Resumo: O estudo da fadiga em ambiente subaquático é dificultado pois envolve diversas variáveis, muitas delas estão relacionadas à interação do material com o meio em que está submetido. Em testes de fadiga em ambiente aquoso foi constatado o aparecimento de bolhas que se desprendem da região da ponta da trinca durante o ensaio, porém, até o momento a literatura não havia relatado esse fenômeno. Buscando a repetibilidade, este trabalho apresenta parâmetros de ensaio que promovam o desprendimento de bolhas, facilitando seu estudo e compreensão. Corpos de prova do tipo C(T) fabricados em aço ASTM A36 foram ensaiados em ambiente subaquático sob uma variação de carga constante (ΔP) de 5kN e frequência de 30Hz. Os desprendimentos das bolhas durante os ensaios foram registrados com uma câmera de alta velocidade (captura de 1000fps). Os resultados indicam que as primeiras bolhas desprendidas durante o ensaio são menores e aumentam de volume com o aumento do comprimento da trinca, chegando a um diâmetro médio máximo e após isso ocorre diminuição e supressão do fenômeno ao se aproximar do final do ensaio. A ocorrência foi associada à fragilização por hidrogênio, com existência já comprovada nesse tipo de ensaio

Abstract: The study of fatigue in an underwater environment is difficult because it involves several variables, many of them are related to the interaction of the material with the environment in which it is submitted. In fatigue tests in an aqueous environment, the appearance of bubbles that detach from the crack tip region during the test was observed, however, until now the literature had not reported this phenomenon. Seeking repeatability, this work presents test parameters that promote the detachment of bubbles, facilitating their study and understanding. Type C(T) specimens made of ASTM A36 steel were tested in an underwater environment under a constant load variation (ΔP) of 5kN and frequency of 30Hz. The detachments of the bubbles during the tests were recorded with a high-speed camera (capture of 1000fps). The results indicate that the first bubbles released during the test are smaller and increase in volume with increasing crack length, reaching a maximum average diameter and after that, there is a decrease and suppression of the phenomenon when approaching the end of the test. The occurrence was associated with hydrogen embrittlement, with proven existence in this type of test

Resumo: Esta pesquisa tratou da aplicação do processo Hybrid Friction Stir Welding na soldagem dissimilar alumínio-aço com a utilização de uma fonte de pré-aquecimento por plasma, com o objetivo de caracterizar o fluxo de material. Foram realizadas juntas soldadas a topo do aço carbono SAE 1020 e da liga de alumínio 5052 H34 com 3 mm de espessura utilizando um cabeçote desenvolvido especialmente para essa aplicação, que foi adaptado a um robô antropomórfico COMAU NJ5000 de 6 graus de liberdade e capacidade de 500 kg. O offset foi mantido em zero, ou seja, a ferramenta foi inserida na interface de soldagem. O pré-aquecimento das amostras foi realizado pela adaptação de uma máquina de corte a plasma, em que a temperatura e a corrente foram variadas em: 0 °C (sem pré-aquecimento), 250 °C (40 A), 350 °C (50 A) e 450 °C (60 A). A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura e por difração de raios X (DRX). Durante as análises metalográficas foi identificada e caracterizada a formação de uma região altamente deformada na parte superior das amostras submetidas ao pré-aquecimento, definida neste trabalho como “cabeça”. Esta região proporciona um aumento na resistência mecânica do material, e será tão grande quanto maior for o aporte de calor no lado de avanço. O fluxo de material foi identificado e foi possível determinar quatro possíveis geometrias para a zona misturada, correlacionado com a resistência mecânica obtida e condições necessárias para se obter cada uma delas.

