metal de solda e parte da região da zona afetada pelo calor de grãos grosseiros (ZAC-GG)) apresentou melhor resistência ao desgaste do que o metal base. O ensaio de microdesgaste por deslizamento foi utilizado com o objetivo de analisar cada região da junta soldada, separadamente. Neste sentido, ensaios foram realizados no metal base, no metal de solda e na ZAC-GG, uma vez que esta região foi abrangida pelo ensaio roda de borracha. Neste ensaio, observou-se que a ZAC-GG apresentou maior resistência ao desgaste do que o metal de solda, e o metal base exibiu a menor resistência ao desgaste. Os resultados indicaram que a deformação plástica exibida pela microestrutura do metal base contribuiu para o maior desgaste, em ambos ensaios.

    Abstract in English:

    Abstract The aim of the present work was to verify the effect of microstructures on the wear resistance of an ASTM A242 structural steel welded joint, comparing it with the behavior of the base metal. The joints were produced using the GMAW process and AWS ER70S-6 wire electrode. The welding was automated, in flat position, using V-groove and with an eletronic power source operating in CC+. Microstructural features of welded joints and worn surfaces as well as wear mechanisms were characterized using scanning electron microscopy, optical microscopy and laser interferometry. The wear resistance was analyzed by different wear tests: Dry Sand/Rubber Wheel Tests, defined by ASTM G65-16 and Linearly Reciprocating Ball-on-Flat Sliding Microwear, similar to that described by ASTM G133-16. The Rubber Wheel wear test indicated a general behavior of the weld joint, since the test range is limited by the width of the rubber wheel. In this test weld joint (weld metal and part of the coarse grain heat affected zone (CGHAZ)) showed better wear resistance than the base metal. The sliding microwear was used to analyze weld regions separately. In this sense, tests were performed on the base metal, weld metal and CGHAZ, since this region was covered by the Rubber Wheel wear test. Results showed a higher wear resistance in CGHAZ than in weld metal, and the lower wear resistance was observed in the base metal. This could be attributed to the higher plastic deformation in base metal.
  • An Evaluation of the High Strength Cast Steel Welded Joints for Offshore Industry Artigos Técnicos

    Santos Filho, Olavo Ribeiro dos; Diniz, Jorge Luiz Coutinho; Coêlho, Manoel José da Silva; Souza, Luis Felipe Guimarães de; Jorge, Jorge Carlos Ferreira; Mendes, Matheus Campolina; Araújo, Leonardo Sales

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Os torpedos de ancoragem são estruturas tubulares de aço carbono soldadas, e que tem sua ligação com as linhas de ancoragem que impedem o movimento das plataformas através de olhais de carregamento que são soldados nos tubos de construção. Como estes olhais apresentam geometria complexa, é importante a utilização de peças fundidas para a fabricação destes componentes, de forma a possibilitar o atendimento da demanda do mercado. Como a literatura técnica sobre este tipo de união soldada é ainda limitada, o presente trabalho estuda o comportamento de juntas soldadas de um aço fundido de alta resistência para utilização em olhais de torpedos de ancoragem de plataformas offshore. Para tanto, foram produzidas juntas soldadas com chanfro em K utilizando um aço de classificação ASTM A 148 Gr. 105-85 com resistência mecânica da ordem de 700 MPa, pelo processo eletrodo revestido, na posição plana, com preaquecimento de 200 °C e energia de soldagem média de 1,5 kJ/mm. Após a soldagem, foi realizado tratamento térmico pós-soldagem (TTPS) consistindo de aquecimento a 620 °C por 1 hora com resfriamento ao ar. As propriedades foram avaliadas por ensaios de tração, dureza, impacto Charpy-V e metalográficos por microscopia óptica e eletrônica de varredura com utilização da técnica de EBSD (eléctron backscatering difraction), tanto na condição de como soldado quanto após TTPS. Os resultados revelaram que, embora as propriedades mecânicas obtidas na junta soldada atendam os requisitos para a aplicação em todas as condições de análise, recomenda-se a execução do TTPS para alívio das tensões residuais e promover um revenimento da martensita de alta dureza do último passe de soldagem. Adicionalmente, verificou-se ser possível obter propriedades similares as de juntas soldadas de aços laminados usualmente utilizados em componentes de ancoragem.

