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Análise microestrutural e de propriedades mecânicas de revestimentos soldados por SAW e GMAW-CW
(Universidade Federal do Pará, 2016-01) CARVALHO, Márcio Corrêa; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
Revestimentos depositados por soldagem tem sido largamente empregados em diversas areas da industria da mineração. Os processos de soldagem a arco, gas e metal ou metal inert/active gas (MIG/MAG) ou gas metal arc welding (GMAW), a arco, gas e metal com adição do arame frio ou gas metal arc welding and cold wire (GMAW-CW) e soldagem a arco submerso submerged arc welding (SAW), têm sido estudados com foco na aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste. O uso de processos com alta produtividade e com exibilidade para alteração da composição química mostra-se no caso do processo SAW como viavel, e promissor no caso do processo GMAW-CW, na aplicação de revestimentos resistentes ao desgaste. Neste trabalho foram investigados a microestrutura e as propriedades mecânicas de revestimentos resistentes ao desgaste obtidos pelo processo SAW e GMAW-CW em revestimentos de carbetos de cromo primario (RCC) e revestimentos ferrticos de segunda fase (RFe-SF). As tecnicas de caracterização estrutural convencionais como microscopia optica (MO) e espectroscopia de emissão optica (EEO), e avancadas como difração de raios X (DRX) e difração de eletrons retroespalhados (DERE) ou electron backscattered di raction (EBSD), identicaram as fases (M7C3, M23C6, austenita e ferrita), defeitos (trincas, pos não-dissolvidos e porosidades) e mecanismos de formação de defeitos (trincas de solidicação e falhas de fabricação) nestes revestimentos. As tecnicas de caracterização de propriedade mecânicas convencionais como microdureza e não convencionais como o teste de impacto abrasão compacto (TIAC) apresentaram-se como importantes ferramentas no estudo do desgaste de revestimentos depositados por soldagem. Os RFe-SF's e RCC apresentaram um crescimento da perda de massa ao longo do tempo de ensaio. O RCC apresentou a menor taxa de perda massa, 48,1 % menor que o RFe-SF de maior razão de arame frio (rAF) e 61,4% menor que o RFe-SF de menor rAF. A taxa de perda de massa aumentou com a rAF. A taxa de perda de massa do RFe-SF de menor rAF e 34,6 % maior que a do RFe-SF de maior rAF. A taxa de perda de massa em relação a rAF , comportou-se de forma inversa em relação a microdureza, ou seja, quanto maior a microdureza menor a perda de massa.
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Efeitos do comprimento de reversão e do ângulo de ataque sobre a estrutura de solidificação do cordão em soldagem MIG/MAG com "Switch Back"
(Universidade Federal do Pará, 2012-06) ALMEIDA, Hélio Antônio Lameira de; MOTA, Carlos Alberto Mendes da; SCOTTI, Américo
A técnica "Switch Back" consiste em oscilar a tocha durante a soldagem na direção do cordão e não transversalmente. Entretanto, pouco se conhece a respeito dos aspectos metalúrgicos do metal de solda depositado por essa técnica. Assim, neste trabalho é apresentado um estudo qualitativo do efeito do ângulo de ataque da tocha e do comprimento de reversão sobre a estrutura de solidificação do cordão. As soldagens foram realizadas com o processo MIG/MAG Pulsado sobre chapas de aço com baixo teor de carbono. Os resultados mostraram que os parâmetros analisados modificam a forma de como a solidificação do cordão se realiza. No geral, quando o ângulo da tocha exerce o movimento empurrando-puxando, favorece-se a formação de grãos equiaxiais próximo à linha de fusão. Quanto ao comprimento de reversão, o seu aumento propicia o refino destes grãos.
