{"title":"Thermal Dissipation Effect on Temperature-controlled Friction Stir Welding","authors":"A. Magalhães, J. Backer, G. Bolmsjö","doi":"10.1590/0104-9224/si24.28","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/si24.28","url":null,"abstract":"Abstract During Friction Stir Welding (FSW) of complex geometries, the thermal dissipation, induced by geometric features or the surrounding environment, may strongly affect the final weld quality. In order to guarantee a consistent weld quality for different conditions, in-process welding parameter adaptation is needed. This paper studies the effect of thermal dissipation, induced by the backing bar thermal conductivity, on the weld temperature and the temperature controller response to it. A new temperature sensor solution, the Tool-Workpiece Thermocouple (TWT) method, was applied to acquire online temperature measurements during welding. An FSW-robot equipped with temperature control, achieved by rotation speed adaptation, was used. AA7075-T6 lap joints were performed with and without temperature control. The cooling rate during welding was register plus macrographs and tensile tests were assessed. The controller demonstrated a fast response promoting the heat input necessary to maintain the set welding temperature. The results demonstrated that temperature control using the TWT method is suitable to achieve higher joint performance and provides a fast setup of optimal parameters for different environments.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67162458","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
A. S. Cezário, Rodrigo Rangel Porcaro, Geraldo Lúcio de Faria
{"title":"Proposição de um Modelo Empírico para Determinação das Temperaturas Críticas Durante Resfriamento Contínuo em Zonas Termicamente Afetadas de Aços IF Soldados pelo Processo TIG","authors":"A. S. Cezário, Rodrigo Rangel Porcaro, Geraldo Lúcio de Faria","doi":"10.1590/0104-9224/si24.20","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/si24.20","url":null,"abstract":"Resumo Aços IF são amplamente empregados na indústria automobilística. No decorrer das aplicações de soldagem, eles passam pela transformação de fase austenita (γ) → ferrita (α) que ocorre por nucleação e crescimento de grão e, em condições isotérmicas, é descrita pela equação JMAK. Todavia, as transformações de fases pós-soldagem acontecem a partir de resfriamento contínuo. Assim, o presente trabalho caracterizou a cinética de transformação γ → α e propôs um modelo empírico para prever as temperaturas críticas durante o resfriamento contínuo em zonas termicamente afetadas de três tipos de aços IF. Amostras dos aços foram submetidas a ensaios dilatométricos com diferentes taxas de resfriamento contínuo. Determinaram-se as temperaturas críticas de transformação de fase (γ→α) e obteve-se uma equação empírica que correlacionou a temperatura crítica com a taxa de resfriamento e que viabilizou a previsibilidade da cinética de transformação de fases. Processo de soldagem TIG mecanizado foi aplicado nos aços IF com monitoramento de ciclos térmicos e, em regiões da ZTA com condições de austenitização e taxa de resfriamento similares às utilizadas nos ensaios dilatométricos, verificou-se que a equação empírica obtida é uma alternativa viável para prever as temperaturas críticas e a microestrutura durante o resfriamento contínuo na ZTA destes materiais.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67162647","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Rodrigo Rangel Porcaro, F. C. D. Araújo, L. B. Godefroid, Geraldo Lúcio de Faria, L. D. Silva
{"title":"Simulação do Processo de Soldagem Elétrica por Centelhamento de um Aço para Trilhos Ferroviários. Parte 1: Análise de Tensões Residuais Via Elementos Finitos","authors":"Rodrigo Rangel Porcaro, F. C. D. Araújo, L. B. Godefroid, Geraldo Lúcio de Faria, L. D. Silva","doi":"10.1590/0104-9224/SI24.12","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI24.12","url":null,"abstract":"Resumo Trilhos longos, soldados pelo processo Flash Butt Welding (FBW), são a realidade das ferrovias brasileiras de média e alta carga por eixo. Embora apresentem características desejáveis do ponto de vista do comportamento dinâmico da via, as soldas são regiões de descontinuidade estrutural e mecânica onde se originam tensões residuais, e que estão associadas a falhas prematuras por fadiga. Simulações numéricas termomecânicas, fisicamente não-lineares, no domínio do tempo, pelo Método dos Elementos Finitos (MEF), foram empregadas para avaliar o desenvolvimento de tensões residuais originadas durante o processo de soldagem. Uma nova abordagem para a inclusão do aporte de calor envolvido no processo é proposta. Os resultados numéricos são comparados a medidas experimentais de tensões residuais superficiais e aspectos macrográficos das juntas, incluindo largura da Zona Termicamente Afetada (ZTA) e dados de taxas de resfriamento. Os resultados mostram boa correlação entre as análises numéricas e medidas experimentais de tensões residuais. Aspectos fundamentais relacionados ao desenvolvimento de tensões residuais são esclarecidos a partir da correlação entre análises numérica e experimental. Ademais, verifica-se que os modelos computacionais podem ser utilizados na previsão de pontos críticos para nucleação de trincas por fadiga e/ou avaliar efeitos de variáveis de processo sobre o campo de tensões residuais.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://sci-hub-pdf.com/10.1590/0104-9224/SI24.12","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67161569","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
{"title":"Influência do Ciclo Térmico de Soldagem no Crescimento de Grão, nas Transformações Microestruturais e na Formação de MA na GGZAC de aço TMCP","authors":"Tadeu Messias Donizete Borba, P. J. Modenesi","doi":"10.1590/0104-9224/SI24.06","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI24.06","url":null,"abstract":"Resumo A soldagem com elevado aporte térmico é uma das alternativas adotadas pelos estaleiros e fabricantes de torres eólicas para aumento da produtividade. No entanto, os ciclos térmicos gerados no processo podem provocar transformações microestruturais prejudiciais à tenacidade na zona afetada pelo calor, especialmente na região de grãos grosseiros (GGZAC). Neste trabalho foram avaliados o crescimento de grão e as alterações microestruturais na GGZAC de um aço de 355 MPa de limite de escoamento produzido por laminação controlada seguida de resfriamento acelerado (TMCP - Thermomechanical Controlled Process) em comparação com um aço convencional de mesma classe de limite de escoamento. Condições de soldagem de elevado aporte térmico foram simuladas em dilatômetro e na Gleeble®. Foi observado que o tamanho de grão da austenita prévia na GGZAC segue uma distribuição log-normal e que o aço TMCP apresentou menores tamanhos de grão. Esse resultado foi associado ao efeito de ancoramento por precipitados de TiN homogeneamente distribuídos e coerentes com a matriz em regiões onde a máxima temperatura não é suficiente para a sua dissolução. Os resultados indicam que é possível obter excelente tenacidade a baixa temperatura em juntas soldadas com elevado aporte térmico quando empregado o aço TMCP.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://sci-hub-pdf.com/10.1590/0104-9224/SI24.06","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67161237","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
C. Goncalves, Gabriel Mendes de Almeida Carvalho, J. S. Siqueira, R. Renzetti
{"title":"Influence of Nb Content on Sensitization and Pitting Corrosion of Welded AISI 430 Ferritic Stainless Steel","authors":"C. Goncalves, Gabriel Mendes de Almeida Carvalho, J. S. Siqueira, R. Renzetti","doi":"10.1590/0104-9224/si24.21","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/si24.21","url":null,"abstract":"Abstract In this work, the effect of Nb addition on sensitization and pitting corrosion of welded AISI 430 ferritic stainless steel subjected to autogenous GTAW was investigated by microstructural characterization and electrochemical techniques. The three distinct regions of welding process, weld metal, heat affected zone and base metal of AISI 430 steel with and without Nb were evaluated. The degree of sensitization was measured by double loop electrochemical potentiodynamic reactivation and pitting corrosion was studied by potentiostatic polarization test. The microstructural analyses reported martensite network in the weld metal and heat affected zone of AISI 430 non stabilized. The electrochemical studies revealed that the highest degree of sensitization and the lowest pitting potential are in the weld metal of AISI 430 without Nb.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67162247","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Fernando Vieira, Kassim S. Al-Rubaie, Orlando Preti, Ringo Ottmar Richter, Sergio Delijaicov
{"title":"Impacto nas Propriedades Mecânicas e Tensões Residuais do Material ASTM A572 Grau 50 Soldado por Arco Submerso com Alívio de Tensões Térmico","authors":"Fernando Vieira, Kassim S. Al-Rubaie, Orlando Preti, Ringo Ottmar Richter, Sergio Delijaicov","doi":"10.1590/0104-9224/si24.31","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/si24.31","url":null,"abstract":"Resumo O aço ASTM A572 Grau 50 é utilizado na fabricação de conjuntos soldados para aerogeradores, por este motivo, a realização de alívio de tensões é de grande importância para correção dos impactos causados pelos processos de soldagem, bem como, o conhecimento das propriedades finais obtidas com a realização deste processo. O objetivo desse estudo é comparar as propriedades mecânicas e tensões residuais (método de furo cego) em amostras de aço ASTM A572 Grau 50, soldadas pelo processo de arco submerso, submetidas ao alívio de tensões na condição térmica (PWHT) e na condição como soldado (SST), seguindo os requisitos normativos da AWS D1.1-2015. Os resultados da condição PWHT referente a dureza, limite de escoamento, resistência a tração e tensões residuais são menores e os valores de alongamento e energia absorvida ao impacto são maiores do que a condição SST. Ambas as condições foram aprovadas no ensaio de dobramento lateral. Os resultados obtidos demonstram a importância do processo de alivio de tensões que minimiza os efeitos indesejados dos processos de soldagem aos componentes.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67162974","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Igor Rossi Fermo, R. Z. Sakiyama, Marcos de Souza, Cid Marcos Gonçalves Andrade
{"title":"Equipamento Automatizado de Soldagem Capacitiva para Termopares","authors":"Igor Rossi Fermo, R. Z. Sakiyama, Marcos de Souza, Cid Marcos Gonçalves Andrade","doi":"10.1590/0104-9224/SI24.17","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI24.17","url":null,"abstract":"Resumo Os termopares são dispositivos elétricos de simples concepção utilizados na medição de temperatura, e possuem um grande uso na indústria. O termopar necessita de uma junção eficiente para os dois fios metálicos que o compõem, que comumente é feita pela soldagem. O processo de soldagem utilizado para construir um termopar pode ser feito de várias maneiras, e a mais comum e eficiente é a soldagem por descarga capacitiva, que irá fundir a liga e criar uma união, mantendo as propriedades dos metais envolvidos e resultar e uma união homogênea dos dois metais. Este trabalho tem como objetivo desenvolver um equipamento capaz de realizar automaticamente esta solda em ambiente inerte, por descarga capacitiva, cujo valor da energia a ser descarregada para a união do termopar é determinada utilizando o princípio da conservação da massa e energia em ligas metálicas e bitolas preestabelecidas de alguns tipos de termopares. Os resultados obtidos com a soldagem de diferentes tipos e bitolas de termopar foram analisados com relação ao aspecto visual e de softwares de análise de imagens, juntamente com curvas de calibração. Os termopares foram considerados de boa qualidade de acordo com os parâmetros de análise estabelecidos, e comparações com termopares comerciais.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67161990","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Nicollas Freitas de Arruda, Jeferson José de Carvalho, Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto, D. Ferreira, S. Brandi
{"title":"Influência do Regime Transiente Sobre a Microdureza e Microestrutura nos Aços ASTM-A36 e SAE-1045 Soldados pelo Processo MAG","authors":"Nicollas Freitas de Arruda, Jeferson José de Carvalho, Rubelmar Maia de Azevedo Cruz Neto, D. Ferreira, S. Brandi","doi":"10.1590/0104-9224/SI24.14","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI24.14","url":null,"abstract":"Resumo O regime quase-estacionário pode não ser alcançado em soldagens a arco elétrico de peças de pequenas dimensões e/ou de materiais de maior condutividade térmica. Entretanto, o regime transiente sempre ocorrerá no início e no final da soldagem. Neste regime, a variação do fluxo de energia via calor pode promover variações microestruturais e, consequentemente, variações de propriedades físicas. Portanto, o objetivo deste estudo é analisar as variações de dureza e de microestrutura ao longo do cordão de solda nos regimes transiente e quase-estacionário, com o processo GMAW e consumível ER70S-6, nos aços ASTM-A36 e SAE-1045. Foram realizados cordões sobre chapa e coletados ciclos térmicos na face oposta à face soldada, a partir de termopares soldados em diferentes posições ao longo de uma linha paralela à linha central do cordão. Também foram realizados ensaio de microdureza e metalografia. Obtiveram-se maiores taxas de resfriamento no início do cordão, durante o regime transiente, resultando em maiores frações volumétricas de ferrita acicular e menores frações de ferrita de contorno de grão e de Widmanstätten. Consequentemente, obteve-se um aumento de dureza em torno de 20% no início do cordão, tendo-se como referência aos valores de dureza do regime quase estacionário.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://sci-hub-pdf.com/10.1590/0104-9224/SI24.14","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67161279","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
N. Zhou, Gan Chunlei, D. Song, Qi Wenjun, Moataz M. Attallah
{"title":"Influence of Forging Pressure on Microstructural and Mechanical Properties Development in Linear Friction Welded Al-Cu Dissimilar Joint","authors":"N. Zhou, Gan Chunlei, D. Song, Qi Wenjun, Moataz M. Attallah","doi":"10.1590/0104-9224/SI2304.08","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/SI2304.08","url":null,"abstract":"Dissimilar AA5083 and C101 pure copper linear friction welds were prepared using different forging pressures (60 MPa, 80 MPa, and 110 MPa) to investigate the influence of the forging pressure on the microstructural and mechanical properties development using optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), hardness measurements, and tensile testing. The in-situ generated intermetallic particles in the vicinity of the weld line were characterised using electron probe micro-analyser (EPMA), to rationalise their impact on the mechanical properties. The results showed that the process led to the formation of various intermetallic phases as well as the entrainment of base material fragments in the vicinity of the weld interface. In general, high forging pressure corresponding to high welding heat input resulted in the formation of a layered intermetallic phase (identified as Al2CuMg), which was the most detrimental to the mechanical properties, compared with a scattered distribution of fragmented Cu and intermetallic particles across the joint interface. Key-words: Linear Friction Welding (LFW); Forging pressure; Intermetallic compound; Mechanical properties.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"https://sci-hub-pdf.com/10.1590/0104-9224/SI2304.08","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67160899","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
R. G. D. Silva, R. N. Silva, M. B. Schwedersky, G. Dalpiaz, J. C. Dutra
{"title":"Contributions of the High Frequency Dynamic Wire Feeding in the GTAW Process for Increased Robustness","authors":"R. G. D. Silva, R. N. Silva, M. B. Schwedersky, G. Dalpiaz, J. C. Dutra","doi":"10.1590/0104-9224/si24.30","DOIUrl":"https://doi.org/10.1590/0104-9224/si24.30","url":null,"abstract":"The GTAW process is recognized as a process of high metallurgical quality, being widely used in the pipelines welding, mainly in the root pass. The relative independence between the heat delivered to the melting pool and the amount of material added helps to control the melting of the material and to avoid the appearance of welding discontinuities such as lack of fusion and lack ok penetration. When orbital welding is carried out, mainly in the overhead position, there is a tendency of electrode contamination by the melted wire, reducing process productivity and quality. In this scenario, there are some strands of the GTAW process that aim for increased productivity, reconciled with the already present high metallurgical quality. These includes low and high frequency dynamic wire feeding, preheating wire and tangential wire insertion. The present work deals with the contribution of the high frequency dynamic wire feeding for the increase of robustness in the GTAW process, evidencing through voltage monitoring and high speed filming the formation of regular and uniform drops for the process stability. Key-words: TIG; Pulsed wire feeding; Oscillating wire; Automatic GTAW welding.","PeriodicalId":49500,"journal":{"name":"Soldagem & Inspecao","volume":"1 1","pages":""},"PeriodicalIF":0.6,"publicationDate":"2019-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"67162916","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"材料科学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}