Caracterização metalúrgica de juntas de aço inoxidável superduplex soldadas por processo TIG autógeno

Os aços inoxidáveis do tipo duplex possuem grande importância na indústria, principalmente na do petróleo e gás natural, por apresentarem elevada resistência mecânica e excelente resistência à corrosão. Caracterizam-se por apresentar estrutura bifásica, constituída de proporções praticamente iguais de ferrita e austenita. O presente trabalho caracterizou juntas soldadas por TIG autógeno de aço inoxidável duplex UNS S32760. Foram confeccionados quatro grupos de amostras, provenientes da variação da corrente de soldagem e consequentemente do aporte térmico (corrente de pico: 25A e 40A - aporte térmico: 0,12KJ/mm e 0,19KJ/mm) e da composição do gás de proteção (argônio puro ou argônio contendo 2,5% nitrogênio). Foram utilizadas técnicas de caracterização por metalografia colorida, análise e processamento digital de imagens, ensaios de microdureza Vickers. Para avaliar a resistência à corrosão foram realizados ensaios de potencial em circuito aberto com solução de cloreto férrico (FeCl3) e eletrodo de referência de calomelano saturado. A análise quantitativa das fases ferrita e austenita presentes nas juntas soldadas mostrou que a adição de nitrogênio no gás de proteção favoreceu a formação da fase austenita, variando de 11% (sem nitrogênio) para 26% (com nitrogênio) a quantidade desta fase. Em uma análise qualitativa a variação do aporte térmico: 0,12KJ/mm para 0,19KJ/mm resultou no aumento do tamanho de grãos da fase ferrita.

Identificação da fase sigma em uma junta soldada pelo processo TIG manual autógeno de um aço hiperduplex SAF 2707HD (UNS S32707) por difração de raios-x.

O aço inoxidável hiperduplex possui alta resistência a corrosão por pite em ambientes contendo cloretos, quando comparado a outros aços inoxidáveis comercialmente conhecidos. Possui boas propriedades mecânicas, com limite de escoamento superior a 700MPa e limite de resistência a tração em torno de 1000MPa. Essas propriedades o tornam muito atrativos para aplicações em ambientes contendo cloretos, e por isso tem tido destaque na indústria de óleo e gás, refinarias, plataformas offshore, etc. A liga hiperduplex é composta por uma estrutura bifásica, contendo proporções aproximadamente iguais de ferrita e austenita. Esse material possui boa soldabilidade, mas por ser termodinamicamente metaestável, em altas temperaturas pode ocorrer a precipitação de fases intermetálicas não desejáveis, o que resulta em perda de propriedades mecânicas e diminuição da resistência a corrosão. A fase sigma tem sido fortemente estudada, pois é comum sua precipitação nos aços inoxidáveis da família duplex durante o procedimento de soldagem se este não for muito bem controlado. A fase sigma precipita preferencialmente na fase ferrítica, devido a maior concentração de Cr e Mo, que são os elementos formadores da fase. A resistência a corrosão é reduzida e as propriedades mecânicas do material são alteradas o tornando frágil devido a presença da fase sigma. É formada entre 600C e 1000C e possui uma estrutura tetragonal complexa. O objetivo do trabalho foi identificar a possível presença da fase sigma na junta soldada do aço inoxidável hiperduplex SAF 2707 HD (UNS S32707) pelo processo TIG autógeno manual através da difração de raios-x. Nessa pesquisa, foram analisadas uma junta soldada do material pelo processo TIG autógeno manual com arco pulsado. Complementando o estudo foram analisadas seis amostras do aço inoxidável superduplex, sendo que cinco amostras sofreram tratamento térmico para a proposital formação da fase sigma. O refinamento do resultado da difração das amostras foi feito utilizando o método de Rietveld no software Topas Academic versão 4.1. O resultado da amostra soldada de hiperduplex apresentou as fases austenita, ferrita e alguns prováveis óxidos. Os resultados das amostras de superduplex tratadas termicamente apresentaram a fase sigma, conforme esperado na pesquisa, e as fases austenita e ferrita.

