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A soldagem ATIG é uma variante simples do processo TIG convencional que permite aumentar a penetração da solda e, por exemplo, possibilitar a soldagem em um passe, com penetração total e sem abertura de chanfro, para juntas com espessura de 5 mm ou mais. Diferentes mecanismos foram propostos para explicar este efeito com destaque para o da contração do arco pela presença de íons negativos e o da alteração no movimento de metal líquido na poça de fusão associada com variações da tensão superficial em função da temperatura. O presente trabalho avalia o efeito da quantidade de um fluxo de um componente (óxido de cromo III, Cr2O3) colocado na superfície da peça e de adições de KClO4 e Al2O3 no formato do cordão de solda. Foram realizados três conjuntos de experimentos consistindo na deposição de cordões sobre chapa de aço inoxidável austenítico ABNT 304 com 5 mm de espessura. No primeiro conjunto, variou-se a quantidade de fluxo usada, no segundo, estudou-se o efeito de adições de KClO4 e, no terceiro, de Al2O3. Foram medidos os sinais elétricos (corrente e tensão) durante a soldagem e, em seções transversais dos cordões, a largura, a penetração e a área do cordão. Os resultados indicaram uma pequena variação na tensão de soldagem (aumento inferior a 1 V) na passagem da soldagem TIG para a ATIG. A concentração superficial de fluxo afetou a penetração da solda, ocorrendo um aumento brusco de penetração e área do cordão para concentrações entre 7,5 e 15 g/m², seguido por uma variação mais suave para concentrações maiores (até 120 g/m²). Por outro lado, enquanto a adição de KClO4, claramente reduziu o aumento de penetração causado pelo fluxo, a adição de Al2O3 teve um efeito menos significativo no processo.Active flux TIG (ATIG) welding is a simple variant of conventional TIG welding that allows a major improvement in weld bead penetration. Different mechanisms have been proposed to explain the effect of flux. The most accepted ones consider the arc contraction by negative ions vaporized from the flux and liquid metal flow alterations in the weld pool caused by changes the surface tension values. This paper evaluates the effect of one component (Cr2O3) flux concentration and additions of KClO4 and Al2O3 on ATIG welding bead shape. Three sets of bead-on-plate weld tests were performed on 5 mm thick AISI 304 steel plates. Electric current and voltage were measured during each welding trial and the resulting bead geometry was evaluated in cross sections of the weld. Results indicated only minor variations in voltage during the transition from TIG to ATIG welding. Surface flux concentration affected weld bead penetration, and maximum penetration was obtained with flux densities between 15 and 60 g/m². On the other hand, the addition of KCLO4, despite this being a strong oxidizer, reduced weld penetration. A similar effect was linked to additions of Al2O3 to the flux.

A soldagem MIG/MAG e processos correlatos, que usam o arco e a alimentação contínua de arame, permanecem como os de maior importância industrial para a união de peças metálicas. Estes processos tendem a apresentar um elevado número de variáveis. A soldagem MIG/MAG é, ainda, sujeita a diferentes fenômenos que podem causar dificuldades durante a sua aplicação e, em particular, no planejamento e na definição das condições operacionais para uma dada aplicação. O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um modelo para simular a variação de algumas variáveis do processo (como a corrente e tensão de soldagem e o comprimento do arco) e a sua implementação em um programa de computador. As equações básicas do modelo são apresentadas e discutidas com considerações sobre a sua aplicação. Resultados de testes experimentais para a determinação de alguns parâmetros fundamentais do modelo são também apresentados e discutidos. Simulações usando o programa desenvolvido são apresentadas juntamente e comparadas com testes reais de soldagem. Ferramentas do programa para simular mudanças nas condições operacionais de soldagem, no comportamento do arco elétrico e na operação da fonte de soldagem são apresentadas. Encaminhamentos baseados em abordagem teórica e empírica para algumas destas capacidades são apresentados.MIG/MAG welding and other processes that are based on arc heating and the feeding of a continuous wire electrode are still the most used metal joining processes in the industry. These processes present a large number of variables. Furthermore, MIG/MAG welding is subjected to several phenomena that cause unexpected changes in parameters and make it difficult to predict operational conditions for a given job. The paper describes the development and the software implementation of a mathematical model to simulate some operational aspects of the MIG/MAG welding process. The basic equations of the model are presented and discussed. Simulations of different welding conditions are presented and compared to results from actual welding tests. Software tools to simulate alterations in welding conditions, in arc behavior, and power supply operation are also described. Approaches to these tools, based on both theoretical and empirical considerations, are presented.

