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RESUMO A soldagem de aços dissimilares, como os aços inoxidáveis duplex e superausteníticos é muitas vezes utilizada em aplicações industriais. O efeito da energia de soldagem na zona termicamente afetada (ZTA) e zona de fusão (ZF) apresenta lacunas de conhecimento a serem pesquisadas em relação às propriedades metalúrgicas e mecânicas destes aços. Variações na aplicação da energia da soldagem podem favorecer a presença de maior volume das fases ferrítica ou austenítica, e em casos mais críticos, ocasionar a formação de precipitados deletérios à resistência a corrosão. Este trabalho tem o objetivo avaliar as propriedades metalúrgicas, mecânicas e a resistência à corrosão da soldagem dissimilar composta de aço inoxidável duplex S32205, como metal de base, e aço inoxidável superaustenítico como metal de solda. Verificou-se os efeitos na microestrutura, sensitização e anisotropias com aplicação de diferentes aportes térmicos. Na análise microestrutural foi verificado a formação de constituintes de primeira fase, como a austenita de contorno de grãos (GBA), austenita de witmanstatten (WA), austenita intragranular (IGA) e austenita secundária (γ2). Os valores de microdureza encontrados foram superiores aos referenciados na literatura. Nos ensaios de corrosão, em ambientes com cloretos oxidantes, as amostras apresentaram corrosão por pitting, sendo detectada elevada perda de massa nos corpos de prova. Conclui-se que na ZTA as características metalúrgicas se mantiveram após a variação do aporte térmico e na ZF houve incremento da perda de massa no ensaio de corrosão nas amostras analisadas. ABSTRACT The welding of dissimilar steels such as duplex and superaustenitic stainless steels is often used in industrial applications. The effect of welding energy on the heat-affected zone (ZTA) and fusion zone (ZF) presents knowledge gaps to be researched in relation to the metallurgical and mechanical properties of these steels. Variations in the application of welding energy can favor the presence of a greater volume of the ferritic or austenitic phases, and in more critical cases, cause the formation of precipitates harmful to corrosion. This work aims to evaluate the metallurgical, mechanical properties and corrosion resistance of dissimilar welding composed of duplex stainless steel S32205, as base metal, and superaustenitic stainless steel as weld metal, verifying the effects on microstructural, sensitization and anisotropies with the application of different heat inputs. In the microstructural analysis, the formation of first phase constituents, such as grain boundary austenite (GBA), witmanstatten austenite (WA), intragranular austenite (IGA) and secondary austenite (γ2) was verified. The microhardness values found were higher than those reported in the literature. In the corrosion tests, in environments with oxidizing chlorides, the samples showed pitting corrosion, with a high loss of mass in the specimens being detected. It is concluded that in the ZTA the metallurgical characteristics were maintained after the variation of the thermal input and in the ZF there was an increase in the loss of mass in the corrosion test in the analyzed samples.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The occurrence of distortions of structures is common during welding. Such distortions are more severe in the case of large structures, such as shipbuilding. Since distortions can increase manufacturing costs and time during shipbuilding, a thorough study of causes and consequences of distortions is necessary. Therefore, this work aims to study the distortion phenomenon during welding processes and contribute to ship construction by using numerical and experimental techniques. This work can be split into two steps, in which factors that cause distortions were explored by using numerical approach. The first step was the investigation of distortion occurrence in simple structures, namely common joints employed in welding. The influence of joint type on thermal efficiency, restrictions (boundary conditions) on T joint, heat input and rotational-distortion geometry was also investigated. Afterwards, experimental runs for model calibration were carried out by using inverse method of Differential Evolution (DE) for estimating the parameter of Gaussian-heat distribution. Temperature fields were measured by thermocouples and infrared camera with previous emissivity calibration during weldments. The second step was the simulation of complex structures similar to panels made by thin plate and T joints (reinforcement) commonly found in naval construction. These complex structures are. The initial conditions for the simulation of complex structures were the forces calculated by simulation on the simple structures (basically T joints). This technique is called equivalent forces . The simulations were validated by experimental runs, in which a panel was welded and displacement measured by three-dimensional coordinate table. The results show a very good agreement between the simulations and experimental results for both temperature and displacements values. Durante o processo de soldagem é comum o aparecimento de distorções das estruturas que estão sendo fabricadas. Tais distorções são ainda mais severas em grandes estruturas como, por exemplo, na fabricação de navios. Uma vez que tais distorções podem aumentar o custo e o tempo da fabricação de tais embarcações, torna-se relevante um estudo mais detalhado das causas e consequências destas distorções em soldagem. Desta forma, este trabalho busca estudar o fenômeno das distorções no processo de soldagem e consequentemente, contribuir para construção naval, utilizando-se técnicas numérica e experimentais. O trabalho foi dividido em duas etapas, onde foram explorados fatores que causam distorções e abordagens numéricas para seu cálculo. A primeira etapa foi investigação da ocorrência de distorções em estruturas simples na forma de juntas comuns à soldagem. Verificou-se a influência do tipo de junta no rendimento térmico de soldagem, a influência das restrições ou fixações das chapas na junta em T e a influência do calor e da geometria na distorção rotacional. Em seguida, foram realizados ensaios experimentais para calibração do modelo através do método inverso para estimação do parâmetro de distribuição gaussiana da fonte de calor utilizando-se a técnica de Evolução Diferencial (ED). Foram também medidos os campos de temperatura com auxílio de termopares e com câmera infravermelha, utilizando-se de calibração prévia da emissividade do material durante a soldagem. A segunda etapa foi a simulação de estruturas complexas que são mais frequentemente encontradas na construção naval. Estas estruturas complexas são similares a painéis contendo chapa fina e juntas em T como reforço estrutural. As condições iniciais para a simulação das estruturas complexas foram as forças calculadas pela simulação de estruturas simples (basicamente juntas em T ). Esta abordagem é chamada de forças equivalentes . As simulações foram validades por ensaios experimentais, onde um painel foi soldado e as deformações medidas por uma mesa de coordenadas tridimensional. Os resultados demonstram concordância entre simulação e medição experimental tanto para os campos de temperatura, quanto para as deformações. Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The welding process using electric arc with shielding gas (GMAW - Gas Metal Arc Welding) is extremely widespread and used in several applications. This is due to its high productivity combined with low cost in addition to its suitability to high automation level. The technology development for an already traditional process is supported by constant demands. One of the most important is related to increase productivity in the industry so that achieving higher filler material deposition rates. Increasing the travel speed in welding process is one of the most straight through and effective ways to meet this demand. However, as the commonly available processes reach a limit, there is a need of recent technologies to overcome such limitations. As such, for any innovative technology there are challenges to be overcome, which require studies to understand its operation and application in a way that promotes the desired results without compromising the required quality. The goals of this work are increase the welding travel speed so that the cycle times could be reduced. The starting point is to understand the initial state and conduct tests, aiming at achieving high travel speeds through the variation of welding parameters, followed by visual and macrographic analysis looking for defects and meeting specifications of the joints. Changing process from standard pulsed arc to PMC results on a 50% increase on welding travel speed which means an average 32% reduction on process time on the studied case. O processo de soldagem por arco elétrico com gás de proteção (GMAW - Gas Metal Arc Welding) é extremamente difundido e utilizado em diversas aplicações. Isso se deve à sua alta produtividade aliada ao baixo custo, além de sua adequação ao alto nível de automação. No entanto, o desenvolvimento de tecnologia para um processo já tradicional é sustentado por demandas constantes. Um dos mais importantes está relacionado ao aumento da produtividade na indústria para que se atinjam maiores taxas de deposição de material de enchimento. Aumentar a velocidade de deslocamento no processo de soldagem é uma das formas mais diretas e eficazes de atender a essa demanda. No entanto, como os processos comumente disponíveis atingem um limite, há a necessidade de tecnologias recentes para superar tais limitações. Os objetivos deste trabalho são aumentar a velocidade de deslocamento da soldagem de juntas em ângulo sem preparação do aço ASTM A572 G50 pelo processo GMAW para que os tempos de ciclo possam ser reduzidos. O ponto de partida é entender o estado inicial e realizar testes, suportados por métodos de análise de processo SIPOC-Y e mapa de processos, em uma estação de soldagem robotizada, através da variação dos parâmetros de soldagem, seguidos de análises visuais e macrográficas procurando defeitos e atendendo às especificações das juntas. Além disso, comparar as microestruturas e as durezas de juntas soldadas pelo processo pulsado convencional e PMC (Pulse Multi Control). A mudança do processo de arco pulsado convencional para PMC resultou em um aumento de 40% na velocidade de deslocamento da soldagem, o que significa uma redução média de 32% no tempo de processo no caso estudado.

Submitted by Victor Massayuki Nakashima (victor.nakashima@unesp.br) on 2022-10-17T18:43:20Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO MICROSOLDAGEM EM LÂMINAS FINAS DE AÇO INOXIDÁVEL AISI 316L UTILIZANDO LASER PULSADO_ND YAG.docx: 23552004 bytes, checksum: ddda00ae1a5057174edb6a4a5ceffc69 (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2022-11-01T13:59:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nakashima_vm_me_ilha.pdf: 5351180 bytes, checksum: f963b8003c064f2d43d0c4d504e00dd5 (MD5) Made available in DSpace on 2022-11-01T13:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nakashima_vm_me_ilha.pdf: 5351180 bytes, checksum: f963b8003c064f2d43d0c4d504e00dd5 (MD5) Previous issue date: 2022-09-13 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O processo de soldagem laser a cada dia vem sendo mais utilizado nas indústrias manufatureiras. No processo com laser pulsado é possível realizar soldas de costura em lâminas finas, através da sobreposição dos pulsos. A soldagem de sobreposição de lâminas finas apresenta problemas típicos, tais como: distorção excessiva da junta soldada, falta de contato (folga) entre as lâminas a serem soldadas, perfuração da junta e presença de altos níveis de tensões residuais. O presente trabalho estudou a influência da energia de pulso, em um processo de soldagem laser Nd:YAG, na soldagem de lâminas finas (100 µm de espessura) de aço inoxidável austenítico AISI 316L, utilizado no revestimento de sensores que trabalham em ambiente corrosivo nas indústrias sucroalcooleira, química, petroquímica e alimentícia. Variou-se a energia de pulso de 1,0 a 2,25 J, com incremento de 0,25 J. A velocidade de soldagem (ν) e a taxa de repetição (Rr ) foram fixas em 2 mm/s e 9 Hz, respectivamente. As soldas foram realizadas com proteção gasosa de argônio com vazão de 10 l/min e largura temporal igual a 4 ms. A caracterização microestrutural das juntas soldadas foi efetuada através de suas secções transversais, com revelação dos detalhes no metal de solda por meio de ataque eletroquímico com ácido nítrico 69%, tensão de 4 V e tempo ataque de 20 s. A análise mecânica dos metais de solda foi efetuada através da realização de ensaios de microdureza Vickers e de tração. Os parâmetros geométricos do cordão como (largura, profundidade e união) aumentaram em função do aumento da energia de pulso. A dureza apresentou um aumento nos cordões de solda em relação ao metal base. O limite de resistência da junta soldada aumentou no início, apresentando em seguida um pequeno decréscimo em função do aumento da energia do pulso, sendo que a amostra com energia de pulso 1,50 J foi a que apresentou os melhores resultados. Por fim, o processo mostrou-se muito sensível à presença de folga entre as lâminas, demonstrando que, o controle da energia de pulso em processo de soldagem por laser de lâmina finas, é de fundamental importância para a geração de juntas soldadas com boas propriedades mecânicas e livres de descontinuidades. The laser welding process is increasingly being used in manufacturing industries. In the pulsed laser process, it is possible to perform seam welds on thin blades, through the superposition of the pulses. Thin blade overlap welding presents typical problems such as: excessive distortion of the welded joint, lack of contact (gap) between the blades to be welded, perforation of the joint and presence of high levels of residual stresses. The present work studied the influence of pulse energy, Nd: YAG laser welding process, on the welding of thin blades (100 µm thick) of AISI 316L austenitic stainless steel, used in the coating of sensors that work in a corrosive environment in the sugar and ethanol industries. , chemical, petrochemical and food. The pulse energy was varied from 1.0 to 2.25 J, with an increment of 0.25 J. The welding speed (ν) and repetition rate (Rr) were fixed at 2 mm/s and 9 Hz, respectively. The welds were performed with argon gas shielding with a flow rate of 10 l/min and a temporal width equal to 4 ms. The microstructural characterization of the welded joints was carried out through their cross sections, revealing the details in the weld metal by electrochemical etching with 69% nitric acid, voltage of 4 V and etching time of 20 s. The mechanical analysis of the weld metals was performed by performing Vickers microhardness and tensile tests. The geometric parameters of the bead (width, depth and union) increased as the pulse energy increased. The hardness showed an increase in the weld beads in relation to the base metal. The strength limit of the welded joint increased at the beginning, then showed a small decrease as a function of the increase in pulse energy, and the sample with pulse energy of 1.50 J showed the best results. Finally, the process proved to be very sensitive to the presence of gap between the blades, demonstrating that the pulse energy control in the thin blade laser welding process is of fundamental importance for the generation of welded joints with good properties. mechanical and free of discontinuities. CAPES: 33004099082P-2 CAPES: 001

