Aplicação de ultrassons durante a soldadura de aços de construção: caracterização microestrutural dos cordões

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia MecânicaA realização deste trabalho teve como objectivo principal o estudo do possível efeito ao nível microestrutural de vibrações ultrassónicas na soldadura. Para isso, foi usado um sistema (soldadura + ultrassons) em que ao mesmo tempo que uma peça é soldada são transmitidas vibrações de uma determinada frequência. Nos provetes de aço C1, com uma secção rectangular 200x100 e espessura 8 mm, efectuou-se um rasgo na parte central onde foi depositado o cordão de soldadura. Além desse rasgo foi realizado um furo roscado em todos os provetes que permite a sua fixação à unidade transmissora de ultrassons. De forma a evitar dissipação de energia no momento da soldadura, construiu-se um suporte que permite fixar o conjunto transdutor - waveguide a uma determinada altura. A soldadura dos provetes foi realizada na empresa Ribalde, sendo o processo executado por um robô de soldadura MIG. O equipamento de ultrassons usado foi o Mastersonic MSG 2000, um transdutor e um waveguide. Foram utilizados 6 provestes divididos em três grupos, sendo que nestes um dos provetes foi soldado normalmente e o outro com os ultrassons ligados. A intensidade e alimentação do fio foram alterados nos três testes sendo a velocidade de soldadura mantida constante. Pretendia-se que a frequência e potência dos ultrassons fossem iguais nos três testes, contudo no último teste, não foi possível manter o mesmo valor de frequência, sendo o seu valor ligeiramente diferente. Após a soldadura dos provetes, retirou-se uma amostra de cada um para efectuar a sua caracterização e respectiva avaliação do efeito da vibração. Esta fez-se através de uma análise macro e microestrutural, avaliação da microdureza e tamanho de grão. Os resultados obtidos permitem concluir que as ondas ultrassónicas não alteraram os constituintes presentes na microestrutura resultante da soldadura. No entanto, provocaram ligeiras melhorias em relação as características geométricas do cordão, ao tamanho de grão e microdureza do produto final.This project was conducted as an intent to study of the effect, at a microstructural level, of the ultrasonic vibration in the welding process. For that purpose, a system was used (welding +ultrasonic) where in while a specimen is welded, vibrations are transmitted in a given frequency. For the steel specimens C1, with a rectangular section of 200x100 and a thickness of 8mm, was produced a groove on the central part where it was deposited weld bead. Besides this groove, a threaded hole was performed on all specimens which enables the fixation of the ultrasonic on the specimens. It is through this link between the waveguide and the specimen that vibrations are transmitted during welding. It was necessary to build a support allowing the support of the ultrasonic at a certain height to avoid power dissipation. The welding of the test pieces was performed in the company Ribalde by a MIG welding robot. The ultrasonic equipment used was the Mastersonic MSG 2000, a transducer and a waveguide. Six test specimens were used, divided into three groups in which one of the specimens was typically welded and the other with the ultrasonic connected. The current was altered in three tests but the weld speed was kept constant. The frequency and power of the ultrasound were the same in the three tests. However, due to small problem, there was a light difference in the frequency from the last test. After welding the specimens, one sample was removed from each one for performing the characterization and study of the effect of the ultrasonic, respectively. This was executed through a macro and microstructural analysis and evaluation of hardness and grain size. The results obtained allows us to conclude that the vibration does not change the resulting microstructure of the weld, however, leads to improvements compared to the grain size and hardness of the final product

Produtos de hidratação de ligantes obtidos por activação alcalina de lamas residuais das Minas da Panasqueira

Este artigo apresenta resultados sobre a caracterização dos produtos de hidratação de um material ligante obtido por activação alcalina de lamas residuais das Minas da Panasqueira. Sendo que para esse efeito se recorre à caracterização da difracção de raios-X e da análise da morfologia e composição da microestrutura. Os resultados mostram a formação de uma nova fase de flogopite, que está relacionada com a resistência à compressão das amostras analisadas. A análise da microestrutura permitiu confirmar a existência de uma fase aluminosilicatada característica dos ligantes geopoliméricos conjuntamente com silicatos de cálcio hidratados. A microestrutura mostra ainda que os produtos formados são bastante influenciados pela percentagem de hidróxido de cálcio utilizada nas composições