    Abstract in English:

    Abstract Torpedo anchor piles are tubular carbon steel welded structures that are connected to the mooring lines, which prevent the oil platform from moving, through padeyes welded to the structural pipes. Due to the complex geometry of these padeyes, cast pieces are an important option in the manufacturing of these items, in order to meet market demand. Considering the limited availability of information about such type of welded junction in the technical literature, the present work studies the behavior of welded joints of a high strength cast steel used on offshore platforms torpedo anchor padeyes. Thus, K-type joints were used for the welding of an ASTM A 148 Gr. 105-85 steel with an ultimate tensile strength of about 700 MPa, by using shielded metal arc welding process, in flat position, with a preheating of 200 °C and an average welding energy of 1.5 kJ/mm. After welding, a post weld heat treatment (PWHT) was applied, at 620 °C for 1 hour, followed by air cooling. The properties were evaluated through tensile, hardness and Charpy-V impact tests, as well as metallographic examination by optical and scanning electron microscopy with the use of EBSD (electron backscatter diffraction) technique, in both as welded and after PWHT conditions. The results shown that, although the mechanical properties obtained for the welded joint achieved the requirements for the application in all analyzed conditions, the execution of PWHT is recommended for the relief of residual stresses and promotion of a tempering of the high hardness martensite of the last welding pass. Additionally, it was verified that it is possible to obtain properties that are similar to those of welded joints of rolled steels, which are usually used on mooring components.
  • Deposition of AA5083-H112 Over AA2024-T3 by Friction Surfacing Technical Papers

    Silvério, Samuel; Krohn, Hennin; Fitseva, Viktoria; Alcântara, Nelson Guedes de; Santos, Jorge Fernandez dos

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A deposição por fricção (FS) é um avançado processo de modificação da superfície no estado sólido, com aplicações crescentes na recuperação de peças desgastadas, proteção contra corrosão e revestimento. É considerada uma derivação do processo de soldagem por fricção, mantendo muitos benefícios do processo primário, tais como: fase sólida, microestrutura forjada e excelente ligação metalúrgica. Como não ocorre fusão dos materiais envolvidos, o processo permite a união dissimilar de materiais, evitando vários problemas relacionados com a fusão. O presente estudo aborda a deposição da liga de alumínio 5083-H112 sobre substratos de AA2024-T3, estudando sua viabilidade técnica e focando na influência do processo termomecânico nas propriedades metalúrgicas e mecânicas dos depósitos. Também são apresentados uma análise de desempenho e geométrica das soldas. A deposição das ligas foi realizada com sucesso; A deformação plástica e a geração de calor promovem uma recristalização dinâmica da até então estrutura anisotrópica do bastão consumível, resultando num depósito com microestrutura fina e homogênea, livre de qualquer deformação anterior. O depósito apresentou um aumento na resistência à tração e à deformação de ruptura de 9% e 6%, respectivamente. A eficiência de deposição obtida foi entre 25 e 50%, com um máximo de 48% de eficiência média observada com 800 RPM de velocidade rotacional, 12 kN de forca axial e 16 mm/s de velocidade transversal.

    Abstract in English:

    Abstract Friction surfacing (FS) is an advanced solid state process in surface modification with increasing applications in reclaiming worn parts, hardfacing and corrosion protection. The advantages of the process are that materials are deposited in the solid state and the resultant forged microstructure which leads to enhanced mechanical properties. As no melting takes place, the process allows joining of dissimilar materials while avoiding several fusion related problems. The present study addresses the deposition of AA5083-H112 coatings over AA2024-T3 substrates focusing on the influence of the main process parameters such as axial force, rotational speed and deposition speed, in the mechanical properties of the deposits. A performance and geometric analysis of the depositions are also presented. Sound aluminum coatings were produced; plastic deformation and heat generation promotes a dynamic recrystallization of the anisotropic consumable rod, resulting in a fine and homogeneous deposit. The coating presented an increase in ultimate tensile strength and failure deformation of 9% and 6%, respectively. Deposition efficiency between 25 and 50% were obtained, with a maximum of 48% average efficiency observed with 800 RPM, 12 kN and 16 mm/s.
  • IN625 Multilayers Characterization Deposited by CMT Artigos Técnicos

    Pereira, Hanna Carolina Bittencourt; Henke, Sérgio Luiz; D’Oliveira, Ana Sofia Clímaco Monteiro