Submitted by Nasareno das Neves (n.neves@unesp.br) on 2022-10-11T20:38:59Z No. of bitstreams: 1 Tese NN FINAL.pdf: 14724880 bytes, checksum: 5e7664d02ee56a6350b8dea20377e7b5 (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2022-10-13T13:55:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 neves_n_dr_guara.pdf: 14724880 bytes, checksum: 5e7664d02ee56a6350b8dea20377e7b5 (MD5) Made available in DSpace on 2022-10-13T13:55:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 neves_n_dr_guara.pdf: 14724880 bytes, checksum: 5e7664d02ee56a6350b8dea20377e7b5 (MD5) Previous issue date: 2022-06-30 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) A literatura e normas técnicas demonstram que os processos convencionais de soldagem, ao arco elétrico, reduzem a vida em fadiga das juntas soldadas em relação ao metal base. Referências de grande relevância encontram-se nos segmentos aeronáutico, óleo e gás e mineração. As estruturas marítimas para as plataformas off shore contemplam critérios de projetos para compensar a redução da resistência à fadiga nas juntas soldadas e as peneiras vibratórias são montadas com parafusos. No entanto, neste trabalho, o processo de soldagem GTAW-DWF (Gas Tunsgten Arc Welding-Dynamic Wire Feeding) com alimentação dinâmica de arame nas frequências de 0,5, 5, 10 e 15 Hz aumentou as propriedades de fadiga em relação ao processo convencional (C-GTAW) e ao metal base (A 516-70) não soldado. A investigação baseou-se em ensaios de fadiga axial (R=0,1) à temperatura ambiente, ensaios de microdureza, análise microestrutural, medidas de espaçamento dendrítico secundário (SDAS), microscopia eletrônica de varredura (MEV) das fraturas por fadiga e análise de distribuição Weibull. Os mecanismos associados à morfologia dendrítica na zona bruta de fusão das soldas morfologia de solidificação foram discutidos. Utilizou-se microscopia ótica e uma metodologia inédita para medição dos valores de espaçamento dos braços dendríticos secundários (SDAS), com o recurso do Image J para padronização do processamento das imagens das micrografias das zonas brutas de fusão das soldas. Os valores de SDAS foram (5 ± 0,8), (4 ± 1,0), (2 ± 0,3) e (4 ± 0,7) µm para o processo GTAW-DWF com frequências de 0,5, 5, 10 e 15 Hz, respectivamente, em comparação com (6 ± 1,4) µm do processo convencional. Menores dimensões do SDAS no processo GTAW-DWF e a ausência de micro defeitos de solidificação foram associados à melhoria da vida em fadiga. A vida em fadiga do processo GTAW-DWF com juntas soldadas de 10 Hz foi incrementada de 3.288 para 115.356 ciclos (3.408%) e de 12.027 para 522.143 ciclos (4.241%) para níveis máximos de tensão de 534 MPa e 481 MPa respectivamente, em comparação com o processo GTAW convencional. Os resultados indicam também a tendência de aumento significativo na resistência à fadiga das juntas soldadas em relação ao metal base não soldado. The literature and technical standards demonstrate that conventional electric arc welding processes reduce the fatigue life of welded joints related to base metal. References of great relevance are found in the aeronautical, oil and gas and mining segments. The marine structures for off shore platforms include design criteria to compensate for the reduction in fatigue resistance in the welded joints and the vibrating screens are mounted with screws. However, in this work, the GTAW-DWF (Gas Tungsten Arc Welding-Dynamic Wire Feeding) welding process with dynamic wire feed at frequencies of 0.5, 5, 10 and 15 Hz improved the fatigue properties in relation to the process conventional (C-GTAW) and non-welded base metal (A 516-70). The investigation was based on axial fatigue tests (R=0.1) at room temperature, microhardness tests, microstructural analysis, measurements of secondary dendritic spacing (SDAS), scanning electron microscopy (SEM) of fatigue fractures and analysis Weibull distribution. The mechanisms associated with dendritic morphology in the raw melt zone of solidification morphology welds were discussed. The pictures obtained by light optical microscopy and an unprecedented methodology were used to measure the values of spacing of the secondary dendritic arms (SDAS), using Image J to standardize the processing of the images of the micrographs of the weld metal zones of the welded joints. The SDAS values were (5 ± 0.8), (4 ± 1.0), (2 ± 0.3) and (4 ± 0.7) µm for the GTAW-DWF process with frequencies of 0.5, 5, 10 and 15 Hz, respectively, compared to (6 ± 1.4) µm of the conventional process. Smaller dimensions of the SDAS in the GTAW-DWF process and the absence of solidification micro defects were associated with improved fatigue life. Fatigue life of the GTAW-DWF process with 10 Hz ON welded joints was increased from 3,288 to 115,356 cycles (3,408%) and from 12,027 to 522,143 cycles (4,241%) for maximum stress levels of 534 MPa and 481 MPa respectively, in compared to the conventional C-GTAW process. The results also indicate a trend towards a significant increase in the fatigue strength of welded joints in relation to the non-welded base metal. FAPESP: 2018/18904-7.

Submitted by Marcos Paulo Souza Ribeiro (marcos.s.ribeiro@unesp.br) on 2022-09-20T20:40:32Z No. of bitstreams: 1 Marcos Paulo Souza Ribeiro.pdf: 2408236 bytes, checksum: 9d8694bee4564a66a525ccc5e82b726a (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2022-09-21T13:26:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ribeiro_mps_me_guara.pdf: 2408236 bytes, checksum: 9d8694bee4564a66a525ccc5e82b726a (MD5) Made available in DSpace on 2022-09-21T13:26:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ribeiro_mps_me_guara.pdf: 2408236 bytes, checksum: 9d8694bee4564a66a525ccc5e82b726a (MD5) Previous issue date: 2022-06-08 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Compósitos poliméricos podem ser definidos como a combinação de dois ou mais materiais que sejam elementos de reforços unidos por uma matriz polimérica. Esta junção deve exibir uma proporção significativa das propriedades dos materiais. A liga de alumínio AA 2024-T3 é utilizada em vários segmentos estruturais das aeronaves. Esses componentes atuam expostos a condições ambientais bastante agressivas sofrendo processo de degradação e corrosão afetando diretamente seu desempenho, muitas vezes sendo necessária a realização de tratamentos superficiais para aumentar a sua resistência. Um dos interesses de estudos e de indústrias do setor aeronáutico é a possibilidade de união destes, para fins de reparo e formação de novas estruturas, neste sentido vem-se estudando diversos processos de união de materiais compósitos com destaque para a soldagem. Este trabalho tem como objetivo a execução de diferentes condições do processo de anodização, variando-se os parâmetros de potencial e tempo para a obtenção junta híbridas de liga AA 2024 com compósito PEI/fibra de vidro pelo método OFW (oxi-combustível), e a influência do processo de anodização nas suas propriedades, sendo caracterizadas por técnicas eletroquímicas, rugosidade, molhabilidade e medição da espessura de sua camada. Após o processo de soldagem as juntas foram submetidas a ensaio de Lap Shear para a verificação da sua resistência mecânica (MPa). Com os resultados do ensaio e por meio de planejamento (fatorial) 22 foi possível encontrar a melhor condição de anodização, sendo de 10V/20min, resultando numa resistência de 14 MPa. Posteriormente as amostras na melhor condição foram submetidas ao teste de condicionamento ambiental higrotérmica, em água do mar sintética, em diferentes temperaturas (30ºC e 60ºC), depois de imersas foram realizados ensaios de Lap Shear e ILSS para verificação de sua resistência ao processo de degradação/corrosão. As amostras na melhor condição apresentaram melhor resistência à corrosão e maior resistência mecânica, sendo esse aspecto comprovado por meio de microscopia óptica e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Quando imersas em solução salina foi verificado que as amostras imersas em maior temperatura tiveram uma diminuição em sua resistência em comparação com as amostras não imersas. Polymeric composites can be defined as the combination of two or more materials that are reinforcing elements joined by a polymeric matrix. This junction must exhibit a significant proportion of the material properties. The AA 2024-T3 aluminum alloy is used in several structural segments of aircraft. These components act exposed to very aggressive environmental conditions, suffering degradation and corrosion processes directly affecting their performance, often requiring treatments surface to increase your resistance. One of the interests of studies and industries in the aeronautical sector is the possibility of joining these, for the purpose of repair and formation of new structures. This work aims to perform different conditions of the anodization process, varying the parameters of potential and time for obtaining hybrid AA 2024 alloy with PEI/fiberglass composite by the OFW method (oxy fuel), and the influence of the anodization process on its properties, being characterized by electrochemical techniques, roughness, wettability and measurement of the thickness of its layer. After the welding process, the joints were subjected to the Lap Shear test to verify their mechanical strength (MPa), with the results of the test and through planning (factorial) 22 it was possible to find the best anodizing condition, being 10V/20min, resulting in a resistance of 14 MPa. Subsequently, the samples in the best condition were subjected to a hygrothermal environmental conditioning test, being immersed in synthetic seawater at different temperatures (30ºC and 60ºC), after being immersed, Lap Shear and ILSS tests were performed to verify their resistance to the degradation/corrosion process. The samples in the best condition showed better corrosion resistance and greater mechanical resistance, and this aspect was proven by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). When immersed in saline solution it was found that samples immersed at higher temperature had a decrease in their strength compared to non-immersed samples. CAPES: 001

Este trabalho investigou os benefícios gerados pelo curto-circuito controlado (CCC) do processo de soldagem Regulated Metal Deposition (RMD) em relação ao processo Pulsed Gas Metal Arc Welding (GMAW-P) quanto à aplicação de revestimentos anticorrosivos sobre aços de baixo-carbono. O estudo foi feito através de um comparativo entre processos, para tal, foram mantidos os valores de velocidade de arame, insumos e se trabalhou com velocidades de soldagem em faixas próximas sem comprometer a estabilidade do processo. Foram avaliados os aspectos visuais e geométricos dos depósitos através da análise macrográfica de corpos-de-prova e cálculo dos níveis de diluição impostos pelos processos, além de aspectos econômicos. Foram obtidos como resultados que o RMD apresentou um melhor acabamento de cordão, produziu uma área fundida menor com proporcional diluição sendo em torno de 8% a menos de metal base diluído, empregou menores quantidades de calor com leve inclinação para uma taxa de deposição de 7% a mais de metal depositado. Por fim, o RMD apresentou maior simplicidade operacional e menor consumo de energia.

O presente trabalho visa avaliar as propriedades metalúrgicas das zonas fundidas e da zona afeta pelo calor (ZAC) em união dissimilar ASME SA – 213 TP 316L e ASME SA – 790 S32205. O aço inoxidável Duplex e o metal de adição selecionados apresentam classificação AWS 309MoL. Para soldagem dos corpos de provas foi realizado o processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas). Durante todo o processo foi utilizado o gás Argônio como gás de purga e foi feito controle da energia de soldagem entre a primeira e a segunda camada de solda. A junta dissimilar foi caracterizada por ensaio de macro e micrografia, ensaios de dureza e ensaio de corrosão por pite em meio de NaCl. Os resultados macrográficos mostram que a junta soldada teve uma diluição de 44%. Este valor é expressivo para as juntas soldadas em aços inoxidáveis porque pode afetar as suas propriedades metalúrgicas. As microestruturas na ZAC e na zona fundida próximas ao aço apresentam morfologias típicas de austenita de Widmannstätten e austenitas alotriomorfas. Os ensaios de corrosão por pite mostram que o metal de solda apresenta um potencial de corrosão maior que os metais de base.

Outra No setor de óleo e gás o custo de instalação da infraestrutura para escoamento da produção realizadas longe da costa terrestre é considerada uma variável importante na tomada de decisão da viabilidade econômica de projetos. Neste trabalho realizou-se a soldagem pelo processo com arame sólido com proteção gasosa (GMAW) de tubos de materiais de alta resistência e baixa liga (ARBL) do tipo API 5L X70 e X65 revestidos com superliga a base de níquel visando a avaliação dos efeitos de uma temperatura interpasse menos restritiva para que a união soldada seja realizada de maneira mais ininterrupta possível. As seguintes temperaturas interpasse foram estudadas para cada material: para os tubos API 5L X70 temperaturas interpasses de 300° C, 389°C e 438° C e para o API 5L X65 revestido com superliga a base de níquel com 307° C, 370°C e 412° C. Para cada condição testou-se as juntas através de ensaio de tração, impacto charpy, dureza, corrosão e análise microestrutural. Com o aumento da temperatura interpasse as análises microestruturais mostraram uma alteração na morfologia do constituinte martensitaaustenita (M-A) da zona termicamente afetada (ZTA) de grão grosseiros e reaquecidos intercriticamente para ambos os materiais estudados, tornando-se do tipo massivo. No entanto, apenas para a temperatura interpasse de 412° C para os tubos API 5L X65 revestido com superliga a base de níquel que ocorreu uma diminuição da tenacidade da ZTA medida pelo ensaio de impacto charpy. Para os ensaios de tração, dureza e corrosão o aumento de temperatura interpasse pouco alterou os resultados. Com base nesses resultados, considerou-se viável um aumento da temperatura interpasse até pelos 370° C durante a soldagem GMAW usando o aporte de calor adotado. Esta é uma temperatura que se adotada pode reduzir os custos devido a diminuição do tempo total de soldagem em aproximadamente três minutos por junta para tubos ARBL. ANP) – 2016/00335-0

