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Document type: Trabalho de Conclusão de Curso
Access type: Acesso Aberto
Title: Influência da geometria, comprimento de queima e modo de aplicação da força no reparo por atrito com furo passante em aço inoxidável duplex
Alternate title (s): Influence of geometry, burn-off length and mode of force application on friction welding repair with through hole in duplex stainless steel.
Author: Prado, Daniel Ferraz
First Advisor: Gonçalves, Rafael Ariza
First coorientator: Pires, Raphael Rezende
First member of the Committee: Franco, Sinésio Domingues
Summary: O reparo de estruturas utilizando soldagem a arco elétrico na indústria petroquímica apresenta, além de riscos ao operador, uma quantidade considerável de falhas inerente ao processo. Viu-se necessário, então, o desenvolvimento de uma técnica que melhor se adequasse às condições de operação encontradas neste ramo, sendo o reparo por atrito ideal para tal aplicação. Com este trabalho, então, buscou melhor entender como este processo se dá para casos em que a cavidade feita no material base se trata de um furo passante. Limitou-se também o material utilizado, no caso, o aço inoxidável duplex UNS S32205, outra demanda decorrente da indústria. Foram realizados uma série de ensaios em que se buscou entender como cada um dos parâmetros analisados interferem no resultado da solda. Três geometrias foram inicialmente propostas, variando-se o ângulo de tronco de cone do pino para cada uma delas. Além disso, variou-se também o comprimento de queima e o número de estágios utilizados para aplicação da força. Após realizados os ensaios, as amostras foram preparadas para que macrografias e micrografias pudessem ser obtidas e a qualidade da solda fosse examinada para os diversos casos. Ao fim, mapeou-se ainda o perfil de microdureza das amostras que apresentaram os melhores resultados. O que se observou ao longo deste trabalho foi que a geometria que apresentou melhores resultados foi a de pino e furo com ângulo do tronco de cone de 26° e 30°, respectivamente. Sua utilização aliada com um maior comprimento de queima e aplicação da força em dois estágios possibilitaram um maior tempo de processamento, que por sua vez, resultou em uma união de melhor qualidade, apresentando nenhum tipo de defeito aparente ou falha de preenchimento.
Abstract: The repair of structures using electric arc welding for the oil industry presents safety risks to the operator and a considerable number of defects inherent to the process. A new technique more suitable to the operating conditions of this field needed to be developed then, and the friction welding perfectly fits such application. The objective of this study was to better understand this process when using through holes on the base material. The study was also limited in terms of the material to be used, which was the duplex stainless steel UNS S32205, another requirement from the oil industry. Several tests were performed to help understand how each of the parameters analyzed interfere on the welding quality. Three different geometries were initially proposed, with different taper angles for the consumable rods on each one of them. The burn-off length and number of stages used to apply the force also differed from on test to the other. Once the testings were finalized the welding joints went through a preparation process so that macro and micrographs could be obtained and the welding quality could be evaluated. Lastly, a microhardness profile was obtained for the joints that presented the most satisfying results. Throughout this work it was observed that the geometry that presented the best results was the one with a taper angle of 26° for the rod and 30° for the hole on the base material. The use of this geometry along with higher values for the burn-off length and the two-stage pressure process led to higher processing times, which resulted in better quality welding joints, with no apparent defects or unfilled areas.
Keywords: Reparo por atrito
Furos passantes
Geometrias do pino e do furo
Comprimento de queima
Aço inoxidável duplex
Friction welding repair
Through holes
Rod and hole geometries
Burn-off length
Duplex stainless steel
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Quote: PRADO, D. F. Influência da geometria, comprimento de queima e modo de aplicação da força no reparo por atrito com furo passante em aço inoxidável duplex. 2018. 80 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecatrônica) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2018.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/21992
Date of defense: 16-Jul-2018
Appears in Collections:TCC - Engenharia Mecatrônica

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