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Estudo da técnica de enchimento de chanfro do aço naval pelo processo GMAW-CW
(Universidade Federal do Pará, 2011) BARBOZA FILHO, Lúcio da Silva; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
Nesse trabalho estudou-se a viabilidade operacional e as características econômicas e geométrica da técnica do processo de soldagem GMAW-CW (alimentação adicional de um arame frio) em comparação Gas Metal Arc Welding (GMAW). O sistema de alimentação de arame frio foi projetado e adaptado a pistola de soldagem MIG/MAG. Utilizou-se uma fonte eletrônica de múltiplos processos ajustada em tensão constante e CC+, a proteção gasosa foi uma mistura 75%Ar+25%CO2 e CO2 comercialmente puro. O arame utilizado foi o da classe ER70S-6 com diametro de 1,2 mm para o arame eletrodo e 1,0 mm para o arame frio, os dois arames foram alimentados em cabeçotes independentes. As variáveis operacionais de entrada foram: a velocidade de alimentação de arame energizado, em três níveis, 4, 6 e 8 m/min e a velocidade de alimentação do arame frio em 50%, 60% e 70% da velocidade de alimentação do arame energizado. As soldagens foram automatizadas em simples deposição no sentido empurrando e o posicionamento do arame frio, em um único nível, Tandem em chanfro em “U” de chapas de aço ASTM 1020. As variáveis de resposta utilizadas foram: inspeção superficial dos cordões; análise da geometria (largura, penetração, reforço e diluição) da solda e econômicas (taxa de fusão, taxa de deposição, rendimento e custo operacional). Os resultados indicaram que para a análise superficial, com o uso do gás Ar25%CO2 a superfície dos cordões mostraram-se mais homogêneas em relação ao CO2 e com menor índice de salpicagem, para a análise das características econômicas, o processo GMAW-CW sempre foi superior ao processo convencional, quanto aos custos operacionais o processo convencional mostrou-se menor, porém não houve o preenchimento do chanfro, o que ocorreu com a utilização do processo GMAW-CW.
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Estudo da viabilidade operacional do processo de soldagem MAG com alimentação adicional de arame frio
(Universidade Federal do Pará, 2007-11-09) SÁBIO, Alberto Dias; BRAGA, Eduardo de Magalhães; http://lattes.cnpq.br/4783553888547500
Este trabalho apresenta um estudo experimental da viabilidade operacional, econômica, geométrica e da qualidade da solda com o uso do processo intitulado MAG-CW (Metal Active Gas–Cold Wire); entendido como: processo de soldagem MAG com adição de arame frio ou não energizado. Neste contexto, para o desenvolvimento deste trabalho utilizou-se os processos de soldagem MAG e o MAG-CW, sendo utilizados arames consumíveis sólidos de 1,2 mm de diâmetro, da classe AWS E-70S6 e o dióxido de carbono puro, CO2, como gás de proteção com vazão de 17 l/min, para os dois processos empregados. A soldagem automatizada foi realizada com o auxílio de uma fonte eletrônica ajustada em CC+, no modo tensão constante e interfaceada a um microcomputador. Para ambos os processos, os cordões de solda foram depositados sobre corpos de prova de aço carbono SAE 1020 medindo 76x155x12,7 mm, com passes em simples deposição, na posição plana puxando e empurrando o arco voltaico. Para o processo MAG-CW adicionou- se o arame frio, na região do arco elétrico, por um sistema de alimentação auxiliar de arame de forma sequencial Tandem e Twin, também, na posição plana. As variáveis de influência foram a Velocidade de Alimentação do Arame-Eletrodo, VAE, que variou em três níveis: 6, 7,5 e 9 m/min, respectivamente, a Velocidade de Alimentação de Arame Frio, VAF, que também variou em três níveis, sendo: 3, 4 e 5 m/min combinadas com VAE. As variáveis de resposta para a avaliação experimental foram a estabilidade do arco elétrico, as características econômicas, as características geométricas e a qualidade superficial do cordão de solda. Os resultados mostraram satisfatória estabilidade do arco, bem como, elevada produção em relação ao processo MAG e bom aspecto superficial das soldas. Neste sentido, o processo MAG-CW, quando comparado ao processo MAG, foi superior na taxa de fusão (TF) em 57% para a VAE igual a 6 m/min, 59 % para VAE igual a 7,5 m/min e de 53 % para a VAE igual a 9 m/min. Observou-se, ainda, que o mesmo ocorreu para a taxa de deposição (TD) aumentando em todos os níveis de velocidade: 62% para a VAE na condição igual a 6 m/min e 7,5 m/min e de 57 % para a VAE na condição igual a 9 m/min. A boa performance no aumento das taxas obtidas pelo processo MAG-CW demonstra vantagem, com maior evidência no desempenho destas características, em função da adição de arame frio ao arco.