Submitted by Fernando Arenas Jabur (fernando.jabur@unesp.br) on 2022-05-06T19:50:13Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO FERNANDO JABUR REV BANCA.pdf: 3099695 bytes, checksum: 2c02d34c2e88703d7f5af915aa3a452e (MD5) Approved for entry into archive by Raiane da Silva Santos (raiane.santos@unesp.br) on 2022-06-03T19:37:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 jabur_fa_me_ilha.pdf: 3156743 bytes, checksum: 8c08c218271ff84b12b0fb13cace65e3 (MD5) Made available in DSpace on 2022-06-03T19:37:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 jabur_fa_me_ilha.pdf: 3156743 bytes, checksum: 8c08c218271ff84b12b0fb13cace65e3 (MD5) Previous issue date: 2022-04-01 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) As constantes mudanças no cenário global, tanto do ponto de vista econômico quanto tecnológico, forçam uma busca igualmente constante pelo aperfeiçoamento de materiais e processos de fabricação. Dentro desse escopo, destacam-se as superligas, como por exemplo as ligas de níquel: Hastelloy, Inconel, Monel, Incolloy e Nimonic. Essas ligas apresentam uma ou mais propriedades muito acima das ligas convencionais como os aços carbono, aços ferramenta e os aços inoxidáveis. A principal aplicação dessas ligas encontra-se nas indústrias aeroespacial, nuclear, petroquímica, naval e automotiva. A soldagem laser das ligas de níquel, cuja característica é a alta taxa de resfriamento, pode gerar uma microestrutura com alta fração volumétrica de compostos interdendríticos deletéreis, e assim, comprometendo suas características de boa resistência mecânica e resistência à corrosão. O presente trabalho tem como objetivo analisar uma junta de topo soldada com laser Nd:YAG pulsado, na condição autógena, da superliga de níquel Inconel 625, condição presente em muitas situações da indústria química e petroquímica. As soldagens foram realizadas em juntas topo e sem abertura de raiz. A potência de pico, a frequência do pulso e a velocidade de soldagem foram fixadas em 2kW, 9Hz e 1mm/s, respectivamente. A largura temporal do pulso variou de 3,5 ms a 7,5 ms. Dessa forma, as juntas soldadas foram obtidas com energia do pulso de 7J, 8J, 9J, 10J, 11J, 12J, 13J, 14J e 15J. Utilizou-se argônio puro como gás de proteção, com vazão de 15l/min. Foram realizadas análises macrográficas e micrográficas da junta soldada através de microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura. Foram realizados ensaios mecânicos de tração e microdureza Vickers. Os resultados mostraram que a soldagem da liga de níquel Inconel 625 com laser Nd:YAG pulsado gera uma microestrutura com alta fração volumétrica de compostos interdenditricos. A zona termicamente afetada apresentou dimensões muito reduzidas, característica da soldagem laser. As juntas obtidas com energia do pulso de 7J, 8J e 9J romperam no metal de solda enquanto as demais amostras romperam no metal base. Os ensaios de microdureza Vickers mostraram um aumento da dureza na região do metal de solda. As a result of the constant changes in the global scenario, set by both economic and technological points of view, demand an equally constant search to improve materials and manufacturing processes. Within this scope, the superalloys stand out, such as nickel alloys: Hastelloy, Inconel, Monel, Incolloy and Nimonic. These alloys have one or more properties far above conventional alloys such as carbon steels, hard steels and stainless steels. The main application of these alloys is in the aerospace, nuclear, petrochemical, naval and automotive industries. The laser welding of nickel alloys, whose characteristic is the high cooling rate, can generate a microstructure with high volumetric fraction of deleterious interdendritic compounds, and thus compromising their characteristics of good mechanical resistance and corrosion resistance. The present work is focused on analyze a top joint welded with Nd:YAG pulsed laser, in the autogenous condition, of the nickel super alloy Inconel 625, a condition present in many situations of the chemical and petrochemical industry. The weldments were performed in square butt joints. Peak power, pulse frequency and welding speed were set at 2kW, 9Hz and 1mm/s, respectively. The temporal width of the pulse was ranged from 3.5 ms to 7.5 ms. Therefore, pulse energy deployed at the welded joints were set at 7J, 8J, 9J, 10J, 11J, 12J, 13J, 14J and 15J. Pure argon was used as a protective gas, with a flow rate of 15l/min. Macrographic and micrographic analyses of the welded joint were performed by optical microscopy and scanning electron microscopy. Mechanical tensile and Vickers microhardness tests were performed. The results showed that the welding of the nickel alloy Inconel 625 with pulsed Nd:YAG laser generates a microstructure with high volumetric fraction of interdenditeric compounds. The thermally affected zone presented very reduced dimensions, characteristic of laser welding. The joints obtained with pulse energy of 7J, 8J and 9J had their failure in the weld metal while the other samples ruptured in the base metal. Vickers microhardness tests showed an increase in hardness in the weld metal region. CAPES: 88882.433530/2019-01 CAPES: 001

A indústria automobilística atualmente aceita, segundo a DIN EN ISO 5817, 2014, que o espaçamento entre juntas soldadas pelo processo MIG/MAG seja de 0,2 mm + 0,07x a espessura do metal de base de menor espessura. Porém, durante a realização do processo, industrialmente, parte da produção deve passar por processos de retrabalho que impactam negativamente tanto no que relaciona aos custos quanto no tempo de produção dos automóveis. O presente trabalho estuda o impacto do espaçamento entre as chapas dissimilares largamente empregadas nas estruturas das carrocerias de automóveis. Estudou-se os aços 22MnB5 (DIN EN 10083-3) produzidos por Hot Stamping e o HX 340 LAD (DIN EN 10346), produzidas por laminação a frio. Corpos de provas submetidos à soldagem MIG/MAG com corrente constante de 128,0 A, velocidade de soldagem constante de 7,6 m.min-1 e tensão de soldagem constante de 19,1 V em robô para execução da soldagem marca KUKA VKRC4 com seis eixos com uma garantia de repetitividade de 0,06mm. As amostras foram estudadas com espaçamento de 0,12 mm; 0,36 mm; 0,48 mm; 0,60 mm; 0,78 mm além daqueles corpos de prova de controle onde o espaçamento foi nulo. Por meio de ensaios mecânicos em dobramento a 90°, líquido penetrante e macrografia comprovaram que independente dos espaçamentos impostos às juntas soldadas, a integridade das juntas soldadas são mantidas. Os ensaios por líquidos penetrantes realizados após os ensaios de dobramento apresentaram juntas integras sem a presença de trincas e fissuras na região de solda.

espanolResumen La industria metalurgica, especialmente los procesos de soldadura, es una de las mas activas economicamente en el mundo. La transformacion y la union de piezas metalicas se utilizan en muchas actividades laborales, por ejemplo, la construccion. La soldadura utiliza diferentes mezclas metalicas para realizar la union a traves de diversos procesos. El mayor riesgo quimico asociado con la soldadura es la emision de humos metalicos, que entran al cuerpo principalmente a traves del sistema respiratorio, produciendo efectos en todos los sistemas del cuerpo humano. Por lo tanto, se necesitan estudios para apoyar el control de las exposiciones a estos productos quimicos en el lugar de trabajo, asi como la limitacion de las emisiones al medio ambiente, por parte de los gobiernos, los empleadores y los trabajadores. En realidad, la investigacion, la innovacion, el desarrollo y el uso de productos quimicos es muy rapido, especialmente en la soldadura donde se utilizan nuevas mezclas o aleaciones metalicas todos los dias. Sin embargo, el conocimiento de los efectos de estos productos quimicos no esta en la misma velocidad. Esta revision pretende hacer una recopilacion de investigaciones sobre los ultimos 20 anos sobre la exposicion de metales pesados por inhalacion de humos metalicos, haciendo hincapie en una descripcion de los metales mas utilizados en la soldadura, su relacion con el estres oxidativo y efectos en la salud. EnglishAbstract Metalworking industry, especially welding processes, is one of the most economically active in the world. Transformation and joining of metal parts are used in many labor activities, such as construction. Welding uses different metal mixtures to carry out bonding through various processes. The greatest chemical risk associated with welding is the emission of metallic fumes, which enter the body mainly through the respiratory system, producing effects in all systems of the human body. Therefore, studies are needed to support the control of exposures to these chemicals in the workplace, as well as the limitation of emissions to the environment, by governments, employers, and workers. Research, innovation, development and use of chemicals advance very fast, especially in welding where new mixtures or metal alloys are used every day. However, knowledge of the effects of these chemicals does not advance at the same speed. This review intends to make a compilation of investigations on the last 20 years about exposition of heavy metals by inhalation of metallic fumes, emphasizing a description of the most used metals in welding, and its relationship with oxidative stress and health effects. portuguesResumo A industria metalurgica, especialmente os processos de soldagem, e uma das mais ativas economicamente no mundo. A transformacao e a juncao de pecas metalicas sao utilizadas em muitas atividades laborais, por exemplo, na construcao. A soldagem utiliza diferentes ligas metalicas para fazer a juncao atraves de muitos processos. O maior risco quimico associado com a soldagem e a emissao de fumos metalicos, que entram ao corpo principalmente atraves do sistema respiratorio, produzindo efeitos em todos os sistemas do corpo humano. Por conseguinte, sao requeridos estudos para apoiar o controle das exposicoes a esses produtos quimicos no lugar do trabalho, bem como a limitacao das emissoes ao medio ambiente, por parte dos governos, os empregadores e os trabalhadores. Na verdade, a pesquisa, a inovacao, o desenvolvimento e o uso de produtos quimicos e muito rapido, especialmente na soldagem onde precisam novas misturas ou ligas metalicas tudo tempo. No entanto, o conhecimento dos efeitos destes produtos quimicos nao esta na mesma velocidade. Esta revisao pretende fazer uma compilacao das pesquisas sobre os ultimos 20 anos sobre a exposicao de metais pesados por inalacao de fumos metalicos, enfatizando numa descricao dos metais mais utilizados na soldagem, sua relacao com o estresse oxidativo e efeitos na saude.

Submitted by Rafael Resende Lucas (rresendelucas@gmail.com) on 2022-04-30T17:25:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Rafael_Resende_Lucas.pdf: 2628413 bytes, checksum: 7da7d5ecd5c496c5b529a387405a5760 (MD5) Approved for entry into archive by Luciana Máximo (luciana.maximo@unesp.br) on 2022-05-04T19:14:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lucas_rr_me_guara.pdf: 2628413 bytes, checksum: 7da7d5ecd5c496c5b529a387405a5760 (MD5) Made available in DSpace on 2022-05-04T19:14:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lucas_rr_me_guara.pdf: 2628413 bytes, checksum: 7da7d5ecd5c496c5b529a387405a5760 (MD5) Previous issue date: 2022-03-07 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O desenvolvimento de processos que visam a união de materiais dissimilares, são de extrema importância para a soberania tecnológica nacional, pois permite o desenvolvimento de equipamentos dos mais diversos tipos com alto valor agregado. Para isto, torna-se necessária a criação e aplicação de processos avançados de tratamentos superficiais, manufatura, manutenção e união de materiais. Neste estudo, o processo de oxidação a plasma (PEO – Plasma Electrolytic Oxidation) foi empregado para produzir sobre a liga AA2024-T3, filmes óxidos, com a premissa de melhorar a adesão superficial com o compósito termoplástico PEI/Fibra de vidro, a partir do processo de união por soldagem (OFW- Oxi Fuel Welding) com gás GLP (Gás Liquefeito de Petróleo) e oxi-acetilênica. Para a possibilidade de otimização do processo da união, foi aplicado neste estudo um planejamento experimental (fatorial) 22, tendo como variáveis o potencial aplicado e o tempo do processo de oxidação a plasma, sendo a variável resposta tensão de cisalhamento (MPa), obtida a partir do ensaio de Lap Shear Strength (LSS). Com a utilização de caracterizações de MEV/EDS dos revestimentos obtidos via PEO, constatou-se que estes são constituídos de óxidos (Al2O3 – majoritariamente) com incrementos de elementos tanto da liga tratada (como Si, Mg, Mn, Cu) quanto do eletrólito (Na, P, Si), com morfologia distinta, como microestruturas agulhadas tipo mulita, protuberâncias esféricas isoladas e uma superfície esponjosa. Seguindo a norma NBR 12611:2006, para avaliar a espessura dos revestimentos por microscopia óptica contatou-se que, em média o valor foi de ~93,0 µm. A partir do ensaio eletroquímico potenciodinâmico, observa-se que, os revestimentos forneceram a liga maior resistência a corrosão, como taxa de corrosão (mm/ano) em no mínimo 3,2 vezes menor. Em média, os valores de tensão de cisalhamento variaram entre 2,6 a 8,5 MPa para soldagem com GLP e 2,5 a 7,3 MPa para soldagem oxi-acetilênica. A partir da análise ANOVA (análise de variância), verificou-se que os modelos elaborados abrangiam apenas entre 13,02 a 29,91% de toda a variabilidade do processo de tratamento superficial a plasma. Pode-se inferir que o teor de Si no revestimento tenha aumentado a fragilidade da junta, quando submetida a forças de cisalhamento. The development of processes that aim to joined dissimilar materials are extremely important for national technological sovereignty, as it allows the development of equipment of the most diverse types with high added value. For this, it becomes necessary to create and apply advanced processes of surface treatments, manufacture, maintenance and joining of materials. In this work, the plasma oxidation process (PEO – Plasma Electrolytic Oxidation) was used to produce oxide films on AA2024-T3, to improve the surface adhesion with the PEI/Fiberglass thermoplastic composite, from the process of joining by welding (OFW - Oxy Fuel Welding) with LPG (Liquefied Petroleum Gas) and oxyacetylene gas. For the possibility of optimizing the joining process, an experimental design (factorial) 22 was applied in this study, having as variables the voltage and the time of the plasma oxidation process, being the shear stress response variable (MPa), obtained from the Lap Shear Strength (LSS) test. Using SEM/EDS characterizations of the coatings obtained via PEO, it was found that they are made up of oxides (Al2O3 - mostly) with increments of elements both from the treated alloy (such as Si, Mg, Mn, Cu) and from the electrolyte ( Na, P, Si), with distinctive morphology, such as mullite microstructures, isolated spherical protuberances and a spongy surface. Following the NBR 12611:2006 standard, to evaluate the thickness of the coatings by optical microscopy, it was found that, on average, the value was ~93.0 µm. From the potentiodynamic electrochemical test, it’s observed that the coatings provided the alloy with greater corrosion resistance, as a corrosion rate (mm/year) at least 3.2x lower. On average, the shear stress values ranged from 2.6 to 8.5 MPa for LPG welding and 2.5 to 7.3 MPa for oxyacetylene welding. From the ANOVA (analysis of variance), it was verified that the models elaborated covered only between 13.02 and 29.91% of all the variability of the plasma surface treatment process. It can be inferred that the Si content in the coating increased the joint fragility when subjected to shear forces. CNPq: 131822/2020-9 CAPES: 001

