Resistência ao desgaste por cavitação de diferentes ligas aplicadas pelo processo GMAW com e sem adição de arame frio

Silva, Fabio Gonçalves da

Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14763

Document type:	Tese
Access type:	Acesso Aberto
Title:	Resistência ao desgaste por cavitação de diferentes ligas aplicadas pelo processo GMAW com e sem adição de arame frio
Alternate title (s):	Cavitation wear resistance of different alloys applied by GMAW welding process with and without cold wire
Author:	Silva, Fabio Gonçalves da
First Advisor:	Ferraresi, Valtair Antônio
First coorientator:	Braga, Eduardo de Magalhães
First member of the Committee:	Vilarinho, Louriel Oliveira
Second member of the Committee:	Silva Junior, Washington Martins da
Third member of the Committee:	Alfaro, Sadek Crisóstomo Absi
Fourth member of the Committee:	Abreu, Hamilton Ferreira Gomes de
Summary:	O fenômeno da cavitação sobre a superfície metálica provoca à erosão que deteriora componentes em operação, em particular as pás de turbinas hidráulicas de geração de energia, sendo responsável por custos da manutenção e perdas em geração de energia elétrica decorrente das paradas periódicas. As pás dessas turbinas, em especial as fabricadas pelo aço C-Mn (carbono manganês) são revestidas por soldagem a arco por aços inoxidáveis a fim de proteção para que apresentem maior tempo de operação ou maior intervalo entre os períodos de manutenção. Entre os materiais aplicados para revestir essas pás estão os aços inoxidáveis austeníticos, e em destaque os aços inoxidáveis ao Co e as ligas à base de Co (comercialmente Stellites). No entanto, estes últimos apresentam alto custo. Entre os processos de soldagem aplicados para o revestimento, a técnica de adição de arame frio (GMAW-CW ou GMAW-AF) se apresenta como uma proposta vantajosa em relação às outras técnicas especiais de soldagem existentes atualmente e convencionais. Diante do contexto, este trabalho buscou estudar, aplicar e avaliar o efeito das ligas de aço inoxidáveis austeniticos e ligas de Co (CoCrMo e CoCrW) depositadas pelo processo GMAW-CW com a finalidade de caracterização, comparação, formulação e deposição de novas ligas a partir de arame comerciais, relacionando com a resistência à perda de massa. As adequações da técnica de soldagem têm como foco a obtenção dos parâmetros de soldagem adequados à confecção dos revestimentos. A resistência ao desgaste por cavitação foi avaliada segundo a Norma ASTM G 32, correlacionando com a microestrutura e fases por microscopia óptica, MEV-EDS, composição química por espectrometria de emissão óptica e análises das fases presentes por DRX. As qualidades das superfícies soldadas foram analisadas por análise visual e Líquido Penetrante de acordo com a norma de END (Ensaio Não Destrutivo). Verificou-se que os revestimentos apresentaram boa soldabilidade, sem descontinuidades ou defeitos, com bom acabamento superficial. Na análise dos revestimentos de cobalto, as ligas H (eletrodo Stellite 21 e 309LSi como arame frio) e M (eletrodo Stellite 6 e 309LSi como arame frio) apresentaram bom desempenho de resistência a cavitação em semelhantes níveis de rugosidade e dureza quando comparados aos revestimentos de Stellites 21 e 6, feitos pelo processo GMAW convencional.
Abstract:	The phenomenon of cavitation on the metal surface causes erosion decaying components in operation, in particular the blades of turbines for power generation, accounting for maintenance costs and losses in electricity generation resulting from periodic stops. The blades of these turbines, particularly those manufactured by C-Mn steel (carbon - manganese) are coated by arc welding for stainless steel protective order to present more uptime or longer intervals between maintenance periods. Among the materials used to coat these blades are austenitic stainless steels, and stainless steels featured in the Co and Cobased alloys (commercially Stellites). However, the latter have a high cost. Among the welding processes applied to the coating, the technique of adding cold wire (GMAW and GMAW-CW-AF) is presented as an advantageous tender in relation to other techniques currently existing special and conventional welding. Given the context, this work seeks to study, apply and evaluate the effect of alloy and austenitic stainless steel alloys Co (CoCrMo and CoCrW) deposited by GMAW-CW for the purpose of characterization, comparison, formulation and deposition of new alloys from commercial wire correlating with resistance to mass loss. The adjustments of welding technique have focused on obtaining the manufacture of coatings suitable welding parameters. The cavitation wear resistance was evaluated according to ASTM G 32, correlating microstructure and phases by optical microscopy, SEM-EDS, chemical composition and optical emission spectrometry analyzes of the phases present by XRD. The qualities of the welded surfaces have been analyzed by visual examination and Penetrant Liguid according to standard NT (Nondestructive Testing). It was found that the coatings showed good weldability without discontinuities or defects with good surface finish. In the analysis of the coatings of cobalt, the alloy H (Stellite electrode 21 and 309LSi as cold wire) and M (Stellite 6 and 309LSi electrode as cold wire) showed good performance in resistance to cavitation in similar levels of surface roughness and hardness when compared to coatings Stellites 21 and 06, made by conventional GMAW process.
Keywords:	GMAW-AF Soldagem Cavitation GMAW-CW Welding Coating Cobalt
Area (s) of CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language:	por
Country:	BR
Publisher:	Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym:	UFU
Department:	Engenharias
Program:	Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote:	SILVA, Fabio Gonçalves da. Cavitation wear resistance of different alloys applied by GMAW welding process with and without cold wire. 2014. 241 f. Tese (Doutorado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014. DOI https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.80
Document identifier:	https://doi.org/10.14393/ufu.te.2014.80
URI:	https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14763
Date of defense:	29-Jul-2014
Appears in Collections:	TESE - Engenharia Mecânica

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