Resumo Os aços inoxidáveis duplex são bem sucedidos em uma variedade de aplicações como a indústria alimentícia, petroquímica e para plantas de dessalinização da água do mar, onde alta a resistência à corrosão e alta resistência mecânica são exigidas. Contudo, durante operações de soldagem por fusão pode haver alteração da microestrutura favorável destes materiais comprometendo seu desempenho. O processo de soldagem por atrito com pino não consumível pode gerar juntas no estado sólido evitando os típicos problemas da solidificação da poça fundida como segregação de elementos de liga, formação de trincas de solidificação e liquação; para o caso de aços inoxidáveis superduplex, pode-se evitar proporções desbalanceadas de ferrita e austenita, formação de fases secundárias deletérias e crescimento de grão ferrítico na zona termicamente afetada. Juntas consolidadas com penetração completa foram obtidas usando chapas de 6 mm de espessura para os aços inoxidáveis duplex UNS S32101 e S32205 e superduplex S32750 e S32760. As amostras foram submetidas a ensaios de tração indicando uma melhoria do desempenho mecânica das juntas soldadas com o aumento da tensão de escoamento e do limite de resistência à tração para todos os casos. Em relação à caracterização microestrutural, um pronunciado refinamento da ordem de 1 μm foi observado na junta soldada. Este refinamento foi associado à combinação de mecanismos de restauração na microestrutura bifásica promovida pela deformação severa junto com a alta temperatura durante o processo de soldagem.

Abstract Duplex stainless steels are successful in a variety of applications such as the food industry, petrochemical and plants for desalination of seawater, where high corrosion resistance and high mechanical strength are required. However, the beneficial microstructure may be change during fusion welding steps and it can compromise the performance of these materials. Friction stir welding is a solid state process avoiding typical problems concerning solidification such as solidification cracks, liquation and segregation of alloying elements. For superduplex stainless steels can avoid unbalanced proportions of ferrite and austenite, formation of secondary deleterious phases and grain growth of ferrite in the heat affected zone. Consolidated friction stir welded joints with full penetration of 6 mm thick were obtained for UNS S32101 and S32205 duplex and S32750 and S32760 superduplex stainless steels. The friction stir welds were submitted to tensile tests indicating an improvement of strength in welded joints showing increased of yield and tensile strength for all studied cases. Regarding the microstructural characterization, an outstanding gran refinement was observed in the welded joint achieving grain sizes as small as 1 μm. This refinement was associated with the combination of microstructural restoration mechanisms in the dual phase microstructure promoted by severe deformation associated with a high temperature during the welding process.

Friction stir welding was used to produce butt joints on 6 mm thick plates of UNS S32101 lean duplex stainless steel, S32205 duplex stainless steel, and S32750 and S32760 superduplex stainless steels. Fully consolidated joints were achieved, with full penetration, using heat input of 1.37-1.50 kJ/mm. Specimens submitted to tensile testing performed perpendicular to the welding direction showed failure on the base metal, reflecting better mechanical performance of the welded joints. Furthermore, tensile testing along the joints revealed higher yield and tensile strengths in all cases, as well as increased elongation. Microstructural evaluation showed that there was pronounced grain refinement in the welded joints of all the materials studied, achieving grain sizes as small as 1 µm. The differences in the ferrite and austenite grain sizes in the stir zone, such as the degree of grain refinement, could be explained by the combination of dynamic recrystallization of austenite during the welding process and the recrystallization and growth of the ferrite grains, promoted firstly by the severe deformation and secondly by the high temperature inherent to the FSW process. Superduplex stainless steel FSW joints were more able to maintain a balanced microstructure, compared to conventional and lean duplex stainless steels, due to greater homogeneity of recrystallization in the welded joint.