O processo de manufatura aditiva a arco elétrico com arame alimentado utiliza materiais metálicos para depositar as camadas por meio da fusão e solidificação, e tem se mostrado um processo de manufatura atrativo para peças de médio e grande porte devido a altas taxa de deposição e o tamanho potencialmente ilimitado das peças produzidas. Dentre as fontes de calor disponíveis encontra-se o processo de soldagem GTAW, onde o calor provém do arco elétrico. Com relação ao eixo do arco elétrico estacionário, a sua seção longitudinal tem a forma de sino e a seção transversal tem a forma circular. Nesta pesquisa foi desenvolvido um dispositivo eletromagnético que realiza simultaneamente a constrição e a expansão do arco elétrico, sendo capaz de alterar a seção transversal de circular para elíptica, e quanto maior a corrente de excitação das bobinas maior o efeito de alongamento desta elipse. O dispositivo possibilita reorientar a elipse eletricamente com defasagem de 90°, sem a necessidade de movimento mecânico ou remontagem, apenas invertendo a alimentação das bobinas. Durante o desenvolvimento foi realizada a filmagem do perfil do arco elétrico e analisada a geometria dos cordões sobre chapa, que comprovaram que a alteração de forma do arco elétrico é refletida na geometria dos cordões de solda. Ao posicionar o maior comprimento da elipse paralelo ao sentido de soldagem, maior é a penetração e menor é a largura do cordão de solda. Por outro lado, com o maior comprimento da elipse perpendicular ao sentido de soldagem, menor é a penetração e maior é a largura do cordão. O aumento da corrente de excitação das bobinas resulta em uma diminuição da área do arco elétrico, possibilitando o aumento da densidade de corrente e o aumento da concentração de calor. Posteriormente foi aplicado este dispositivo eletromagnético na manufatura aditiva, utilizando o processo GTAW com arame de aço inoxidável alimentado, e obteve-se um aumento da altura das paredes depositadas devido a alteração de forma do arco elétrico, somado a uma maior taxa de deposição e menor temperatura entre as camadas, o que resultou em menores espaçamentos dendríticos na microestrutura. O dispositivo eletromagnético realiza a alteração da forma do arco elétrico, com isso melhora a controlabilidade da poça de fusão e possibilita depositar diferentes geometrias de cordão com maior precisão geométrica. The wire arc additive manufacturing process uses metallic materials to deposit the layers through melting and solidification, and that have proved to be an attractive manufacturing process for medium and large parts due to the high deposition rate and potentially unlimited building size. Among the available heat sources is the GTAW process, where the heat source comes from the electric arc. With reference to the electric arc axis without movement, the longitudinal section is bell-shaped and the cross section is circular. In this research, an electromagnetic device was developed that performs the simultaneous arc' constriction and expansion and was able to change the electric arc cross section from circular to elliptical, and the greater the coil excitation current, the greater the ellipse elongation effect. The device makes it possible to reorient the ellipse and shift it by 90° electrically, without mechanical movement or reassembly, just by inverting the supply to the coils. The electric arc shape was recorded and the geometry of the bead on plate was analyzed, which proved that the change in electric arc shape was reflected in the geometry of the weld bead. When placing the longest length of the ellipse parallel to the welding direction, the greater the penetration and the smaller the width of the weld bead. When placing the longest length of the ellipse perpendicular to the welding direction, the lower the penetration and the greater the width of the bead. The increase in the coil excitation current results in a decrease in the electric arc area, making it possible to increase the current density and increase the heat intensity. This electromagnetic device was applied in additive manufacturing, using the GTAW process with fed wire, an increase in the height of the deposited walls was obtained due to a change in the electric arc shape, added to a higher deposition rate and lower temperature between the layers which resulted in smaller dendritic arm spacings. The electromagnetic device changes the electric arc shape, thereby improving the controllability of the weld pool and making it possible to deposit different bead geometries with greater geometric precision.

Simulations using the finite element method (FEM) were done to understand the effects of heating/cooling rates on the distribution of residual stresses. Two material parameters from rails were used while the boundary conditions remained constant: heat-affected zone size, maximum temperature and heating extraction rate. To complement the analysis, a flash-butt weld of a Premium rail was done with welding parameters adjusted to obtain a narrow HAZ, without forced cooling, to examine the microstructure formed in the critical regions in the web and the edge of the rail foot. The results showed that there was a concentration of vertical residual stresses in the web region, while the presence of horizontal compression residual stresses was mostly superficial in the rail head region. The main result from the simulation sets was that when using two simulation parameters with similar materials (rails) substantially different results were obtained. Metallographic examinations showed that there was no presence of acicular microconstituents (martensite/bainite). In the rail web, proeutectoid ferrite was observed in the central region, cementite in a previous austenitic grain boundary, in the region that reached temperatures close to AC3, and almost complete spheroidization in the region of maximum spheroidization. In contrast, in the rail foot edge region, there was a completely pearlitic microstructure, in the central region and in the zone that reached temperatures close to AC3, and a lower volume of spheroidization in the region where maximum spheroidization is typically observed, probably due to the higher cooling rate in this region. Resumo Simulações pelo método dos elementos finitos (MEF) foram realizadas para entender os efeitos das taxas de aquecimento/resfriamento na distribuição de tensões residuais. Dois parâmetros de material dos trilhos foram usados, enquanto as condições de contorno permaneceram constantes: tamanho da zona afetada pelo calor, temperatura máxima e taxa de extração de aquecimento. Para complementar a análise, foi realizada uma solda de topo por centelhamento de um trilho Premium com parâmetros de soldagem ajustado para obter uma baixa extensão de zona afetada pelo calor, sem resfriamento forçado, para examinar a microestrutura formada nas regiões críticas na alma e no extremo do patim. Os resultados mostraram que houve concentração de tensões residuais verticais na região da alma, enquanto a presença de tensão residual de compressão no sentido horizontal foi predominantemente superficial na região do trilho superior. Ao usar dois parâmetros de simulação de materiais semelhantes (trilhos), os resultados foram substancialmente diferentes. Os exames metalográficos mostraram que não havia presença de microconstituintes aciculares (martensita/bainita). Além disso, foi observada ferrita pro-eutetóide na região central, cementita em contorno de grão austenítico prévio na região próxima a AC3 e esferoidização quase completa na região de sítio de esferoidização máxima da alma. Em contrapartida, na região do extremo do patim, apresentou microestrutura completamente perlítica na região central e próxima a AC3 e menor volume de esferoidização na região de máxima esferoidização, provavelmente devido à maior taxa de resfriamento nesta região.

Este estudo avaliou as propriedades mecânicas e metalúrgicas de uma junta de topo soldada em tubulação de aço API 5L X65, aço microligado, amplamente utilizado na indústria offshore. O procedimento inicia com o revestimento (cladding) da região a ser soldada e vizinhança com metal de adição, através do processo de soldagem TIG que também é utilizado nos diferentes passes de raiz. O revestimento da junta soldada foi realizado pelo processo SMAW. Esses procedimentos de soldagem foram avaliados com a utilização de corpos de prova, submetidos a ensaios mecânicos e metalúrgicos requeridos por normas aplicáveis à indústria offshore. Adicionalmente, foram realizados ensaios complementares, relacionados ao tamanho de grão austenítico na Zona Termicamente Afetada (ZTA) e Zona de Fusão (ZF). Concluiu-se que o procedimento de soldagem utilizado pode ser largamente aplicado na indústria, sem comprometimento significativo do metal base, ZTA e ZF, minimizando a necessidade de tratamentos térmicos posteriores. Palavras-chave: Soldagem. Cladeamento. Microligado.

Resumo A Organização das Nações Unidas (ONU) é formada por 193 países e possui desafios relacionados à melhoria da qualidade de vida. Em 2015, líderes internacionais concordaram em implementar 17 objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS), direcionados a países de baixa e média renda. Isto deve garantir, até 2030, que os habitantes vivenciem um maior nível de paz e prosperidade. Cada país da ONU deve medir seu progresso anualmente para monitorar os indicadores de cada ODS. A Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e a Associação Brasileira de Soldagem (ABS) recentemente aceitaram o desafio de mostrar como a indústria da soldagem é capaz de contribuir para a melhoria do progresso do Brasil em atingir os 17 ODS. Este documento apresenta como a UFU, a ABS e a indústria de soldagem podem contribuir positivamente para atingir os ODS e melhorar a qualidade de vida do brasileiro. Futuramente, é de interesse da UFU e da ABS traçar estratégias de benefício mútuo e planos de ação com o apoio do governo brasileiro e da indústria com o intuito de atingir um progresso significativo em áreas nas quais seus membros são especialistas. Abstract The United Nations (UN) is made up of 193 countries and has challenges related to improving the quality of life. In 2015, international leaders agreed to implement 17 Sustainable Development Goals (SDGs), targeted at low and middle-income countries. This should ensure, by 2030, that the population experiences a greater level of peace and prosperity. Each UN country must measure its progress annually to monitor the indicators for each SDG. The Uberlandia Federal University (UFU) and the Brazilian Welding Association (ABS) recently accepted the challenge of showing how the welding industry is able to contribute to improving Brazil's progress towards achieving the 17 SDGs. This document presents how UFU, ABS and the welding industry can contribute positively to achieving the SDGs and improving the quality of life for Brazilians. In the future, it is in the interest of UFU and ABS to outline mutually beneficial strategies and action plans with the support of the Brazilian government and industry in order to achieve significant progress in areas in which its members are experts.

This study analysed the integrity of welded joints of a UNS S32205 duplex stainless steel, using different welding energies: 0.5 kJ.mm-1, 1.0 kJ.mm-1, and 3.5 kJ.mm-1. Microstructural characterisation, tensile testing, intergranular attack susceptibility testing (ASTM A262 practice A) and pitting/crevice corrosion resistance tests (critical pitting temperature test, ASTM G48 practice C) were performed in these welded joints. The results showed that the tensile properties of the welded joints did not vary significantly with the welding energy. The microstructure's ferrite content in the molten zone (MZ) was proportional to the welding energy: the ferrite concentration in the 0.5 kJ.mm-1 weldings was approximately 75%. When the welding energy increased to 3.5 kJ.mm-1, the amount of ferrite dropped to 54%. The 3.5 kJ.mm-1 welded joint featured a comparatively higher proportion of coarser austenite grains. The HAZ of the 3.5 kJ.mm-1 welded joint was comparatively more susceptible to the intergranular attack along the α/γ interfaces, while in the base metal and the other two welded joints, the intergranular attack along the α/γ interfaces was not prominent. Additionally, the pitting corrosion took place preferentially in the ferrite phase of the HAZ for all welding conditions.

Resumo: O processo de soldagem é um método de união de materiais metálicos por meio do aquecimento até uma temperatura adequada. Esse processo é crucial na manufatura de diversos componentes, desde a microeletrônica até componentes estruturais de máquinas pesadas. Com o advento da automação industrial, houve o início da utilização de robôs de solda na indústria, visando uma maior produtividade, qualidade e acuracidade do processo. A partir do século XXI, com a chegada da Indústria 4.0, é possível enxergar novas oportunidades de melhoria no processo de solda, tais como a introdução do sistema CPS (Cyber Physical System), a realidade aumentada e a realidade virtual. Tais técnicas permitem não só a automatização da operação de soldagem, mas também um maior controle do processo, cruzando informações do método planejado com a operação real de modo dinâmico e adaptativo. Nesse contexto de diversificado portifólio de tecnologias usadas no processo de soldagem, o presente trabalho se propõe a realizar uma revisão da literatura com o objetivo de mapear as principais evoluções tecnológicas da automação dos processos de soldagem a arco nos últimos anos. Abstract: Welding is a method of joining metallic materials by heating them until an appropriate temperature. This process is crucial for the manufacturing of several components, from microelectronics to structural components of heavy machinery. With the advent of industrial automation, welding robots were developed and implemented in industry, aiming to increase productivity, quality, and accuracy of the process. With the dawning of the 21st century and arrival of Industry 4.0, new opportunities for improvement in the welding process arose, such as the Cyber Physical Systems – CPS, augmented reality, and virtual reality. These techniques go beyond the welding operation automation, by providing greater control of the process control, crossing information of the planned method with the actual operation, in a dynamic and adaptive way. In this context of manifold welding technologies, the present work carries out a literature review with the objective of mapping the main technological developments of arc welding automation over time.