Abstract: This research dealt with the application of the Hybrid Friction Stir Welding process in dissimilar aluminum-steel welding using a plasma preheating source, in order to characterize the material flow. In this research, welded joints were made on top of SAE 1020 carbon steel and aluminum alloy 5052 H34 with 3 mm thickness using a head specially developed for this application, which was adapted to a COMAU NJ5000 anthropomorphic robot with 6 degrees of freedom and 500 kg capacity. The offset was kept at zero, in which the tool was inserted in the welding interface. The preheating of the samples was carried out by adapting a plasma cutting machine, in which the temperature and current were varied by: 0 ° C (without preheating), 250 ° C (40 A), 350 ° C (50 A) and 450 ° C (60 A). Microstructural characterization was performed using optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction (XRD). During the metallographic analyzes, the formation of a highly deformed region in the upper part of the samples submitted to preheating was identified and characterized, defined in this work as "head". This region offers an increase in the mechanical strength of the material, and will be as large as the greater for the heat input on the forward side. The material flow was determined, and it was possible to determine four possible geometries for the mixed zone, correlated with the mechanical strength obtained and conditions necessary to obtain each one.

Resumo A soldagem de juntas dissimilares de alumínio e aço pode ser obtida pelo processo de fricção, que é um processo de soldagem no estado sólido. Esse processo ocorre à temperaturas abaixo do ponto de fusão dos metais e tem como principal mecanismo de união, a difusão. Apresenta-se como opção interessante de processo de soldagem. Por gerar menor tensão residual, menor distorção e baixa formação de trincas. Entretanto um dos grandes desafios de união de materiais dissimilares é a formação de compostos intermetálicos, que pode reduzir a resistência mecânica das juntas. Este trabalho apresenta a soldagem de topo por fricção rotativa de Alumínio ASTM A6351 T6 e Aço SAE 1020 e tem como objetivo avaliar o crescimento de camada intermetálica, com e sem a utilização de preaquecimento do aço. Além disso, este trabalho também busca avaliar estruturas obtidas e os resultados de resistência à tração. Para atingir os objetivos, uma máquina de soldagem por fricção convencional foi desenvolvida. O preaquecimento do aço foi realizado por indução eletromagnética. As juntas soldadas foram submetidas a ensaio de tração e ensaios metalográficos utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV).

Abstract Welding of dissimilar aluminum and steel joints can be achieved by friction process, which is a solid state welding process. This process occurs at temperatures below the melting point of the metals, and have as main bonding mechanism, diffusion. It is an interesting bonding process option because it generates low residual stress, less distortion and low crack formation. However one of the major challenges of weld dissimilar materials is the no formation of intermetallic compounds, which can reduce the mechanical strength of the joints. This work presents the butt welding by rotary friction of Aluminum ASTM A6351 T6 and SAE 1020 Steel. It aims to evaluate the growth of intermetallic interlayers, without the use of steel preheating, and also with steel preheating. It also aims to evaluate structures obtained and the results of tensile strength. To achieve the objectives, a conventional friction welding machine was developed for research. The preheating of the steel was performed by electromagnetic induction. The welded joints were submitted to tensile and metallographic tests using SEM (Scanning Electron Microscope).

Resumo: A possibilidade de integrar sistemas de manufatura com uso de robôs propicia melhoria na produção, além de garantir flexibilidade, repetibilidade, qualidade e acurácia. Em uma mesma célula de manufatura, os manipuladores que cooperam na execução da atividade, realizam ações que ocorrem de forma coordenada para garantir a realização de tarefas, como quando se quer produzir uma peça que apresente certo grau de complexidade e que exige alterações de posição e orientação, além do dimensional e peso a ser manipulado. O uso desta técnica de manipuladores na Manufatura Aditiva vem da capacidade de se adaptar às variações de tarefas e ser suficientemente flexível para garantir a dinâmica das operações. Baseado na programação off-line que é uma estratégia para minimizar o tempo de setup e geração das trajetórias. Este trabalho apresenta uma proposta de integração de dois manipuladores robóticos industriais com sistemas de controles distintos, sendo que um deles teve seu controle baseado em uma arquitetura de baixo custo e ambos permitem a liberdade na construção de peças geradas a partir de um modelo CAD-3D. A manipulação, além de garantir o sincronismo dos movimentos entre os robôs, permitiu minimizar defeitos dimensionais como o efeito rampa.