Guard-hair microstructure of Brazilian felids: considerations for species identification

O exame da microestrutura da cutícula e medula dos pêlos é uma técnica simples e de baixo custo para identificar espécies de mamíferos para uma variedade de aplicações. Foram estudados pêlos-guarda de 66 indivíduos de oito espécies de felídeos brasileiros (Leopardus colocolo, L.geoffroyi, L.pardalis, L.tigrinus, L.wiedii, Panthera onca, Puma concolor, Puma yagouaroundi), através de amostras colhidas de animais anestesiados em zoológicos. A microestrutura dos pêlos-guarda foi analisada e descrita através de impressões cuticulares e preparações medulares, e posteriormente foi feito um teste cego para avaliar a acurácia da identificação específica. Embora tenham sido encontrados caracteres morfológicos distintos para cada espécie, a sutileza destes caracteres e sua sobreposição entre as diferentes espécies resultaram em uma acurácia relativamente baixa (75%). A identificação de pares ou trios de espécies cujos pêlos têm morfologia mais semelhante (Grupo A: L. pardalis, L. tigrinus, L. wiedii; Grupo B: L. colocolo, L. geoffroyi, P. yagouaroundi; Grupo C: P. concolor, P. onca) elevou a acurácia significativamente (91%). A identificação dos felídeos brasileiros através da microestrutura de seus pêlos é desafiadora e requer um exame cuidadoso de caracteres sutis, devendo ser apoiada por outras técnicas mais acuradas e/ou ser limitada principalmente às aplicações que não requerem identificação específica ou que trabalhem em escalas taxonômicas mais amplas.The analysis of cuticle and medulla hair microstructure is a simple and inexpensive technique to identify mammal species for a variety of applications. We studied the guard-hairs of 66 individuals of eight felid species occurring in Brazil (Leopardus colocolo, L.geoffroyi, L.pardalis, L.tigrinus, L.wiedii, Panthera onca, Puma concolor, Puma yagouaroundi), through hair samples collected from anesthetized zoo animals. The microstructure of the guard-hairs was analyzed and described through cuticle impressions and medulla preparations; a blind test was conducted to evaluate the accuracy of species identification. Although distinctive morphological characters could be identified for each species, the subtlety of these characters and the overlap of features among species resulted in a relatively poor accuracy (75%). The identification of pairs or trios of species whose hair has similar morphologies (Group A: L. pardalis, L. tigrinus, L. wiedii; Group B: L. colocolo, L. geoffroyi, P. yagouaroundi; Group C: P. concolor, P. onca) significantly improved accuracy (91%). The identification of Brazilian felids through the microstructure of their hair is challenging and requires careful examination of subtle features, and should be complemented by more accurate techniques and/or be limited mostly to applications where high accuracy is not essential or where a broader taxonomic scale is being evaluated

Influência da incorporação de partículas de SiC na microestrutura e no comportamento tribológico de compósitos Al/SiCp com gradiente funcional

Devido à boa relação entre densidade e resistência mecânica apresentada pelos compósitos de matriz de alumínio, estes materiais têm-se destacado em algumas aplicações industriais. Com efeito, a adição de reforços cerâmicos às ligas de alumínio, nomeadamente partículas de SiC, resulta na melhoria das suas propriedades mecânicas com particular impacto no aumento da resistência ao desgaste, ampliando o seu campo de aplicação como tribo-materiais. O desenvolvimento complementar de gradientes funcionais de propriedades neste tipo de compósitos permite a melhoria de uma grande variedade de propriedades, possibilitando a utilização destes tribo-materiais na indústria automóvel e aeronáutica. Exemplos de aplicações são cilindros, válvulas e seguidores de cames em motores de combustão interna, onde estes materiais operam como parte integrante de diversos sistemas tribológicos. Este estudo teve como objectivo verificar a influência da incorporação de partículas de SiC na microestrutura da liga Al-10Si-4.5Cu-2Mg processada por fundição centrífuga, tendo como referência a matriz não reforçada mas também processada por fundição centrífuga e caracterizada por um gradiente na microestrutura. A fracção de volume de partículas de SiC adicionadas foi de 10%. O comportamento tribológico dos dois materiais foi avaliado a fim de compreender o modo como as alterações na microestrutura promovidas pela adição de partículas de SiC influencia a resposta tribológica. Os testes tribológicos foram realizados na ausência de lubrificação e na geometria esfera-disco. A carga normal aplicada e a velocidade de deslizamento foram mantidas constantes com os valores de 3 N e 0.5 ms-1, respectivamente. Como contra-corpo foi usado aço de rolamento AISI 52100. A microestrutura e os principais mecanismos de desgaste foram caracterizados por recurso a SEM/EDS. Os resultados demonstraram a existência de fadiga extrema e a predominância de fenómenos de abrasão como mecanismos de desgaste. A resposta tribológica dos materiais caracterizados indiciou poder ser fortemente influenciada pela quantidade de partículas de reforço presente na matriz de alumínio.Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) - Programa POCTI (Projecto POCTI/CTM/46086/2002)

Sobre a microestrutura em dicionários semasiológicos do alemão

According to the metalexicographical theory, there are three main components in a semasiological dictionary: macro-, micro- and middles structure. The aim of this article is to describe and analyze the microstructure of three general semasiological dictionaries of the German language. As methodological framework, it takes in account the distinction between formal and semantic comment and between definition and density of the constant information program

Argamassas de cimento com incorporação de materiais de mudança de fase

A eficiência energética dos edifícios é atualmente um dos principais objetivos da política energética a nível regional, nacional e internacional. Os edifícios são um dos setores líderes no consumo de energia nos países desenvolvidos, sendo que na União Europeia representam cerca de 40% do consumo de energia e emissões de CO2 para a atmosfera. Soluções baseadas em fontes de energia renováveis contribuem para o aumento da eficiência energética, diminuição da utilização das reservas de combustíveis fósseis e redução da emissão de gases poluentes para a atmosfera. Assim, a utilização de fontes de energia renováveis, tais como a energia solar, é um fator chave na redução da dependência energética dos edifíc ios e constitui uma medida crucial para a promoção da sustentabilidade dos mesmos. O armazenamento térmico conseguido através da utilização de materiais de mudança de fase (PCM) constitui uma estratégia para o desenvolvimento de edifícios com elevado desempenho térmico. Durante os últimos anos, vários estudos sobre materiais de construção com incorporação de PCM microencapsulado e macroencapsulado têm vindo a ser publicados. No entanto, a utilização de PCM não encapsulado é uma das principais lacunas do conhecimento nesta área. É importante notar que a utilização de PCM não encapsulado permite a utilização do material no seu estado puro, reduzindo os impactos ambientais associados ao seu tratamento e reduzindo o seu custo no mercado, o que consequentemente origina uma redução do custo das soluções construtivas em que é aplicado. Desta forma, o principal objetivo deste trabalho consistiu no estudo das propriedades físicas e mecânicas de argamassas de cimento com incorporação de PCM não-encapsulado, tendo sido possível concluir que a utilização de PCM nesta forma em argamassas pode ser vista como uma solução económica e funcional para a melhoria da eficiência energética dos edifícios.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - SFRH/BD/95611/201

ASTM A923-Practice A application to identify intermetallic phases in a UNS S32750 superduplex welded joint

Os aços inoxidáveis duplex e superduplex apresentam propriedades superiores aos aços inoxidáveis convencionais. Essa superioridade é baseada na composição química e em uma microestrutura balanceada (aproximadamente 50% de ferrita). Durante a soldagem podem ocorrer alterações, tanto na composição química, como na fração volumétrica das fases presentes, que podem gerar a presença de fases intermetálicas, que alteram as propriedades originais desses aços. O objetivo deste trabalho é de aplicar a norma ASTM A923-Prática A para verificar a presença de fases intermetálicas na junta soldada de aço inoxidável superduplex UNS 32750. Foram soldados tubos de UNS 32750 com diâmetros externos de 18 e 44 mm e espessura de 1,5 mm. O processo utilizado foi o TIG orbital, com adição de 25Cr-10Ni-4Mo e diâmetro de 0,8 mm. O metal de base e as juntas soldadas foram caracterizados tanto em microscopia óptica como em microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que não houve a precipitação de fases intermetálicas detectadas pela norma ASTM A923, porém na ZAC dos dois tubos estudados apareceram pequenas regiões com precipitação de nitretos de cromo, que também podem alterar as propriedades das juntas soldadas.Duplex and superduplex stainless steels present superior mechanical and corrosion properties when compared to usual stainless steels. This superiority is based on chemical composition when in a balanced microstructure (approximately 50% of ferrite). During welding, changes may occur in both, the chemical composition and volume fraction of phases in the material, which may generate the presence of intermetallic phases and, as a consequence, modify the mechanical and corrosion properties of this group of stainless steels. The objective of this work is to apply ASTM A923- Practice A to verify the presence of intermetallic phases in welded joints of UNS 32750 su-perduplex stainless steel. Tubes of UNS 32750, with external diameters of 18 and 44 mm and a thickness of 1.5 mm, were welded using orbital GTAW, with filler metal 25Cr-10Ni-4Mo and a diameter of 0.8 mm. The metal-based and welded joints were characterized by optical and scanning electron microscopy. The results showed that there was no precipitation of the intermetallic phase, such as sigma phase, detected by ASTM A923, but the HAZ of the two tubes studied presented small regions with chromium nitrides, which can also change the properties of welded joins.MCT/FINE

Análise de soldas produzidas pelo processo de arco submerso com pulsação ultrassônica da corrente

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Campus Joinville. Engenharia Naval.Em estaleiros a soldagem é o principal processo dentro da cadeia produtiva, com destaque para o processo de soldagem por arco submerso, o qual é caracterizado pela alta taxa de deposição e penetração dado os seus elevados patamares de corrente. Isso o torna um processo de uso recorrente em detrimento a outros, uma vez que esse consegue atender a demanda da construção de navios e estruturas oceânicas a qual requer a utilização de chapas de maior espessura. De forma a obter ganhos operacionais e metalúrgicos, a soldagem por arco submerso permite o emprego de diversas técnicas. Neste contexto, recentemente a técnica de arco excitado ultrassonicamente por meio da pulsação da corrente em frequências acima de 20 kHz tem adquirido notoriedade. Diante disso, este trabalho tem como enfoque principal a caracterização de juntas obtidas por soldagem a arco submerso empregando corrente pulsada com frequências de pulsação ultrassônicas (>20kHz). Para tanto foi realizada a montagem de uma bancada de ensaios que viabilizasse a aplicação do citado método, e foram efetuados ensaios de soldagem em chapas de aço carbono ASTM A36 com 10 mm de espessura, variando-se a corrente de excitação ultrassônica em dois níveis (25 e 50 A) e a frequência de pulsação ultrassônica em três níveis (20, 50 e 80 kHz). Para todos esses ensaios, utilizou-se a mesma corrente média de soldagem, e para servir como referência, em um dos cordões não se aplicou a pulsação da corrente. Foram então obtidas amostras, as quais passaram por análise de micrografia óptica e eletrônica de forma a avaliar o comportamento microestrutural das principais regiões resultantes da solda e também por ensaios mecânicos como microdureza Vickers e Charpy. Como resultado, verificou-se que na zona fundida há o aparecimento de placas laterais de ferrita Widmanstätten secundária nas amostras obtidas com corrente pulsada. Já ao investigar a zona afetada pelo calor em sua porção crítica (ZAC-GG), há também estruturas de ferrita Widmanstätten com o crescimento de grão conforme o aumento da frequência de pulsação ultrassônica. Em relação à microdureza, não houveram diferenças significativas nos níveis de dureza da amostra de referência em relação às que se aplicou pulsação da corrente. Em contrapartida, no ensaio Charpy à temperatura ambiente a energia absorvida ao impacto foi crescente conforme o aumento da amplitude da corrente e frequência de pulsação ultrassônica. Porém, para o ensaio Charpy à temperatura subzero esse nível crescente de energia absorvida média, é perceptível apenas para a amplitude de 25 A, mas para amplitudes maiores isso não se repete. Os resultados dos ensaios Charpy e da análise micrográfica da ZAC-GG reforçam a hipótese de que o crescimento de grão pode ser devido ao resfriamento mais lento da junta, já a mudança microestrutural observada, pode não estar relacionada diretamente ao efeito térmico, mas talvez ao efeito de propagação da onda ultrassônica no material.In shipyards welding is the main process in the production chain, especially the submerged arc welding process, which is characterized by high deposition rate and penetration given its high current levels. This makes it a recurrent use of the process over the others, since it can meet the demand for shipbuilding and offshore structures which require use of thicker sheets. In order to obtain operating and metallurgical profit, submerged arc welding allows the use of various techniques. In this context, recently arc technique ultrasonically excited by the pulse current at frequencies above 20 kHz has gained notoriety. Thus, this work has as its main focus the characterization of joints obtained by submerged arc welding using pulsed current with ultrasonic pulse frequencies (>20 kHz). For this, we assembled a bench tests that make feasible the implementation of said method and then welding tests were performed on carbon steel plates ASTM A36 with 10 mm thick, by varying the ultrasonic excitation current at two levels (25 and 50 A) and frequency of the ultrasonic pulse in three levels (20, 50 and 80 kHz). For all of these tests it was used the same average welding current, and to serve as a reference in one of the weld beads was not applied pulse current. Samples were then obtained, which passed by analysis of optical and electronic micrographs in order to assess the behavior of key microstructural regions resulting from welding and also for mechanical tests and Vickers hardness and Charpy. As a result, it was found that in the melted zone there is the appearance of ferrite Widmanstätten secondary in the samples with pulsed current ultrasonically. Already investigating the heat-affected zone in its critical portion (HAZ-GG), there are also ferrite structures Widmanstätten with the grain growth with increasing the frequency of the ultrasonic pulse. Regarding the hardness, there were no significant differences in the levels of hardness between the sample of reference and the samples that were applied pulsed current. In contrast, in the Charpy test at room temperature the impact energy absorbed was increased with increasing current amplitude and frequency of the ultrasonic pulse. However, for the Charpy test at subzero temperature this increasing level of this average energy absorbed is perceptible only to the extent of 25 A, but for larger amplitudes it is not repeated. The results of Charpy testing and micrographic analysis of HAZ-GG reinforce the hypothesis that the grain growth may be due to slower cooling of the welded joint, nevertheless microstructural change observed, can not be directly related to the thermal effect, but perhaps the propagation effect the ultrasonic wave in the material