Welded steel joints may suffer from one of the most serious defects ever identified by the scientific community: the Hydrogen-Induced Cracking (HIC), which commonly occurs in the Heat-Affected Zone (HAZ). Although new researches provided a better control of the issue in the HAZ through a wider understanding of the problem and the development of preventive practices, it did not prevent the migration of the phenomenon to the Weld Metal (WM), particularly in High Strength Low Alloy (HSLA) steels. Amon Thé variou métodos use too asses Thé asses off Wald metal. too Thé HIC fenômeno, Thé G-BOP (Ágape Bread-no-Plate) test., deu too its simplicista and. ló cost., hás bens Fidel use. Howe ver, Howe ver Thé Howe ver off Thé espécimes até 50.8 mm and. nota controlem Thé diluto off Thé base metal in Thé Wald metal are its major limitativos. Too contributo too Thé contributo off Thé standard G-BOP test. metodólogo, Reading Thé Howe ver off Thé bocks use and. gratear controle off Thé dilution, this work has as main objective to analyze and compare two different block configurations with the standard model of the G-BOP test. A 31 x 22 fatorial design das use in Thé experimental das in ordem too ordem Thé individual influencie off fax off Thé varria-lhes, as bell as Thé interaciona betem tem no Thé test. resultas. As influencing variables, three configurations of the blocks, two types of filler metal and two compositions of the shielding gas were evaluated. The response variables are the percentage of cracks in the weld metal, the rate of cooling of the weld metal and the estimation of residual stresses. The results were subjected to analysis of variance and validated for a 90% confidence level. A finite element method (FEM) analysis was performed in order to study and compare the thermal cycles and residual stress levels developed in two different block configurations. The results showed that the variants proposed for the G-BOP test induced the formation of cracks, demonstrated a satisfactory accuracy among the evaluated results, did not influence the susceptibility of weld metals to hydrogen-induced cracking and show promise for application by the G-BOP test. Also, it was identified that the FEM may contribute greatly in the evaluation and comparison of the two G-BOP test variants analyzed. Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq As juntas soldadas de aço podem sofrer um dos mais graves defeitos já identificados pela comunidade científica: as Trincas Induzidas por Hidrogênio (TIH), que comumente ocorre na Zona Afetada pelo Calor (ZAC). Embora novas pesquisas tenham proporcionado um melhor controle do problema na ZAC, através de uma compreensão mais ampla do problema e do desenvolvimento de práticas preventivas, elas não impediram a migração do fenômeno para o Metal de Solda (MS), particularmente em juntas de Aços de Alta Resistência e Baixa Liga (ARBL). Dentre os diversos métodos utilizados para avaliar a susceptibilidade dos metais de solda ao fenômeno das TIH, o teste G-BOP (Gapped Bead-on-Plate), por sua simplicidade e baixo custo, tem sido amplamente utilizado. No entanto, padronizar a espessura dos corpos de prova em 50,8 mm e não controlar a diluição do metal base no metal de solda são suas principais limitações. Para contribuir com a flexibilidade da metodologia de teste padrão do G-BOP, no que diz respeito à espessura dos blocos utilizados e maior controle da diluição, este trabalho tem como objetivo principal analisar e comparar duas configurações de blocos diferentes com o modelo padrão do Teste G-BOP. No desenvolvimento experimental foi utilizado um planejamento fatorial 31 x 22 para identificar a influência individual de cada uma das variáveis, bem como a interação entre elas nos resultados dos testes. Como variáveis de influência, foram avaliadas três configurações dos blocos, dois tipos de metal de adição e duas composições do gás de proteção. As variáveis de resposta são a porcentagem de trincas no metal de solda, a taxa de resfriamento do metal de solda e a estimativa de tensões residuais. Os resultados foram submetidos à análise de variância e validados para um nível de confiança de 90%. Uma análise do método de elementos finitos (FEM) foi realizada a fim de estudar e comparar os ciclos térmicos e os níveis de tensão residual desenvolvidos em duas configurações de blocos diferentes. Os resultados mostraram que as variantes propostas para o teste G-BOP induziram a formação de trincas, demonstraram uma acurácia satisfatória entre os resultados avaliados, não influenciaram na susceptibilidade dos metais de solda à trinca induzida por hidrogênio e são promissores para aplicação pelo Teste G-BOP. Além disso, foi identificado que o MEF pode contribuir muito na avaliação e comparação das duas variantes do teste G-BOP analisadas.

Resumo: Esta pesquisa tratou da aplicação do processo Hybrid Friction Stir Welding na soldagem dissimilar alumínio-aço com a utilização de uma fonte de pré-aquecimento por plasma, com o objetivo de caracterizar o fluxo de material. Foram realizadas juntas soldadas a topo do aço carbono SAE 1020 e da liga de alumínio 5052 H34 com 3 mm de espessura utilizando um cabeçote desenvolvido especialmente para essa aplicação, que foi adaptado a um robô antropomórfico COMAU NJ5000 de 6 graus de liberdade e capacidade de 500 kg. O offset foi mantido em zero, ou seja, a ferramenta foi inserida na interface de soldagem. O pré-aquecimento das amostras foi realizado pela adaptação de uma máquina de corte a plasma, em que a temperatura e a corrente foram variadas em: 0 °C (sem pré-aquecimento), 250 °C (40 A), 350 °C (50 A) e 450 °C (60 A). A caracterização microestrutural foi realizada por meio de microscopia óptica e eletrônica de varredura e por difração de raios X (DRX). Durante as análises metalográficas foi identificada e caracterizada a formação de uma região altamente deformada na parte superior das amostras submetidas ao pré-aquecimento, definida neste trabalho como “cabeça”. Esta região proporciona um aumento na resistência mecânica do material, e será tão grande quanto maior for o aporte de calor no lado de avanço. O fluxo de material foi identificado e foi possível determinar quatro possíveis geometrias para a zona misturada, correlacionado com a resistência mecânica obtida e condições necessárias para se obter cada uma delas. Abstract: This research dealt with the application of the Hybrid Friction Stir Welding process in dissimilar aluminum-steel welding using a plasma preheating source, in order to characterize the material flow. In this research, welded joints were made on top of SAE 1020 carbon steel and aluminum alloy 5052 H34 with 3 mm thickness using a head specially developed for this application, which was adapted to a COMAU NJ5000 anthropomorphic robot with 6 degrees of freedom and 500 kg capacity. The offset was kept at zero, in which the tool was inserted in the welding interface. The preheating of the samples was carried out by adapting a plasma cutting machine, in which the temperature and current were varied by: 0 ° C (without preheating), 250 ° C (40 A), 350 ° C (50 A) and 450 ° C (60 A). Microstructural characterization was performed using optical and scanning electron microscopy and X-ray diffraction (XRD). During the metallographic analyzes, the formation of a highly deformed region in the upper part of the samples submitted to preheating was identified and characterized, defined in this work as "head". This region offers an increase in the mechanical strength of the material, and will be as large as the greater for the heat input on the forward side. The material flow was determined, and it was possible to determine four possible geometries for the mixed zone, correlated with the mechanical strength obtained and conditions necessary to obtain each one.

Devido ao avanço de pesquisas e desenvolvimento de novos processos de soldagem é de suma importância a investigação dos efeitos que as variáveis de entrada exercem nas variáveis de saída. Portanto, é objetivo do presente trabalho investigar a influência do gás de proteção na soldagem GMAW com transferência por curto-circuito controlado, utilizando a tecnologia STT®️ aplicada ao aço estrutural ASTM A-36. O desenvolvimento do trabalho foi estruturado por meio de um planejamento experimental que permitisse avaliar a interação das variáveis estudadas - corrente de pico, corrente de base, velocidade de alimentação, velocidade de soldagem e gás de proteção. A primeira etapa consiste em uma análise exploratória, em que foi utilizado um planejamento fatorial fracionário, de forma que os efeitos principais das variáveis de entrada pudessem ser identificados com uma menor quantidade de ensaios. Após essa análise, foi utilizado fatorial completo para modelagem das saídas, já que não foi observada curvaturas nas respostas. As soldas foram realizadas sobre chapa (bead on plate – BOP), utilizando o processo GMAW-STT®️. Para a análise das características geométricas do cordão as amostras foram preparadas valendo-se de técnicas metalográficas e, então, submetidas à macroscopia ótica. A melhor condição foi repetida em juntas de topo utilizando tanto o processo STT®️ como o GMAW convencional, para efeito de comparação. Assim, os corpos de provas soldados foram preparados para os ensaios mecânicos de tração, microdureza e medição de Largura da ZTA e Penetração em Face. A variação do gás de proteção se mostrou determinante nas propriedades geométricas da junta soldada, e o processo STT®️ apresentou resultados de tamanho de ZTA menores que o GMAW Convencional. Para a Penetração em face os dois processos apresentaram respostas muito similares. Due to the advance of research and development of new welding processes, it is important to investigate the effects that the variables of entry perform on the variables of output. Therefore, the aim of this work is to investigate the influence of the welding parameters, mainly the shielding gas, on the GMAW STT® (Surface Tension TransferTM) derivative process applied in the welding of the ASTM A-36 structural steel, and compare its results with the GMAW process. For this purpose, a design of experiments was carried out, in form to evaluate the interaction of the variables studied at all levels. In the first phase of the research, screening experiments were conducted, using fractional factorial design, to explore the main effects of the input variables with less quantity of runs. After, in the next phase of the project, a full factorial design was used to responses modeling, once it did not present curvature. The welds were made in BOP (bead on plate) using GMAW STT® welding. For the analysis of the bead geometry the test specimens were prepared by mettalography and later submitted to optical macroscopy. The optimal condition will be repeated in top joints and welded by GMAW and STT® process welding, and the welded specimens prepared for the mechanical tests of traction, microhardness, Heat Afected Zone and Penetration measurement. The variation of the protection gas was determinant at the geometrical proprieties of the welded joint, and the STT process shower smaller results of ZTA size than the conventional GMAW. As of Penetration, both processes had similar response.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais The phenomenon of cavitation on the metal surface causes erosion decaying components in operation, in particular the blades of turbines for power generation, accounting for maintenance costs and losses in electricity generation resulting from periodic stops. The blades of these turbines, particularly those manufactured by C-Mn steel (carbon - manganese) are coated by arc welding for stainless steel protective order to present more uptime or longer intervals between maintenance periods. Among the materials used to coat these blades are austenitic stainless steels, and stainless steels featured in the Co and Cobased alloys (commercially Stellites). However, the latter have a high cost. Among the welding processes applied to the coating, the technique of adding cold wire (GMAW and GMAW-CW-AF) is presented as an advantageous tender in relation to other techniques currently existing special and conventional welding. Given the context, this work seeks to study, apply and evaluate the effect of alloy and austenitic stainless steel alloys Co (CoCrMo and CoCrW) deposited by GMAW-CW for the purpose of characterization, comparison, formulation and deposition of new alloys from commercial wire correlating with resistance to mass loss. The adjustments of welding technique have focused on obtaining the manufacture of coatings suitable welding parameters. The cavitation wear resistance was evaluated according to ASTM G 32, correlating microstructure and phases by optical microscopy, SEM-EDS, chemical composition and optical emission spectrometry analyzes of the phases present by XRD. The qualities of the welded surfaces have been analyzed by visual examination and Penetrant Liguid according to standard NT (Nondestructive Testing). It was found that the coatings showed good weldability without discontinuities or defects with good surface finish. In the analysis of the coatings of cobalt, the alloy H (Stellite electrode 21 and 309LSi as cold wire) and M (Stellite 6 and 309LSi electrode as cold wire) showed good performance in resistance to cavitation in similar levels of surface roughness and hardness when compared to coatings Stellites 21 and 06, made by conventional GMAW process. O fenômeno da cavitação sobre a superfície metálica provoca à erosão que deteriora componentes em operação, em particular as pás de turbinas hidráulicas de geração de energia, sendo responsável por custos da manutenção e perdas em geração de energia elétrica decorrente das paradas periódicas. As pás dessas turbinas, em especial as fabricadas pelo aço C-Mn (carbono manganês) são revestidas por soldagem a arco por aços inoxidáveis a fim de proteção para que apresentem maior tempo de operação ou maior intervalo entre os períodos de manutenção. Entre os materiais aplicados para revestir essas pás estão os aços inoxidáveis austeníticos, e em destaque os aços inoxidáveis ao Co e as ligas à base de Co (comercialmente Stellites). No entanto, estes últimos apresentam alto custo. Entre os processos de soldagem aplicados para o revestimento, a técnica de adição de arame frio (GMAW-CW ou GMAW-AF) se apresenta como uma proposta vantajosa em relação às outras técnicas especiais de soldagem existentes atualmente e convencionais. Diante do contexto, este trabalho buscou estudar, aplicar e avaliar o efeito das ligas de aço inoxidáveis austeniticos e ligas de Co (CoCrMo e CoCrW) depositadas pelo processo GMAW-CW com a finalidade de caracterização, comparação, formulação e deposição de novas ligas a partir de arame comerciais, relacionando com a resistência à perda de massa. As adequações da técnica de soldagem têm como foco a obtenção dos parâmetros de soldagem adequados à confecção dos revestimentos. A resistência ao desgaste por cavitação foi avaliada segundo a Norma ASTM G 32, correlacionando com a microestrutura e fases por microscopia óptica, MEV-EDS, composição química por espectrometria de emissão óptica e análises das fases presentes por DRX. As qualidades das superfícies soldadas foram analisadas por análise visual e Líquido Penetrante de acordo com a norma de END (Ensaio Não Destrutivo). Verificou-se que os revestimentos apresentaram boa soldabilidade, sem descontinuidades ou defeitos, com bom acabamento superficial. Na análise dos revestimentos de cobalto, as ligas H (eletrodo Stellite 21 e 309LSi como arame frio) e M (eletrodo Stellite 6 e 309LSi como arame frio) apresentaram bom desempenho de resistência a cavitação em semelhantes níveis de rugosidade e dureza quando comparados aos revestimentos de Stellites 21 e 6, feitos pelo processo GMAW convencional. Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior This work presents a 3D computational/mathematical model to solve the heat diffusion equation with phase change, considering addition of material and complex geometry. The finite volume method was used and the computational code was implemented in C++, using Borland compiler. Experimental tests were carried out for validation of the model in question. It was used a material whose thermal properties, varying with temperature, are well known: the stainless steel AISI 304. In addition, an inverse technique based on Golden Section was implemented to estimate the heat flux supplied to the sample. Experimental temperatures were measured using thermocouples type J - in a total of 07 (seven) - all connected to the metal sheet and the Agilent 34970A datalogger. The metal had a \"V\" Groove of 45°. In this location was conducted the deposition of material on only one welding pass and the dimensions (width and height) were measured after welding. The thermal model was validated from comparisons between measured and calculated temperatures. The results were consistent and validated the computational/mathematical model proposed. An innovation presented in this work consists in the calculation and visualization of the dimensions of the welding pool during welding. The complex geometry obtained proves that more studies are needed and new models must be designed to clarify and explain the formation of welding pool during welding of metal sheet. Desenvolve-se, neste trabalho, um modelo matemático/computacional 3D (tridimensional) de difusão de calor com mudança de fase, acréscimo de material e geometria complexa. O método de volumes finitos foi implementado em linguagem C, utilizando o compilador Borland. Foram realizados testes experimentais para a validação do modelo em questão. Usou-se um material cujas propriedades térmicas, variando com a temperatura, são bem conhecidas: o aço inox AISI 304. Além do modelo direto já citado, foi implementada uma técnica inversa para o cálculo do fluxo de calor. Utilizou-se neste caso a amplamente conhecida Seção Áurea: técnica que exige uma simplificação, fluxo de calor constante ao longo do tempo de soldagem. As temperaturas na chapa foram medidas utilizando termopares do tipo J - em um total de 07 (sete) - todos ligados ao datalogger Agilent 34970A. As medições foram feitas do lado oposto à tocha de soldagem. A chapa metálica possuía um chanfro em V de 45º. Neste local foi realizada a deposição de material (reforço) em somente um passe de soldagem. As dimensões da geometria do reforço (largura e altura) foram medidas depois da realização da soldagem. Em relação aos resultados, além da comparação entre as temperaturas medidas e calculadas, foi também determinada a eficiência térmica da soldagem. Os resultados foram consistentes e validaram o modelo matemático/computacional proposto. Uma inovação apresentada neste trabalho consiste no cálculo e visualização gráfica tridimensional da poça de fusão ao longo do tempo. A complexa geometria obtida comprova que mais estudos se fazem necessários e que novos modelos devem ser concebidos para esclarecer e explicar a formação da poça de fusão durante a soldagem de chapas metálicas. Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Lourenço Correr Sobrinho Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: A soldagem é uma alternativa para a obtenção de melhor ajuste marginal de retentores metálicos de próteses fixas de três ou mais elementos aos respectivos pilares, em detrimento da fundição tipo monobloco (peça única). No entanto, há a possibilidade de defeitos nas uniões soldadas ou distorções de todo o conjunto. Embora a adaptação não esteja assegurada, as fundições tipo monobloco são vantajosas quanto à economia de tempo, resistência e durabilidade da infra-estrutura. O propósito desse estudo foi a avaliar a soldagem laser na redução do desajuste marginal de infra-estruturas fundidas em titânio comercialmente puro e titânio-alumínio-vanádio; os efeitos do ciclo de cocção da porcelana no desajuste marginal em infra-estruturas de próteses fixas fundidas em monoblocos sobre-modelo refratário, comparando os resultados com a técnica convencional de fundição de próteses fixas. Inicialmente confeccionou-se uma matriz metálica, sendo esta moldada em silicona por adição para a obtenção dos modelos de trabalho. Sobre os modelos foram encerados os padrões simulando infra-estruturas de próteses fixas, correspondendo às fundições convencionais nas duas ligas avaliadas. Para a fundição sobre-modelo, a matriz metálica foi duplicada e modelos em revestimento Rematitan Plus foram obtidos. Sobre os modelos de revestimento foram encerados os padrões simulando as infra-estruturas protéticas, sendo o conjunto padrões/modelo refratário, incluído para a realização das fundições. As infra-estruturas fundidas foram jateadas com óxido de alumínio, ajustadas internamente e acabadas por fresas. Os desajustes marginais foram medidos em microscópio mensurador (Olympus - Japão) com aumento de 50 X. Após a aplicação dos respectivos tratamentos, as infra-estruturas foram submetidas à simulação dos ciclos de cocção (bonder; opaco; corpo e; glaze). As mensurações foram realizadas após todas as fases do estudo, os dados foram tabulados e submetidos a Análise de variância com parcela subdividida e ao teste de Tukey em nível de 5% de significância. Concluiu-se que: a soldagem a laser foi eficaz na redução dos desajustes nas infra-estruturas em ambas as ligas; a etapa bonder interferiu no desajuste nas infra-estruturas Abstract: Soldering has been an alternative for achieving acceptable marginal fit of metallic crowns of 3-unit fixed frameworks to the respective abutments, in detriment of the single-piece casting. However, defects at the joined areas or distortions of the entire frame are frequent. Although adaptation can not be assured, single-piece casting presents advantages such as time saving, strength and strength of the framework. The purpose of this study was to evaluate: the laser-welding in the decrease of unfitted frameworks margins of commercially pure titanium and titanium-aluminum-vanadium alloy; the effects of the ceramic firing cycle over the unfitted frameworks margins using the method of single-piece casting using a refractory die, comparing the results with the conventional casting technique for fixed prosthodontics. Initially a metallic cast was prepared and duplicated using addition silicone for making working casts. For the conventional technique, the 3-unit simulated frameworks were waxed over the working casts. For the single-piece casting, the metallic cast was duplicated and investment dies were made (Rematitan Plus ¿ c.p. Ti and Ti-6Al-4V). The frameworks were waxed on the investment casts that were invested for the castings. After casting, the frameworks were air-abraded with aluminum oxide particles, adjusted and finished with the aid of wheels. The marginal fit was measured under a measurer microscope (Olympus ¿ Japan) with X50 magnification. After laser welding, frameworks were submitted to firing cycle (bonder, opaque, dentin and glaze). The marginal fit was measured after the studies¿ steps. ANOVA and Tukey¿s tests were used in the statistical analysis of the results (P

A soldagem é um processo amplamente utilizado nas indústrias metalúrgica, naval e aeronáutica, e um dos passos importantes nesse processo de união é a secagem dos eletrodos revestidos usados para realizar a solda via processo Shielded Metal Arc Welding (SMAW), sendo utilizados fornos elétricos. Atualmente, pensando cada vez mais em energia limpa, tem surgido o desenvolvimento de fornos solares, tendo como sua principal aplicação na cocção de alimentos, no entanto já há evidências de seu uso para outros fins, tais como esterilização de instrumentos médicos hospitalares e secagem de frutas para produção de farinhas. Porém, em todas as aplicações desses fornos é indispensável conferir isolamento térmico desse, já que eles armazenam energia térmica. Sendo assim, este trabalho tem como objetivo a fabricação, montagem e operacionalidade de um forno solar, produzido em material compósito cerâmico oriundo do beneficiamento de resíduos das indústrias cerâmicas potiguares, para secagem de eletrodos revestidos utilizados no processo de soldagem SMAW. Para isso, foi realizada inicialmente a caracterização do material resíduo da cerâmica vermelha (RCV) com análises de composição química, granulometria e de massa específica, analisando-se, também, o cimento, areia e cal, utilizados na obtenção do compósito cerâmico – argamassa com traço 1:1:6. Foram determinadas a condutividade térmica e o índice de consistência das argamassas, posteriormente, foi realizada a fabricação do forno solar e os testes no mesmo com a finalidade de avaliar a secagem dos eletrodos revestidos. Por fim, a argamassa atingiu consistência adequada em todos os teores de RCV, porém o melhor isolamento térmico foi com o teor de 30% de RCV, capaz de ser utilizada na fabricação do forno solar, como parâmetro balizador dos níveis de temperaturas internas adequadas para a retirada de umidade de eletrodos revestidos. Dessa forma, o forno solar fabricado funcionou eficientemente para a secagem dos eletrodos revestidos. Além disso, inspeção dos cordões de solda por ensaio visual (EVS) e por líquido penetrante (LP) não detectou nenhuma descontinuidade, fazendo desse instrumento sustentável uma confiável fonte de substituição dos fornos elétricos utilizados para secagem desses tipos de eletrodos. Welding is a process widely used in the metallurgical, naval and aeronautical industries, one of the important steps in this process is the drying of the coated electrodes used to perform the welding by the Shielded Metal Arc Welding (SMAW), using electric ovens in this step. Currently, thinking more about clean energy, the development of solar ovens has emerged, being its main application in cooking food, however, there is already evidence of its use for other purposes, such as sterilization of hospital medical instruments and drying of fruit to produce flour. However, there is already evidence of its use for other purposes, such as sterilization of hospital medical instruments and drying of fruit to produce flours. However, in all applications of these ovens it is essential provide their thermal insulation, since they store thermal energy. Thus, this work aims to manufacture, assemble and operate a solar oven, produced in ceramic composite material from the processing of residues from potiguares ceramic industries, for the drying of coated electrodes used in SMWA. For this purpose, the characterization of the Red Ceramic Waste (RCW) was initially carried out with analyzes of chemical, mineralogical and specific mass composition, also analyzing the cement, sand and lime, used to obtain the ceramic composite - mortar with trace 1: 1: 6. The thermal conductivity and mechanical resistance of compression as well as the flexural tension were determined in the experimental tests of the mortars, afterwards, the manufactured of the solar oven and the tests in it will be carried out in order to evaluate the dryness of the coated electrodes. Finally, the mortar reached adequate consistency in all RCW contents, but the best thermal insulation was with a 30% RCW content, capable of being used in the manufacture of the solar oven, as a parameter to guide the levels of internal temperatures suitable for the removal of moisture from coated electrodes. Thus, the manufactured solar oven worked efficiently for drying the coated electrodes. In addition, inspection of the weld beads by visual test and by Penetrant Liquid did not detect any discontinuity, making this sustainable instrument a possible source of replacement for the electric ovens used for drying these types of electrodes.

Nos últimos anos, um elevado número de pesquisas baseadas em processos de Manufatura Aditiva, vem sendo desenvolvidas nas mais diversas áreas com o uso de diferentes técnicas e materiais. A aplicação do processo de Manufatura Aditiva por Deposição a Arco apresenta elevada taxa de deposição e tem se mostrado uma tecnologia bastante promissora para atender as exigências atuais por um rápido desenvolvimento e produção de novos produtos. A qualidade final da peça produzida pode ser acompanhada pelo comportamento da superfície da poça de fusão, que contém diversas informações tais como penetração, largura e reforço, que determinam a geometria da camada depositada. Esta tese descreve uma técnica para auxiliar na predição e controle dos parâmetros do processo por deposição a arco e que serão utilizados para aplicações de deposições de camadas baseado na Manufatura Aditiva com auxílio de sistema de visão, para otimizar a homogeneidade do perfil da parede. A geometria e o comportamento da poça de fusão foram analisados a partir das imagens obtidas por uma câmera de alta velocidade e por meio de processamento em MATLAB®. Foi mostrado que o comportamento da poça de fusão é fortemente afetado pela velocidade de alimentação do arame, taxa de desprendimento e volume da gota quando este ocorre por corrente pulsada, na condição em que a corrente e tempo de pico são mantidos constantes. Com os resultados obtidos a partir das imagens extraídas para avaliar o comportamento do metal fundido, de modo a entender as mudanças da geometria da camada depositada, é possível identificar a capacidade de se predizer os parâmetros a serem utilizados no processo garantindo a geometria da camada mais constante. Com isso, ao alterar os valores de aporte térmico e forças que atuam na transferência metálica e na poça de fusão durante as deposições de material, reduzindo o calor aplicado em uma região que ainda esteja em resfriamento, minimiza dessa forma a refusão de uma camada já solidificada. As análises dos modelos preditivos foram desenvolvidas por meio do método de regressão linear múltipla e afirmaram a forte influência do tempo de base e tensão elétrica na formação da gota e comportamento do processo na deposição das camadas. In recent years, a large number of researches based on rapid prototyping processes in Additive Manufacturing have been developed in the most diverse areas and using different techniques and materials. The application of Wire and Arc Additive Manufacturing by Arc Process presents a high deposition rate and has been shown to be a very promising technology to meet current requirements for a rapid development and production of new products. The final quality of the produced part can be followed by the behavior of the weld pool, which contains various information such as penetration, width and reinforcement, which determine the geometry of the solidified layer. This thesis describes a technique to assist in the prediction and control of process parameters, which will be used for layer deposition based on Additive Manufacturing with the aid of a vision system, to optimize the homogeneity of the wall profile. The geometry and behavior of the weld pool were analyzed from the images obtained by a high-speed camera and through MATLAB© processing. It has been shown that the behavior of the weld pool is strongly affected by wire feed speed, droplet transfer rate and drop volume when it occurs by pulsed current, in the condition where the current and peak time are kept constant. With the results obtained from the images extracted to evaluate the behavior of the molten metal, in order to understand the changes in the geometry of the deposited layer, it is possible to identify the ability to predict the parameters to be used in the process, ensuring a more constant layer geometry. Thus, by changing the heat input values, and the forces that act on the metal transfer and the weld pool during metal deposition, and consequently reducing the heat applied in a region that is still cooling, it is possible to minimize the reflow of a layer already solidified. The analyzes of the predictive models were developed using the multiple linear regression method, and confirmed the strong influence of base time and electrical voltage on drop formation and behavior of the process during the deposition of the layers.