RESUMO Este artigo apresenta uma análise de falhas realizada em tubos de um trocador de calor. Trocadores de calor estão entre os equipamentos mais presentes em uma indústria de refino de petróleo, pois a transferência de calor é um dos processos mais importantes e comuns em indústrias químicas e petroquímicas. O equipamento analisado foi o condensador do sistema de topo da torre de regeneração de dietanolamina (DEA) da unidade de hidrotratamento de nafta de uma refinaria de petróleo. O feixe tubular é constituído por 78 tubos na especificação ASTM A213 Grau 316L com 19,05 mm de diâmetro e 1,65 mm de espessura de parede. Os tubos são submetidos ao fluxo aquoso de H2S e dietanolamina na parte externa e água de resfriamento na parte interna. Após uma parada geral programada ocorrida em julho de 2011, após seis anos de operação contínua, foi observada a perda de espessura em vários tubos. O resultado da análise de falha indicou que, através da inspeção visual o processo corrosivo ocorreu de fora para dentro dos tubos. O ensaio de correntes parasitas indicou um processo corrosivo ativo com uma taxa de corrosão de 0,16775 mm/ano. A inspeção ultrassônica realizada através do sistema de inspeção rotativa interna (IRIS) confirmou a perda de espessura e a presença de tubos perfurados, com consequente perda de contenção. A corrosão por amina em presença de H2S foi identificada como o mecanismo básico da falha, agravada pela concentração de DEA superior a 20% em massa. Em outubro de 2019, os tubos deste trocador foram substituídos e a solução proposta para a mitigação do problema foi a diluição da solução com água de lavagem, para a obtenção de concentrações da solução de amina abaixo de 5% em massa nos tubos do feixe deste trocador de calor.

ABSTRACT This paper presents a failure analysis performed on tubes of a heat exchanger. Heat exchangers are among the most common equipment in an oil refining industry, as heat transfer is one of the most important and common processes in chemical and petrochemical industries. The equipment analyzed was the condenser of the top system of the diethanolamine regeneration tower of the naphtha hydrotreating unit of an oil refinery. The tubular bundle consists of 78 tubes in the ASTM A213 Grade 316L specification, with 19.05 mm in diameter and 1.65 mm in wall thickness. The tubes are subjected to the aqueous flow of H2S and diethanolamine on the outside and cooling water on the inside. After a scheduled general shutdown in July 2011, after six years of continuous operation, the loss of thickness in several tubes was observed. The result of the failure analysis indicated that, through visual inspection, the corrosive process occurred from outside to inside the tubes. The eddy current test indicated an active corrosive process with a corrosion rate of 0.16775 mm / year. The ultrasonic inspection performed through the internal rotating inspection system (IRIS) confirmed the loss of thickness and the presence of perforated tubes, with consequent loss of containment. Amine corrosion in the presence of H2S was identified as the basic failure mechanism, aggravated by DEA concentration higher than 20 wt.% in the analyzed equipment. In October 2019, the tubes of this exchanger were replaced and the proposed solution to mitigate the problem was to dilute the solution with washing water, to obtain amine solution concentrations below 5% by mass in the beam tubes of the heat exchanger.

