Pulsed Nd:YAG laser seam welding of AISI 316L stainless steel thin foils

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Micro Welding of Ni-based Alloy Monel 400 Thin Foil by Pulsed Nd:YAG laser

In this study a pulsed Nd:YAG laser was used to join Monel 400 thin foil with 100 mu m thickness. Pulse energy was varied from 1.0 to 2.25J at small increments of 0.25J. The macro and microstructures were analyzed by optical microscopy, tensile shear test and microhardness. Sound laser welds without discontinuities were obtained with 1.5 J pulse energy. Results indicate that using a precise control of the pulse energy, and so a control of the bottom foil dilution rate, it is possible to weld Monel 400 thin foil. The process appeared to be very sensitive to the gap between couples.

Pulsed Nd:YAG laser welding of Ni-alloy Hastelloy C-276 foils

In this study a pulsed Nd:YAG laser was used to join Hastelloy C-276 thin foil with 100 microns thickness. Pulse energy was varied from 1.0 to 2.25 J at small increments of 0.25 J with a 4 ms pulse duration. The macro and microstructures of the welds were analyzed by optical and electronic microscopy, tensile shear test and microhardness. Sound laser welds without discontinuities were obtained with 1.5 J pulse energy. Results indicate that using a precise control of the pulse energy, and so a control of the dilution rate, it is possible to weld Hastelloy C-276 thin foil by pulsed Nd: YAG laser. (C) 2012 Published by Elsevier B. V. Selection and/or review under responsibility of Bayerisches Laserzentrum GmbH

Fatigue strength: effect of welding type and joint design executed in Ti-6Al-4V structures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Mechanical Strength and Analysis of Fracture of Titanium Joining Submitted to Laser and Tig Welding

This study compared the tensile strength and fracture mechanism of tungsten inert gas (TIG) welds in cylindrical rods of commercially pure titanium (cp Ti) with those of laser welds and intact samples. Thirty dumbbell-shaped samples were developed by using brass rods as patterns. The samples were invested in casings, subjected to thermal cycles, and positioned in a plasma arc welding machine under argon atmosphere and vacuum, and titanium was injected under vacuum/pressure. The samples were X-rayed to detect possible welding flaws and randomly assigned to three groups to test the tensile strength and the fracture mechanism: intact, laser welding, and TIG welding. The tensile test results were investigated using ANOVA, which indicated that the samples were statistically similar. The fracture analysis showed that the cpTi samples subjected to laser welding exhibited brittle fracture and those subjected to TIG welding exhibited mixed brittle/ductile fracture with a predominance of ductile fracture with the presence of microcavities and cleavage areas. Intact samples presented the characteristic straightening in the fracture areas, indicating the ductility of the material.

Effect of welding on the microstructure and electrochemical corrosion of Al-Zn-Mg-Fe alloys

The effect of gas tungsten are welding on the microstructure and electrochemical corrosion of Al-Zn-Mg-Fe alloys submitted to different heat treatments (as fabricated, annealed and aged) has been studied using optical microscopy, SEM, TEM, EDX, cyclic voltammetry and corrosion potential measurements in chloride solutions. The electrochemical techniques were very sensitive to the change in the phase compositions produced by welding. Welding caused a decrease in the mean grain size, in the hardness and in the corrosion resistance of the age-hardened alloys. The structure of the latter became strongly altered by welding to lead to phase compositions very close to those of the cold rolled and annealed specimens. (C) 2000 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Unbalanced Three-Phase Induction Motors Starting and Arc Welding Machines Short-Circuit Modeling

Three-Phase Induction Motors (TIM) and Arc Welding Machines (AWM) are loads of special behavior widely used in industrial and commercial installations, and therefore may contribute significantly to the deterioration of the quality of energy supplied by utilities. This paper proposes a modeling in constant power of the unbalanced TIM starting using Genetic Algorithm (GA) and AWM short-circuit based on their statics characteristics curves. The proposed models are compared with the conventional models in the literature. The results showed the good performance of the proposed models, allowing a more precise analysis of the real requests of these loads.

Soldagem de alumínio: influência dos parâmetros de pulso na distorção angular

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da técnica de enchimento de chanfro do aço naval pelo processo GMAW-CW