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A manufatura aditiva é um processo utilizado na construção de peças com complexidade geométrica e no reparo de componentes mecânicos com alto valor agregado sendo portanto atrativa quando se utilizam materiais de elevado custo haja vista a menor necessidade de subtração de material. Nesse processo de deposição de multicamadas seguindo um modelo digital são produzidas estruturas mecânicas 3D. O sucesso de cada procedimento depende dos parâmetros de processamento, que incluem técnica de deposição, parâmetros, liga a ser depositada e condições da deposição. Controlar o efeito destes parâmetros nas propriedades é determinante para beneficiar o curto tempo de desenvolvimento do projeto na produção de peças. Neste contexto, diversos estudos têm sido desenvolvidos avaliando o efeito das multicamadas nas características dos componentes. Este trabalho vem contribuir para este tema após o processamento de multicamadas de uma liga a base de Ni (IN625) pelo processo MIG/MAG - CMT (Cold Metal Transfer). Amostras (paredes) de 15 cm de altura foram obtidas pela sobreposição de cordões e caracterizadas na condição como-depositada e após tratamento térmico de homogeneização. A influência da sobreposição das camadas na microestrutura e propriedades mecânicas foi avaliada por meio de medidas de dureza e ensaios de tração. O efeito dos múltiplos ciclos térmicos na microestrutura e nas propriedades mecânicas antes e após tratamento térmico foi também avaliado. Resultados mostraram que o tratamento térmico minimizou as heterogeneidades da microestrutura com multicamadas promovendo um aumento na resistência mecânica, porém, com queda da ductilidade quando comparado à amostra na condição como processada. A análise da região da fratura dos corpos-de-prova tracionados contribuiu para um melhor entendimento do efeito da deposição de multicamadas e posterior tratamento térmico.

    Abstract in English:

    Abstract Additive manufacturing is a process used to build parts with geometric complexity, and repair technical components with high value added. The additive manufacturing has the advantage the capacity of producing components with complex geometry and less waste of material, fact which becomes attractive when working with high costs materials. In this multilayer deposition, process produces 3D mechanical structures following digital models. The success of each procedure depends of the processing of parameters, which is included technique of deposition, parameters, alloy to be deposited and conditions of deposition. Control the impacts of these parameters is determinant to obtain another advantage of this process that is the short time between the project development and the parts production. Many studies have been developed to evaluate the effects of the multilayers on the component. This study contributes to this discussion processing the Ni superalloy IN625 by GMAW-CMT (Cold Metal Transfer) process. Processed multilayers walls with 15 cm high were characterized as-deposited condition and after heat treatment. The impact of the multilayers on the microstructure and mechanical properties were evaluated by hardness and tensile test. The effects of the heat treatment on the mechanical properties are discussed. Results show that the heat treatment minimizes heterogeneities of the multilayer structure. After the heat treatment, occurred a decrease of ductility when compared to the wall as processed condition, besides that, exhibited a higher yield strength and tensile strength. The uniformity of the structure after heat treatment is confirmed by the lower dispersion of the results. Analysis of the fracture region contributed to a better understanding of the effects of multilayer deposition and subsequent heat treatment.
  • Temperature Distribution Prediction in 5052 H34 Aluminum Alloy Joints Welded by Friction Stir Welding Process Artigos Técnicos

    Pires, João Paulo; Cota, Bruno Silva; Bracarense, Alexandre Queiroz; Campolina, Bernardo Arbex

    Abstract in Portuguese:

    Resumo O processo Friction Stir Welding (FSW) tem sido motivo de intensa pesquisa e tem ganhado relevância no setor produtivo devido às suas vantagens técnicas e econômicas. Inicialmente utilizado pela indústria automotiva e aeroespacial, o processo passou de uma simples técnica de soldagem de chapas finas de ligas de alumínio para um processo adaptável de grande utilização na união de ligas de metais leves, titânio, aço e outros metais duros de pequenas espessuras. Os modelos virtuais são os mais indicados na fase inicial de projetos industriais por minimizarem perdas, tais como: material, mão de obra e tempo. Sendo assim, tem-se como objetivo deste trabalho validar o modelo de soldagem pelo processo de FSW, disponível no software comercial Altair®, definindo as condições iniciais e de contorno de modo a representar o cenário testado. As histórias térmicas derivadas da simulação foram comparadas com os resultados dos ciclos térmicos medidos durante a soldagem de chapas finas, por meio de uma análise estatística dos resultados e desvios relativos. Foram encontrados valores de 0,9311 e 0,9546 para o coeficiente R2 para o lado de avanço e retrocesso respectivamente, o que evidenciou uma boa concordância entre resultados computados e suas contrapartes experimentais.

    Abstract in English:

    Abstract The Friction Stir Welding (FSW) process has been the subject of intense research and has gained relevance in the productive sector due to its technical and economic advantages. Initially used by automotive and aerospace industry, the process went from a simple welding technique for thin sheets of aluminum alloys to an adaptable process of extensive use for joining alloys of light metals, titanium, steel and other thin hard metals. The virtual models are the most indicated in the initial phase of industrial projects because it minimizes losses, such as: material, labor and time. Therefore, the objective of this work is to validate the virtual FSW process welding model, available in the commercial software Altair®, defining the initial and boundary conditions in order to represent the tested scenario. The thermal histories derived from the simulation were compared with the results of the thermal cycles measured during the thin sheet welding, by means of statistical analysis of the results and relative deviations. We found values ​​of 0.9311 and 0.9546 for the coefficient R2 for the forward and backward side respectively, which showed a good correlation between the computed results and experimental counterparts.
  • Evaluation of Heat Input and Cold Wire Addition on Dimensional, Chemical and Metallurgical Characteristics of The Weld Metal Obtained by Submerged Arc Welding in UNS S32304 Lean Duplex Steel Artigos Técnicos

    Cardoso Junior, Ronaldo; Oliveira, Indiana; Mendes, Danielle Silva; Esteves, Luiza; Santos, Neice Ferreira dos; Modenesi, Paulo José

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A energia de soldagem (HI) máxima indicada para soldagem dos aços inoxidáveis duplex de 2,5kJ.mm-1 representa um fator limitante para o aumento de produtividade na soldagem dos mesmos, sendo a adição de arame frio uma alternativa interessante à essa questão. Avaliou-se a influência da energia de soldagem e da adição do arame frio nas características dimensionais, químicas e metalúrgicas do metal de solda (MS) obtido por arco submerso (SAW) em aço “lean” duplex UNS S32304, utilizando-se o consumível ER2209. Empregou-se o sistema ICETM que adiciona um arame frio entre dois arames energizados “twin” para executar cordões sobre chapas, empregando-se quatro diferentes HI e variando-se a porcentagem de arame frio em relação aos arames quentes em 0, 50 e 100%. Foram realizadas análise química, macrografia, análise dimensional, microscopia ótica e MEV/EDS do MS. A microestrutura do MS foi constituída de uma matriz ferrítica com a presença de austenita de contorno de grão, de Widmanstatten e intragranular e inclusões não metálicas, não sendo observado a ocorrência de precipitados deletérios como σ, χ e nitreto de cromo. A adição de arame frio aumentou a taxa de deposição e provocou a redução da diluição, produzindo soldas com maiores números equivalentes de resistência à corrosão por pite, principalmente para maiores HI, e maiores frações de austenita. Isso indica que o aumento da velocidade de alimentação de arame frio propicia o aumento da produtividade e da resistência à corrosão por pite do MS.

    Abstract in English:

    Abstract The maximum recommended welding energy (HI) of 2.5 kJ.mm-1 represents a limiting factor for the productivity increase for duplex stainless steels welding, and the addition of cold wire is an interesting alternative to this question. It has been evaluated the influence of welding energy and the addition of cold wire on the dimensional, chemical and metallurgical characteristics of the weld metal (WM) of SAW welds in lean duplex steel UNS S32304, using the ER2209 filler metal. The ICETM system was used to add a cold wire between two twin energized wires to produce bead-on-plate welds, applying four different HIs and varying the percentage of cold wire (AF) in relation to the hot wires at 0, 50 and 100%. It has been performed chemical analysis, macrography, dimensional analysis, optical microscopy and MEV / EDS in the WM of all conditions. The WM microstructure was constituted by a ferritic matrix with grain boundary, Widmanstatten and intergranular austenite and non-metallic inclusions. No deleterious precipitates such as σ, χ and chromium nitride were observed. The addition of cold wire increased the deposition rate and reduced dilution, achieving higher pitting resistance equivalent number, mainly for higher HI conditions, and higher austenite fractions. This indicates that the higher cold wire feed speed provides increased productivity and WM pitting corrosion resistance.
  • Operational Aspects of Underwater Wet Welding with Austenitic Stainless Steel Coated Electrodes Artigos Técnicos

    Liberato, Frank de Mello; Modenesi, Paulo J.; Bracarense, Alexandre Queiroz

    Abstract in Portuguese:

