Resumo: A soldagem por fricção (FSW) é um processo de união em estado sólido que usa uma ferramenta não consumível para unir duas peças de trabalho opostas sem derreter o material da peça. O FSW é usado predominantemente na soldagem de materiais leves, como ligas de alumínio e magnésio. Neste trabalho, ligas AA6061-T6 e AZ31B-H24 foram unidas por FSW variando os seguintes parâmetros: velocidade de rotação (vrot) = 400, 800, 1200 e 1600 rpm, velocidade de deslocamento da ferramenta (vdf) de 30 e 60 mm/min e ângulo de inclinação de 1° e 3°. Em alguns casos, utilizou-se um desvio da ferramenta de 1 mm em direção à liga de Mg. As características microestruturais das juntas de solda foram analisadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados experimentais mostraram que é possível obter zonas de misturas o soldagem colocando a liga AA6061-T6 no lado do avanço, cumprindo com duas condições de processamento: i) sem inclinação da ferramenta, vdf = 30 mm/min, vrot= 400 rpm e um ângulo de inclinação de 1° (M7) e ii) com desvio da ferramenta e com vdf = 30 mm/min e vrot = 1200 rpm e um ângulo de inclinação de 3° (M3). Foram observados componentes intermetálicos como o Al3Mg2 e o Al12Mg17 na zona de mistura. A dureza e a resistência à tração da solda M7 variou entre 76 e 129 HV, e 88,2 MPa respectivamente, e estas propriedades variaram entre 95 e 153 HV, e 18,95 MPa na solda M3.

Abstract: Friction Stir Welding (FSW) is a solid-state joining process that uses a non-consumable tool to join two facing workpieces without melting the workpiece material. FSW is predominantly used for welding lightweight materials such as aluminum and magnesium alloys. In the present investigation, AA6061-T6 and AZ31B-H24 alloys were joined by FSW using the following parameters: rotational speed of 400, 800, 1200 and 1600 rpm, welding speed of 30 and 60 mm/min and tilt angle of 1° and 3°. In some cases, a tool offset of 1 mm was used into the Mg-based alloy. Microstructural characteristics of the weld joints were analyzed by optical microscopy and scanning electron microscopy. The experimental results show that dissimilar welds can be obtained by placing the AA6061-T6 alloy on the advancing side under two processing conditions: i) without a tool offset using a welding speed of 30 mm/min, a rotational speed of 400 rpm and a tilt angle of 1° (M7) and ii) with a tool offset and a welding speed of 30 mm/min, using a rotational speed of 1200 rpm and a tilt angle of 3° (M3). Al3Mg2 and Al12Mg17 intermetallic compounds were observed in the stir zone. Hardness and tensile strength of joints M7 varied from 76 to 129 HV, and 88.2 MPa respectively, and these properties varied from 95 to 153 HV, and 18.95 MPa in joints M3.

Abstract The HSLA steel API 5L X70 is used to manufacture pipes for transporting hydrocarbons. The construction of pipe of this material involves high amount of welding, where the parameters used affect directly in the metallurgical structure and in the mechanical properties thereof when welded. Thus, to study the impact of the parameters of the submerged arc welding in mechanical strength and hardness of the heat affected zone (HAZ), it was held a central composite design which totaled 17 tests. The input variables were current, voltage and travel speed; as output variables was considered tensile strength and Vickers hardness of the HAZ. For this study it was used the SAW process (Submerged Arc Welding), tensile testing and Vickers hardness testing. The response surface methodology was used for modeling and the optimization was done using genetic algorithms and Pareto front graph. Sixteen combinations of parameters were obtained with the optimization, of which one was chosen to validate the models. With the results it was possible to establish satisfactory empirical mathematical models for the response variables.

Resumen El acero HSLA (High Strength Low Alloy) API 5L X70 es utilizado para fabricación de tuberías para transporte de hidrocarburos. La construcción de tuberías de este material involucra alta cantidad de soldadura, donde los parámetros empleados influyen directamente en las estructuras metalúrgicas y en las propiedades mecánicas del mismo cuando soldado. Así, para estudiar el impacto de los parámetros de soldadura por arco sumergido en la resistencia mecánica y dureza de la Zona Afectada por el Calor (ZAC), fue llevado a cabo un diseño central compuesto que totalizó 17 pruebas. Las variables de entrada fueron corriente, voltaje y velocidad de avance; como variables de salida se consideró resistencia a la tensión y dureza Vickers de la ZAC. Para tal estudio fue utilizado el proceso de soldadura por arco sumergido, pruebas de tensión y pruebas de dureza Vickers. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta para el modelado y la optimización fue realizada utilizando algoritmos genéticos y la gráfica de frente de Pareto. Fueron obtenidas 16 combinaciones de parámetros con la optimización, de las cuales fue escogida una para validar los modelos. Con los resultados fue posible establecer modelos matemáticos empíricos satisfactorios para las variables de respuesta.