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Tipo: Dissertação
Título: Fabricação de eletrodo arame tubular auto protegido composto por tubo de aço carbono e fluxo contendo Fe-Cr-Ni para a formação de aço inoxidável como metal de solda na soldagem subaquática de aço carbono A36
Autor(es): Maria Mariana Simões Ferreira
primer Tutor: Alexandre Queiroz Bracarense
primer Co-tutor: Frank de Mello Liberato
primer miembro del tribunal : Paulo José Modenesi
Segundo miembro del tribunal: Cláudio Turani Vaz
Resumen: No Brasil, nas últimas décadas, devido ao grande desenvolvimento da indústria petrolífera, houve um crescente interesse nos processos de soldagem subaquática, motivado pela necessidade de construir e reparar estruturas marítimas. A soldagem subaquática é classificada em soldagem a seco e soldagem molhada. O processo "molhado" é o mais utilizado e ocorre diretamente no ambiente aquoso sem nenhum tipo de equipamento que estabelece barreiras entre a água e a região a ser soldada. Geralmente é realizado pela soldagem com eletrodo revestido (SMAW), porém, o comprimento reduzido do eletrodo limita a sua produtividade. Nesse contexto, a soldagem com arames tubulares (FCAW) surgiu como uma alternativa à substituição desse processo, uma vez que, o arame é alimentado continuamente, não necessitando haver a troca de eletrodo, promovendo assim, o aumento da produtividade do processo. Os arames tubulares auto-protegidos vêm sendo utilizados, não somente devido a sua capacidade de produzir gases e escórias que protegem a poça de fusão, mas também pela possibilidade de adição de elementos de liga, componentes desnitrificantes e desoxidantes que podem modificar as características da junta soldada. Entretanto, a ação dos componentes do fluxo não elimina totalmente os efeitos do ambiente aquoso em que o processo ocorre. A fragilização por hidrogênio, por exemplo, é um defeito comum das juntas soldadas nessas condições e leva a redução da resistência mecânica e da vida útil dos componentes soldados. Diante do citado, este trabalho investigou a formação de um metal de solda de aço inoxidável duplex, uma vez que, se comparado ao aço carbono, a microestrutura desse material apresenta maior resistência a corrosão do cordão e menor tendência a fissuração por H2. Arames tubulares auto-protegidos experimentais foram fabricados em uma máquina piloto a partir uma fita metálica transformada em um tubo de aço carbono AISI 1006 e fluxo contendo pó metálico de níquel e da liga ferro-cromo que são elementos fundamentais para a formação do aço inoxidável. A identificação da microestrutura formada foi realizada por meio do microscópio óptico, do ferritoscópio e da técnica de quantificação de fases. A caracterização mecânica foi realizada pelo levantamento de perfis de microdureza Vickers. As análises de composição química dos metais de solda foram realizas pela técnica de espectrometria de emissão óptica. O teor de elementos de liga do metal de solda foi significantemente inferior ao teor de elementos do fluxo. O eletrodo com teores mais elevados de Ni na composição do fluxo formou aço inoxidável duplex na soldagem ao ar. Na soldagem subaquática, eletrodos com menor teor de CaCO3 e maior teor de TiO2 produziram cordões com melhores características. Na soldagem subaquática de aço carbono há uma maior tendência a formação da microestrutura martensítica mesmo com a utilização de consumíveis a base de Ni e Cr.
Abstract: In Brazil, in recent decades, due to the great development of the oil industry, there has been a growing interest in underwater welding processes, motivated by the need to build and repair marine structures. Underwater welding is classified into three types: dry welding, local dry welding and wet welding. "Wet" process is the most commonly used and occurs directly in the aqueous environment without any piece of equipment that establishes barriers between the water and the region to be welded. It is usually performed by the Shielded Metal Arc Welding (SMAW) process, but its short electrode length limits its productivity. Flux cored arc welding (FCAW), therefore, it is an alternative to replace this process, since the wire is fed continuously without the need for electrode exchange, promoting increased process productivity. Self-shielded tubular wires are being used not only because of their ability to produce gases and slag that protect the melt pool, but also because of the possibility to add alloying elements, denitrifying and deoxidizing components that can modify the characteristics of the weld bead. However, the action of flow components does not totally eliminate the effects of the aqueous environment in which the process occurs. Hydrogen cracking, for example, is a common defect of welded joints under these conditions and leads to reduced mechanical strength and service life of welded components. Given the above, this work investigated the formation of a duplex stainless steel weld metal, since, compared to carbon steel, the microstructure of this material has higher resistance to bead corrosion, less tendency to cold cracking and solidification cracking. Experimental self-shielding tubular wires were fabricated in a wire drawing machine from an AISI 1006 carbon steel tube and flux containing nickel metal powder and iron-chrome alloy, which are key elements for the formation of duplex stainless steel. The microstructure identification was performed through the optical microscope, the ferritoscope and the phase quantification technique. Mechanical characterization was performed by Vickers microhardness profile survey. The chemical composition analyses of the weld metals were performed by the optical emission spectrometry technique. The alloy element content of the weld metal was significantly lower than the flux element content. The electrode with higher Ni content in flux composition formed duplex stainless steel in air welding. In underwater welding, electrodes with lower CaCO3 content and higher TiO2 content produced beads with better characteristics. In underwater welding of carbon steel there is a greater tendency for the formation of martensitic microstructure even with the use of consumables based on Ni and Cr.
Asunto: Engenharia mecânica
Aço inoxidável austenítico
Soldagem
Arame
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica
Tipo de acceso: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/36607
Fecha del documento: 17-feb-2020
Aparece en las colecciones:Dissertações de Mestrado

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