Resumo O presente trabalho teve por objetivo avaliar a adição de 1,3% de C3H6 ao CO2 puro e 0,6% de C3H6 à mistura de Ar+25%CO2, na soldagem de aço carbono utilizando o processo Gas Metal Arc Welding (GMAW) aplicado em juntas de topo com chanfro em V e ângulo em T. As soldas foram realizadas utilizando chapas de aço SAE 1020, arame de solda ER70S-6 de 1,2 mm, distância bico de contato à peça (DBCP) de 12 mm, velocidade de soldagem de 300 mm/min e vazão do gás de proteção de 15 l/min. As velocidades de alimentação de arame (Valim) utilizadas foram de 4 m/min e 5 m/min com a tensão regulada na fonte definida com base nos sinais elétricos gerados. A análise qualitativa não apontou alterações dos cordões de solda causadas pela adição de C3H6. A avaliação dos sinais elétricos mostrou que a adição de C3H6 afetou a estabilidade do processo apenas para o Ar+25%CO2. Os resultados mostram que adição de C3H6 foi benéfica ao CO2, reduzindo a taxa de escória e de respingos, gerando um pequeno aumento na taxa de deposição, e aumentando os valores de garganta efetiva e penetração de raiz. Por outro lado, a adição de C3H6 ao Ar+25%CO2 não foi vantajosa, resultando em maiores quantidades de escória e respingos, e redução da taxa de deposição e penetração de raiz. A adição de C3H6 se mostrou mais efetiva na Valim de 5 m/min, proporcionando uma melhora do comportamento operacional do processo para o CO2, e uma redução nos valores dos índices de estabilidade para o Ar+25%CO2. A adição de C3H6 não resultou em alterações tanto da microestrutura da zona fundida (ZF) quanto nos valores de dureza. Foi possível concluir que a adição de C3H6 foi benéfica para o CO2, resultando em uma melhoria da estabilidade do processo e aumento da produtividade de forma geral, mas não apresentou vantagens para o Ar+25%CO2, reduzindo a eficiência e a estabilidade do processo.

Abstract The objective of this work was to evaluate the addition of 1.3% C3H6 to pure CO2 and 0.6% C3H6 to the mixture of Ar+25%CO2 in the welding of carbon steel using the Gas Metal Arc Welding (GMAW) applied to V-groove and T-angle joints. The welds were made using SAE 1020 steel sheets, ER70S-6 weld wire of 1.2 mm, contact tube to workpiece distance (CTWD) of 12 mm, welding speed of 300 mm/min and shielding gas flow of 15 l/min. The wire feed speed (Valim) used were 4 m/min and 5 m/min with the voltage defined based on the electrical signals generated. The qualitative analysis did not indicate alterations of the weld beads caused by the addition of C3H6. The evaluation of the electrical signals showed that the addition of C3H6 affected the stability of the process only for Ar+25%CO2. The results show that addition of C3H6 was beneficial to CO2, reducing the slag and spatter rate, generating a small increase in deposition rate, and increasing the values of effective throat and root penetration. On the other hand, the addition of C3H6 to Ar+25%CO2 was not advantageous, resulting in higher amounts of slag and spatter, and reduction of deposition rate and root penetration. The addition of C3H6 was more effective at Valim of 5 m/min, providing an improvement in the process operational behavior for CO2, and a reduction in the stability index values for Ar+25%CO2. The addition of C3H6 did not result in changes in both the fusion zone (ZF) microstructure and hardness values. It was possible to conclude that the addition of C3H6 was beneficial for CO2, resulting in improved process stability and higher productivity, but did not present advantages for Ar+25%CO2, reducing the efficiency and stability of the process.

Resumo O propósito deste trabalho é comparar as mudanças na microestrutura e na dureza de um tubo de aço API 5L X-52, revestido internamente por soldagem com Inconel 625, após a execução dos tratamentos térmicos de normalização a 1100 °C por 60 min. e resfriamento ao ar, e de solubilização a 1030 °C com aquecimento por indução eletromagnética por 30 s. e resfriamento em água. Foram utilizadas técnicas de microscopia ótica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), análise por espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e dureza Vickers. Na condição como soldada, o metal de base (MB) teve na zona termicamente afetada (ZTA) a formação de zona de grãos grosseiros (ZGG) com dureza média de 234 HV. A zona parcialmente diluída (ZPD) se apresentou clara, sem contornos de grãos, com alto teor de ferro e dureza média de 370 HV, indicando ser constituída de martensita. No revestimento, a microestrutura é austenítica dendrítica com formação de carbetos de Nb e indícios da presença da fase Laves, com dureza média de 287 HV em suas camadas. Na condição após normalização, a ZTA foi suprimida e houve refino na microestrutura do MB; a ZPD foi mantida com sua morfologia original, porém com redução de cerca de 15% em sua dureza; no revestimento, a microestrutura tornou-se granular, com indício da dissolução da fase Laves e redução de sua dureza de cerca de 26%. Na condição após solubilização, a ZTA do MB foi eliminada, a ZPD manteve sua morfologia e microestrutura original, mas reduziu sua dureza em cerca de 30%; no revestimento, a microestrutura e precipitados foram mantidos, mas houve uma redução da dureza em cerca de 20%. Por fim, este trabalho conclui que ambos os tratamentos térmicos foram considerados benéficos às propriedades do tubo de aço API 5L X-52 revestido internamente com Inconel 625. Promoveram a homogeneização da microestrutura e a redução de dureza na ZTA do MB, significativa redução da dureza na ZPD e, nas camadas do revestimento, a redução e adequação da dureza às normas técnicas pertinentes, possibilitando assim a sua utilização em ambientes agressivos, principalmente na indústria offshore de petróleo e gás.

Abstract The purpose of this work is to compare changes in the microstructure and hardness of an API 5L X-52 steel pipe, internally cladded by welding with Inconel 625, after the execution of two heat treatments: normalization at 1100 °C for 60 min. and air cooled, and solubilization at 1030 °C with heating by electromagnetic induction for 30 s. and cooling in water. There were used techniques of optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM), analysis by energy dispersive spectroscopy (EDS) and Vickers hardness. In the as-welded condition, the base metal (BM) had in its heat affected zone (HAZ) the formation of the coarse grain zone (CGZ) with average hardness of 234 HV. The partially diluted zone (PDZ) was presented clear, without grain boundaries, with high iron content and average hardness of 370 HV, indicating to be constituted by martensite. In the weld overlay, the microstructure is austenitic with dendritic cell shape with carbides of Nb and indications of precipitation of secondary Laves phases, with average hardness of 287 HV on its layers. In the condition after normalization, HAZ was suppressed and there was observed refinement in the BM microstructure; PDZ was maintened with its original morphology, but hardness was reduced about 15%; in the weld overlay, the microstructure became granular with indication of dissolution of the Laves phase and reduction of its hardness of 26% on average. In the condition after solubilization, HAZ of the BM was eliminated, PDZ maintened its morphology and previous microstructure, but its hardness reduced approximately 30%; in the weld overlay, microstructure and precipitates were maintened, but there was a reduction of hardness by about 20%. Finally, this work concludes that both heat treatments were considered beneficial to the properties of steel pipe API 5L X-52 internally cladded by Inconel 625. They promoted homogeneization of microstructure and hardness reduction of both BM and HAZ, significative reduction of PDZ hardness and, in the cladding layers, a reduction and adequation of hardness to the pertinent standards, allowing its use in aggressive enviromnents, mainly in the offshore and gas industry.

Resumo Este trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da adição de um gás redutor, no caso o H2, nas misturas convencionais Ar, Ar+10%CO2, Ar+25%CO2 e CO2 na soldagem do aço carbono pelo processo Gas Metal Arc Welding (GMAW) com transferência por curto-circuito. Foram avaliados o aspecto do cordão e a estabilidade da transferência. Cordões de solda foram produzidos com os gases convencionais e com a adição de 2%, 4% e 6% de H2. As soldas foram do tipo cordão sobre a chapa, na posição plana e processo mecanizado, arame ER 70S-6 de 1,2 mm, Distância do Bico de Contato a Peça (DBCP) de 12 mm, ângulo da tocha de 90° em relação à face da solda, velocidade de soldagem de 300 mm/min e vazão do gás de proteção de 15 l/min. A velocidade de alimentação do arame foi regulada para as tensões dentro da faixa de 20 V a 23 V. As soldas foram avaliadas por inspeção visual, por líquido penetrante e por macrografias. Os sinais elétricos foram captados durante a soldagem e analisados por meio dos índices: Desvio padrão de picos de corrente (DPPC), desvio padrão do período de arco aberto (DPAA), desvio padrão do período de curto-circuito (DPCC) e índice Vilarinho de regularidade da transferência em curto-circuito (IVcc). Os resultados dos ensaios visual, líquido penetrante e macrografias indicaram a possibilidade de soldagem do aço carbono com Ar com até 4% H2, Ar+10%CO2 com até 4% H2, Ar+25%CO2 com até 2% H2 e CO2 puro com até 6% de H2. Pelos índices de estabilidade da transferência DPPC, DPAA, DPCC e IVcc, a adição de H2 nas misturas com maior potencial de oxidação produziram soldas com estabilidade igual ou melhor que para estes gases comerciais sem adição de H2. Já para os gases com baixo potencial de oxidação, a adição de H2 provocou instabilidade da transferência. As misturas Ar+25%CO2, Ar+25%CO2+2%H2, CO2 e CO2+4%H2 foram as que apresentaram melhor estabilidade da transferência.