Análise da resistência à fadiga de tubos de aço API 5CT N80 Tipo Q soldados via processo de indução magnética de alta frequência (HFIW)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The effect of metal transfer modes and shielding gas composition on the emission of ultraafine particles in MAG steel welding

The present study aims to characterize ultrafine particles emitted during gas metal arc welding of mild steel and stainless steel, using different shielding gas mixtures, and to evaluate the effect of metal transfer modes, controlled by both processing parameters and shielding gas composition, on the quantity and morphology of the ultrafine particles. It was found that the amount of emitted ultrafine particles (measured by particle number and alveolar deposited surface area) are clearly dependent from the main welding parameters, namely the current intensity and the heat input of the Welding process. The emission of airborne ultrafine particles increases with the current intensity as fume formation rate does. When comparing the shielding gas mixtures, higher emissions were observed for more oxidizing mixtures, that is, with higher CO2 content, which means that these mixtures originate higher concentrations of ultrafine particles (as measured by number of particles. by cubic centimeter of air) and higher values of alveolar deposited surface area of particles, thus resulting in a more hazardous condition regarding welders exposure.

Introducao ao estudo de fluxos para arco submerso

O maior objetivo deste trabalho foi estudar os efeitos da composição dos fluxos para arco submerso sobre algumas importantes características de um metal de solda ferrítico, como composição química, microestrutura, propriedades mecânicas e geometria do cordão. Para realizar tal pesquisa, vinte oito fluxos aglomerados foram elaborados de compostos de pureza comercial e utilizados em soldagens ao aorco submerso, mantendo constante todas as demais condições de soldagem. Houve uma notável influência da composição química e do índice de basicidade dos fluxos sobre os níveis de oxig~enio, silício e manganês do metal de solda. Um modelo termodinâmico, baseado no conceito de potencial de oxigênio, foi proposto para explicar as reações gás-meta-escória ocorrendo durante a soldagem. Este modelo mostrou-se usável para as reações entre silício, oxigênio e carbono, permitindo um melhor entendimento das mesmas. A composição química do metal de solda pôde ser relacionada a sua microestrutura, através de metalografia quantitativa. Foi observado que oxigênio, silício, manganês e titânio têm grande influência sobre ela. A fase mais tenaz encontrada foi a ferrita acicular. A respeito da geometria do cordão, a sílica mostrou o efeito mais forte, com os outros compostos influenciando somente o acabamento do cordão soldado.

Análise ergonômica do trabalho do soldador : contribuição para projetação ergonômica

Este trabalho trata de uma pesquisa junto aos soldadores de três empresas do setor metal-mecânico, em diferentes estágios tecnológicos, para levantamento e avaliação de sua demanda ergonômica por meio de método participativo, como contribuição para o projeto de seus postos de trabalho. Verificou-se que os problemas mais críticos para estes profissionais são de natureza ambiental, tendo sido questionada a validade dos valores limites estabelecidos de exposição a fumos de soldagem. Além disso, foi constatada a maior influência do fator empresa sobre a opinião e satisfação dos soldadores, com exceção da empresa onde está estabelecido um programa de ergonomia: nesta o nível de exigência dos soldadores é maior, portanto, os fatores pessoais representam maior impacto sobre sua opinião e satisfação. Também foi avaliado o impacto do nível tecnológico da empresa sobre os soldadores, concluindo-se que os que trabalham com sistemas de produção mais manual têm maior envolvimento com seu trabalho, enquanto os soldadores que participam de sistema mais automatizado não estão, necessariamente, livres de problemas relacionados a questões ambientais. Assim, é tão importante considerar as questões ambientais desde a concepção de uma fábrica, quanto as questões de organização do trabalho, pois ambas impactam no bemestar e, conseqüentemente, na produtividade de seus trabalhadores.

