Abstract in English:
Abstract Since its foundation in 1948, IIW has been involved in numerous activities with outcomes which are able to significantly improve the quality of life of people through the optimum use of welding technology. In 1996, as an outcome of a meeting with UNIDO in 1994, the IIW Board of Directors Working Group Regional Activities and Liaison with Developing Countries (WGRA), introduced the unique IIW WeldCare Programme to assist developing countries to improve their national welding capabilities particularly through the establishment and/or growth of a not-for-profit national welding organisation. Since then, IIW WGRA has assisted many countries freely through the holding of IIW technology innovation workshops, governance workshops and International Congresses as well as providing them with information, experiences and documentation on successful NWC activities particularly from experiences in South Africa, Australia and globally. In 2013, as part of the IIW WeldCare Programme, IIW WGRA created a project “Establishing a National Welding Capability (NWC)”. Several very successful NWC workshops have been held since then and 10 IIW Guidance Notes (GNs) are now being produced to assist not only developing countries but also developed countries which could utilise them to improve their national welding capabilities. The paper focuses on explaining the reasons for, and huge significance of, this IIW project, its progress, expected outcomes and in particular the 10 IIW Guidance Notes as NWC Building Blocks. IIW members will be given the opportunity to become involved and contribute their experiences, successes, information and documentation freely to be used in the IIW Guidance Notes for the benefit of all.Abstract in Portuguese:
Resumo O modo como a transferência metálica ocorre na soldagem MIG/MAG influencia diretamente na produtividade e estabilidade do processo, assim como, nos aspectos geométricos do cordão de solda. O presente trabalho avaliou o uso do carbonato de cálcio e do dióxido de silício como fluxos na soldagem A-MIG do aço inoxidável austenítico AISI 304L. Foi avaliada a influência desses fluxos em aspectos operacionais e no modo da transferência metálica por voo livre. Para isto, foram realizadas soldagens com corrente constante variando entre 160 e 250 A com proteção de Ar-2,5% CO2 e controle do comprimento do arco por sua projeção e variação da velocidade de alimentação. Sinais elétricos de tensão e corrente foram adquiridos e analisados. Os resultados mostram uma atuação ativa dos fluxos no processo. Com o uso do carbonato de cálcio ocorreu redução da tensão do arco e da frequência de transferência metálica, atrasando a transição entre os modos globular e spray. De forma diversa, com a sílica houve o aumento da tensão do arco e alteração na transferência metálica pouco significativa. Tais efeitos resultaram também em mudanças nos aspectos geométricos do cordão de solda como na morfologia, largura e penetração.Abstract in English:
Abstract The metal transfer mode in MIG/MAG welding directly influences the productivity, process stability and the weld bead shape. The present work evaluates the use of calcium carbonate and silicon dioxide as fluxes in A-MIG welding of AISI 304L austenitic stainless steel. The flux influence on operational aspects was evaluated with free flight metal transfer by free flight. Welds were carried out for currents between 160 and 250 A using Ar-2.5% CO2 shielding and a constant current power supply. Welding voltage and current signals were acquired and analyzed. Arc length was measured with projection system and was controlled by manually varying the wire feed rate. The results show that the fluxes actively affect the process. It was observed that calcium carbonate reduces the arc voltage and metal transfer frequency, delaying the transition between globular and spray modes. On the other hand, silica increases the arc voltage and do not significantly change metal transfer. Both fluxes also caused modifications in the geometric aspects of the weld bead width penetration and profile.Abstract in Portuguese:
Resumo Este estudo aborda a microestrutura, ensaio de tração quasi-estático e modos de falha de um aço TWIP soldado a ponto por resistência. Pontos de solda foram produzidos variando os principais parâmetros de soldagem: corrente de soldagem, tempo de soldagem, e força do eletrodo. Para todas as amostras, as diferenças de dureza, observadas via mapas de dureza por microindentação, entre a zona fundida, a zona termicamente afetada e o metal-base foram consideravelmente elevadas. A dureza da zona fundida é menor que esta da ZTA e do metal-base, facilitando falhas interfaciais durante ensaio de tração-cisalhamento. Porém, elevado aporte térmico acarreta na mudança do modo de falha para parcialmente interfacial e arrancamento, como confirmado via microscopia eletrônica de varredura. Esta mudança é também acompanhada por um notável aumento na resistência em tração-cisalhamento e capacidade de absorção de energia.Abstract in English:
Abstract This study discusses the microstructure, quasi-static mechanical strength and failure modes of TWIP steel weld spots. Weld spots were produced by varying the main resistance spot welding parameters: welding current, welding time and electrode compression force. All the samples showed a remarkable material hardness mismatch between the fusion zone, the heat affected zone and the base material, as evidenced by microindentation maps. Hardness at the fusion zone is lower than that of heat-affected zone and base metal, which facilitates interfacial failure mode during tensile-shear tests. However, high heat inputs promoted the failure mode changes to partial interfacial mode and then to pullout mode during tensile-shear tests as confirmed by Scanning Electron Micrographs. These changes in failure mode were accompanied by a notable increase in tensile-shear strength and energy absorption capability.Abstract in Portuguese:
Resumo Frequentemente, os processos de soldagem usados na indústria afetam as propriedades mecânicas dos materiais e como resultado a qualidade de um produto manufaturado. Existe, no entanto, um processo alternativo denominado Soldagem por Fricção e Mistura Mecânica (FSW - Friction Stir Welding), que é um processo de soldagem em estado sólido desenvolvido para soldar ligas leves sem comprometer suas propriedades mecânicas. Nesta perspectiva, é interessante monitorar o desempenho do processo FSW para detectar a deterioração na qualidade das juntas soldadas. Na prática, defeitos superficiais e internos podem ser encontrados; eles podem ser identificados por meio de inspeção visual simples, que não é muito precisa, e por meio do reconhecimento visual em testes destrutivos, respectivamente, ambos procedimentos representam inspeção por atributos. As características de qualidade categóricas relacionadas a defeitos internos precisam de atenção especial, portanto, um gráfico de controle de múltiplos atributos é avaliado para monitorar o processo. Comumente, os gráficos de controle de múltiplos atributos envolvem altas taxas de amostragem para garantir um monitoramento preciso e reduzir o risco de um produto defeituoso atingir o cliente. Neste trabalho, um gráfico de controle de múltiplos atributos é proposto para monitorar um processo de FSW, considerando o uso de limites de controle empírico, ao invés dos teóricos, a fim de melhorar sua precisão e diminuir o efeito de amostras de tamanho pequeno. O desempenho das abordagens propostas é analisado por meio da simulação de Monte Carlo. Os resultados sugerem que o desempenho dos desenhos empíricos é melhor que os teóricos em todos os casos testados. Finalmente, os resultados do monitoramento dos dados do processo FSW são detalhados.Abstract in English:
Abstract Often, welding processes used in the industry affect the mechanical properties of materials and quality of a manufactured product. There is, however, an alternative process named Friction Stir Welding (FSW), which is an solid state welding process developed to weld light alloys without compromising their mechanical properties. It is of interest to monitor the performance of FSW process to detect loss of quality. In practice, superficial and internal defects can be found; they can be identified through simple visual inspection and through visual recognition on destructive testing respectively, both procedures represent inspection by attributes. Therefore a multi-attribute control chart is assessed to monitor the process. Commonly, multi-attribute control charts involve high sampling rates to ensure accurate monitoring. In this paper, a multi-attribute control chart is proposed, considering the use of empirical control limits, instead of the theoretical ones, in order to improve its accuracy and lessen the small sample sizes effect. The performance of proposed approaches is analyzed by means of Monte Carlo simulation. The results suggest that the performance of the empirical designs is better than the theoretical ones in all tested cases. Finally, the results of monitoring FSW process data are detailed.Abstract in Portuguese:
