Resumo em Espanhol:

Resumen La soldadura subacuática mojada utilizando el proceso con alambre tubular autoprotegido ha sido foco de estudio en los últimos años debido principalmente a su mayor productividad en comparación con el proceso de soldadura manual con electrodo revestido. En la presente investigación se evalúa el efecto del aumento del aporte térmico sobre las características geométricas y microestructurales de cordones de soldadura desarrollados sobre placas de acero ASTM A36. Para este propósito, fueron realizadas tres soldaduras experimentales con diferentes velocidades de avance resultando en tres niveles diferentes de aportación térmica. Las características geométricas evaluadas fueron la penetración, el refuerzo y el ancho de la zona afectada por el calor (ZAC), además, se llevó a cabo el análisis de la porosidad interna y de la microestructura en la sección transversal de cada cordón. Los principales resultados mostraron que el aumento de aporte térmico incrementa el refuerzo, la penetración y el ancho de la ZAC. Por otra parte, la microestructura de la zona de fusión consistió básicamente de ferrita y bainita, mientras que en la ZAC se detectó presencia de martensita. El análisis general de los resultados indicó que es posible obtener soldaduras clase B según el código de soldadura AWS D3.6.

Resumo em Inglês:

Abstract Underwater wet welding using the flux-cored self-shielded wire (FCAW-S) process has been the focus of study in recent years mainly due to its higher productivity compared to the shielded metal arc welding (SMAW) process. In the present investigation, the effect of an increase in heat input on the geometric and microstructural characteristics of weld beads on the ASTM A36 steel plate is evaluated. For this purpose, three experimental weld beads have been produced at different travel speeds, resulting in three different levels of heat input. The geometric characteristics evaluated were the penetration, reinforcement, and heat-affected zone (HAZ) width. In addition, the analysis of the internal porosity and the microstructure in the cross-section of each weld bead was realized. The main results showed that the increment in heat input increases the HAZ's reinforcement, penetration, and width. On the other hand, the microstructure of the fusion zone consisted of ferrite and bainite, while the presence of martensite was detected in the coarse-grained HAZ. The general analysis of the results indicated that it is possible to obtain class B welds according to underwater welding code AWS D3.6.

Resumo em Português:

Resumo Quando uma estrutura soldada sofre impacto estrutural, a ductilidade do material é uma das características preponderantes. Contudo, com o crescente destaque e utilização dos aços de alta resistência e baixa liga (ARBL) nem sempre este fator é considerado na sua utilização. Isto pode resultar em instabilidades globais e/ou localizadas numa estrutura. Desta forma, o objetivo principal deste trabalho foi comparar o comportamento ao impacto estrutural de perfis I soldados, produzidos com ASTM A36, um aço estrutural “comum”, e EN10149-2 S700MC, aço ARBL, soldados em filete por processo de soldagem por arco elétrico com atmosfera de proteção gasosa MAG (GMAW) e utilizando metais de adição, AWS ER70S- 6 e AWS ER110S-G, que depositam metais de solda com grandes diferenças em resistência à tração e ductilidade. No desenvolvimento deste trabalho foram elaborados conjuntos soldados (CS) na forma de perfis I de chapas soldadas e mantendo-se as soldas com acabamento original. Os CS foram feitos em ambos materiais variando o metal de adição e condições de reforços. Entre os principais resultados, destaca-se o comportamento do material de alta resistência (EN10149-2 S700MC) quando submetido a carregamento dinâmico, apresentou fratura na mesa superior, com comprimentos significativamente maiores que os apresentados pelo aço ASTM A36, sob mesmas condições de soldagem e carregamento. Além disso, a presença de reforço vertical na estrutura acaba por transferir o carregamento para a mesa oposta do perfil, porém sem anular a condição de fratura no material de alta resistência.

Resumo em Inglês:

Abstract When a weldment suffers structural impact, the base and filler metals ductility is one of the main features. However, despite the increasing use of high strength low alloy steels (HSLA), this factor is not always considered and it can result in global and/or localized instabilities within a structure. So, the main objective of this work was to compare the behavior to structural impact of welded I-profiles, made with ASTM A36 and EN10149-2 S700MC, a regular and a HSLA structural steel, respectively, using GMAW process and AWS ER70S-6 and AWS ER110S-G as filler metals, which produce weld metals with great differences in tensile strength and ductility. Besides, all weldments were made with both filler metals and the profiles with or without stiffening reinforcements (on the web), keeping the original finishing of the fillet welds. Among the main results, the behavior of the material with high strength (EN10149-2 S700MC) when subjected to dynamic loading, have shown fracture on the upper flange, with crack lengths significantly greater than those presented by ASTM A36 steel, under the same welding and loading conditions. Furthermore, the presence of vertical reinforcement acts as a stiffening of the structure and ends up transferring the load to the opposite flange of the profile, however without nullifying the fracture condition in the high-strength material.

Resumo em Português:

Resumo O processo de manufatura aditiva a arco arame ou WAAM (Wire Additive Arc Welding) é reconhecido como um processo capaz de confeccionar peças de elevada complexidade geométrica, com propriedades mecânicas comparáveis às do material fundido. Entretanto, existem desafios significativos associados ao WAAM, como microestruturas e propriedades mecânicas indesejáveis, elevadas tensões residuais e distorção geométrica. Este estudo visa contribuir com a seleção de parâmetros de deposição do aço VP50IM utilizando WAAM via TIG (Tungsten Inert Gas) pulsado e caracterização do empilhamento gerado, utilizando a metodologia Central Composto Completo, CCC. Neste estudo variou-se a corrente de pico (Cp) e de base (Cb), velocidade de alimentação de arame durante pico (Vap), base (Vab) e velocidade de soldagem (Vs). O parâmetro ideal apresentado foi Cp=200A, Cb=100A, Vap=2,9cm/min, Vab=1,2cm/min e Vs=20cm/min. Ensaios de tração mostraram uma resistência até 15% maior nas amostras na seção longitudinal ao sentido de soldagem em comparação ao sentido transversal. Ensaios de dureza demonstraram uma dureza até 9% menor no centro do empilhamento em comparação ao topo e base. A análise de fratura dos corpos de prova evidenciou fratura dúctil.

Resumo em Inglês:

Abstract The wire arc additive manufacturing process or WAAM (Wire Additive Arc Welding) is recognized as a process able of making pieces of high geometric complexity, with mechanical properties comparable to those of the cast material. However, there are significant challenges associated with WAAM, such as undesirable microstructures and mechanical properties, high residual stresses and geometric distortion. This study aims to contribute to the selection of deposition parameters for VP50IM steel using WAAM via pulsed TIG (Tungsten Inert Gas) and characterization of the generated stacking, using the Central Composite Complete methodology, CCC. In this study, the peak (Cp) and base (Cb) current, wire feed speed during peak (Vap), base (Vab) and welding speed (Vs) were varied. The ideal parameter presented was Cp=200A, Cb=100A, Vap=2.9cm/min, Vab=1.2cm/min and Vs=20cm/min. Tensile tests showed up to 15% greater resistance in the samples in the longitudinal section in the welding direction compared to the transverse direction. Hardness tests demonstrated up to 9% less hardness at the center of the stack compared to the top and bottom. The fracture analysis of the specimens showed ductile fracture.