Resumo: A Soldagem Subaquática Molhada com Eletrodo Revestido (SMER) tem sido vastamente utilizada devido ao seu baixo custo em relação a outros processos aplicados debaixo d'água e por alcançar resultados de boa qualidade. Um dos principais problemas encontrados é a perda de ductilidade na Zona Termicamente Afetada (ZTA) devido ao rápido resfriamento. Uma opção para a redução da dureza e consequente aumento da ductilidade é a aplicação de um Tratamento Térmico Pós-Soldagem (TTPS). Entretanto, sua utilização por vezes se torna impraticável no ambiente subaquático. Uma alternativa é a utilização do próprio calor proveniente de passes subsequentes, promovendo o revenimento de regiões endurecidas (técnica do passe de revenimento). Neste trabalho foi estudado o efeito do esmerilhamento do cordão de solda após cada passe, visando otimizar o calor de passes subsequentes e controlar a dureza da ZTA no processo de soldagem molhada. Todas as soldas foram realizadas em um tanque hiperbárico simulando a profundidade de 10 m. Os resultados demonstraram que quando utilizada a técnica do esmerilhamento, o calor do passe subsequente é melhor utilizado e o revenimento promove o amaciamento de toda a extensão da ZTA, alcançando menores valores de dureza em relação ao processo convencional e dentro dos limites estabelecidos por normas reguladoras.

Abstract: Wet Welding with Coated Electrode (UWW-SMAW) has been widely used due to its low cost in relation to other processes applied underwater and for achieving good quality results. One of the main problems is loss of ductility in the Heat-Affected Zone (HAZ) due to the rapid cooling. An option to reduce hardness and consequent increase in ductility is the application of a Post Welding Heat Treatment (PWHT). However, its use becomes impractical in an underwater environment. An alternative is the use of the heat from subsequent passes, promoting tempering of hardened regions (temper bead technique). In this work, the effect of grinding the weld bead after each pass was studied in order to optimize the heat of subsequent passes and to control the hardness of the HAZ in the wet welding process. All welds were carried out in a hyperbaric tank simulating a depth of 10 m. The results showed that when the grinding technique is used, the heat of the subsequent pass is better used and the tempering promotes the softening of the entire length of the HAZ, reaching lower hardness values in relation to the conventional process and within the limits established by regulatory standards.

Resumo: A diferença de potencial entre dois eletrodos resulta em corrente elétrica ao romper a barreira dielétrica do gás neste espaço e ocasionar uma descarga de plasma chamada de arco elétrico. Como resultado se tem luminosidade e aumento de temperatura. Usualmente em soldagem a arco, um eletrodo é cilíndrico de menor diâmetro e o seu oposto é a área de soldagem de maior dimensão. Com isso, a seção lateral deste arco elétrico tem um perfil de sino e forma uma impressão circular no contato com a peça. Com o uso de forças eletromagnéticas é possível alterar essa impressão circular, alterando completamente o comportamento e consequentemente a geometria da poça de soldagem. Este artigo apresenta o desenvolvimento e a construção de um dispositivo para constrição eletromagnética do arco elétrico, capaz de alterar a seção transversal da impressão de circular para elíptica. As etapas realizadas foram a de simulação dos campos eletromagnéticos gerados para alterar a forma do arco elétrico, o desenvolvimento do dispositivo para constrição do arco e a aplicação desta constrição eletromagnética em cordões sobre chapa. Os resultados mostram que as forças eletromagnéticas alteram o perfil transversal do arco de circular para elíptico, possibilitando o aumento da potência específica e uma orientação mais precisa deste arco elétrico. Adicionalmente, ao modificar a orientação da elipse, resulta em diferente penetração e largura do cordão.

Abstract: The difference of potential between two electrodes results in electric current breaking the dielectric barrier of the gas in this space causing a plasma discharge called electric arc. As a result, there is luminosity and an increase in temperature. Electric arc is used for welding and usually one of the electrodes is cylindrical with small diameter and the other with large area. Because of this configuration, the side section of the electric arc has a bell shape and forms a circular impression in contact with the work piece (the weld pool). With the use of electromagnetic forces, it is possible to change this circular impression, completely changing the behavior and consequently the geometry of the weld pool. This article presents the development and construction of a device for the electromagnetic constriction of the electric arc, capable of changing the cross section of the impression from circular to elliptical. The steps performed in the article were the simulation of the electromagnetic fields generated to change the electric arc shape, the development of the arc constriction device and the application of this electromagnetic constriction in beads on plate. The results show that the electromagnetic forces change the transverse profile of the arc from circular to elliptical, enabling the increase in specific power and a more precise orientation of the electric arc. Also, changing the orientation of the ellipse results in different penetration and width of the bead.