Revestimento superficial em componente fundido de máquina agrícola

A necessidade de desenvolver o processo de manufatura para aplicação de revestimento superficial em peças fundidas de máquinas agrícolas viabilizou a realização deste trabalho junto à indústria. A análise das principais variáveis do processo produtivo foi considerada levando-se em conta recursos necessários, tais como, ferramental e equipamentos, material de adição (arame de soldagem), inspeção das características macroscópicas e, principalmente, as especificações de engenharia do item. A revisão bibliográfica ressaltou os problemas normalmente existentes quando da soldagem de peças fabricadas de ferro fundido, assim como esclareceu os principais cuidados necessários para obtenção de revestimentos superficiais com qualidade. Para definição e aprovação do processo de soldagem a ser usado, foram realizados testes simulando uma soldagem automatizada, controlando os principais parâmetros de soldagem. A análise da qualidade do cordão de solda, sob o ponto de vista de aparência geral, geometria, presença de descontinuidades (porosidade e inclusões de escória), foi feita através de inspeção visual. Devido a necessidade de estruturar o processo de solda afim de possibilitar fornecimento continuada de peças para a linha de montagem, foi analisado e proposto um conceito de gabarito de soldagem. Os ensaios de micrografia mostraram a penetração e aspectos internos do depósito de solda. O exame micrográfico mostrou também que a trinca transversal que ocorre no material não avança para dentro do metal base. Os resultados dos testes e ensaios proporcionaram os subsídios para permitir a aprovação do método proposto a fim de dar continuidade na estruturação do processo de soldagem para revestimento superficial das peças fundidas.

Estudo das propriedades mecânicas de juntas soldadas em alta velocidade pelo processo de fricção e mistura mecânica

Na tentativa de produzir componentes cada vez mais leves e seguros a industria automotiva vem continuamente atualizando seus produtos no que diz respeito à associação de materiais, uso de uniões por solda, utilização de ligas leves em substituição de ligas de aço e etc. Três são os motivos básicos para estas mudanças: aumento da segurança dos passageiros, diminuição do consumo de combustível e redução os custos de produção. As ligas de alumínio, em sua maioria desenvolvidas para uso em tecnologia aeronáutica, vêm ganhando espaço também na produção de automóveis de passeio. Um dos maiores problemas apresentados pelas ligas de alumínio é a baixa soldabilidade dificultando a produção de componentes como os conhecidos Tailor Welded Blanks (TWB). TWB consiste em unir através de solda materiais de espessura e ou propriedades mecânicas diferentes formando uma geratriz para posterior estampagem de um componente Este trabalho inova confeccionando juntas a partir de chapas de espessuras diferentes (TWB) através de soldagem por fricção e mistura mecânica (SFMM) a partir de ligas de alumínio com velocidades de soldagem convencionais (1m/min) e em altas velocidades atingindo 5 e 10m/min dependendo da liga. Duas ligas de alumínio foram utilizadas, AA5754 (não tratável termicamente) e AA6181 (tratável termicamente). Foram realizados ensaios metalográficos, perfis de microdureza, ensaios de tração. Foram realizados também ensaios para levantamento de curvas limite de conformação através de ensaios de tração em corpos de prova etalhados e ensaios de estampabilidade. Os resultados mostram que o processo SFMM é adequado para soldas de espessuras diferentes em altas velocidades. Os ensaios de microdureza não apresentam as típicas variações observadas em processos de soldagem convencional, os testes mecânicos apresentam bons resultados, especialmente paras as juntas da liga AA6181 que em ambas as condições de soldagem apresentaram valores de tensão próximos aos valores do material de base. Os testes de estampagem mostram que as juntas da liga AA5754 apresentam desempenho superior ao material de base quando conformadas, desta forma provando que essa técnica pode ser utilizada para fabricação de geratrizes para estampagem de componentes.