O processo de soldagem GMAW é caracterizado por uma forte interdependência de seus parâmetros operacionais e uma grande sensibilidade a variações destes. Estas características podem causar variações nas condições operacionais, dificultando o estabelecimento e a reprodução destas condições que, usualmente precisam ser verificadas pela realização de testes. Como uma forma de minimizar esta dificuldade e facilitar o entendimento da relação entre as variáveis deste processo, tem-se trabalhado no desenvolvimento de um modelo matemático capaz de simular aspectos elétricos e operacionais da soldagem GMAW. O objetivo do presente trabalho foi estudar procedimentos de determinação e fatores que afetam duas variáveis fundamentais para o desenvolvimento deste modelo (a resistividade elétrica do arame durante a soldagem e a soma das quedas de tensão anódica e catódica no arco, U AC) na soldagem com transferência por curto-circuito. Os testes experimentais envolveram a deposição mecanizada de cordões emaço de baixo carbono usando arames do mesmo material com diferentes gases de proteção. Metodologias para a determinação dos parâmetros citados foram desenvolvidas com base em procedimentos similares indicados na literatura. Os detalhes destes procedimentos são avaliados, os resultados obtidos são comparados com dados da literatura e métodos para estimar a resistência elétrica entre o bico de contato e o eletrodo são apresentados. Os resultados sugerem valores para esta resistência entre 6 e 9 mΩ.GMA welding is characterized by a strong dependence between its operational parameters and a high sensitivity to small variations of those. These characteristics tend to make it harder to replicate welding conditions. It is also a barrier to welding automation and makes it necessary to perform a number of real welding tests before determining operational conditions for a given application. In order to contribute to reduce these limitations of GMA welding, the authors of the present work have been working on the development of a mathematical model to simulate the variation of operational and electrical parameters during welding. This paper aims to evaluate methodologies to determine two key variables of this model (the electrode electrical resistivity and the sum of the voltage drops in the arc anode and cathode regions)in short-circuit welding. Experimental trials were performed in a mechanized jig by depositing bead-onplate welds on low-carbon steel bars. Methodologies to evaluate those variables were developed based in proposals from the literature. Experimental details of these methodologies are analyzed and their results are compared to results from the literature. These procedures are evaluated, compared with data from the literature and new procedures are proposed to estimate those parameters and the contact resistance between the contact tip and the electrode. Results suggest values between 6 and 9 Ω for this last parameter.

Os aços galvanizados são cada vez mais utilizados pela indústria automobilística devido à sua excelente resistência à corrosão e boa trabalhabilidade. A soldagem a pontos por resistência de aços galvanizados apresenta o inconveniente de um maior desgaste dos eletrodos quando comparada com a soldagem de aços não revestidos. Este é causado pela reação do zinco com o cobre do eletrodo, formando uma liga Zn-Cu (latão) que diminui a vida útil do eletrodo. No presente trabalho, foram feitos testes de soldagem a ponto utilizando aços livres de intersticiais (IF), revestidos por imersão a quente com zinco puro (GI) e liga Zn-Fe (GA). Foram determinados os campos de soldabilidade dinâmicos e a vida útil dos eletrodos para juntas formadas pelas combinações GA/GA, GI/GI e GA/GI. O estudo do campo de soldabilidade dinâmica mostrou que os valores de corrente necessários para a obtenção de uma solda adequada aumentam mais rapidamente para a junta de materiais GI/GI e este efeito foi associado com a maior contaminação do eletrodo pelo Zn do revestimento. Por sua vez, a soldagem da junta GA/GI apresenta taxas de variação desta corrente um pouco maiores do que a da junta GA/GA, mas menores que a da junta GI/GI. Em geral, a junta GA/GI apresentou resultados nos testes de soldagem mais próximos dos da junta GA/GA em comparação com os testes com a junta GI/GI. Isto mostra a influência positiva, do revestimento GA, no aumento do número de pontos de solda, mesmo quando a junta é constituída de aços com dois tipos de revestimentos diferentes (GA e GI).Steels coated with zinc and zinc-iron alloys are being increasingly used by the car industry due to their excellent corrosion resistance and good workability. Spot welding of coated steels has the disadvantage of increasing electrodes wear when compared to uncoated steels. Such wear is caused by the reaction of the zinc coating with the copper of the electrode forming an alloy Zn-Cu (brass). Spot welding tests were carried out in IF steels coated in an industrial hot-dip galvanizing line with pure zinc (GI) and a Zn-Fe alloy (GA). Three welding joints were evaluated: GA/GA, GI/GI and GA/GI. Dynamic weldability diagrams and electrode life were determined for each kind of joint. The results indicated that welding current increased more quickly with the number of welds for the GI/ GI joints. This result was associated with the fastest contamination of the electrode by zinc. For the GA/GI joints, welding current levels for adequate welding increased faster than for GA/GA joints but slower than for GI/GI joints. In general, the spot welding tests with GA/GI joints presented results closer to that of the GA/GA joints than to the spot welding tests with GI/GI joints. Such results showed the positive influence of the GA coating, even for joints including both coatings to improve the spot weldability of zinc coated steels.