Resumo Neste estudo, buscou-se analisar a variabilidade de instrumentos utilizados na indústria para avaliar as características geométricas de um ponto de solda. Para tal, inicialmente, utilizou-se da técnica de planejamento de experimentos para gerar um arranjo fatorial fracionado para as configurações dos parâmetros de soldagem em corpos de prova de aços galvanizados por imersão a quente, a fim de representar a amplitude real do processo de soldagem por pontos. Para as análises, utilizou-se o estudo de repetitividade e reprodutibilidade (GR&R), pelo método de análise de variância, para identificar os componentes de variação do sistema de medição avaliando três instrumentos distintos, comparando as medições realizadas por um analisador de imagens, a partir do ensaio metalográfico, e métricas de instrumentos convencionais de metrologia como o relógio apalpador e o paquímetro manual. Foram avaliadas duas características da qualidade, sendo elas: a profundidade de indentação e o diâmetro do ponto. A partir dos resultados foi possível verificar que o analisador de imagem apresentou uma menor variabilidade nas medições, caracterizando-se como a melhor escolha para as medições das respostas de qualidade do processo de solda por pontos apresentando um GR&R classificado como aceitável.Abstract in English:
Abstract In this study, we sought to analyze the variability of instruments used in industry to evaluate the geometric characteristics of a welding point. For this purpose, the design of experiments technique was used to generate a fractional factorial design for the welding parameter configurations in test specimens of hot dip galvanized steels in order to represent the real amplitude of the resistance spot welding process. For the analyzes, the repeatability and reproducibility (GR&R) study was used by the analysis of variance method to identify the variation components of the measurement system by evaluating three different instruments, comparing the measurements performed by an image analyzer, from the metallography and measurements of conventional metrology instruments such as the dial-gauge and the caliper. Two quality characteristics were evaluated: indentation depth and nugget width. From the results it was possible to verify that the image analyzer presented a lower variability in the measurements, being the best choice for the measurements of the quality responses of the spot welding process, presenting a GR&R classified as acceptable.Abstract in Portuguese:
Resumo A soldagem de juntas dissimilares é muito comum em sistemas utilizados na exploração e produção de petróleo em águas profundas. Comumente envolve a soldagem de tubos de aço de baixo carbono com válvulas, bombas ou outros tubos, todos feitos de aços ligados. Vem sendo prática nessas soldagens a utilização de Inconel como material de enchimento; no entanto, esta soldagem é precedida por um processo de amanteigamento no lado de aço baixa liga e um tratamento térmico de alívio de tensões. Uma técnica alternativa apresentada neste trabalho é a utilização de um metal de enchimento de solda que durante o processo de resfriamento sofre uma transformação martensítica em uma temperatura relativamente baixa, de modo que o processamento de deformação resultante compensa a contração que ocorre como resultado do processo de resfriamento. O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação de arame de solda Maraging 250 em uma junta dissimilar típica da indústria do petróleo. Os ensaios foram realizados em juntas de aços ASTM grau A516 70 e AISI 8630M soldadas com Maraging 250. Foram avaliados perfis de tensão residual, dureza, microestrutura, resistência à tração e energia de impacto absorvida. A junta soldada com maraging 250 apresentou altos valores de tensões residuais compressivas. As microestruturas de diferentes regiões de soldagem foram analisadas. O enchimento de solda Maraging 250 mostrou grande potencial de aplicação quando juntas dissimilares dessa natureza estão presentes.Abstract in English:
Abstract The welding of dissimilar joints is very common in systems used in oil exploration and production in deep waters. This commonly involves welding low carbon steel pipes with valves, pumps or other pipes, all of them made of alloy steel. Inconel has been used in such welding as filler material; however, this welding is preceded by a process of buttering in the low alloy steel side and a stress relief heat treatment. An alternative technique presented in this paper is the use of a welding filler metal that, during the cooling process, undergoes a martensitic transformation at a relatively low temperature, so that the resulting deformation processing offsets the contraction that occurs as a result of the cooling process. This study evaluates the application of Maraging 250 weld in a dissimilar joint of the oil industry. Tests were performed on joints of ASTM steels A516 grade 70 and AISI 8630M welded with Maraging 250. The residual stress profiles, hardness, microstructure, tensile strength and impact energy absorbed were evaluated. The welded joint with Maraging 250 showed a high intensity of compressive residual stress. The microstructure of different welding regions was analysed and compared.