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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-10072024-105948
Document
Author
Full name
Cristiana Maria Marçal Freire
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2023
Supervisor
Committee
Brandi, Sérgio Duarte (President)
Michima, Paula Suemy Arruda
Souza, Paulo Cézar Rioli Duarte de
Title in Portuguese
A influência de reparo em junta soldada pelo processo GTAW em aços inoxidáveis duplex UNS S31803.
Keywords in Portuguese
Aço inoxidável
Duplex
GTAW
Juntas soldadas
Reparo
Soldagem
UNS S31803
Abstract in Portuguese
O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influência de um reparo em uma junta soldada no balanceamento de fases, na microestrutura e na resistência à corrosão por pites de juntas de aços inoxidáveis duplex (UNS S31803), soldadas com múltiplos passes pelo processo GTAW manual. A fabricação e a montagem de equipamentos para aplicações especiais, caso característico dos aços inoxidáveis duplex, não é uma rotina, e o aprimoramento na soldagem destes aços, sempre se faz necessária. É notável que a principal tendência de evolução nas metodologias de projeto tem sido a integração entre projeto do produto e a engenharia da produção, que conduz ao estudo da soldagem e da metalurgia da soldagem, a um patamar de grande importância. Diante disso, a maior motivação deste projeto está na ideia da disseminação de informações sobre as boas práticas de engenharia de processo de soldagem GTAW para este material. A proposta aqui apresentada coaduna com as ações que visam contribuir para o conhecimento de construção e/ou montagem de materiais especiais, bem como de identificar as condições que permitam aperfeiçoar a realidade produtiva, aqui representada pela condição do reparo em uma junta soldada. Os trechos da junta, nas condições de com e sem reparo, foram caracterizados por metalografia, microscopia ótica e MEV. A análise quantitativa foi realizada por metalografia quantitativa utilizando-se da técnica de análise de imagens. Os parâmetros de soldagem e os ciclos térmicos experimentais foram aquisitados para cada uma das condições por um sistema de aquisição de dados instantâneos. Além disso, foram avaliadas as propriedades mecânicas de dureza, com o uso de técnica de mapeamento de microdureza, e de resistência a corrosão por pites para cada uma das condições da junta soldada. Os resultados revelaram a contribuição da taxa de resfriamento e do reaquecimento na fração volumétrica de ferrita no metal de solda e na zona afetada pelo calor. O teor de ferrita mostrou-se dentro dos limites aceitáveis para ambas as condições avaliadas. A dureza da ZAC após a soldagem não excedeu a dureza máxima permitida para o metal de base e a dureza do metal de solda não excedeu o limite máximo de dureza da respectiva liga utilizada como consumível de soldagem (ER 2209). A resistência a corrosão por pites do trecho da junta na condição com reparo foi afetada, apresentando perda de massa acima de 4,0 g/m2 a 20º C e ampliação de 20 vezes, por pites.
Title in English
The influence of weld joint repair by the GTAW process on duplex stainless steel UNS S31803.
Keywords in English
Duplex
GTAW
Repair
UNS S31803
Welding
Abstract in English
The present work aims to evaluate the influence of a repair on a welded joint on the phase balance, microstructure, and resistance to pitting corrosion of duplex stainless-steel joints (UNS S31803), welded with multiple passes using the manual GTAW process. The manufacture and assembly of equipment for special applications, specifically duplex stainless steel, is not routine, and improvement in the handling of these steels is always necessary. It is notable that the main trend of evolution in design methodologies has been the integration between product design and production engineering, which takes the study of welding and welding metallurgy to a level of great importance. Therefore, the biggest motivation for this project is the idea of disseminating information about good engineering practices for the GTAW welding process for this material. The proposal here is consistent with the actions that aim to contribute to the knowledge of construction and/or assembly of special materials, as well as identifying the conditions that allow improving the productive reality, represented here by the repair condition in a welded joint. The sections of the joint, in conditions with and without repair, were characterized by metallography, optical microscopy and SEM. Quantitative analysis was carried out by quantitative metallography using the image analysis technique. The welding parameters and experimental thermal cycles were acquired for each of the conditions from an instantaneous data acquisition system. Furthermore, the mechanical properties of hardness were evaluated, using a microhardness mapping technique, and resistance to pitting corrosion for each of the welded joint conditions. The results revealed the contribution of cooling and reheating rates to the volume fraction of ferrite in the weld metal and heat-affected zone. The ferrite theory proved to be within acceptable limits for both conditions evaluated. The hardness of the HAZ after welding does not exceed the maximum hardness permitted for the base metal and the hardness of the weld metal does not exceed the maximum hardness limit of the respective alloy used as welding consumable (ER 2209). The resistance to pitting corrosion of the joint section in the condition with repair was affected, showing a mass loss above 4.0 g/m2 at 20º C and an increase of 20 (twenty) times, by pitting.
 
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Publishing Date
2024-07-11
 
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