Automatic microstructural characterization and classification using artificial intelligence techniques on ultrasound signals

Secondary phases such as Laves and carbides are formed during the final solidification stages of nickel based superalloy coatings deposited during the gas tungsten arc welding cold wire process. However, when aged at high temperatures, other phases can precipitate in the microstructure, like the γ″ and δ phases. This work presents a new application and evaluation of artificial intelligent techniques to classify (the background echo and backscattered) ultrasound signals in order to characterize the microstructure of a Ni-based alloy thermally aged at 650 and 950 °C for 10, 100 and 200 h. The background echo and backscattered ultrasound signals were acquired using transducers with frequencies of 4 and 5 MHz. Thus with the use of features extraction techniques, i.e.; detrended fluctuation analysis and the Hurst method, the accuracy and speed in the classification of the secondary phases from ultrasound signals could be studied. The classifiers under study were the recent optimum-path forest (OPF) and the more traditional support vector machines and Bayesian. The experimental results revealed that the OPF classifier was the fastest and most reliable. In addition, the OPF classifier revealed to be a valid and adequate tool for microstructure characterization through ultrasound signals classification due to its speed, sensitivity, accuracy and reliability. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Análise da influência de cargas especiais nos indicadores de qualidade das redes de distribuição de energia elétrica de baixa tensão

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aumento da velocidade de soldagem para processo de arco submerso em juntas de um tubo de aço API X70

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização microestrutural do metal de solda depositado por arco submerso em chapas de aço-carbono estrutural

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Efeito dos parâmetros de pulso sobre as características geométricas e desempenho da soldagem com arame tubular autoprotegido e corrente pulsada

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Caracterização microestrutural e de propriedades mecânicas de soldas do aço ASTM A 131 pelos processos FCAW convencional e com adição de arame frio

O trabalho aqui representado retrata de modo comparativo as características mecânicas e microestruturais de metais de solda empregando duas técnicas de soldagem uma já disseminada, FCAW (Soldagem a Arco Voltaico com Arame Tubular) e a outra é inovadora, FCAW-AF (Soldagem a Arco Voltaico com Arame Tubular com Adição de um Arame Frio não energizado) em três níveis de velocidades 6, 8 e 10 m/min. Sendo que este processo variou os diâmetros dos arames frio adicionados, entre 0.8 e 1.0 mm. O metal de base utilizado foi o aço naval ASTM 131 grau A (baixo carbono) em geometria de chapas de 150 mm x 300 mm x 9,5 mm, aplicadas em chanfro em V (Bisel de 22,5º) com ângulo somado de 45º, com leve abertura de raiz de 2,4 mm. A solda usada foi do tipo topo com a aplicação de dois passes, um passe de raiz e o passe de acabamento (ou enchimento). A fim averiguar as condições desses cordões de solda foram realizados 05 tipos de ensaios destrutivos, são eles: dobramento transversal de face, tração, tenacidade ao impacto (tipo Charpy com entalhe em V), microdureza e o ensaio metalográficos. Além das análises não destrutivas como o ensaio visual e o líquido penetrante. De maneira geral, os resultados para o processo FCAW-AF, mostraram-se compatíveis, em relação ao processo FCAW convencional, porém alguns resultados apresentaram valores de propriedades mecânicas menores. Este fato pode, muito provavelmente ter ocorrido pela presença de descontinuidade na junta pelo FCAW-AF. Quanto às caracterizações microestruturais, os resultados da junta FCAW-AF foram semelhantes os da FCAW convencional para todos os níveis estudados.

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.

Caracterização mecânica e microestrutural do aço MARAGING 300, soldado a plasma e submetidas a reparos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Avaliação da influência dos parâmetros de processo de soldagem MIG no surgimento de poros em tubos de alumínio

The process of electric arc welding with shielding gas (GMAW) is being increasingly used in various industrial applications. This process occurs by which an electric arc is established between the work piece and a consumable in the form of wire, the arc melts the wire continuously as it is fed to the weld pool. The weld metal is protected from the atmosphere by flowing a gas (or gas mixture) inert or active. This paper presents a study of the welding process GMAW - MIG on aluminum tubes, alloy 6101 - T6, used in the manufacture of armored busbar, intended for driving electric power plants. 5(five) were welded specimens, changing certain welding parameters at each time was monitored welding joint as well as the interpass temperature. Tests were performed bending, tensile and macrographical analysis of body-of-evidence and through its results was possible to reach a better welding condition, which minimizes the appearance of pores, since the porosity has great influence on the mechanical strength and electrical conductivity of welded pipes

Avaliação de juntas soldadas em tubos de aço carbono submetidos a altas temperatura e pressões

The welding process in industrial piping is still the most effective way to ensure the durability and quality of the wide range of industrial process, although because of the high demand for energy and quality of the produced products, the piping has been constantly tested for high pressure applications and still high temperature. The welding method analyzed is the TIG (Tungsten Inert Gas) welding or GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding), which ones have as principal feature the utilization of a not consumable tungsten electrode in the torch extremity , in this process is necessary a protective atmosphere of inert gas. The welding TIG advantage is the obtaining of a welded seam clean and with quality for not has slag after the welding. This work has as objective show the variability in the carbon steel piping welding parameters and by the tests in four proof bodies will be shown the influence of the variation of the welding methods in a welded seam. The tests will vary since the piece to be welded preparation, till penetrating liquid tests, welding macrography, welding x-ray and traction tests. Even been a clean and with quality welding is necessary a final inspection in the seam welded looking for defects almost inevitable resulted of the welded process, the obtained results have the objective of indicate and minimize the defects to ensure quality and durability of the welded seam

Modelagem do resfriamento para a zona termicamente afetada pela soldagem de tubos de aço carbono

Because the high consumption of welded pipe for exploration and conduction oil and gas, optimization of manufacturing processes is necessary to obtain better productivity, efficiency and cost reduction. The objective of this study is to analyze the forms of heat transfer during the welding of pipes using longitudinal submerged arc process them to propose a model for the temperature distribution in the welded region. For this analysis are addressed as the heat transfer modes operate in the specified welding process and the necessary considerations for the mathematical model were obtained. The calculations were performed and the simulations needed to obtain the temperature distribution in the tube were carried out. Therefore, the practice was satisfactory and the results showed a range of temperatures along the pipe for a particular model and the future suggestions for improvement of this work

Análise metalográfica do titânio puro submetido à soldagem laser Nd: YAG e TIG

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Ultrasonic sensor signals and optimum path forest classifier for the microstructural characterization of thermally-aged inconel 625 alloy

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização de juntas soldadas em PAW e GTAW de chapas finas em aço maraging 300 submetidas a vários reparos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG