Desenvolvimento de tocha e de procedimento para a soldagem mig/mag em chanfro estreito de peças espessas em aço ao carbono

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Desenvolvimento de tocha e de procedimento para a soldagem mig/mag em chanfro estreito de peças espessas em aço ao carbono

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Título: Desenvolvimento de tocha e de procedimento para a soldagem mig/mag em chanfro estreito de peças espessas em aço ao carbono
Autor: Vieira, Fernando Dias
Resumo: Os aços doces apresentam elevada soldabilidade. Entretanto, quando se soldam de topo componentes desses materiais com grandes espessuras, ao utilizar uma junta em "V" são elevados o tempo e custo de soldagem e as tensões residuais. Além disso, pode ser necessário utilizar pré-aquecimento, a fim de evitar a falta de fusão dos bordos e reduzir os gradientes térmicos que poderiam produzir tensões e, com isso, trincas na solda. Uma alternativa nesses casos é o uso da técnica de soldagem em chanfro estreito, que produz ganho em produtividade e qualidade associado ao menor volume de material depositado. Nesse contexto, o presente trabalho visou o desenvolvimento de uma tocha adequada para a soldagem de chapas grossas (acima de 50 mm) pelo processo MIG/MAG com preparação da junta em U com pequena abertura (10 mm), assim como a especificação de um procedimento de soldagem que nessas condições dispense o pré-aquecimento. A tocha de soldagem foi reprojetada para conseguir vencer as dificuldades encontradas para obter uma proteção gasosa eficaz. Para testar a tocha e desenvolver o procedimento de soldagem foram realizados ensaios em chanfro em U com vários modos de transferência metálica, a saber: curto-circuito, spray pulsado e spray pulsado com dupla pulsação (pulsado térmico). O exame visual e a análise macrográfica de seções transversais das soldas mostraram que a tocha desenvolvida atendeu as solicitações impostas e que somente com a transferência duplamente pulsada é possível evitar a porosidade e falta de fusão dos bordos. Mediante ensaios de tração e Charpy foi verificado que ao realizar a soldagem em chanfro estreito as soldas tinham resistência mecânica e resistência ao impacto satisfatórias, mesmo quando executadas sem pré-aquecimento.<br>Abstract : Mild steels are known to have high weldability. However, when thick components from these materials are butt welded with a V groove joint preparation the lead time, welding costs and residual stresses are increased. Furthermore, it may be necessary to use preheating in order to avoid lack of fusion of the edges and reduce thermal gradients that could produce residual stresses and, thus, cracks in the weld. An alternative for the above case can be the use of narrow gap welding, to improve the quality and productivity by depositing a lower volume of material. According to this context, the present work aimed at developing a suitable torch for welding thick plate (above 50 mm) by GMAW process using an U groove joint with a small gap (10 mm), as well as specifying a welding procedure that dispense preheating. The welding torch was redesigned in order to overcome the difficulties for an effective shielding gas protection. To test the torch and develop an welding procedure there were performed welded samples with U groove joint using various metal transfer modes like shot circuit, pulse spray, and double pulsing (thermal pulsing). Through visual examination and macrographical analysis of cross sections of welds it was possible to verify that the developed torch achieved the stringent demands imposed and that only with double pulsing, defects like porosity and lack of fusion can be prevented. Tensile and Charpy test of specimens transverse to the welds showed that mechanical strength and impact resistance obtained with narrow gap welding are satisfactory, even when performed without preheating.
Descrição: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2012.
URI: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/100519
Data: 2012


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