Sample records for flux cored arc welding
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Análise comparativa da geração de fumos entre arames maciços (GMAW) e tubulares (FCAW)/ Comparative analysis of fume generation between solid (GMAW) and flux cored wires (FCAW)

Garcia, Regina Paula; Scotti, Américo
2010-06-01

Resumo em português O processo GMAW (MIG/MAG) é muito utilizado no meio industrial. Entretanto, este processo apresenta limitações quanto a ações metalúrgicas sobre a zona fundida e moldabilidde do cordão. O processo FCAW, por outro lado, por apresentar elementos fluxantes, consegue melhores resultados nestes aspectos, mas o fluxo pode ser um agente responsável por elevada emissão de fumos. Este trabalho teve por objetivo apresentar um estudo comparativo da geração de fumos entre (mais) o processo GMAW com transferência metálica por curto-circuito e o processo FCAW sob proteção gasosa, ambos com eletrodos de mesma classe de resistência mecânica (483 MPa de limite de ruptura) e aplicação. Os experimentos foram realizados utilizando-se um coletor de fumos calibrado de acordo com norma. Os dois consumíveis foram avaliados sob uma proteção de 100% CO2 em dois níveis de corrente. O efeito do comprimento do arco e do uso de outra proteção (Ar+25% CO2) também foi avaliado. Para se possibilitar uma comparação próxima da realidade prática de cada consumível, procurou-se trabalhar com cada combinação arame/gás de proteção em condições apropriadas de distância bico de contato-peça e de regulagem de tensão. Fixou-se ainda o mesmo volume do cordão de solda por metro para cada nível de corrente, mantendo-se constante a relação entre a taxa de deposição e a velocidade de soldagem. Os resultados confirmam uma maior taxa de geração de fumos pelo processo FCAW (já esperado) e que a taxa absoluta de fumos cresce com o aumento da corrente de soldagem, porém para processo GMAW analisado de forma relativa (em função da massa fundida) isso não ocorre. Verificou-se que o efeito da corrente é mais significativo para o processo FCAW. O aumento do teor de CO2 elevou a taxa de geração de fumos apenas no processo FCAW, enquanto que a variação da tensão de arco não demonstrou qualquer efeito sobre esta. Resumo em inglês The GMAW (MIG /MAG) process is widespread in industry. However, it presents limitations regarding metallurgical aspects and geometrical characteristics of the weld bead. The FCAW process, on the other hand, due to presence of fluxes, achieves improvements on these aspects, but the flux might be responsible for larger fume emission. This paper aimed to present a comparative study of fume generation between the GMAW process with short-circuit metal transfer and the gas shie (mais) lded FCAW process, using wires of same class of resistance (483 MPa of ultimate tension) and application. The experiments were performed in a fume chamber calibrated according to a standard. Both wires were evaluated using 100% CO2 as the shielding gas and at two current levels. The arc length effect and the use of another shielding gas (25% CO2 in argon) were also evaluated. Appropriate conditions of contact-tip-to-work-piece distance and arc voltage were selected for each wire-shielding gas combination as a means of making the comparison closer to the reality. The volume of the weld beads per meter was made the same for each level of current, by keeping the same relationship between wire deposition and welding travel speed. The results confirm a higher fume generation rate of the FCAW process (already expected) and that absolute fume generation rate grows as the welding current increases. However, for the GMAW process, analyzed from a relative point of view, it doesn't happen. It was verified that the current effect is more significant on the FCAW process. The increase in the CO2 content raised the fume generation rate only for the FCAW process, whilst the arc voltage variation did not demonstrate any effect on it.

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2

Otimização do processo de soldagem FCAW usando o erro quadrático médio multivariado/ FCAW welding process optimization using the multivariate mean square error

Paiva, Emerson José de; Rodrigues, Lucilene de Oliveira; Costa, Sebastião Carlos da; Paiva, Anderson Paulo de; Balestrassi, Pedro Paulo
2010-03-01

Resumo em português Encontrar um conjunto ótimo de parâmetros para um processo de soldagem é uma tarefa pouco trivial, face às múltiplas características exigíveis ou desejáveis que devem ser analisadas. Além disso, a negligência da estrutura de variância-covariância destas características na otimização pode conduzir a ótimos inadequados. Com o intuito de auxiliar na busca desses parâmetros, um método para otimização multiobjetiva, desenvolvido para o estudo do processo de (mais) soldagem FCAW (do inglês Flux Cored Arc Welding), utilizando-se arames tubulares, baseado no conceito de Erro Quadrático Médio Multivariado, será apresentado. Trata-se de uma abordagem combinada da Metodologia de Superfície de Resposta, Projeto de Experimentos e Análise de Componentes Principais, na tentativa de localizar valores próximos a alvos especificados, para cada uma das características estudadas (Penetração, Taxa de deposição, Rendimento, Índice de convexidade e Diluição), considerando-se as variáveis de processo expressas em função da tensão (V), velocidade de alimentação do arame (Va) e da distância do bico de contato-peça (d). Os resultados obtidos apontam para uma boa adequação desta proposta. Resumo em inglês The optimization of welding processes is not a trivial task, mainly due to the great number of exigible and desirable characteristics that must be analyzed. Moreover, the optimization of a welding process with multiple characteristics without to consider the variance-covariance structure, may lead to inadequate optimum. To help in this task, a method of multiobjective optimization based in the Multivariate Mean Square Error applied in the study of multiple correlated char (mais) acteristics of a FCAW (Flux Cored Arc Welding) welding process will be presented. This method characterized by a combined approach based in the Response Surface Methodology, Design of Experiments and Principal Components Analysis consisted in an attempt to achieve the nearest values to specific targets, for each studied characteristic (penetration, deposition rate, deposition efficiency, convexity index of the weld bead and dilution) considering the welding variables expressed in function of welding voltage (V), wire feed speed (Va) and the contact tip to workpiece distance (d). The results point out a good adequacy of the proposed method.

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Estudo comparativo de três ligas austeníticas com cobalto resistentes à cavitação depositadas por plasma pulsado térmico/ Comparative study of three austenitic alloy with cobalt cavitation resistant deposited by plasma welding

Will, Cristhian Ramos; Capra, André Ricardo; Pukasiewicz, Anderson Geraldo Marenda; Chandelier, Joceli da Guia; Paredes, Ramón Sigifredo Cortés
2010-03-01

Resumo em português A necessidade de diminuição dos tempos de parada e custos de manutenção de turbinas geradoras de energia elétrica tem motivado o desenvolvimento de novos materiais e processos de recuperação de áreas cavitadas. Atualmente diferentes processos automatizados de soldagem vêm sendo estudados, principalmente a soldagem por plasma de arco transferido, PTA (plasma transferred arc), em substituição à soldagem FCAW (flux cored arc welding). O processo PTA apresenta com (mais) o principais vantagens a baixa diluição, estreita zona termicamente afetada, excelente estabilidade de arco e baixo índice de respingos, entretanto, poucas ligas resistentes à cavitação foram desenvolvidas para este processo. Este trabalho tem por objetivo comparar três ligas resistentes à cavitação com Cobalto, depositadas por PTA. A primeira desenvolvida para soldagem FCAW, a segunda desenvolvida para soldagem PTA e uma liga nacional em desenvolvimento do tipo inoxidável austenítica com cobalto. As amostras foram analisadas através de microscopia ótica, eletrônica de varredura, microdureza Vickers, raios-X e ensaio de cavitação acelerada, ASTM G-32-95. Os resultados mostraram a formação de microestruturas austeníticas refinadas nas três amostras. A liga comercial desenvolvida para soldagem PTA apresentou melhor estabilidade do arco, além de menor quantidade de defeitos. A liga nacional apresentou bom resultado durante a deposição, enquanto que a liga FCAW apresentou melhor resultado no ensaio de cavitação. Resumo em inglês The necessity of time and maintenance costs reduction, in electric energy generation turbines promotes the development of new materials and processes to recovering cavitated areas. Nowadays different automated welding process have been studied, mainly, plasma transferred arc welding, PTA, in substitution to flux cored arc welding FCAW. PTA process presents as main advantages: low dilution, narrow heat affected zone and excellent arc stability, however, few cavitation resi (mais) stant alloys are developed for this process. This work has the objective to compare three cobalt cavitation resistant alloys, deposited with PTA process. The first alloy is a cobalt stainless steel alloy developed for FCAW process, the second is a cobalt stainless steel alloy developed for PTA process and a national developed stainless steel alloy with cobalt. The samples were analyzed by optical and electronic microscopy, micro hardness and accelerated cavitation test, ASTM G32-95. The results show that a refined austenitic microstructure was observed in all samples. The commercial alloy, developed for PTA welding, presented a better arc stability and lower quantity of defects. The national alloy had shown good result during deposition, while FCAW alloy presented better cavitation resistance.