    Resumo A soldagem subaquática molhada é um processo importante para o reparo de estruturas submersas. Contudo, neste, a soldabilidade dos aços estruturais em geral é limitada pela formação de martensita e a fragilização pelo hidrogênio. Além disto, o processo tende a apresentar problemas operacionais como baixa visibilidade da poça de fusão e instabilidades do arco elétrico. Uma possível alternativa para reduzir alguns dos problemas metalúrgicos da soldagem subaquática com eletrodos de aço carbono seria a sua substituição por metais de adição austeníticos. Buscando subsidiar a aplicação desses eletrodos, o presente trabalho avalia características operacionais da soldagem subaquática molhada com eletrodos revestidos comerciais de três aços inoxidáveis austeníticos e compara os resultados com os da soldagem com um eletrodo de aço carbono e com os da soldagem ao ar. Os testes foram realizados com um sistema mecanizado por gravidade tanto ao ar como no ambiente molhado em três diferentes profundidades, usando três diferentes metais base e nas polaridades direta e inversa. Os modos de transferência foram caracterizados em função do eletrodo, polaridade, ambiente e profundidade com base na análise dos sinais elétricos do processo. Foi observada uma transferência predominantemente globular com ocorrência variável de curtos-circuitos. O uso de índices de estabilidade foi avaliado e a evolução do processo durante o consumo do eletrodo investigado. Mostrou-se que a velocidade de fusão dos eletrodos austeníticos é maior do que a do eletrodo ferrítico, contudo, esta diferença diminui na soldagem subaquática.

    Abstract in English:

    Abstract Underwater wet welding is an important joining process for the repair of submerged structures. However, in this process, structural steel weldability is impaired by martensite formation and hydrogen embrittlement. Furthermore, underwater wet welding is also characterized by operational difficulties as low weld pool visibility and poor arc stability. An alternative to reduce some metallurgical problems of underwater welding of structural steel could be the use of austenitic filler metals. To provide an initial background for the use of these consumables, the present paper evaluates the operational characteristics of shielded metal arc electrodes of austenitic stainless steel and compares their characteristics with those of low carbon steel electrode in both dry and underwater wet environments. Welding trials were performed in air and wet operation at three different depths, using both current polarities and on three different base metals. Voltage and current signals were analyzed to determined metal transfer mode and process stability indexes were calculated. In all trials, globular metal transfer with variable short-circuit events was observed. Process evolution during electrode melting was studied. It was shown that electrode melting rate of austenitic electrodes was higher than that of the low-carbon electrode. However, this difference was smaller in underwater welding.
  • Study of Magnetic Fields Issued in Welding Processes Coated Electrode and TIG Artigos Técnicos

    Martim, Hélio Cardoso; Vilarinho, Louriel Oliveira

    Abstract in Portuguese:

    Resumo Os processos de soldagem Eletrodo Revestido e TIG, amplamente utilizados na indústria, são executados em grande parte de forma manual e neles são empregados níveis elevados de corrente afim de garantir maior produtividade. O emprego de correntes de alta intensidade conduz a geração de altos campos magnéticos, os quais de acordo com diretrizes relacionadas a saúde e segurança do trabalhador podem acarretar em efeitos nocivos à saúde humana. Assim, foram realizadas avaliações acerca da emissão de campos magnéticos em processos de soldagem Eletrodo Revestido e TIG em função das variáveis operacionais inerentes a estes processos e o nível de exposição de soldadores através da comparação com os limites de segurança estabelecidos pelas diretrizes mais atuais do ICNIRP. Os resultados mostraram que o campo magnético é maior a medida em que aumenta a corrente de soldagem e menor quanto maior for a altura do arco. O revestimento do eletrodo e o gás de proteção também influenciam na intensidade do campo magnético por interferirem, respectivamente, na estabilidade e no formato do arco elétrico. Os resultados mostraram ainda que o campo magnético é influenciado pela permeabilidade magnética do material de base.

    Abstract in English:

    Abstract Welded Coated and TIG welding processes, widely used in industry, are executed largely manually and in them are used high levels of current in order to ensure higher productivity. The use of high intensity currents leads to the generation of high magnetic fields, which according to guidelines related to the health and safety of the worker can have harmful effects on human health. Thus, evaluations were made on the emission of magnetic fields in Welded Coated and TIG welding processes in function of the operational variables inherent to these processes and the level of exposure of welders by comparison with the safety limits established by the most current ICNIRP guidelines. The results showed that the magnetic field is larger as the welding current increases and the smaller the arc height. The electrode coating and shielding gas also influence the magnetic field strength by interfering, respectively, in the stability and shape of the electric arc. The results also showed that the magnetic field is influenced by the magnetic permeability of the base material.
Associação Brasileira de Soldagem Rua Dr Guilherme Bannitz, 126 conj 42, 04532-060 - São Paulo/SP Brasil, Tel.: (55 11) 3045 5040, Fax: (55 11) 3045 8578 - São Paulo - SP - Brazil
E-mail: abs@abs-soldagem.org.br