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Estudo do comportamento dos aços ferramentas soldados em fadiga
(Universidade Federal do Pará, 2011-02-28) MONTEIRO, Alberto de Castro; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Sabendo-se que a fadiga é uma redução gradual da capacidade de carga do componente pela ruptura lenta e gradual do material. E que este defeito decorre do avanço infinitesimal de microtrincas, que se formam no interior do material, imperceptível a olho nu, como também é notório que a presença dos elementos de liga nos aços, propicia alterações nas propriedades metalurgias e mecânicas no material, aplicado à obra. Por outro lado, ao ser submetido a processamentos dos mais diversos, os mesmos, deformam nas zonas elásticas, plásticas e ao fim rompem-se. Ressaltando-se o objetivo deste estudo, destina se abordar as uniões soldadas, nos estágios em que ficam sujeitas a altas temperaturas e resfriam sem controle, até a temperatura ambiente. Ao fim, são solicitados por carregamentos cíclicos constantes ou alternados. Nesta particularidade, espera-se detectar mudanças estruturais profundas na Zona Termicamente Afetada – ZTA, em razão do superaquecimento sofrido, tanto na proximidade do ponto central da poça de fusão como na região localizada na vizinhança. Como não dispomos de parâmetros suficientes e necessários ao controle destas alterações, propomos analisar a ZTA da junta soldada, com a finalidade de avaliar o comportamento metalúrgico e suas implicações causadas pelas interações gás-metal. Analisar os efeitos resultantes do triangulo formado pelo material base aço AISI/SAE 4340, SAE 1020 chanfrados em V e o eletrodo revestido E-6013. A análise da estrutura será realizada pelas técnicas de ensaio metalográfico usando o método da microscopia óptica – MO o qual é de ampla difusão nas comunicações técnicas e cientificas, através das quais, distinguirão as transformações multifásicas. Transformações estas, distintas pelas transformações das austenitas diretas em martensitas sem passar pelas ferritas e perlitas. Com estas identidades, o metalógrafo pode caracterizar e predizer as reações futuras das estruturas mediante a análise das solicitações, a que possam estar submetidas. Para analisar o comportamento em fadiga dos materiais em questão, adota-se como parâmetro auxiliar, o ensaio do pêndulo de Charpy. Portanto, pelos resultados obtidos, conclui-se que as estruturas são comprometidas por tensões internas em conseqüência fragilizam, mas o procedimento de soldagem pode ser adotado, seguido de recozimento para alivio de tensões, se não fizer trincas.
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Influência dos procedimentos e modos de transferência no processo MAG na redução de deformações em painéis de estruturas navais
(Associação Brasileira de Soldagem, 2013-11) CABRAL, Tarcio dos Santos; BRAGA, Eduardo de Magalhães; MENDONÇA, Everton Augusto Maciel; SCOTTI, Américo
Juntamente com o crescimento da indústria naval brasileira surgiram problemas provenientes dos processos de produção na forma de distorções e tensões residuais. Neste trabalho foi estudada a influência de procedimentos de soldagem (sequência e direção de soldagem e uso do passe reverso) e modos de transferência (MAG-CC, MAG-STT e MAG-CW) sobre os valores de distorções. Todas as soldagens foram realizadas com o arame ER70S-6 e gás de proteção CO2 puro no modo curto-circuito. Ao final das soldagens, observou-se que a variável mais importante foi a mudança de direção de soldagem, que está ligada diretamente aos níveis de restrição do painel teste. As sequências utilizadas surtiram pouco efeito nos valores de distorção. O passe reverso obteve valores baixos de distorção, contudo, mostrou-se improdutivo. Observou-se que os valores de distorção para os processos e MAG-STT resultaram em valores de distorção semelhantes. Os painéis soldados pelo processo MAG-CW obtiveram os menores valores de distorção mensurados.
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Revestimento de níquel depositado pela soldagem MIG e MIG com arame frio
(Universidade Federal do Pará, 2016-12) MOTA, Carlos Alberto Mendes da; NASCIMENTO, Alexandre Saldanha do; GARCIA, Douglas Neves; SILVA, Diego Almir Silva da; TEIXEIRA, Felipe Ribeiro; FERRARESI, Valtair Antônio
Este artigo apresenta um estudo das características operacionais, geométricas e microestruturais de soldas MIG e MIGAF (MIG com arame frio) aplicadas no revestimento de chapa de um aço AISI 1020, com uma superliga de níquel ER NiCrMo-4, tipo Hastelloy 276C. A soldagem foi automatizada, na posição plana, e realizada por uma fonte eletrônica em CC+ com aquisição instantânea dos oscilogramas de corrente e tensão de soldagem. As variáveis de entrada foram às velocidades do arame eletrodo e do arame frio, e a velocidade de soldagem. Foram avaliadas a operacionalidade dos processos e o efeito da energia de soldagem sobre as características geométricas (reforço e largura), diluição, microestrutura e microdureza do revestimento. Os resultados indicaram um bom desempenho operacional, a ausência de defeitos nos passes isolados e nos revestimentos para as soldagens com MIGAF. Além disso, constataram-se menores níveis de diluição.