Resumo: A deflexão do arco por campos magnéticos permite realizar movimento de tecimento do cordão durante a soldagem utilizando sistemas mecanizados ou automáticos de deslocamento sem a necessidade de empregar dispositivos mecânicos de oscilação. Esta oscilação mecânica já é usada em alguns equipamentos comerciais, principalmente no processo GTAW. O presente trabalho descreve uma nova forma de aplicação da deflexão magnética controlada e sua potencialidade quanto à utilização industrial para promover movimentos complexos de tecimento passando este a seguir padrões paramétricos e matematicamente definidos, conhecidos como figuras de Lissajous. Este recurso pode ser uma boa alternativa quanto ao controle, repetitividade e produtividade para os processos de soldagem. Testes foram realizados nos processos GTAW e GMAW, este último com transferências por curto circuito e pulsada. Os efeitos mais evidentes da oscilação controlada do arco se deram em função do comprimento do arco, amplitude, frequência e formação de uma poça de fusão com maior ou menor volume, característicos de cada processo. No GTAW, os efeitos de tecimento foram obtidos aplicando-se os menores valores de campo magnético. Na soldagem GMAW com transferência por curto circuito, os resultados foram significativos, porém, menos evidentes. No GMAW pulsado, foi possível obter efeitos expressivos de tecimento.

Abstract: Arc deflection by magnetic fields allows to do weld beads weaving movements in mechanized and automatic systems without mechanical devices of oscillation. The mechanic weaving systems already used in some commercial devices mainly for GTA welding. The present paper describes a new way to apply the magnetic arc deflection that can potentially the industrial application to promote the complex weaving by means parametric and mathematics patterns of Lissajous figures. This feature can be a good option as to control, repeatability and productivity to the welding process. Tests have been done use the GTAW and GMAW processes, the latter with short circuit and pulsed-arc transfer modes. The most apparent effects of controlled arc oscillation occurred to the arc length, range, frequency and molten pool with large or small volume characteristic of each process. On GTAW welding the weaving patterns could be obtained to applying lower magnetic field. With short-circuit GMA welding the results were significant but not very evident. On GMA pulsed welding, was obtained great weavings beads.

Resumo: A versatilidade dos processos de soldagem com a utilização de fluxos é atribuída principalmente a grande variedade de elementos possíveis nas formulações, principalmente nos processos com a utilização de arames tubulares. Contudo, cada componente do fluxo é selecionado criteriosamente de acordo com a função a ser exercida durante todo o processo, gerando efeitos na transferência metálica, na formação e solidificação da poça de fusão. O presente trabalho investigou a soldagem de arames tubulares do tipo MCAW com fluxo compostos de cavacos das ligas de titânio e grafite, visando a formação de carbonetos, e os efeitos de elementos adicionais TiO2, CaCO3 e CaF2 sobre o comportamento do arco elétrico, como a estabilidade, modo de transferência e propriedades da solda. O comportamento dos oscilogramas e ciclogramas gerados a partir dos sinais elétricos indicaram a ocorrência de transferência mistas entre curto circuito, globular e spray, de acordo com cada formulação do fluxo nos arames e sob os parâmetros de soldagem mantidos constantes. A formação dos carbonetos de titânio foi evidenciada em todas as condições de fluxo. Entretanto, a matriz dos depósitos apresentou a formação de fases e constituintes diferentes, como resultado dos efeitos gerados pelos componentes do fluxo.