Abstract This work has the objective to evaluate the effect of the addition of a reducing gas, in this case H2, in the conventional mixtures Ar, Ar+10%CO2, Ar+25%CO2 and CO2 in the welding of carbon steel by the GMAW process using short circuit transfer. There were evaluated weld bead appearance and transfer stability. Weld beads were produced with the conventional gases and with the addition of 2%, 4% and 6% H2. The welds were of the type bead on plate, in flat position and mechanized process, wire ER 70S-6 of 1.2 mm, distance from the nozzle to the workpiece was 12 mm, torch angle of 90° with the face of welding, welding speed of 300 mm/min and shielding gas flow rate of 15 l/min. The wire feed speed was set to voltages within the range of 20 V and 23 V. The welds were evaluated by visual inspection, dye penetrant and macrographs. The electrical signals were captured during welding and analyzed by means of the indexes: Standard Deviation of Current Peaks (SDCP), Standard Deviation of Open Arc Period (SDOP), Standard Deviation of Short-circuit Period (SDSP) and Vilarinho index regularity of the short-circuit transfer (IVcc). The results of visual tests, dye penetrant and macrographs indicated the possibility of welding carbon steel with Ar with up to 4%H2, Ar+10%CO2 with up to 4%H2, Ar+25%CO2 with up to 2%H2 and CO2 with up to 6%H2. According to the transfer stability indexes SDCP, SDOP, SDSP and IVcc, the addition of H2 in mixtures with a higher oxidation potential produced welds with stability equal to or better than those for commercial shielding gases without the addition of H2. Already for the shielding gases with low oxidation potential, the addition of H2 promoted transfer instability. Mixtures Ar+25%CO2, Ar+25%CO2+2%H2, CO2 and CO2+4%H2 showed best transfer stability.

Resumo Este trabalho compara a influência do arrefecimento causado por um fluído em circulação e em contato com a parede interna de uma tubulação, que caracteriza a soldagem em operação. Foram avaliadas duas espessuras de parede do tubo e duas temperaturas do fluido interno. A soldagem foi realizada na ligação de conexões de aço ASTM A105 a um tubo API 5L Gr X60 com espessura de 11 mm e de 6 mm, utilizando os processos TIG (GTAW) e eletrodo revestido (SMAW). A circulação do fluido foi feita com água potável em duas faixas de temperatura, de 6 a 10 °C e 18 a 36 °C. Durante a soldagem, a temperatura interna do tubo e a taxa de resfriamento foram monitoradas. Foram preparadas quatro juntas soldadas, avaliadas por ensaios não destrutivos (inspeção visual, líquido penetrante, partículas magnéticas e ultrassom), ensaios destrutivos (tração, dobramento, impacto, fratura e dureza) e análise macrográfica e micrográfica. Os resultados mostram que, com os procedimentos adotados, não é necessária a adoção de cuidados especiais quanto à possibilidade de perfuração e vazamento de fluido durante a soldagem em operação. Houve evidencias que o efeito do arrefecimento do fluido no interior do tubo foi mais significativo que a espessura da parede do tubo no aumento da taxa de resfriamento. Ainda, a temperatura do fluido em circulação no tubo exerceu papel secundário no aumento da taxa de resfriamento e na redução da temperatura máxima na parede interna do tubo. O arrefecimento causado pelo fluido provocou aumento na dureza da ZF e ZTA, reduziu o alongamento no ensaio de tração, porém ainda em valores adequados. Estes comportamentos foram mais observados no tubo de menor espessura, de 6 mm. Foi possível, pelos resultados dos ensaios não destrutivos e ensaios mecânicos obtidos, qualificar os procedimentos de soldagem, com base nas normas especializadas neste processo.

Abstract This work compares the influence of cooling caused by a circulating fluid and in contact with the inner wall of a pipe, which characterizes the in-service welding. There were evaluated two wall thicknesses of the pipe and two temperatures of the inner fluid. The welding was done to join connections of ASTM A105 steel to an 11 mm and 6 mm thick API 5L Gr X60 steel pipe, using TIG (GTAW) and stick electrode (SMAW) processes. The circulation of the fluid was made with potable water within two temperature ranges, of 6 to 10 °C and 26 to 36 °C. During welding, the inner temperature of the pipe and the cooling rate were monitored. Four welded joints were prepared, evaluated by non-destructive tests (visual inspection, penetrating liquid, magnetic particles and ultrasonic), destructive testing (tensile, bending, impact Charpy V, fracture and hardness), macrographic and micrographic analysis. The results show that, with the adopted procedures, it is not needed the adoption of any special cares regarding the possibility of perforation and leaking of fluid during in service welding. There were evidences that the effect of the fluid freezing inside the pipe was more significant than the pipe wall thickness in order to increase the cooling rate. Still, the temperature of the fluid circulaling the pipe had a secondary effect in the increase of cooling rate and in the reduction of the maximum temperature in the inner wall of the pipe. The freezing caused by the fluid promoted an increase in hardness of both fusion zone and heat affected zone, reduced elongation in the tension test, but still with adequate values. With the results of non destructive and mechanical tests was possible to qualify welding procedures, based on the standards specialized in this process.

Resumo Neste trabalho é caracterizada uma junta dissimilar entre aço carbono e inconel 625 obtida pela soldagem por explosão. A caracterização metalográfica foi feita com uso de diferentes ataques químicos e observação microestrutural do metal de base (MB), a interface e o revestimento de inconel 625 por meio de microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersa (EDS). Ensaios de microdureza foram realizados em todas as regiões. Os resultados mostram forte deformação dos grãos na proximidade da interface, tanto do lado do MB quanto do lado do inconel, tendo sido verificado significativo aumento da dureza. Na interface, ocorre o aparecimento de zonas localmente fundidas devido à dissipação de energia no impacto durante a explosão. Estas zonas apresentam microestrutura provavelmente martensítica. O trabalho conclui que o processo atinge os níveis de qualidade e produtividade característicos do segmento offshore.

Abstract In this work is characterized a dissimilar joint between carbon steel and inconel 625 obtained by explosion welding. Metallographic characterization was made with the use of various chemical attacks and microstructural observation of the base metal, the interface and the coating of inconel 625 by means of optical microscopy, scanning electron microscopy and spectroscopy scattered energy. Microhardness tests were performed on all regions. The results show strong deformation of grains in the vicinity of the interface, on both the base metal and the side of inconel, where have been observed a significant hardness increase. At the interface, occurs the appearance of local fused zones due to dissipation of energy on impact during explosion. These areas show probable martensitic microstructure. The study concludes that the process reach the levels of quality and productivity characteristics of the offshore segment.

Resumo O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência da fibra de vidro e fibra cerâmica em formato cilíndrico como material para suporte de solda do passe de raiz em chanfro duplo V em aço carbono de 16 mm de espessura. Foram testados dois diâmetros de cilindros de fibra de vidro (4,8 e 9,5 mm) e um de fibra cerâmica (6,4 mm). O processo GMAW foi usado sendo investigadas a técnica de soldagem e as seguintes variáveis do processo: abertura de raiz, corrente e velocidade de soldagem. Os resultados mostram que os suportes de solda cilíndricos de fibra de vidro e de fibra cerâmica, além de possuir excelentes propriedades refratárias, ofereceram vedação da abertura de raiz, contendo adequadamente a poça de solda fundida, produzindo um passe de raiz isento de descontinuidades, com adequado formato e geometria do cordão. Além de pontos de trabalho, foi delineada uma possível faixa de operação para os parâmetros de soldagem. Foi concluído que os suportes de solda a base de cilindros de fibra de vidro e de fibra cerâmica apresentam excelentes perspectivas para a soldagem do passe de raiz em chanfros duplo V em aplicações na indústria naval e no setor metal-mecânico.

Abstract The aim of this work is to evaluate the effectiveness of fiberglass and ceramic fiber cylinders as root-pass weld backing for a double-V groove in 16 mm-thick carbon steel. Three different cylinder diameters were tested: 4.8, 9.5 mm (fiberglass) and 6.4 mm (ceramic fiber). The welding process used was GMAW. The welding technique and the following process variables were investigated: root opening, current and travel speed. The results show that cylindrical fiberglass and ceramic fiber backings not only have excellent refractory properties, but also seal the root opening and contain the weld pool sufficiently to produce a root bead free of discontinuities and with a satisfactory shape and geometry. Working points were defined, together with a possible operating range for the welding parameters. It was concluded that cylindrical fiberglass and ceramic fiber weld backings hold great promise for use in root-pass welds in double-V grooves in applications in the naval and metallurgical industry.

Este trabalho estuda a microestrutura formada na zona termicamente afetada (ZTA) e na zona fundida (ZF) de uma junta soldada pelo processo TIG automático no passe de raiz, processo plasma nos passes de enchimento e soldagem SAW para os passes de acabamento em junta de topo com chanfro “V” simples, usando o aço inoxidável austenítico AISI 347. Foram estudadas as condições: como soldada; após tratamento térmico convencional de solubilização a 1060 °C e estabilização a 900 °C; e após tratamento térmico alternativo, onde a peça foi solubilizada a 1060 °C e mantida no forno que foi resfriado até 900 °C para a estabilização. Os resultados mostram que, na condição como soldado houve crescimento de grão na ZTA e a ZF apresentou 13% de ferrita �� com diferentes morfologias, tendo sido observada a precipitação de carbetos de Cr e de Nb. Após o tratamento térmico convencional de solubilização e estabilização, foi observada uma diminuição significativa do teor de ferrita �� na ZTA e na ZF, tendo sido observados carbetos de Nb e Cr, distribuídos de forma mais dispersa e com tamanhos menores, que contribuem para minimizar a possibilidade de ocorrer o fenômeno da sensitização. Após tratamento térmico alternativo de solubilização e estabilização, a microestrutura da ZTA e ZF foi similar à obtida no tratamento convencional, sendo que o teor de ferrita δ na ZF foi ainda mais reduzido, de 4,5%. Foi concluído que o tratamento térmico alternativo de solubilização e estabilização foi tão eficaz quanto o tratamento térmico convencional para a adequação da microestrutura da junta soldada, com uma significativa vantagem do tratamento térmico proposto em reduzir o tempo e o custo desta operação.

This work studies the microstructure formed in the heat affected zone (HAZ) and the melted zone (MZ) of a joint welded by automatic TIG in the root bead, plasma in the filling and SAW in the finish beads in a single V groove joint, using austenitic stainless steel AISI 347. The following conditions were studied: as welded; after conventional heat treatment of solubilisation at 1060 °C and stabilization at 900 °C; and after alternative heat treatment, where the piece was solubilized at 1060 °C and kept in the oven which was cooled up to 900 °C for stabilization. The results show that, in the as welded condition, there was grain growth in the HAZ and the MZ shows 13% of �� ferrite with different morphologies, and the precipitation of Nb carbides and Cr carbides. After the conventional solubilisation and stabilization heat treatment, it was observed a significant reduction on �� ferrite content both in HAZ and MZ, and Nb Cr carbides have been observed dispersed and distributed more with smaller sizes, which contribute to minimize the possibility of the phenomenon of sensitization. After the alternative heat treatment of solubilisation and stabilization, the microstructure of both HAZ and MZ was similar to the obtained with the conventional heat treatment, with the δ ferrite content in MZ was further reduced to 4.5%. It was concluded that the alternative heat treatment of solubilisation and stabilization was so effective as the conventional heat treatment for adjusting the microstructure of the welded joint, with a significant advantage of the proposed heat-treatment to reduce the time and cost of the this operation.

O objetivo deste trabalho foi realizar uma avaliação metalúrgica da soldagem de revestimento inox austenítico sobre a área de selagem de tubos de Riser fabricados em aço SAE 4130. O estudo foi dividido em duas etapas. A primeira etapa teve como objetivo a determinação da taxa de diluição e taxa de deposição para os níveis máximo e mínimo de energia de soldagem conforme procedimentos de soldagem (EPS) com os processos TIG e ER. A seguir, foi feita análise e estudo com o diagrama de Schaeffler para identificar os consumíveis de solda mais adequados, conforme critérios de qualidade estabelecidos. Este estudo identificou o metal de adição 312 para a primeira camada, o 309 e 308 para a segunda. Todos usando o nível máximo de energia de soldagem e o processo de soldagem ER, com benefícios à produtividade. A segunda etapa teve como objetivo a validação dos resultados empíricos encontrados na 1ª etapa, com a execução de soldas de revestimento com duas camadas cada, e a caracterização metalúrgica das juntas soldadas por ensaios mecânicos e análise microestrutural por MO e MEV. Os resultados dos ensaios mecânicos e da microestrutura foram considerados satisfatórios, atendendo os critérios de qualidade adotados. Foi observada uma microestrutura austeno-ferritica com teor de ferrita delta entre 10 a 15 % nas duas camadas do revestimento. O eletrodo 312 assumiu posição de destaque na aplicação da 1ª camada da solda de revestimento sobre o aço SAE 4130, em função do seu maior teor de ferrita delta e cromo, evitando a formação de trincas a quente. Para a segunda camada, tanto o 309 como o 308 podem ser usados. Todas as soldas foram feitas com elevada energia de soldagem, garantindo o aumento da produtividade, sem alteração significativa nas características físicas e mecânicas.

The objective of this study was to make a metallurgical evaluation of the austenitic stainless surfacing welding on the sealing area of the riser tubes made of SAE 4130 steel. The study was divided into two steps. The first step aims to determine the dilution rate and deposition rate for the minimum and maximum levels of heat input according to the WPS for TIG and SMAW processes, followed by analysis and study on the Schaeffler diagram in order to identify the welding consumable best suited to attend the stablished quality criteria. This study identified the electrode 312 as the filler material for the first layer, and the electrodes 309 and 308 for the second layer. Both using the maximum heat input of the WPS and the SMAW process, with benefits to productivity. The second step has as objective the validation of the empirical results found in the 1st step, with the execution of surfacing welds with two layers each, and the metallurgical characterization of the welded joints by mechanical testing and microstructural analysis by optical and electronic microscopy. The results of mechanical testing and microstructure were considered satisfactory, filling the adopted quality criteria. An austenitic-ferritic microstructure with delta ferrite content between 10 and 15 % was observed for both layers of the surfacing. The electrode 312 assumed a prominent position in the application of the 1st layer of the surfacing weld over the SAE 4130 steel, according to its higher content of delta ferrite and chromium, avoiding hot cracks formation. For the second layer, both the 309 and 308 may be used. All welds were made with high heat input, ensuring increased productivity, without significant change in the physical and mechanical characteristics.

Este trabalho avalia, na soldagem em operação, a influência do arrefecimento causado por um líquido fluindo em contato com a parede interna de uma tubulação sendo soldada por TIG (GTAW) e eletrodo revestido (SMAW). A soldagem foi realizada na ligação de conexões de aço ASTM A105 a um tubo API 5L Gr X60 com espessura de 11 mm e de 6 mm. A circulação do fluido foi feita com água potável em duas faixas de temperatura, de 6 a 10ºC e 26 a 36ºC. Foram simuladas quatro juntas soldadas, avaliadas por meio de ensaios não destrutivos (inspeção visual, líquido penetrante, partículas magnéticas e ultrasom). Esta parte do trabalho apresenta os resultados dos ensaios destrutivos (tração, dobramento, impacto, fratura e dureza) e análise macrográfica e micrográfica para o tubo de 11 mm de espessura. As juntas soldadas não apresentaram os problemas típicos da soldagem em operação, como trincas a frio e risco de perfuração. Os procedimentos de soldagem puderam ser qualificados, atendendo os critérios de aceitação das normas pertinentes. Foi possível concluir que o resfriamento acelerado causado pelo fluido em circulação, elevou consideravelmente a taxa de resfriamento na superfície interna do tubo. O efeito do arrefecimento causado pelo fluido no interior do tubo foi mais significativo que a temperatura deste fluido, tendo provocado o aumento na dureza da zona fundida e zona termicamente afetada e reduzido o alongamento no ensaio de tração, porém ainda em valores adequados para o tubo de 11 mm de espessura.

This work evaluates for in-service welding, the influence of cooling caused by a liquid flowing in contact with the inner wall of a pipe being welded by TIG (GTAW) and stick electrode (SMAW). The welding was done to join connections of an ASTM A105 to an 11mm and 6 mm thick API 5L Gr X60 steel pipe. The fluid circulation was made with potable water within two temperature ranges, of 6 to 10ºC and 26 to 36ºC. Four welded joints were simulated, evaluated by non destructive testing (visual, penetrant, magnetic and ultrasonic). This part of the work shows for 11 mm thick pipe the results for destructive testing (tensile, bending, impact Charpy V, fracture and hardness) and by macrographic and micrographic analysis. The welded joints did not presented typical problems of inservice welding, such as cold cracks and the risk of burn through. It was possible to conclude that freezing caused by the circulation fluid significantly increased the cooling rate in the inner wall of the pipe. The freezing effect of the fluid itself inside the pipe was more significative than the temperature of this fluid, having promoted increase in hardness of the fusion zone and heat affected zone and reduced elongation in the tensile testing, but still with adequate values for 11 mm thick pipe.

Este trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão do estado da arte sobre os gases de proteção usados nos processos de soldagem a arco elétrico, com ênfase na soldagem MIG/MAG do aço. São apresentados os principais conceitos da física do arco e as propriedades relacionadas aos gases de proteção. O modelo de atmosfera ligeiramente oxidante para os gases de proteção é discutido, sendo mostradas as formulações dos gases estudados em artigos científicos e em patentes depositadas, bem como as reivindicações (vantagens) requeridas. Também são mencionados alguns poucos estudos usando adições de gases não convencionais. Foi observado que no desenvolvimento de gases de proteção para soldagem MIG/MAG do aço predomina o modelo da formação de atmosfera ligeiramente oxidante. A maioria das formulações propostas envolve o uso de misturas binárias, ternárias e até quaternárias dos gases Ar, He, CO2 e O2. Em aplicações específicas, adições de N2 e H2 foram usadas. Neste sentido, pouca inovação foi identificada, sendo atribuídas possíveis razões a este fato. A tendência observada para o desenvolvimento de gases de proteção parece ser o uso de misturas ricas em gases inertes, com adições calibradas de elementos oxidantes, sempre atendendo a aplicações específicas.

This paper has as objective to present a state of the art review on the shielding gases used in the electric arc welding processes, with emphasis on GMAW welding of steel. There are shown the main concepts of arc physics and properties related to shielding gases. The model of slightly oxidizing atmosphere for shielding gases is discussed, and the formulations of the gases studied in scientific articles and in deposited patents, as well as the claims (benefits) required. It also mentions some few studies using additions of non-conventional gases. It was observed that for the development of shielding gases for the GMAW steel welding the model of slightly oxidizing atmosphere is predominant. Most of proposed formulations involve the use of binary, ternary or even quaternary mixtures of the gases Ar, He, CO2 and O2. For specific aplications, additions of N2 e H2 were used. In this meaning, few innovations were identified, and possible reasons were attributed. The trend observed for the development of shielding gases seems to be the use of mixtures rich in inert gases, with calibrated additions of oxidizing elements, always looking for specific applications.

O objetivo deste trabalho foi avaliar um suporte de solda a base de tecido de fibra de vidro, tendo sido usada uma junta soldada pelo processo MIG/MAG de aço C-Mn com 16 mm de espessura e chanfro tipo V, característico da soldagem unilateral. Após a deposição do passe de raiz sobre o suporte de solda, a junta foi completada por soldagem MIG/MAG convencional, sendo avaliada por meio de ensaios não-destrutivos e destrutivos (tração transversal, dobramento lateral e dureza), além de microscopia óptica e espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS) nas inclusões do passe de raiz e do passe de acabamento. Os resultados mostram que a microestrutura do metal de solda é semelhante na raiz e no acabamento da junta soldada e típica de metal de solda de aços ferríticos. No passe de raiz, que esteve em contato com o suporte de fibra de vidro, não foi observado contaminação pela fibra de vidro tanto na superfície do cordão de solda como nas inclusões não metálicas. Os resultados dos ensaios mecânicos (tração, dobramento e dureza) foram adequados e mostraram a adequabilidade do suporte de solda a base de fibra de vidro para aplicações na indústria de fabricação por soldagem.

The objective of this work was to evaluate a weld support based on fiber glass tissue, having been used a joint welded by the MIG/MAG process of an C-Mn steel with 16 mm thick and a V groove, characteristic of the one-side welding. After the depostition of the root pass over the weld support, the joint was completed by conventional MIG/MAG welding, being evaluated by means of non-destructive and destructive tests (transversal tension, lateral bending and hardness). In addition, optical microscopy and spectroscopy of dispersed energy (SDE) in inclusions of the root pass and the finishing pass. The results show that microsctructure of the weld metal is similar at the root and at the finishing weld bead and typical of ferritic steel weld metal. At he root pass, which was in contact with the fiber glass weld support, there was not observed contamination of fiber glass, both in the bead surface and in the non-mettalic inclusions. The results of mechanical tests (tension, bending and, hardness) were adequate and shown adequability of the fiber glass weld support for the industry of welding manufacturing.