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Análise da resistência ao desgaste de revestimento duro aplicado por soldagem em facas picadoras de cana-de-açúcar/ Analysis of wear resistance of hardfacing applied by welding in sugarcane shredder knife

Lima, Aldemi Coelho; Ferraresi, Valtair Antonio
2010-06-01

Resumo em português O setor sucroalcooleiro brasileiro tem apresentado um expressivo crescimento nos últimos anos, entretanto, a manutenção das indústrias apresenta um elevado custo devido à perda de metal dos equipamentos por mecanismos de desgaste. O objetivo deste trabalho é estudar a aplicação de revestimentos duros por soldagem com arames tubulares quanto à resistência ao desgaste de facas picadoras de cana-de-açúcar, comparando os resultados obtidos em laboratórios com os (mais) aplicados em campos. Foram utilizados quatro tipos de consumíveis utilizados na indústria sucroalcooleira: um eletrodo revestido da liga FeCrC de 4,0 mm de diâmetro e três arames tubulares autoprotegidos de 1,6 mm de diâmetro, de ligas Fe-23,1Cr-4,11C, Fe-22Cr-4,5C-6,5Nb, Fe-1,8C-7,5Cr-1,5Mo-5,26Ti. O metal de base utilizado foi um aço SAE 1020. Foram construídos corpos de prova para a avaliação de desgaste em laboratório com abrasômetro Roda de Borracha segundo a norma ASTM G65-91. Posteriormente, foram construídas facas picadoras de cana-de-açúcar, revestidas com as mesmas condições de soldagem e montadas no picador de uma destilaria de álcool. A avaliação de desgaste foi feita via perda de massa. As soldagens com os arames tubulares foram efetuadas no modo de transferência por curto-circuito, com mesmos valores de corrente e tensão de soldagem. O arame contendo Nb apresentou a maior resistência ao desgaste em laboratório e devido à presença de trincas e ao lascamento do revestimento, a menor resistência ao desgaste em campo. O arame FeCrC e o arame contendo Ti e Mo apresentaram resistência ao desgaste similar, com o pior desempenho em laboratório e o melhor em campo. Comparados ao eletrodo revestido, apenas o arame contendo Nb apresentou similar desempenho em laboratório e o arame FeCrC e o arame com adição de Ti e Mo, similar desempenho em campo. Resumo em inglês The Brazilian sugar/alcohol sector presented expressive growth in recent years. However maintenance cost is high due to metallic losses by wear. This paper studies the application of hardfacings by flux cored arc welding on the wear resistance of sugarcane shredder knives comparing laboratory and field-test results. Four types of consumable were used: three selfshielded flux cored wires of diameter 1.6 mm of alloys FeCrC, FeCrC+Nb and FeCrC+Ti and a covered electrode of F (mais) eCrC alloy of diameter 4.0 mm. The base metal is SAE 1020 steel. Test specimens were evaluated using rubber wheel abrasion tests (ASTM G65). Sugarcane shredder knives hardfaced in the same welding conditions were also tested on a shredder in an alcohol distillery. Wear evaluation is by mass loss. The flux cored wires were welded in short-circuit transfer mode with the same current and voltage values. The wire with Nb had the highest wear resistance in laboratory test but due to cracks and spalling had the least wear resistance in field test. The FeCrC and FeCrC+Ti wires presented the worst results in laboratory tests and the best results in field test, respectively. In comparison with the covered electrode, the FeCrC+Nb wire presented similar performance in laboratory and the FeCrC+Ti wire presented similar performance in field tests.