Abstract: Versatility of welding processes is mainly attributed to a variety of possible elements used in fluxes formulations, especially in the processes using tubular wires. However, each flux component is selected by a criterion according to an expected function throughout the process, generating effects on metal transfer, formation and solidification of the melt pool. The present work investigates the welding of MCAW tubular wires with chip titanium alloy and graphite as a main component of the flux aim to react as a titanium carbide and the effects by the addition of TiO2, CaCO3 and CaF2 on the electrical arc behavior, such as stability, operation mode. weld transfer and weld properties. The behavior of the oscillograms and cycles generated from the electrical signals indicates the occurrence of modes transfers between short-circuiting, globular and spray, according to each flux added for each condition under the same welding parameters. Formation of titanium carbides was evidenced under all conditions. However, a weld matrix shows the formation of different phases as a consequence of the effects generated by the flux components.

Resumo: Esta pesquisa tratou da primeira aplicação do processo Hybrid Friction Stir Welding na soldagem dissimilar alumínio-aço com a utilização de uma fonte de pré-aquecimento por plasma. Um dos benefícios em se utilizar o pré-aquecimento da junta é a possibilidade de coalescer o material e reduzir sua resistência mecânica, viabilizando assim a utilização de ferramentas fabricadas em aço, além de tornar a mistura mais eficiente por meio da introdução da ferramenta diretamente na interface de soldagem (Offset igual a zero). Nesta pesquisa, foram realizadas juntas soldadas a topo do aço carbono SAE 1020 e da liga de alumínio 5052 H34 com 3 mm de espessura utilizando um cabeçote desenvolvido especialmente para essa aplicação, que foi adaptado a um robô antropomórfico COMAU NJ5000 de 6 graus de liberdade e capacidade de 500 kg. O pré-aquecimento das amostras foi realizado pela adaptação de uma máquina de corte a plasma, em que a temperatura e a corrente foram variadas em: 0 °C (sem pré-aquecimento), 250 °C (40 A), 350 °C (50 A) e 450 °C (60 A). O deslocamento da ferramenta (offset) foi variado em zero e -2,5 mm. Foi identificado o aumento da resistência mecânica das juntas com o aumento da temperatura de pré-aquecimento. Quando a temperatura de pré-aquecimento foi de 450 °C houve o aumento de aproximadamente 111% da resistência mecânica quando comparado ao processo sem pré-aquecimento. Foi verificado também a redução dos esforços de soldagem e do desgaste da ferramenta com o aumento da temperatura de pré-aquecimento.

Abstract: This research addressed the first application of the Hybrid Friction Stir Welding process using plasma preheating source in aluminum-steel welding. One of the benefits of using joint preheating is the possibility of coalescing the material and reducing its mechanical resistance, thus making possible the use of tools made of steel, in addition to making the mixing more efficient by introducing the tool directly into the welding interface. In this research, welded joints of SAE 1020 carbon steel and aluminum alloy 5052 H34 with 3 mm thick plates were made using a specially designed head for this application, which was adapted to a COMAU NJ5000 anthropomorphic robot of 6 degrees of freedom and capacity of 500 kg. The samples were preheated by the adaptation of a plasma cutting machine, where the temperature and the current were varied in: 0 °C, 250 °C (40 A), 350 °C (50 A) and 450 °C (60 A). The displacement of the tool (offset) was varied in zero and -2.5 mm. The increase in the mechanical strength of the joints with the increase of the preheating temperature was identified. When the preheating temperature was 450 °C there was an approximately 111% increase in mechanical strength compared to the process without preheating. It has been possible to reduce welding efforts and tool wear by increasing the preheat temperature.