Análise de falhas em martelos oscilantes dos desfibradores da indústria sucroalcooleira da Região Norte-Nordeste

The failure of materials is always an unwelcome event for several reasons: human lives are put in danger, economic losses, and interference in the availability of products and services. Although the causes of failures and behaviour of materials can be known, the prevention of such a condition is difficult to be guaranteed. Among the failures, wear abrasion by the low voltage is the kind of failure that occurs in more equipment and parts industry. The Plants Sucroalcooleiras suffer significant losses because of such attrition, this fact that motivated their choice for the development of this work. For both, were considered failures in the swing hammers desfibradores stopped soon after the exchange provided in accordance with tonnage of cane processed, then were analyzed by the level of wear testing of rubber wheel defined by the standard ASTM G65-91.The failures were classified as to the origin of the cause and mechanism, moreover, were prepared with samples of welding procedures according to ASME code, sec. IX as well, using the technique of thermal spraying to analyze the performance of these materials produced in laboratories, and compares them with the solder used in the plant. It was observed that the bodies-of-proof prepared by the procedure described as welding, and the thermal spraying the results of losing weight have been minimized significantly compared to the preparations in the plant. This is because the use of techniques more appropriate and more controlled conditions of the parameters of welding. As for the thermal spraying, this technique has presented a satisfactory result, but requires the use of these coatings in the best condition for real affirmation of the results

Análise e avaliação dos elementos de penetração no solo de equipamentos rodoviários após revestimento

The main objective is to analyze the abrasive wear resistance to the low stress of the elements that make up the organs of road machinery that are exposed directly to contact with abrasives. These samples were analyzed after these elements are coated superficially by the process of welding electrode coated with (SAER) and the manual process of coating type LVOF thermal spraying. As well, is to provide suggestions for a better recovery and return of these elements, which are reducing costs and avoiding downtime in the fronts of service. The samples were made from a substrate of carbon ABNT 1045 tempered steel, following the same specifications and composition of metals and alloys of constituents was followed the standard governing the dimensions of these samples and in accordance with the corresponding size. The results were evaluated by testing the hardness, abrasion resistance to wear by the low stress and the loss of volume involving the microstructure of coatings analyzed

Efeito da moagem de alta energia na microestrutura e nas propriedades magnéticas do compósito wc-10%p.Co

This work a studied the high energy milling effect in microstructure and magnetic properties of the WC-10wt.%Co composite. The composite powders were prepared by mechanical mixed and milled at 2 hours, 100 hours, 200 hours and 300 hours in planetary milling. After this process the composite were compacted in stainless steel die with cylindrical county of 10 mm of diameter, at pressure 200 Mpa and sintered in a resistive furnace in argon atmosphere at 1400 oC for 5 min. The sintered composite were cutted, inlaid, sandpapered, and polished. The microestrutural parameters of the composite was analyzed by X-ray diffraction, scanning electronic microscopy, optical microscopy, hardness, magnetic propriety and Rietveld method analyze. The results shows, with milling time increase the particle size decrease, it possibility minor temperature of sintering. The increase of milling time caused allotropic transformation in cobalt phase and cold welding between particles. The cold welding caused the formation of the particle composite. The X-ray diffraction pattern of composite powders shows the WC peaks intensity decrease with the milling time increase. The X-ray diffraction pattern of the composite sintered samples shows the other phases. The magnetic measurements detected a significant increase in the coercitive field and a decrease in the saturation magnetization with milling time increase. The increase coercitive field it was also verified with decrease grain size with milling time increase. For the composite powders the increase coercitive field it was verified with particle size reduction and saturation magnetization variation is relate with the variation of free cobalt. The Rietveld method analyze shows at milling time increase the mean crystalline size of WC, and Co-cfc phases in composite sintered sample are higher than in composite powders. The mean crystallite size of Co-hc phase in composite powders is higher than in composite sintered sample. The mean lattice strains of WC, Co-hc and Co-cfc phases in composite powders are higher than in composite sintered samples. The cells parameters of the composite powder decrease at milling time increase this effect came from the particle size reduction at milling time increase. In sintered composite the cells parameters is constant with milling time increase

Influência da corrente de pulso, do tempo de pulso e diâmetro de gota sobre a estabilidade da transferência metálica no processo MIG-P