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Análise da microestrutura e da resistência ao desgaste de revestimento duro utilizado pela indústria sucroalcooleira/ Analysis of microstructure and wear strength of hardfacing used by the sugar and alcohol industry

Lima, Aldemi Coelho; Ferraresi, Valtair Antonio
2009-06-01

Resumo em português O setor sucroalcooleiro tem apresentado um expressivo crescimento nos últimos anos no Brasil, entretanto, a manutenção das indústrias apresenta um elevado custo devido à perda de metal dos equipamentos por mecanismos de desgaste. O objetivo deste trabalho é avaliar a resistência ao desgaste abrasivo e a microestrutura de revestimentos duros depositados em camada única. Foram utilizados quatro tipos de consumíveis utilizados na indústria sucroalcooleira: um eletr (mais) odo revestido da liga FeCrC de 4,0 mm de diâmetro e três arames tubulares autoprotegidos de 1,6 mm de diâmetro, de ligas FeCrC, FeCrCNb, FeCrCTiMo. O metal de base utilizado foi um aço SAE 1020. As soldagens com os arames tubulares foram efetuadas no modo de transferência por curto-circuito, com mesmos valores de corrente e tensão de soldagem. Para o ensaio de desgaste utilizou-se o abrasômetro Roda de Borracha, segundo a norma ASTM G65-91. Os corpos de prova de desgaste foram retirados da região central das chapas de testes e da mesma região retirou-se dois conjuntos de amostras para análise microestrutural (microscopia ótica). Os resultados dos ensaios com a roda de borracha mostrou que a liga FeCrCNb apresenta maior resistência ao desgaste, seguida do eletrodo revestido e com pior desempenho a liga FeCrCMoTi e a liga FeCrC. A liga FeCrC (tanto para o eletrodo revestido como para o arame tubular) apresentou microestrutura formada por carbonetos primários M7C3 distribuídos em uma matriz de menor dureza; a liga contendo Nb apresentou microestrutura similar além da presença de carbonetos NbC; por sua vez, a liga com adição de Ti e Mo apresentou a presença de grandes carbonetos primários de titânio. Resumo em inglês The Brazilian sugar/alcohol sector presented expressive growth in recent years. However, maintenance cost is high due to metallic losses by wear. This paper studies the application of hardfacing by flux cored arc welding on the wear resistance and microstructure of single layer weld beads. Four types of consumable were used: three selfshielded flux cored wires of 1.6 mm diameter of alloys FeCrC, FeCrCNb, FeCrCMoTi and a covered electrode of FeCrC alloy of 4 mm diameter. T (mais) he base metal was SAE 1020 steel. Test specimens were evaluated using Rubber Wheel Abrasion Test (ASTM G65). The selfshielded flux cored wires were welded in short-circuit transfer mode with the same current and voltage values. Wear evaluation was by mass loss and microstructure analysis by optic microscopy. The results of the trials with Rubber Wheel Test showed that the FeCrCNb alloy presented the largest wear resistance, followed by the covered electrode. The FeCrC+Ti alloy and the FeCrC alloy presented the worst performance. The FeCrC alloy (for both covered electrode and tubular wire) presented microstructure formatted by primary M7C3 carbides distributed in a smaller hardness matrix; the alloy containing Nb presented a similar microstructure apart from its carbides that were mainly NbC. The alloy with Ti and Mo addition presented large titanium primary carbides.

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