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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83332| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Avanços no desenvolvimento de ligasproduzidas "in-situ" pelo processo soldagem MIG/MAG duplo arame |
| Autor(es): | Andrade, Izaac Oliveira |
| Orientador: | Motta, Marcelo Ferreira |
| Palavras-chave em português: | MIG/MAG duplo arame;Ligas (Metalurgia);Macrossegregação;Soldagem a arco;Soldagem MIG |
| Palavras-chave em inglês: | MIG/MAG twin wire;Alloys;Macroseggregation;Arc welding;MIG welding |
| CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA |
| Data do documento: | 2025 |
| Citação: | ANDRADE, Izaac Oliveira. Avanços no desenvolvimento de ligasproduzidas "in-situ" pelo processo soldagem MIG/MAG duplo arame. 2025. 180 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia e Ciência de Materiais) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025. |
| Resumo: | Este estudo teve como objetivo desenvolver ligas específicas a partir da combinação das ligas de níquel Hastelloy C-276 e Inconel 625, aplicando técnicas de soldagem para minimizar a macrossegregação. Foram produzidas três composições: 50%H/50%I, 70%H/30%I e 30%H/70%I. O eletrodo com maior percentual de deposição operou no modo pulsado, enquanto o de menor contribuição atuou no curto-circuito. Os parâmetros de pulso foram avaliados para todas as ligas, enquanto, no curto-circuito, foram analisadas as variáveis Ks, Kd e Ur. A soma das velocidades de alimentação foi mantida constante. Também foi realizada uma análise exploratória da disposição dos eletrodos (mestre/seguidor) e dos parâmetros de tecimento (velocidade, frequência e amplitude), avaliando o grau de mistura e a geometria do cordão de solda. Nos ensaios de revestimento, investigou-se ainda a influência da distância entre os eletrodos na formação de macrossegregações. As amostras foram submetidas à caracterização química, microestrutural e mecânica, incluindo ensaios de microdureza Vickers, Charpy e tração. Os resultados indicaram que é possível produzir ligas com composições químicas controladas, ajustando os parâmetros conforme a aplicação. O pulso e o curto-circuito foram otimizados para obter cordões com bom acabamento superficial e sem defeitos. A disposição dos eletrodos não influenciou significativamente a homogeneização, mas a transferência metálica impactou a aparência: quando ambos operaram em pulsado, sem tecimento, observaram-se regiões de cores distintas (50%H/50%I), enquanto no modo misto (pulsado/curto-circuito) a solda foi homogênea. O aumento da frequência, mas principalmente da amplitude do tecimento, melhorou a mistura entre as ligas. A distância entre os eletrodos não teve efeito significativo na segregação.As análises químicas mostraram composições próximas às teóricas e, com parâmetros adequados, foi possível evitar macrossegregações. A microestrutura resultante apresentou matriz de Ni-FCC, predominantemente com crescimento colunar e celular dendrítico. Em termos de propriedades mecânicas, a microdureza variou estatisticamente entre as ligas, com valores próximos a 260 HV para a de maior teor de Inconel 625. A tenacidade ao impacto não apresentou diferenças significativas, com valores médios de energia absorvida em torno de 150 J. Nos ensaios de tração, todas as ligas exibiram desempenho próximo ao da Inconel 686, confirmando que a soldagem MIG/MAG duplo arame é uma rota viável para produzir ligas in situ sem necessidade de fundição ou técnicas menos convencionais |
| Abstract: | This study aimed to develop specific alloys by combining the nickel-based alloys Hastelloy C-276 and Inconel 625, applying welding techniques to minimize macrosegregation. Three compositions were produced: 50%H/50%I, 70%H/30%I, and 30%H/70%I. The electrode with the highest deposition rate operated in pulsed mode, while the one with lower contribution operated in short-circuit mode. Pulse parameters were evaluated for all alloys, while in short-circuit mode, the variables Ks, Kd, and Ur were analyzed. The total wire feed speed was kept constant. An exploratory analysis was also conducted regarding electrode arrangement (leading/following) and weaving parameters (speed, frequency, and amplitude), assessing alloy mixing and bead geometry. In the overlay welds, the influence of electrode distance on macrosegregation formation was also investigated. The samples were subjected to chemical, microstructural, and mechanical characterization, including Vickers microhardness, Charpy impact, and tensile tests. The results indicated that it is possible to produce alloys with controlled chemical compositions by properly adjusting the welding parameters according to the intended application. The pulsed and short-circuit modes were optimized to achieve weld beads with good surface finish and without defects. Electrode arrangement did not significantly affect homogenization, but metal transfer mode influenced the bead appearance: when both wires operated in pulsed mode without weaving, distinct color regions were observed (50%H/50%I), while in the mixed mode (pulsed/short-circuit), the weld presented a homogeneous appearance. Increasing weaving frequency, but especially amplitude, improved alloy mixing. Electrode distance showed no significant effect on segregation. Chemical analyses confirmed that the obtained compositions were close to the theoretical ones, and with adequate welding parameters it was possible to avoid macrosegregations. The resulting microstructure exhibited a Ni-FCC matrix, predominantly with columnar and cellular dendritic growth. Regarding mechanical properties, microhardness varied statistically among the alloys, with average values around 260 HV for the alloy with higher Inconel 625 content. Impact toughness showed no significant differences, with average absorbed energy values of about 150 J. In tensile tests, all alloys demonstrated mechanical performance close to commercial Inconel 686, confirming that twin-wire MIG/MAG welding is a viable route for in situ alloy production, eliminating the need for casting or less conventional techniques. |
| Descrição: | Este documento está disponível online com base na Portaria no 348, de 08 de dezembro de 2022, disponível em: https://biblioteca.ufc.br/wp-content/uploads/2022/12/portaria348-2022.pdf, que autoriza a digitalização e a disponibilização no Repositório Institucional (RI) da coleção retrospectiva de TCC, dissertações e teses da UFC, sem o termo de anuência prévia dos autores. Em caso de trabalhos com pedidos de patente e/ou de embargo, cabe, exclusivamente, ao autor(a) solicitar a restrição de acesso ou retirada de seu trabalho do RI, mediante apresentação de documento comprobatório à Direção do Sistema de Bibliotecas. |
| URI: | http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/83332 |
| ORCID do(s) Autor(es): | https://orcid.org/0009-0000-0764-4413 |
| Currículo Lattes do(s) Autor(es): | http://lattes.cnpq.br/683302670909841 |
| ORCID do Orientador: | https://orcid.org/0000-0002-1425-690X |
| Currículo Lattes do Orientador: | http://lattes.cnpq.br/1884420163035670 |
| Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
| Aparece nas coleções: | DEMM - Dissertações defendidas na UFC |
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| Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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