Nesse trabalho estudou-se a viabilidade operacional e as características econômicas e geométrica da técnica do processo de soldagem GMAW-CW (alimentação adicional de um arame frio) em comparação Gas Metal Arc Welding (GMAW). O sistema de alimentação de arame frio foi projetado e adaptado a pistola de soldagem MIG/MAG. Utilizou-se uma fonte eletrônica de múltiplos processos ajustada em tensão constante e CC+, a proteção gasosa foi uma mistura 75%Ar+25%CO² e CO² comercialmente puro. O arame utilizado foi o da classe ER70S-6 com diametro de 1,2 mm para o arame eletrodo e 1,0 mm para o arame frio, os dois arames foram alimentados em cabeçotes independentes. As variáveis operacionais de entrada foram: a velocidade de alimentação de arame energizado, em três níveis, 4, 6 e 8 m/min e a velocidade de alimentação do arame frio em 50%, 60% e 70% da velocidade de alimentação do arame energizado. As soldagens foram automatizadas em simples deposição no sentido empurrando e o posicionamento do arame frio, em um único nível, Tandem em chanfro em “U” de chapas de aço ASTM 1020. As variáveis de resposta utilizadas foram: inspeção superficial dos cordões; análise da geometria (largura, penetração, reforço e diluição) da solda e econômicas (taxa de fusão, taxa de deposição, rendimento e custo operacional). Os resultados indicaram que para a análise superficial, com o uso do gás Ar25%CO² a superfície dos cordões mostraram-se mais homogêneas em relação ao CO² e com menor índice de salpicagem, para a análise das características econômicas, o processo GMAW-CW sempre foi superior ao processo convencional, quanto aos custos operacionais o processo convencional mostrou-se menor, porém não houve o preenchimento do chanfro, o que ocorreu com a utilização do processo GMAW-CW.

Estudo da viabilidade operacional do processo de soldagem MAG com alimentação adicional de arame frio

Este trabalho apresenta um estudo experimental da viabilidade operacional, econômica, geométrica e da qualidade da solda com o uso do processo intitulado MAG-CW (Metal Active Gas–Cold Wire); entendido como: processo de soldagem MAG com adição de arame frio ou não energizado. Neste contexto, para o desenvolvimento deste trabalho utilizou-se os processos de soldagem MAG e o MAG-CW, sendo utilizados arames consumíveis sólidos de 1,2 mm de diâmetro, da classe AWS E-70S6 e o dióxido de carbono puro, CO², como gás de proteção com vazão de 17 l/min, para os dois processos empregados. A soldagem automatizada foi realizada com o auxílio de uma fonte eletrônica ajustada em CC⁺, no modo tensão constante e interfaceada a um microcomputador. Para ambos os processos, os cordões de solda foram depositados sobre corpos de prova de aço carbono SAE 1020 medindo 76x155x12,7 mm, com passes em simples deposição, na posição plana puxando e empurrando o arco voltaico. Para o processo MAG-CW adicionouse o arame frio, na região do arco elétrico, por um sistema de alimentação auxiliar de arame de forma seqüencial Tandem e Twin, também, na posição plana. As variáveis de influência foram a Velocidade de Alimentação do Arame-Eletrodo, VAE, que variou em três níveis: 6, 7,5 e 9 m/min, respectivamente, a Velocidade de Alimentação de Arame Frio, VAF, que também variou em três níveis, sendo: 3, 4 e 5 m/min combinadas com VAE. As variáveis de resposta para a avaliação experimental foram a estabilidade do arco elétrico, as características econômicas, as características geométricas e a qualidade superficial do cordão de solda. Os resultados mostraram satisfatória estabilidade do arco, bem como, elevada produção em relação ao processo MAG e bom aspecto superficial das soldas. Neste sentido, o processo MAG-CW, quando comparado ao processo MAG, foi superior na taxa de fusão (TF) em 57% para a VAE igual a 6 m/min, 59 % para VAE igual a 7,5 m/min e de 53 % para a VAE igual a 9 m/min. Observou-se, ainda, que o mesmo ocorreu para a taxa de deposição (TD) aumentando em todos os níveis de velocidade: 62% para a VAE na condição igual a 6 m/min e 7,5 m/min e de 57 % para a VAE na condição igual a 9 m/min. A boa performance no aumento das taxas obtidas pelo processo MAG-CW demonstra vantagem, com maior evidência no desempenho destas características, em função da adição de arame frio ao arco.

Effects of laser beam energy on the pulsed Nd:YAG laser welding of thin sheet corrosion resistant materials

The aim of this study was to value the possibility to join, for pulsed Nd:YAG laser welding, thin foils lap joints for sealing components in corrosive environment. Experimental investigations were carried out using a pulsed neodymium: yttrium aluminum garnet laser weld to examine the influence of the pulse energy in the characteristics of the weld fillet. The pulse energy was varied from 1.0 to 2.5 J at increments of 0.25 J with a 4 ms pulse duration. The base materials used for this study were AISI 316L stainless steel and Ni-based alloys foils with 100 mu m thickness. The welds were analyzed by electronic and optical microscopy, tensile shear tests and micro hardness. The results indicate that pulse energy control is of considerable importance to thin foil weld quality because it can generate good mechanical properties and reduce discontinuities in weld joints. The ultimate tensile strength of the welded joints increased at first and then decreased as the pulse energy increased. In all the specimens, fracture occurred in the top foil heat-affected zone next to the fusion line. The microhardness was almost uniform across the parent metal, HAZ and weld metal. A slight increase in the fusion zone and heat-affected zone compared to those measured in the base metal was observed. This is related to the microstructural refinement in the fusion zone, induced by rapid cooling of the laser welding. The process appeared to be very sensitive to the gap between couples.

Heat Treatment and Yb-Fiber Laser Welding of a Maraging Steel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Recuperação de turbinas hidráulicas danificadas por erosão cavitacional por soldagem com aço inoxidável/cobalto

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS