ABSTRACT The study consists on the analysis of the relation between multibead welding and the electric current used on maintenance welding of an ASTM A131 grade A steel, by using the shield metal arc welding process and a design of experiment to identify the factors with most influence and if there is relation between the studied factors. Between the main results the heat affected zone of the samples reached the lower extremity of the plate thickness, however the hardness values for the affected extremities show a hardness value identical to the base metal. For use in a repair situation, the desired configuration would be the one presenting 2 weld beads as the CP4 (1,15kJ/mm and 1,37kJ/mm) for having the lowest microhardness values on the welded joint.

RESUMO O estudo consiste na análise da relação entre a soldagem multipasse e os valores de corrente elétrica utilizada na soldagem de manutenção de um aço ASTM A 131 grau A. Por meio do processo de soldagem de eletrodo revestido e um delineamento experimental buscou-se identificar quais os fatores mais influentes e se existe relação entre os fatores estudados. Entre os principais resultados, a zona afetada pelo calor das amostras atravessou a espessura da chapa, entretanto os valores de dureza para as extremidades afetadas demonstraram dureza idêntica ao metal de base. Para uso em uma situação de reparo, a configuração mais indicada seria a configuração com dois cordões de solda do CP4 (1,15 kJ/mm e 1,37 kJ/mm) por apresentar os menores valores de microdureza na junta soldada.

Resumo: Aços carbono são revestidos com Inconel 625® para atender os requisitos de projeto no Pré-Sal. Entretanto, isso gera microrregiões conhecidas como a zona não misturada (ZNM) e a zona parcialmente misturada (ZPM) sendo a sua formação relacionada a dissimilaridade entre o metal de base e o metal de adição. O objetivo desse artigo é analisar o efeito da diluição, da ZPM e da ZNM e do reaquecimento dessas microrregiões sobre a resistência ao arrancamento do aço 9%Ni revestido com a liga Inconel 625®. A ZNM tem direções cristalográficas similares a ZAC e é CCC igual a ZAC. A ZPM apresenta direções cristalográficas mais heterogêneas quando comparadas ao metal de solda e é CFC igual ao metal de solda. A nanodureza da ZPM é similar a ZAC e até 42,5% maior que o metal de solda. A nanodureza da ZNM é até 14,9% menor que ZPM, até 48,2% menor que o metal de solda e até 15% menor que a ZAC. Todos os corpos de prova tiveram a propagação da trinca no metal de solda e atendem o requisito de 140 MPa mínimo para a tensão de cisalhamento. A diluição apresenta uma correlação com a tensão de cisalhamento.

Abstract: Carbon steels are coated with Inconel 625® to comply the pre-salt project requirements. However, this generates micro-regions such as the unmixed zone (UMZ) and a partially mixed zone (PMZ), with the formation related to the dissimilarity between the base metal and the addition metal. The purpose of this article is the analyze of the effect of dilution, PMZ and UMZ and the reheating of these micro-regions on the pullout resistance of 9% Ni steel coated with the Inconel 625® alloy. The UMZ has similar crystallographic directions to the heat affected zone (HAZ) and is BCC equal to HAZ. The PMZ presents more heterogeneous crystallographic directions when compared to the weld metal and is FCC equal to the weld metal. The PMZ nano-hardness is similar to HAZ and up to 42.5% greater than the weld metal. UMZ's nano-hardness is up to 14.9% less than PMZ, up to 48.2% less than weld metal and up to 15% less than HAZ. All specimens had crack propagation in the weld metal and comply the requirement of 140 MPa minimum for shear stress. The dilution presents a correlation with the shear stress.

Resumo O regime quase-estacionário pode não ser alcançado em soldagens a arco elétrico de peças de pequenas dimensões e/ou de materiais de maior condutividade térmica. Entretanto, o regime transiente sempre ocorrerá no início e no final da soldagem. Neste regime, a variação do fluxo de energia via calor pode promover variações microestruturais e, consequentemente, variações de propriedades físicas. Portanto, o objetivo deste estudo é analisar as variações de dureza e de microestrutura ao longo do cordão de solda nos regimes transiente e quase-estacionário, com o processo GMAW e consumível ER70S-6, nos aços ASTM-A36 e SAE-1045. Foram realizados cordões sobre chapa e coletados ciclos térmicos na face oposta à face soldada, a partir de termopares soldados em diferentes posições ao longo de uma linha paralela à linha central do cordão. Também foram realizados ensaio de microdureza e metalografia. Obtiveram-se maiores taxas de resfriamento no início do cordão, durante o regime transiente, resultando em maiores frações volumétricas de ferrita acicular e menores frações de ferrita de contorno de grão e de Widmanstätten. Consequentemente, obteve-se um aumento de dureza em torno de 20% no início do cordão, tendo-se como referência aos valores de dureza do regime quase estacionário.

Abstract The quasi-stationary state may not be achieved in electrical arc welding of small parts and/or materials of higher thermal conductivity. However, the transient state will always occur at the beginning and end of the welding. In this case, the variation of the energy flow through heat can promote microstructural variations and, consequently, variations of physical properties. Therefore, the objective of this study is to analyze the hardness and microstructure variations along the weld bead in the transient and quasi-stationary states, with the GMAW process and consumable ER70S-6, in the ASTM-A36 and SAE-1045 steels. The welds were carried on plate and collected thermal cycles on the face opposite the welded face, from thermocouples welded in different positions along a line parallel to the center line of the welds. Also, microhardness test and metallography were carried out. Higher cooling rates were obtained at the beginning of the cord during the transient regime, resulting in larger volumetric fractions of acicular ferrite and smaller fractions ferrite of the grain contour and Widmanstätten. Consequently, a hardness increase was obtained at around 20% at the beginning of the weld, with reference to the hardness values of the quasi-stationary state.

Abstract Polymer matrix nanocomposites (NMP) have attracted a great interest mainly in the automotive, aerospace and medical industries since they have good mechanical properties, dimensional, thermal and chemical stability, as well as interesting electrical conductivity and cost reduction in the manufacturing process. However, welding of this class of materials presents serious challenges such as improving weldability of the joint and understanding the mechanisms responsible for coalescence. The objective of this work was to evaluate the coalescence of an NMP joint (comprising a PA6 matrix and with nanosilica of different percentages of silicon) using ultrasonic welding, as well as to perform an acoustic approach of the energy dissipation during the welding process. It is concluded that the NMP samples tend to show better coalescence as the percentage of nanosilica increases, up to a certain limit. On the other hand, the higher the content of nanoparticle the smaller the energy absorption.

Na soldagem de aço de baixo carbono podem ser empregados diversos consumíveis, como o arame tubular e o arame maciço. Este trabalho compara a taxa e a eficiência de deposição em função da corrente de soldagem, da distância do bico de contato à peça (DBCP) e do tipo de gás de proteção, comparando-se o ER70S-6 com o E71T-1C. As taxas de deposição foram medidas usando-se uma sequência de cordões de solda sobre chapa de aço. As frequências de destacamento das gotas foram medidas a partir de equipamento de aquisição de dados, baseando-se nas variações de tensão do arco. O diâmetro da gota foi calculado teoricamente com base na velocidade de alimentação do arame. Foi utilizado um programa para análise estatística dos resultados produzidos pelos experimentos. Os resultados mostraram que a taxa de deposição aumenta com o aumento da corrente e com o aumento da DBCP. Da mesma maneira, a variável mais importante para controlar a eficiência de deposição foi a natureza do consumível. O ER70S-6 apresentou uma maior eficiência de deposição que o arame tubular E71T-1C, como era esperado, uma vez que o arame tubular gera escória que não é contabilizada na massa do cordão depositado.

In welding of low carbon steel, various consumables types can be employed. Among them, flux cored wire and solid wire have great application potential and substitution toward other consumables like coated electrode. This paper compares the deposition rate, the deposition efficiency, the frequency of detachment of the drop of molten metal addition and the diameter of the droplet of molten filler metal, as a function of welding parameters such as welding current, contact tip to work distance (CTWD), and the type of shielding gas, comparing the ER70S-6 with the E71T-1C filler metal. Deposition rates were measured using a sequence of three welds performed in bead on plate on ASTM A36 steel plate. The frequencies of filler metal droplets were computed from data acquisition equipment, based on variations of arc voltage. The drop diameter was theoretically calculated based upon the wire feed speed. For data analysis, a program for statistical analysis of the results produced by the experiments was used, which allowed to determine up to the second order interactions between the studied parameters. The results of the experiments show that the deposition rate increases with increase in current and with increase in CTWD. Likewise, the most important factor to control the deposition efficiency was the type of the consumable. The ER70S-6 presented a higher deposition efficiency than the flux cored wire E71T-1C, as expected, since the flux cored wire produces slag, which is not take into account in the mass of deposited bead.

Os aços inoxidáveis duplex, devido à sua resistência à corrosão, têm uma grande aplicação em diversos segmentos industriais, onde a resistência à corrosão é uma propriedade requerida. Por terem resistência mecânica superior aos aços inoxidáveis ferríticos e austeníticos convencionais, podem produzir equipamentos mais leves. Quando ciclados termicamente, estes aços podem ter suas propriedades alteradas, principalmente quando se emprega processos de junção, como a brasagem, e quando ocorre o desbalanceamento da fração volumétrica ferrita/austenita. O objetivo deste trabalho é caracterizar a brasagem de aços inoxidáveis duplex 'baixa liga' e superduplex, verificando o efeito da folga e do tempo de brasagem na formação de intermetálicos contínuos no interior da junta brasada. Neste trabalho foram brasados, em forno continuo com atmosfera de hidrogênio, corpos-de-prova de aço inoxidável duplex UNS S32101, UNS S32304 e UNS S32750 com a adição para brasagem BNi-7 (Ni-Cr-P), na temperatura de 1100ºC, por tempos de 12 min e 32 min, utilizando-se folgas das juntas de 0,0 e 0,3 mm, seguidos de resfriamento em forno. Os corpos de prova foram caracterizados utilizando-se microscópio óptico, microscópio eletrônico de varredura com EDS e difração de raios X. Os resultados mostraram que a melhor condição para a brasagem em forno empregado foi a brasagem com a folga de 0,0 mm. Ambas as folgas apresentaram microestruturas variadas, porém a folga de 0,0 mm mostrou a presença de uma fase contínua CFC (cúbica de face centrada), rica em níquel, que é denominada, frequentemente, de γ-Ni. Para folgas de 0,3 mm, forma-se uma região eutética contínua no centro da junta, que pode prejudicar as propriedades mecânicas da mesma. Esta região é composta de fases intermetálicas ricas em fósforo. Foram observadas precipitações de fase sigma no metal de base no AID UNS S35750, nas condições de brasagem estudadas.

Duplex stainless steels, due to their superior corrosion resistance, have wide application in various industries where corrosion resistance is an important issue. Equipment made of theses stainless steels are lighter than equipment produced with conventional ferritic and austenitic stainless steels, due to superior mechanical properties of the duplex stainless steels. These steels can have their properties changed when thermally cycled, especially employing joining processes, such as brazing, and when the austenite/ferrite balanced microstructure is changed. The objective of this work is to study the brazing of lean duplex and superduplex, analyzing the effect of the joint gap and the brazing time on the formation of continuous intermetallic phases in the brazed joint. In this work, samples were brazed in a continuous hydrogen atmosphere furnace, using lean duplex stainless steel UNS S32101, UNS S32304 and UNS S32750 with the brazing filler metal BNi-7 (Ni-Cr-P). The experiments were conducted at 1100ºC , during 12 min and 32 min, using joint gaps of 0.0 and 0.3 mm, followed by a cooling thermal cycles in the oven. The samples were characterized using optical microscope, scanning electron microscope with EDS and X-rays diffraction. The results showed that the best condition for furnace brazing of theses stainless steels was the joint gap of 0.0 mm and 32 min. brazing time. The 0.0 mm joint gap showed the presence of a continuous Ni-rich FCC face-centered cubic) phase, which is often referred as γ-Ni. For joint gap of 0.3 mm, a continuous eutectic region in the center of the joint was produced, indicating the joint gap is larger than the ideal gap. A continuous eutectic phase in the joint middle can affect the mechanical properties of the joint. This region consists of intermetallic phases rich in phosphorus. It was observed the precipitation of sigma phase in the base metal UNS S35750, for all brazing conditions studied.