Resumo Um dos maiores desafios da indústria automobilística, a nível global, trata-se de desenvolver veículos que sejam, simultaneamente, leves e resistentes mecanicamente. O Tailor Welded Blank (TWB) surge como solução, pois é um processo que permite a soldagem de topo de chapas de diferentes especificações (material, espessura e/ou revestimento), antes da conformação. Nesta pesquisa trabalhou-se com chapas de aços livre de intersticiais (IF –Intertitial Free), da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), de códigos FEE 210 de 1,2 mm de espessura e IF CSN FEP 05 de 0,7 mm de espessura, soldadas a laser. Foram feitos ensaios de tração uniaxial e de microdureza Vickers. A linha de solda foi orientada de 0° a 70° (variando de 5° em 5°). A partir dos resultados obtidos espera-se que se possa consolidar uma metodologia para avaliação do melhor ângulo possível para a linha de solda de um TWB. Constatou-se que a carga máxima suportada aumenta à medida que se inclina a linha de solda (até um determinado limite) e que ângulos complementares de inclinação geram cargas cisalhantes similares. Deve-se trabalhar então com ângulos que permitam otimização de resistência mecânica, melhor conformabilidade e maior redução de massa e de custos. A seleção desse ângulo ficará atrelada a questões de projeto e não mais a tentativas e erros.

Abstract One of the biggest challenges facing the auto industry globally is to develop vehicles that are both lightweight and mechanically resistant. Tailor Welded Blank (TWB) comes as a solution as it is a process that allows butt welding of sheets of different specifications (material, thickness and / or coating) prior to forming. In this research we worked with Interstitial Free (IF) steel plates of the Companhia Siderúrgica Nacional (CSN), with FEE 210 codes of 1.2 mm thickness and IF CSN FEP 05 of 0.7 mm thickness, welded. Laser Uniaxial tensile and Vickers microhardness tests were performed. The weld line was oriented from 0° to 70° (ranging from 5° to 5°). From the results obtained it is expected that a methodology can be consolidated to evaluate the best possible angle for the weld line of a TWB. It has been found that the maximum load supported increases as the weld line is tilted (up to a certain limit) and that additional bending angles generate similar shear loads. Then work with angles that allow optimization of mechanical strength, better conformability and greater mass and cost reduction. Selecting this angle will be tied to design issues.

Resumo O fenômeno de formação de bolhas está fortemente ligado a variação dos sinais elétricos e estabilização do arco de solda na soldagem subaquática molhada com arame tubular (FCAW). O bom entendimento desses fenômenos pode ser usado para uma melhor otimização dos parâmetros de soldagem e consequentemente uma melhoria na qualidade final da solda. Com este trabalho observou-se o comportamento dinâmico das bolhas formadas, uma possível relação de mudança de frequência e do tamanho das bolhas geradas com a mudança dos parâmetros de soldagem. Analisou-se ainda a ocorrência dos modos de evolução de bolhas e sua correlação com os valores dos sinais elétricos, e a comparação da formação de bolhas com um diferente tipo de tocha com a qual é possível utilizar bico de contato mantido seco e molhado. A formação de bolhas se mostrou um fenômeno instável e a geometria da bolha está em constante mudança. Assim, por meio do controle dos parâmetros de soldagem percebeu-se que é possível otimizar um tamanho de bolha ideal para melhorar a proteção do arco elétrico e evitar a sua extinção.

Abstract The bubble formation mechanism is strongly associated with variation in electrical signals and arc stability in underwater wet flux cored arc welding (FCAW). Good understanding of bubble formation mechanism can be helpful in achieving welding parameters that produce better weld beads. This work aims to investigate the dynamic behavior of bubbles formed in underwater wet welding, searching for a relation between frequency of formation and size of formed bubbles associated with changes in welding parameters. Verify the bubble evolution modes related to electrical signals and compare bubble formation in two different conditions, welding with the contact tip immerged in water and with the contact tip dry inside a welding torch that isolates it from the water environment were achieved. The bubble formation mechanism was an unstable phenomenon and bubble geometry is constantly changing. Thus, it was possible to conclude that controlling the welding parameters is possible to optimize bubble diameter and, so, improve arc protection avoiding its extinction.