Prolongar a vida útil e aumentar a confiabilidade de equipamentos e tubulações de plantas de produção e processamento de petróleo é uma busca constante no setor de petróleo e gás. Tais aspectos dependem essencialmente do uso de ligas resistentes à corrosão. Neste contexto, a soldagem de revestimento com superligas à base de níquel tem sido uma alternativa interessante, pois confere aos equipamentos uma alta resistência à corrosão com um custo inferior, se comparado à fabricação de componentes ou tubulações maciças com superligas. Assim, o objetivo do presente trabalho foi investigar o comportamento metalúrgico de revestimento de superliga à base de níquel do tipo Inconel 625 depositados pelo processo TIG com alimentação de arame frio. As soldagens foram realizadas em uma bancada robotizada, empregando uma fonte eletrônica de soldagem com sistema de aquisição de dados para o monitoramento dos sinais de corrente e tensão. A caracterização microestrutural foi realizada através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS). Os resultados mostraram que a microestrutura do metal de solda foi constituída por uma matriz γ com fases secundárias ricas em Nb. Foi encontrada a formação de precipitados complexos de carbonetos/nitretos de Ti e Nb.

To extend the life and reliability of pipes and equipment in oil & gas production and processing settings is a continuous demand. These aspects are essentially dependent on corrosion resistant alloys used. In this context, the weld overlay with Ni-based superalloys is a great interesting alternative, since improve the corrosion resistance without increase the cost of manufacture when compared to massive equipment. Thus, the objective of this study was to evaluate the metallurgical aspects of Inconel 625 weld overlays deposited by GTAW cold wire feed process. The welds were performed using a robotic workbench, an electronic power supply and a data acquisition system. The microstructural characterization was carried out using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (MET), electron dispersive spectroscopy (EDS) and X-ray diffraction. The results shown that the microstructure of overlays was formed by a gamma matrix and secondary phases rich in Nb. These precipitates were identified as Nb-rich Laves phase and a complex TiN/NbC.

Foram obtidas juntas dissimilares da liga de alumínio 6063-T5 e do aço AISI SAE 1020 com espessura de 2,0 mm soldadas por atrito com pino não consumível. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito da penetração e o deslocamento da ferramenta na obtenção de juntas soldadas Al-aço. As juntas foram avaliadas segundo a qualidade da superfície e a profundidade da região soldada. Foi determinado que além das velocidades de rotação (ω) e avanço (ν), o deslocamento e a profundidade de penetração da ferramenta são parâmetros fundamentais, pois definem o aporte térmico e, com este, a aderência ou não de alumínio na ferramenta, a qualidade superficial e a formação de defeitos ao longo da linha da junta.

Aluminum alloy 6063-T5 and AISI SAE 1020 were obtained with dissimilar welded joints by friction stir welding in 2.0 mm thick sheet. The aim was to evaluate the effect of welding parameters to obtain Al-steel welds. Joints were evaluated according to surface quality and depth of the welded region. It was determined that besides the rotational (ω) and forward (ν) speeds, the offset and the tool penetration are key parameters because they define the heat input and therefore the adherence of aluminum in the tool, the surface quality and defect formation along the joint line.

A susceptibilidade à fragilização induzida pelo Hidrogênio (FIH) foi avaliada em soldas de aço para blindagem temperado e revenido (T&R) de 4,5mm de espessura. As soldas foram desenvolvidas utilizando o processo SMAW com um baixo aporte de calor e consumível AWS E11018M de 2,4 mm. A susceptibilidade a FIH foi avaliada por médio de um ensaio de implante com geometria modificada em juntas soldadas com e sem aplicação de preaquecimento, utilizando consumíveis em condições de estocagem ideais e expostos à atmosfera. Encontrou-se que a condição de estocagem do consumível foi mais relevante que o preaquecimento na susceptibilidade ao FIH.

The Hydrogen Induced Cracking (HIC) susceptibility of 4,5mm thickness quenched and tempered (Q&T) armor plate steel welding joints was evaluated. The joints were obtained using low heat input and SMAW process with 2,4 mm AWS E11018M electrode. The HIC susceptibility was evaluated using a geometry modified implant test for thin plates. The joints studied were produced with and without preheating and using welding electrodes with and without exposure to atmospheric conditions. The HIC resistance was severely impaired by improperly storage while preheating conditions did not preclude HIC.