O objetivo deste trabalho foi avaliar uma nova categoria de suporte de solda para a soldagem unilateral do aço carbono, usando tecidos de fibra de vidro e fibra cerâmica. Trata-se de uma proposta de inovação tecnológica, uma evolução do suporte cerâmico convencional. A soldagem unilateral com este tipo de suporte de solda foi executada em chapas de aço carbono com arame tubular (FCAW) e MIG-MAG (GMAW). A eficiência da fibra de vidro e da fibra cerâmica em suportar o metal de solda líquido foi verificada durante a soldagem do passe de raiz. Várias espessuras e combinações de tecidos de fibra de vidro e fibra cerâmica foram testadas, bem como foram identificados pontos de trabalho. As seguintes variáveis do processo foram estudadas: a abertura de raiz, a corrente e a velocidade de soldagem. Os resultados mostram que os materiais à base de fibra de vidro e fibra cerâmica são eficientes para suportar a poça de solda líquida. O modo de fixação do suporte de solda na junta soldada também mostrou ser efetivo. Foi possível estimar uma faixa de operação do processo, com abertura de raiz de 2,0 a 4,0 mm, a energia de soldagem menor que 1,8 kJ/mm, a técnica de soldagem ligeiramente puxando e com pequena oscilação da tocha, espessura do suporte de solda de tecido de fibra de vidro maior que 1,6 mm. Macrogafias da juntas soldadas mostraram que houve penetração nas laterais do chanfro, reforço de solda adequado na raiz e não foram notados defeitos.

The objective of this work was to evaluate a new chategory of weld support for the one-sided welding of carbon steel, using fiber glass and ceramic fiber tissues. This is a proposal of techonological innovation proposed, an evolution of the conventional ceramic support. The one-sided welding with this type of weld support was made in carbon steel with FCAW and GMAW. The efficiency of fiber glass and ceramic fiber was verified during the root weld bead. Several thicknesses and combinations of glass and ceramic fibers were tested. Working points were identified. The following variables were studied: root gap, welding current and travel speed. The results show that materials based on fiber glass are effective to support the liquid weld pool. The way the weld support was fixed in the welded joint also shown to be effective. It was possible to estimate a working range of the process, with root gap of 2,0 to 4,0 mm, heat input lower than 1,8 kJ/mm, pull welding technique with some oscilattion of the torch, thickness of the weld support higher than 1,6 mm. Macrographs of the welding joints show that there was penetration on the groove sides, adequate reinforcement in the root and no defects were observed.

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex possuem uma microestrutura austeno-ferrítica com fração média de cada fase de cerca 50%. A microestrutura duplex é responsável pelas excelentes propriedades mecânicas, especialmente o limite de escoamento e a tenacidade, e pela elevada resistência a corrosão por pites e sob tensão em meios contendo cloretos. A soldagem destes aços é frequentemente uma operação crítica. Neste trabalho, um tubo de superduplex SAF 2207 foi soldado pelo processo TIG (GTAW) no passe de raiz e eletrodo revestido (SMAW) nos passes de enchimento, e um tubo de duplex SAF 2205 foi todo soldado pelo processo GTAW. A microestrutura do metal base, zona afetada termicamente (ZTA) e metal de solda foi caracterizada e quantificada. As propriedades de tenacidade, resistência a corrosão e composição química foram avaliadas e correlacionadas. Os valores de tenacidade ao impacto Charpy-V foram considerados adequados. Não foi observada a precipitação de intermetálicos, carbonetos e nitretos. O melhor resultado no teste de corrosão da junta soldada de aço inox superduplex, comparado ao duplex, foi atribuído ao baixo teor de ferrita delta na solda e ZTA, e composição química da solda enriquecida em Cr, Mo, W e N.

The duplex and superduplex stainless steels have an austenitic-ferritic microstructure with an average fraction of each phase of approximately 50%. This duplex microstructure is responsible for the excellent mechanical properties, specially the yield strength and toughness, and for the improved pitting and stress corrosion cracking resistance in chloride environments. Welding of these steels is often a critical operation. In this work, a superduplex stainless steel SAF 2507 pipe was welded by the GTAW process in the root pass and by SMAW process on filler passes, and one pipe of duplex SAF 2205 was entirely welded by the GTAW process. The microstructure of the base metal, heat affected zone (HAZ) and weld metal was characterized and quantified. Toughness and corrosion resistance and chemical composition were evaluated and correlated. The results of impact Charpy-V tests were considered adequate. Precipitation of intermetallics, carbides and nitrides has not been observed. The best corrosion resistance results presented by the superduplex stainless steel welded joint, compared to the duplex steel, was attributed to the lower delta ferrite content in the weld metal and HAZ, and the weld metal chemical composition enriched in Cr, Mo, W and N.