Resumo Cavacos de titânio foram utilizados como componentes do fluxo em arames tubulares fabricados a partir da conformação e trefilação de fitas metálicas com espessuras diferentes. Os arames apresentaram diâmetros internos com dimensões diferentes afetando as taxas de preenchimento do fluxo. Para as mesmas condições de soldagem, os arames fabricados com as fitas de maior espessura promoveram maiores taxas de curto circuito na transferência metálica, enquanto que nas fitas finas houve uma transferência mista com curto circuito e globular. O processo se mostrou mais estável nos arames fabricados com a fita mais grossa. Apesar das micrografias evidenciarem áreas com maior presença de TiC, os carbonetos apresentaram uma distribuição bastante uniforme ao longo da solda. Nestas regiões nota-se que os carbonetos apresentaram partículas com tamanhos maiores e formato mais arredondado. Os valores de microdureza apresentaram relação direta com a oferta de titânio no fluxo.

Abstract Titanium chips were used with flux components in tubular wires made from the conformation and drawing of metallic strips with different thicknesses. The wires showed internal diameters of different dimensions, affecting fluxes rates filling efficiency. For the same welding conditions, the wires made with the thicker tapes promoted higher short circuit rates in the metallic transfer, while in the thin tapes there was a mixed transfer with short circuit and globular. Stability of welding process was more notable by tubular wire made of the thicker tapes. The variation in the supply of titanium from the flow affected the morphology and size of the carbide particles considerably. The microhardness values presented a direct relation with the titanium supply in the flux.

Resumo No Tailor Welded Blank (TWB) são soldadas chapas de especificações distintas, antes da conformação. Sua caracterização, na região soldada, por métodos convencionais de tração, pode ser dificultada pelo estreito comprimento da solda. Novas metodologias e alternativas são analisadas. Este trabalho visou caracterizar mecanicamente a região soldada de um painel interno de porta veicular, fabricado por TWBs. Realizou-se a caracterização mecânica indireta da região soldada a partir de ensaio de microdureza - normas ASTM-E140 e ISO 18265-2013 - e equação de conversão direta de dureza em limite de resistência à tração (LRT). Os resultados obtidos foram correlacionados com ensaio de tração dos materiais de base, evidenciando qual a melhor conversão. A norma ISO 18265-2013 foi a que mais se aproximou do ensaio direto, com desvio máximo de 30% e mínimo de 9%, sendo o desvio mais acentuado conforme a resistência mecânica do material aumenta. Nos outros métodos, o desvio máximo pode chegar a 40%, sendo menor (11% a 18%, para equação) quando o material apresenta menor LRT. Apesar do desvio observado, a técnica utilizada mostrou-se útil para predizer os estados de deformações e a extensão da zona fundida (ZF) e da zona termicamente afetada (ZTA) de um TWB.

Abstract Tailor Welded Blank (TWB) are plates of different specifications welded before forming. The narrow weld length may hamper its characterization in the welded region by conventional tensile methods. New methodologies and alternatives are analyzed. This work aimed to mechanically characterize the welded region of an internal vehicle door panel, manufactured by TWBs. Indirect mechanical characterization of the welded region was performed from micro hardness test - ASTM-E140 and ISO 18265-2013 - and the direct conversion of hardness to ultimate tensile strength (UTS) equation. The results were correlated with tensile test of the base materials, showing the best conversion. ISO 18265-2013 was the one that came closest to the direct test, with a maximum deviation of 30% and a minimum of 9%, with the most pronounced deviation as the mechanical strength of the material increases. In other methods, the maximum deviation can reach 40%, being smaller (11% to 18%, for equation) when the material has lower UTS. Despite the observed deviation, the technique used proved to be useful for predicting the deformation states and the extent of the weld zone (WZ) and the heat affected zone (HAZ) of a TWB.

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 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.