To obtain a process stability and a quality weld bead it is necessary an adequate parameters set: base current and time, pulse current and pulse time, because these influence the mode of metal transfer and the weld quality in the MIG-P, sometimes requiring special sources with synergistic modes with external control for this stability. This work aims to analyze and compare the effects of pulse parameters and droplet size in arc stability in MIG-P, four packets of pulse parameters were analysed: Ip = 160 A, tp = 5.7 ms; Ip = 300 A and tp = 2 ms, Ip = 350 A, tp = 1.2 ms and Ip = 350 A, tp = 0.8 ms. Each was analyzed with three different drop diameters: drop with the same diameter of the wire electrode; droplet diameter larger drop smaller than the diameter of the wire electrode. For purposes of comparison the same was determined relation between the average current and welding speed was determined generating a constant (Im / Vs = K) for all parameters. Welding in flat plate by simple deposition for the MIG-P with a distance beak contact number (DBCP) constant was perfomed subsequently making up welding in flat plate by simple deposition with an inclination of 10 degrees to vary the DBCP, where by assessment on how the MIG-P behaved in such a situation was possible, in addition to evaluating the MIG-P with adaptive control, in order to maintain a constant arc stability. Also high speed recording synchronized with acquiring current x voltage (oscillogram) was executed for better interpretation of the transfer mechanism and better evaluation in regard to the study of the stability of the process. It is concluded that parameters 3 and 4 exhibited greater versatility; diameters drop equal to or slightly less than the diameter of the wire exhibited better stability due to their higher frequency of detachment, and the detachment of the drop base does not harm the maintenance the height of the arc

Avaliação da fissuração por fadiga em tubos durante transporte marítimo

Tubos de aço são transportados diariamente em todo o mundo, por caminhão, trem ou navio. Conseqüentemente, danos de transporte, podem ocorrer com freqüência e regularidade. O tipo de dano particular selecionado para este estudo foi o de trinca por fadiga, o qual é considerado como um dos mais críticos. Neste trabalho foram estudados tubos de aço fabricados de acordo com os requisitos da norma API 5L [1]. Foram efetuadas caracterizações químicas, mecânicas e metalográficas de um tubo com diâmetro 609,6 mm e espessura 15,87 mm grau X-65. A simulação do transporte por navio de tubos de aço foi feita submetendo-se seções de tubo com comprimento igual a 0,1 metro, a ciclos de fadiga por meio de máquina servo-hidráulica. Foi possível concluir que em tubos soldados, a região adjacente ao cordão de solda é a mais crítica, e que quando o posicionamento do tubo na carga é efetuado de maneira que a solda fique apoiada sobre alguma superfície rígida, a ocorrência de trinca por fadiga torna-se possível principalmente se os procedimentos de manuseio, carregamento e transporte não forem executados da maneira como recomendada pelos fabricantes de tubos e pela norma API [2].

Radiografia digital para inspeção de soldas de dutos - melhor sensibilidade

The conventional radiographic technique using industrial radiographic films is with the days finishing. The Digital Radiography is taking place in several sectors, e.g., the medical, aerospace, security, automotive, etc. In addition to representing a technological trend, it has been demonstrated that digital radiography offers a series of benefits in terms of productivity, sensitivity, environmental aspects, image treatment tools, cost reduction, etc. If one weld seam to be inspected is from a serried product, as example a pipe, the best option to be implemented is the Flat Panel Detector with this equipment is possible to reduce the obtaining digital radiographic images in place of films and reducing the inspection cycle time due to its high degree of automation. In the experiments described in this paper this new technique was tested and the results were compared with those obtained by the conventional radiography. The welded specimens were prepared using the submerged-arc welding process and small artificial cracks of the most varied dimensions, present in the specimens, were used to establish a comparison of the sensitivities presented by the techniques employed After conducting several experiments, the digital method presented the highest sensitivity to the wire-type Image Quality Indicator (IQI) and in the detection of small defects, leading to the conclusion that the use of digital radiography using the flat-panel detector offers advantages over the conventional technique [1, 2]. This work was carried out based on the API 5L Edition 2004 [3] and ISO 3183 Edition 2007 [4] specifications.