O objetivo deste trabalho é avaliar o processo de adesão microbiana que ocorre sobre superfícies de aços austeníticos AISI 304 usados na fabricação de tanques e trocadores de calor em laticínios que beneficiam o leite em natura e/ou na fabricação de queijo. A própria natureza do material tratado (leite cru) favorece o crescimento de microrganismos formadores de biofilmes. O processo de adesão foi verificado in loco em trocadores e em tanques de recebimento e resfriamento do produto. Para avaliar a formação do biofilme e correlacionar com o processo de soldagem, foram depositados cordões sobre chapa de aço inoxidável 304, utilizando-se o processo MIG/MAG. Após as soldagens, as placas de teste foram imersas em tanques de recebimento do leite cru, permanecendo expostas durante 06h. As chapas foram submetidas aos processos de CIP (clean in place), da mesma maneira que os tanques de contenção e recebimento. Avaliações microbiológicas foram realizadas, bem como a coleta de Swabnas áreas da ZAC (zona afetada pelo calor) e reforço de raiz, jápré-determinadas visando identificar a adesão microbiológica. Estabeleceu-se o conceito de coeficiente de partição para a interface superfície soldada, biofilme e fluxo de leite. Criou-se o conceito de ADPS (Adesão Preferencial na Solda) visando estabelecer uma correlação entre a posição de adesão microbiana, com a respectiva formação do biofilme versus a área de soldagem, como ZAC, reforço de raiz ou material de base. A partir dos resultados obtidos identificou-se a área preferencial de adesão e quais as variáveis responsáveis por tal efeito. The objective of this work is to evaluate the microbial adhesion process that occurs on surfaces of AISI 304 austenitic steels used in the manufacture of tanks and heat exchangers in dairy products that benefit the milk in nature and / or cheese production. The very nature of the treated material (raw milk) favors the growth of biofilm-forming microorganisms. The adhesion process was verified in loco in exchangers and in receiving and cooling tanks of the product. To evaluate the formation of the biofilm and to correlate with the welding process, strands were deposited on 304 stainless steel sheet using the MIG / MAG process. After the welds, the test plates were immersed in receiving tanks of the raw milk, remaining exposed for 06 hours. The plates were subjected to CIP (clean in place) processes, in the same way as containment and receiving tanks. Microbiological evaluations were performed, as well as the collection of Swab in the zones of the ZAC (zone affected by heat) and root reinforcement, already predetermined in order to identify the microbiological adhesion. The concept of partition coefficient for the welded surface interface, biofilm and milk flow was established. The concept of ADPS (Preferential Adhesion in Welding) was created in order to establish a correlation between the position of microbial adhesion, with the respective formation of the biofilm versus the area of welding, as ZAC, root reinforcement or base material. From the obtained results the preferential adhesion area was identified and the variables responsible for such effect. Tese (Doutorado) 2018-01-10

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais The root pass automated welding in pipelines is associated with difficulty of variable groove gaps and the pipes inner surfaces mismatches (high-lows). The welder overcomes these problems with his ability to control and distribute manually the heat inside of the joint, by increasing or reducing the molten metal volume where necessary. In automatic operation, the most common practice to overcome these difficulties is the use of backing strips, which, in the case of pipes, requires sophisticated and difficult to operate equipment. The objective of this study was to elaborate and evaluate an innovative system (equipment and process) for automatic welding of root passes on pipes without backing. The idea was to look for a optimized distribution of heat and arc pressure on the weld pool, so that more heat and pressure are imposed on the joint sides and less heat and pressure in the center area. This approaches makes possible to achieve high fusion of the joint root (even with a certain mismatch or high-low), but cooling the weld pool when the arc is in the center, to prevent the collapse of the large pool volume, even with a variable groove gap. The proposed technique, called MIG/MAG Welding with Alternating Polarity Synchronized with Transversal Weaving (APSTW), constitutes a transversal weaving of the arc synchronized with alternating GMAW operating modes, Pulsed with higher energy on the sides of the bevel and Negative Polarity (DC-) with lower energy in the weaving transition between the two sides of the bevel, including the central area. A special welding power source and a torch position sensor are required. Initially, parametric conditions for the pulsed and DC- welding were found, so that two different current levels, one for each operating mode, were obtained. A weaving system, which used sensors to indicate whether the torch would be on the groove side or in the groove center, was designed and evaluated. The weaving frequency, amplitude and lateral dwell time effects on the weld pool stability were assessed for different root gaps. The effect of the shielding gas on the melting capacity of the bevel sides was also evaluated to prevent lack of fusion, by replacing a low concentration of O2 by CO2. This system feasibility was assessed by using carbon steel plates with V grooves in the flat position, with varying root gaps and mismatches. At the end, the GMAW technique developed was compared with a controlled short circuit technique using commercial equipment (RMD). The GMAW APSTT technique was able to increase the control of the weld pool at the root, increasing the tolerance for gap variations and mismatches, thus fulfilling its purpose. But it proved to be too sensitive to gap sizes, demanding a different range of parameterization for each weaving amplitude. The use of sensors has been proposed to measure the root gap and indicate the appropriate weaving settings. Therefore, the technique proved to be capable of being used in orbital welding of pipelines with advantages in competition with existing commercial technologies. A soldagem automatizada de passes de raiz de tubulações carrega a dificuldade de superar os desalinhamentos (aberturas variadas) de raiz e os desnivelamentos das superfícies internas do tubo (os chamados high-lows). O soldador supera esses problemas com sua habilidade de controlar e distribuir manualmente o calor dentro da junta, de forma a aumentar ou reduzir o volume do metal fundido onde necessário. Em operações automáticas, a forma mais adotada para superar essas dificuldades é o uso de cobrejuntas, mas que em tubulações requer equipamentos sofisticados e de difícil operacionalidade. O objetivo deste trabalho foi propor e avaliar um sistema inovativo (equipamento e processo) para soldagem automática de passes de raiz em tubulações sem o uso de cobrejuntas. A abordagem foi procurar uma distribuição otimizada de calor e pressão do arco sobre a poça de fusão, de tal forma que mais calor/pressão seja imposto nas laterais da junta e o oposto na região do centro, fazendo com que se alcance alta fusão do nariz da junta (mesmo com desnivelamentos), mas resfriando a poça quando o arco estiver no centro, para impedir o colapso do grande volume de poça mesmo com desalinhamentos (aberturas variadas). A técnica proposta, denominada de MIG/MAG com Alternância de Polaridade Sincronizada com Tecimento Transversal (APSTT), constitui-se de um tecimento transversal do arco, de forma sincronizado com a alternância de modos operacionais do processo MIG/MAG, sendo Pulsado com maior energia, nas laterais do chanfro e Polaridade Negativa (CC-) com menor energia, na transição do tecimento entre as duas laterais do chanfro. Uma fonte de soldagem especial e um sensor de posicionamento da tocha foram usados. Procurou-se inicialmente condições paramétricas para a soldagem pulsada e em CC-, de tal forma a se obter dois níveis de corrente, um para cada modo operacional. Projetou-se e avaliou-se um sistema de tecimento com o uso de sensores para indicar se a tocha estaria na lateral do chanfro ou no centro. Avaliou-se o efeito da frequência e amplitude de tecimento e dos tempos de paradas laterais sobre a estabilidade da poça de fusão para diferentes desalinhamentos (aberturas variadas). Também foi avaliado o efeito do gás de proteção, pela substituição de uma baixa concentração de O2 por de CO2, sobre a capacidade de fusão das laterais da junta para evitar falta de fusão. A avaliação da viabilidade desse sistema foi feita usando-se chapas de aço carbono com chanfro em V, na posição plana, com variação de folgas e de desnivelamento. Ao final, foi feita uma comparação com a técnica MIG/MAG com curto-circuito controlado (CCC), usando-se um equipamento comercial. A técnica MIG/MAG APSTT mostrou ser capaz de aumentar o controle da poça de fusão na raiz, aumentando a tolerância para variação de folga e desnivelamentos, cumprindo, portanto, seu propósito. Mas mostrou-se também sensível ao tamanho da folga, que para cada faixa demanda diferentes parametrizações em relação à amplitude de tecimento. Foi proposta a utilização de sensores para medir a folga e apontar o parâmetro adequado de tecimento para cada uma. Portanto, a técnica mostrou-se com capacidade para ser usada em soldagens orbitais de tubulações com vantagens em concorrência com tecnologias comerciais já existentes. Mestre em Engenharia Mecânica

Submitted by Cesar Augusto Da Silva Gregio (cesar.gregio@unesp.br) on 2021-09-08T22:02:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Cesar Augusto completa.pdf: 41227841 bytes, checksum: 879831b4b927bf42a50571c902c12388 (MD5) Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: RESUMO E ABSTRACT: Apenas palavras Resumo e Abstract devem ser centralizadas; o resumo deve ser em parágrafo único. (favor ver exemplo no template). Não há necessidade de referência na parte superior do resumo quando o mesmo consta na obra original. SUMÁRIO: deve ser alinhado à esquerda e ter os mesmos destaques tipográficos (caixa alta = maiúsculas, caixa baixa = minúsculas, negrito, itálico etc) que as seções do trabalho. Ex.: 1 CAIXA ALTA, NEGRITO ..........................................7 1.1 CAIXA ALTA ............................................................10 1.1.1 Primeira letra maiúscula, negrito..........................10 1.1.1.1 Primeira letra maiúscula...........................................14 1.1.1.1.1 Primeira letra maiúscula, negrito, itálico.............15 OBS: Favor revisar todos os indicativos de seção em seu trabalho e no sumário. Também não é necessário utilizar a palavra capítulo. INDICATIVO DE SEÇÃO: Seção primária: por serem as principais divisões do texto devem começar em nova página, na parte superior da folha, e separado por um espaço entre linhas de 1,5 (em branco) antes do texto. Subseções: os títulos das subseções devem ter um espaço entre linhas de 1,5 (em branco) antes e depois do texto. Os títulos das seções e subseções devem ser destacados tipograficamente, da primária a quinária, e não se usa ponto final. Ex.: 7 MODELO DE REFERÊNCIA (seção primária) - caixa alta/negrito 7.1 PUBLICAÇÃO PERIÓDICA (seção secundária) - caixa alta sem negrito 7.1.1 Publicação periódica no todo (seção terciária) - negrito 7.1.1.1 Artigo de periódico (seção quaternária) - sem negrito 7.1.1.1.1 Com autor pessoal (seção quinária) - Itálico e negrito Referências. A recomendação é usar a palavra Referências (não recomendado Referências Bibliográficas ou Bibliografia) deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referências devem ser alinhadas a esquerda, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas. Sobre a elaboração das referências e citações favor solicitar ajuda com a bibliotecária (bib.atendimento.feg@unesp.br) Agradecemos a compreensão on 2021-09-13T15:22:31Z (GMT) Submitted by Cesar Augusto Da Silva Gregio (cesar.gregio@unesp.br) on 2021-10-04T10:55:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Cesar Augusto da Silva Gregio 01-10-21.pdf: 40328569 bytes, checksum: b1c0ee7dd1a202a69d710e56d6845b0c (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2021-10-05T14:58:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gregio_cas_me_guara.pdf: 40328569 bytes, checksum: b1c0ee7dd1a202a69d710e56d6845b0c (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-05T14:58:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gregio_cas_me_guara.pdf: 40328569 bytes, checksum: b1c0ee7dd1a202a69d710e56d6845b0c (MD5) Previous issue date: 2021-08-06 O setor automotivo e, principalmente, o aeroespacial são exemplos de áreas onde o aço AISI 4140 tem larga aplicação. Na indústria aeroespacial o aço AISI 4140 é muito utilizado para confecção de componentes estruturais para aeronaves e envelopes motores de veículos de sondagem. O IAE/DCTA utiliza o aço AISI 4140 na fabricação de virolas de motores de veículos de sondagem. Atualmente, o processo de união destas virolas é feito por soldagem a plasma. Devido às vantagens do processo de soldagem a laser, como rapidez, facilidade de automação, redução nas zonas fundidas e afetadas pelo calor, pretende-se, neste trabalho, comparar os dois processos de soldagem e estudar a viabilidade de se utilizar o processo a laser nas chapas de aço AISI 4140. Foram inicialmente realizadas as soldas (plasma e laser), a partir dos parâmetros de processo encontrados na literatura e foram escolhidos os melhores parâmetros para o aço AISI 4140 com a espessura de 3,5 mm. Foram também aplicados tratamentos térmicos específicos (têmpera e revenimento, apenas revenimento e têmpera intercrítica) pós solda para avaliar se estes poderiam melhorar as propriedades mecânicas. Após esta fase, foi feita uma caracterização microestrutural da zona fundida e da zona afetada pelo calor. Para completar o ciclo e permitir uma compreensão mais aprofundada dos processos, foram realizadas medidas de dureza em cada região da solda e realizados testes de tração para avaliar as propriedades mecânicas. Análises e correlações entre microestrutura e propriedades mecânicas foram realizadas para qualificar os processos de soldagem utilizados. Após os processos de soldagem, tratamentos térmicos e ensaios mecânicos, observou-se um aumento satisfatório nas propriedades mecânicas dos materiais utilizados e boa eficiência das juntas soldadas em praticamente todos os casos estudados, com destaque para a condição temperada e revenida que duplicou os valores de resistência, sem perda da ductilidade. Tecnicamente, o processo de soldagem a laser mostrou-se mais adequado em relação às propriedades mecânicas encontradas, porém estudos de viabilidade econômica devem ser conduzidos paralelamente a fim de apontar o processo de soldagem mais adequado. The automotive sector and, especially, aerospace are examples of areas where AISI 4140 steel has wide application. In the aerospace industry, AISI 4140 steel is widely used for making structural components for aircraft and motor cases for research vehicles. The IAE/DCTA uses AISI 4140 steel in the manufacture of research vehicle motor cases. Currently, the process of joining these motor cases is done by plasma welding. Due to the advantages of the laser welding process, such as speed, ease of automation, reduction in molten and heat-affected zones, this work intends to compare the two welding processes and study the feasibility of using the laser process on AISI 4140 steel plates. Welds were initially carried out (plasma and laser), based on the process parameters found in the literature, and the best parameters were chosen for AISI 4140 steel with a thickness of 3.5 mm. Specific heat treatments were also applied (hardening and tempering, only tempering and intercritical hardening) after welding to assess whether these could improve the mechanical properties. After this phase, a microstructural characterization of the molten zone and the heat-affected zone was carried out. To complete the cycle and allow a deeper understanding of the processes, hardness measurements were taken in each region of the weld and tensile tests were carried out to assess the mechanical properties. Analyzes and correlations between microstructure and mechanical properties were performed to qualify the welding processes used. After the welding processes, heat treatments and mechanical tests, there was a satisfactory increase in the mechanical properties of the materials used and good efficiency of the welded joints in practically all cases studied, with emphasis on the hardened and tempered condition, which doubled the values of strength, without loss of ductility. Technically, the laser welding process proved to be more adequate in relation to the mechanical properties found, but economic feasibility studies must be carried out in parallel in order to point out the most adequate welding process.