Para aprovação de uma junta soldada é comum a realização de testes mecânicos para avaliar seu desempenho em comparação com o metal base ou outra junta soldada. Entre os diversos ensaios que podem ser usados, o ensaio Erichsen tem sido utilizado para avaliar juntas em chapas de pequena espessura. A utilização deste ensaio nesta aplicação específica não está ainda bem estabelecida e a interpretação dos resultados obtidos muitas vezes gera controvérsia. Neste contexto, o presente trabalho compara os resultados de três tipos de ensaio mecânico (tração, dobramento e Erichsen) na avaliação de cordões de solda depositados em chapas de aço inoxidável ferrítico de 1,5 mm de espessura. Na primeira etapa deste trabalho, usando soldas obtidas com o processo de soldagem GTAW, foram selecionadas as condições para a realização do ensaio Erichsen. Para isto, foram comparados os resultados deste ensaio em diferentes condições e a distribuição de deformações na região de ensaio foi avaliada quantitativamente com um programa de computador específico. Na segunda etapa, juntas soldadas pelo processo GMAW foram avaliadas pelos ensaios de tração, dobramento e Erichsen e seus resultados comparados. Mostrou-se que o ensaio Erichsen foi mais efetivo para detectar uma menor ductilidade em juntas soldadas em condições para as quais se esperava um pior comportamento mecânico.Mechanical tests are frequently used to assess welded joint performance and to approve the joint for certain applications. Among others, Erichsen test has been used to evaluate low thickness joint ductility. However, for this kind of application, the use of Erichsen test is not well established. This paper aims to contribute to the understanding of this application by comparing results from Erichsen, tensile and bending tests of 1.5-mm thick ferritic stainless steel welded specimens. Joints that were welded by the GTAW process were used to optimize Erichsen test conditions. Strain distribution around these welds after testing was quantitatively evaluated by specialized software. Tensile, bending and Erichsen test results were compared in GMAW weld beads. It was shown that Erichsen test can detected more effectively ductility variations in the weld bead caused by changes in the welding variables.

Este trabalho objetivou o estudo do efeito de algumas condições operacionais nas características do cordão produzido por um arame tubular rutílico (ASME SFA-5.20: E71T-1/E71T-9/E71T-9M) de fabricação nacional com 1,2mm de diâmetro, destinado à soldagem de aços carbono comuns estruturais de baixo e médio teor de carbono. Realizaram-se testes de soldagem, na posição plana, sobre chapas grossas (espessura de 12mm) de aço carbono comum de baixo carbono utilizando-se uma fonte operando no modo "tensão constante" e com monitoração dos sinais de corrente e tensão do arco e velocidade de alimentação (fusão) do arame. Variaram-se a composição do gás de proteção (75%Ar-25%CO2 e 100%CO2), a polaridade do eletrodo (positiva e negativa) e a velocidade de alimentação do arame (7 e 9m/min). Os demais parâmetros de soldagem foram mantidos fixos, incluindo-se os comprimentos energizado do eletrodo (16mm) e do arco (3,5mm). Avaliaram-se os efeitos das condições operacionais nas principais características do cordão incluindo a sua geometria (penetração, reforço, largura, área fundida, área depositada e diluição), presença de descontinuidades, microestrutura e dureza. Levantaram-se, para o arame rutílico, as condições operacionais de maior produtividade (maior taxa de deposição) associadas a um cordão com características adequadas à soldagem de chapas grossas de aços estruturais.This paper studies the effect of operational conditions on bead shape characteristics in FCA welding with a Brazilian made wire with rutilic flux (ASME SFA-5.20: E71T-1/E71T-9/E71T-9M) of 1.2mm diameter. Bead-on-plate downhand welding trials were performed on 12mm thick low carbon steel plates with a constant voltage power supply. A digital data logging system was used to measure the welding current and voltage, and wire feed rate. While the shielding gas composition (75%Ar-25%CO2 and 100%CO2), wire polarity and feed rate (7 and 9m/min) were varied during the trials, the electrode extension (16mm) and arc length (3.5mm) were not changed. Weld bead characteristics (penetration depth, width, and fused and deposited areas), the presence of discontinuities, bead microstructure and hardness were evaluated. Welding conditions of high productivity (high deposition rate) associated to adequate bead characteristics were determined for the wire.