Este trabalho enfoca o desenvolvimento dos aços API para tubulações desde o aço API 5L X42, desenvolvido em 1948, através de laminação a quente seguida de tratamento térmico. Desde então foram feitos diferentes desenvolvimentos visando aumentar a resistência mecânica e a tenacidade, além de melhorar a soldabilidade. Entre eles, a adição de elementos de liga, produzindo os aços ARBL e a utilização de rotas de processamento termomecânico durante a laminação. Inicialmente a rota utilizada era a laminação a quente controlada (TMCR), com utilização de elemento microligante como Nb para os aços X60 e o conjunto Nb e V para os aços X65 e X70, associado a uma redução do teor de carbono. Posteriormente foi implantada a rota de fabricação do aço por laminação controlada seguida de resfriamento controlado (TMCP), com redução de carbono e adição de Nb e Ti para os aços X80, e adições de Mo, Nb, Be Ti para os X100. A redução do carbono foi motivada também para melhorar a sua soldabilidade e, por este motivo, estes aços são soldados por diferentes processos de soldagem, como o eletrodo revestido. Desenvolvimentos recentes com raiz feita com MAG-TC e enchimento com arame tubular tem dado resultados animadores.

This paper is a brief history on the development of pipelines steels since the API 5L X42 steel, developed in 1948 by hot rolling followed by heat treatment. Subsequently different developments were made to increase the strength and toughness of these materials, and to improve their weldability. Among them, the addition of microalloying elements, producing HSLA steels and thermomechanical processing routes during hot rolling. Initially the route used was the controlled hot rolling (TMCR), together with microalloying element such as Nb for X60 steel and Nb plus V for X65 and X70 steels, associated with a reduction in carbon content. Later, the thermomechanical controlled process (TMCP) manufacturing route was implemented together with carbon reduction and addition of Nb and Ti for X80 steels, and additions of Mo, Nb, B and Ti for X100. The reduction of carbon was also motivated to improve the weldability of theses steels and, for this reason; they are welded by various welding processes such as SMAW. Recent developments with GMAW with controlled short circuit transfer on the root and filling passes with FCAW has given encouraging results.

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex apresentam propriedades superiores aos aços inoxidáveis convencionais. Essa superioridade é baseada na composição química e em uma microestrutura balanceada (aproximadamente 50% de ferrita). Durante a soldagem podem ocorrer alterações, tanto na composição química, como na fração volumétrica das fases presentes, que podem gerar a presença de fases intermetálicas, que alteram as propriedades originais desses aços. O objetivo deste trabalho é de aplicar a norma ASTM A923-Prática A para verificar a presença de fases intermetálicas na junta soldada de aço inoxidável superduplex UNS 32750. Foram soldados tubos de UNS 32750 com diâmetros externos de 18 e 44 mm e espessura de 1,5 mm. O processo utilizado foi o TIG orbital, com adição de 25Cr-10Ni-4Mo e diâmetro de 0,8 mm. O metal de base e as juntas soldadas foram caracterizados tanto em microscopia óptica como em microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que não houve a precipitação de fases intermetálicas detectadas pela norma ASTM A923, porém na ZAC dos dois tubos estudados apareceram pequenas regiões com precipitação de nitretos de cromo, que também podem alterar as propriedades das juntas soldadas.

Duplex and superduplex stainless steels present superior mechanical and corrosion properties when compared to usual stainless steels. This superiority is based on chemical composition when in a balanced microstructure (approximately 50% of ferrite). During welding, changes may occur in both, the chemical composition and volume fraction of phases in the material, which may generate the presence of intermetallic phases and, as a consequence, modify the mechanical and corrosion properties of this group of stainless steels. The objective of this work is to apply ASTM A923- Practice A to verify the presence of intermetallic phases in welded joints of UNS 32750 su-perduplex stainless steel. Tubes of UNS 32750, with external diameters of 18 and 44 mm and a thickness of 1.5 mm, were welded using orbital GTAW, with filler metal 25Cr-10Ni-4Mo and a diameter of 0.8 mm. The metal-based and welded joints were characterized by optical and scanning electron microscopy. The results showed that there was no precipitation of the intermetallic phase, such as sigma phase, detected by ASTM A923, but the HAZ of the two tubes studied presented small regions with chromium nitrides, which can also change the properties of welded joins.