The welding of coating of carbon steels with stainless steels has gained prominence in the industrial environment in recent years for allowing surfaces with anti-corrosive properties to be obtained from low-cost materials, such as carbon steels or low-alloy steels. However, in order to ensure the final quality of the coatings, it is important that the welding procedure used is well adjusted, so that the beads are deposited with the desired geometry and zero defects. This work aims to evaluate the geometric behavior of weld beads in cladding welding for different welding energy levels and types of electric arc weaving. The FCAW welding process was used with flux-cored tubular wire MIX 38LFC with a diameter of 1.2 mm; welding was carried out in simple deposition on ABNT 1020 steel sheets. The welding energy at four levels, the weave of the arc at four levels and the polarity of the arc were used as influencing variables. As response variables were analyzed: width, penetration, reinforcement, weld bead dilution, ZTA extension and convexity index. The results show that larger widths, reinforcements and ZTAs for coating weld beads can be obtained by increasing the welding energy, but this factor is not dominant when working with different weaves. The same happens with dilution, where lower percentages are achieved with low welding energy. However, for weaving movements, where the torch plays a key role on the sides of the weld bead, the dilution can be reduced with higher energy values. On the other hand, by reducing the welding energy, it is possible to obtain reduced values for penetration and convexity index. Nenhuma A soldagem de revestimento de aços carbono com aços inoxidáveis tem ganhado destaque no meio industrial nos últimos anos por permitir que superfícies com propriedades anti-corrosivas sejam obtidas a partir de materiais de baixo custo, como os aços carbono ou aços de baixa liga. No entanto, visando garantir a qualidade final dos revestimentos, é importante que o procedimento de soldagem empregado seja bem ajustado, para que os cordões sejam depositados com a geometria desejada e ocorrência nula de defeitos. Este trabalho tem como objetivo avaliar o comportamento geométrico de cordões de solda em soldagem de revestimento para diferentes níveis de energia de soldagem e tipos de tecimento do arco elétrico. O processo de soldagem FCAW foi utilizado com arame tubular flux-cored MIX 38LFC com diâmetro 1,2 mm; foram realizadas soldagem em simples deposição sobre chapas de aço ABNT 1020. A energia de soldagem em quatros níveis, o tecimento do arco em quatro níveis e a polaridade do arco foram usados como variáveis de influência. Como variáveis de resposta foram analisadas: largura, penetração, reforço, diluição dos cordões de solda, extensão da ZTA e o índice de convexidade. Os resultados mostram que maiores larguras, reforços e ZTAs para cordões de soldas de revestimentos podem ser obtidos aumentando a energia de soldagem, porém esse fator não é dominante quando se trabalha com diferentes tecimentos. Da mesma forma acontece com a diluição, onde menores percentuais são alcançados com baixa energia de soldagem. Entretanto, para movimentos de tecimentos, onde a tocha exerce um papel fundamental nas laterais do cordão de solda, a diluição pode ser reduzida com maiores valores de energia. Por outro lado, reduzindo-se a energia de soldagem consegue-se obter valores reduzidos para a penetração e índice de convexidade.

Para auxiliar na resolução do problema de melhoria de processos, restrições e melhores condições de operação de soldagem, este trabalho aplica as metodologias de Design of Experiments (DoE), Otimização Multiobjetivo e a Estatística Multivariada em conjunto para dar o suporte necessário no gerenciamento do processo produtivo de soldagem MIG (Metal Inert Gas), de anéis de proteção anti-corona, fabricado com tubos de alumínio na liga 6063(Aluminum Alloy 6063 - AA6063), T4, de 100 mm de diâmetro e espessura de 2mm de parede. Esse tipo de processo pode ser controlado por um número relativamente pequeno de variáveis de entrada, ou seja, a taxa de alimentação do arame (Wf), a tensão (V), a velocidade de soldagem (Fr) e a distância da ponta de contato à peça de trabalho (Cf). Além disso, muitas saídas podem ser avaliadas e otimizadas simultaneamente. No presente trabalho, as variáveis de rendimento (Y), diluição (D), índice de reforço do cordão (RI) e índice de penetração (PI) foram investigadas. Para considerar a natureza multivariada do problema, técnicas como a Análise Fatorial e os intervalos de confiança simultâneos de Bonferroni foram aplicadas combinadas com restrições elípticas. As variáveis respostas foram modeladas matematicamente por meio de regressão de Poisson e os resultados obtidos foram satisfatórios, uma vez que modelos precisos foram alcançados. O método de intersecção de limite normal (NBI) produziu um conjunto de configurações viáveis para as variáveis de entrada, que permite ao experimentador encontrar a melhor configuração do sistema em relação ao nível de importância de cada resposta. A aplicação demonstrou a solução de parâmetro ótimo para o processo de soldagem em AA6063 e apresentou características de minimização da geometria do cordão de solda para contribuir com a melhor eficiência e eficácia do gerenciamento produtivo do processo de soldagem. Um procedimento experimental de confirmação foi realizado com sucesso para validar os resultados teóricos obtidos no modelo de previsão. To assist in solving the problem of process improvement, restrictions and better welding operation conditions, this work applies the Design of Experiments (DoE), Multiobjective Optimization and Multivariate Statistics methodologies together to provide the necessary support in the management of the production process of MIG welding (Metal Inert Gas), of anti-corona protection rings, manufactured with tubes aluminum alloy 6063 (Aluminum Alloy 6063 - AA6063), T4, 100 mm in diameter and 2 mm thick. This type of process can be controlled by a relatively small number of input variables, that is, the wire feed rate (WF), voltage (V), welding speed (Fr) and the distance from the contact tip to the part of work (Cf). In addition, many outputs can be evaluated and optimized simultaneously. In the present work, the variables of yield (Y), dilution (D), reinforcement index (IR) and penetration index (PI) were investigated. To consider the multivariate nature of the problem, techniques such as Factor Analysis and Bonferroni's simultaneous confidence intervals were applied combined with elliptical constraints. The response variables were modeled mathematically using Poisson regression and the results obtained were satisfactory, since accurate models were achieved. The normal bound intersection method (NBI) produced a set of viable configurations for the input variables that allows the experimenter to find the best configuration of the system in relation to the level of importance of each response. The application demonstrated the optimal parameter solution for the welding process in AA6063 and presented characteristics of minimizing the weld bead geometry to contribute to the better efficiency and effectiveness of the productive management of the welding process. An experimental confirmation procedure was successfully performed to validate the theoretical results obtained in the prediction model.

Orientador: Roseana da Exaltação Trevisan Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: O fenômeno "Trinca de Reaquecimento" pode ocorrer em juntas soldadas de certos materiais, tanto na zona afetada pelo calor como na zona fundida, durante o Tratamento Térmico de Alívio de Tensão (TTAT) ou em serviço à elevada temperatura. Neste trabalho, foi implementado um Sistema de Medição de Emissão Acústica (SMEA) para detectar o instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento durante ciclos de TTAT. O SMEA foi acoplado a um equipamento para o Teste de Implante Modificado que realiza simulações típicas do ciclo de TTAT aplicados em juntas soldadas. Com esta configuração foi estudada a influência da tensão de restrição, da temperatura de tratamento térmico e da taxa de aquecimento do ciclo térmico na susceptibilidade à trinca de reaquecimento, no nível de relaxação de tensão e na transição dos modos de fratura proporcionada pela trinca. Este estudo foi realizado em um aço estrutural de alta resistência e baixa liga, temperado e revenido (SAR 80T), de produção comercial. Foram realizados testes com variações do patamar de temperatura, da taxa de aquecimento e da tensão de restrição inicial, mantendo-se constante as condições de soldagem, realizadas pelo processo MAG. Verificou-se com a realização dos testes que o material de estudo apresentou uma alta susceptibilidade à trinca de reaquecimento, mesmo com variações nas condições de TTAT. A susceptibilidade à trinca de reaquecimento e a relaxação de tensão do aço em estudo não se alteraram significativamente com a variação na taxa de aquecimento. As superfícies fraturadas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), onde basicamente dois modos de fratura foram identificados. Para temperaturas de tratamento térmico entre 500° e 600°C foi observado o modo de Fratura Intergranular de Baixa Ductilidade (FillD), de coesão frágil, independente do nível de tensão de restrição inicial.Em mais alta temperatura (680°C) e baixo nível de tensão de restrição foi observado o modo de Fratura Intergranular de Microvazios Coalescidos (FIMC), caracterizado pela presença de pequenos "dimples" nos contornos de grãos. Desta análise conclui-se que a transição de um modo de fratura para o outro depende principalmente do patamar de temperatura do ciclo de TTAT. O SMEA mostrou-se adequado na determinação do instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento no modo de FillD. Não foi possível detectar com clareza o instante de formação e propagação da trinca de reaquecimento no modo de FIMC Abstract: The Reheat Cracking phenomenon can occur either in the heat affected zone or in the fusion zone during Post Weld Heat Treatment (PWHT) for stress relief as well as in high temperature operation. An Acoustic Emission Measurement System (AEMS) was used in this work to determine the instant of formation and propagation of reheat cracking during the thermal cycle. The AEMS was connected to a Modified Implant Test which is applied for simulation of thermal cycles typically used for stress-relief treatment of welded components. With this configuration, it was studied the influence of stress, heat-treatment temperatures and heating rate of the thermal cycle on the reheat cracking susceptibility,on stress relaxation and on modes of fractures. This study were developed using a high strength low alloy steel commercially produced (SAR 80T) in Brazil. Tests varying initial loads, heating rate and different heat-treatment temperatures, maintaining constant the welding conditions, were carried-out with Metal Active Gas process. The material presented high susceptibility to reheat cracking, at different conditions of PWHT. It were not observed an important effect of heating rates of thermal cycle on cracking susceptibility as much as an stress relaxation. Surface of fractures were examined by scanning electron microscopy (SEM), where basically two different modes of fracture were identified on basis of fracture appearance. For the temperature range of 500°C to 600°C, under condition of high and low stresses, a low-ductility intergranular fracture mode (brittle decohesion) was observed and fracture surfaces were characterized by almost featureless facets. At higher temperatures (680°C) and lower stresses, the fractures were slight1y more ductile and occurred by creep cavitation in the grain boundaries. Although intergranular, these fractures were basically "dimples" due to coalescence of individualcreep cavities. It was observed that fracture mode depends mainly on the temperature leveI rather than on stress range. It was also conc1udedthat the AEMS is very adequate for the purpose, where the modes fracture showed a predominance for low-ductility intergranular fracture mode. For the modes of fracture by creep cavitation were not possible determine with clarity the instant of formation and propagation of reheat cracking Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Guilherme Elias Pessanha Henriques Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: A confecção de artefatos protéticos implanto-retidos fundidos em titânio, vem destacando-se por aliar propriedades químicas, físicas e mecânicas altamente satisfatórias para este fim. Entretanto, distorções oriundas das diversas etapas da fundição e aplicação do recobrimento estético podem resultar em margens cervicais incompletas. Este estudo propôs-se a avaliar: solda ¿laser¿ e eletroerosão na redução do desajuste marginal de infra-estruturas fundidas em titânio comercialmente puro e titânio-alumínio-vanádio; os efeitos do ciclo de cocção da porcelana no desajuste marginal e; o refinamento marginal com eletroerosão póssimulação dos ciclos. Foram confeccionadas 60 infra-estruturas metálicas, sendo separadas aleatoriamente em 6 grupos (G1 ¿ titânio puro + sem tratamento; G2 ¿ titânio puro + eletroerosão; G3 ¿ titânio puro + solda ¿laser¿; G4- titânio-alumínio-vanádio + sem tratamento; G5 ¿ titânioalumínio- vanádio + eletroerosão; G6 ¿ titânio-alumínio-vanádio + solda ¿laser¿). Após a aplicação dos respectivos tratamentos, as infra-estruturas foram submetidas à simulação dos ciclos de cocção (bonder; opaco; corpo e; glaze) e, posterior, refinamento marginal com eletroerosão. As mensurações foram realizadas após todas as fases do estudo, os dados foram tabulados e submetidos aos testes de Tukey e de Wilcoxon (P

Orientador: Valdemar Silva Leal Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Neste trabalho, foi utilizada uma metodologia para soldabilidade de aços de alta resistência e baixa liga, utilizando-se o ensaio Tekken, cujo corpo de prova foi soldado pelo processo SAT, semi-automatizado. Onde através do estudo dos ciclos térmicos, procurou-se determinar os parâmetros de soldagem que proporcionassem melhores propriedades estruturais e mecânicas para a ZA T na região de grãos grosseiros (ZA TRGG) e, com isso procurou-se eliminar a ocorrência de trincas induzidas pelo hidrogênio nesta região. Variando-se a energia e soldagem e a temperatura de pré-aquecimento, foram medidos tempos e taxas de resfriamento (!! tsoo-soo e Rsoo-soo), temperatura de pico, tempo de permanência acima de lOOO°C e extensão da ZA T (h). Com a elevaçao da energia de soldagem e temperatura de pré-aquecimento, observou-se um aumento nos valores de !! tsoo-soo e redução nos valores de Rsoo-soo. Conseqüentemente, a elevação do /). tsoo-soo e redução da Rsoo-soo provocaram variação microestrutural, de martensita a ferrita, reduzindo a dureza e elevando a tenacidade Abstract: In this work, a methodology was developed for weldability of steels of high strength. The test used to the study ofthe eraeks in the weld was Tekken testo Welded by the proeess of Flux Cored Are Welding (FCA W), semiautomatie, where, through the study of the thermal eyeles looking to determine the parameters that providing better struetural and meehanieal properties for HAZ and, whieh to eliminate the oeeurrenee of mc in this area. Varying the welding energy and the preheating temperature, it was measured time and eooling rate (~tSOO-500 e RsOO-500), peak temperature, time of permanenee above 1000°C and extension of the HAZ. With the elevation of the welding energy and preheating temperature was observed inerease in the values of ~ tSOO-500 and reduetion in the values of RSOO-500. Consequently, the elevation of the ~ tsoo-500 and reduetion of RsOO-500 lead a variation of mierostrueture sinee martensite to ferrite, reducing the hardness and inereasing the tenaeity and inereasing the tenaeity Mestrado Instrumentação e Controle Industrial Mestre em Engenharia Mecânica