Análise da ruína das lâminas de corte do descascador de toros da CELTEJO

No âmbito do processo industrial da Celtejo, Empresa de Celulose do Tejo, S.A., foi identificada uma quebra no desempenho do descascador que opera no parque de madeiras da sua unidade industrial. Esta quebra de desempenho verificava-se devido à ocorrência de um desgaste excessivo das suas lâminas de corte, obrigando à sua substituição regular e prematura. Tais quebras de desempenho tinham como implicação direta um incremento dos custos associados à operação e à manutenção do equipamento, bem como aos materiais e recursos humanos associados a essas operações, assim como às perdas de produção daí resultantes. A administração da Celtejo lançou o repto ao IPCB, no sentido de analisar a origem do desgaste dos componentes do descascador, bem como apresentar eventuais propostas de soluções com vista a minimizar o seu desgaste precoce. O presente trabalho constitui um estudo preliminar do problema, tendo sido desenvolvido, com supervisão, pelos alunos Francisco Vicente Granada Reis Pio e Paulo Alexandre Costa dos Santos através do seu trabalho “Ensaio metalográfico e microdureza dos microconstituintes do aço Hardox 500”, submetido para avaliação no âmbito da Unidade Curricular de Caracterização Mecânica dos Materiais do 2.º ano curricular da licenciatura em Engenharia Industrial.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Ligantes obtidos por activação alcalina de lamas residuais das Minas da Panasqueira: parte III: influência dos agregados na resistência e microestrutura

Neste artigo analisa-se de que forma diferentes tipos de agregados contribuem para a resistência à compressão de argamassas obtidas por activação alcalina de lamas residuais das Minas da Panasqueira (AALRM). Os factores investigados foram a razão agregado/ligante, a dimensão do agregado e o tipo de agregado, tendo sido estudados agregados de xisto, de granito e de cálcario. São apresentadas algumas analises da microestrutura junto ao interface ligante/agregado. As investigações permitem concluir que para as argamassas AALRM, os agregados parecem ser quimicamente reactivos, pela dissolução de espécies aluminosilicatadas quando em contacto com os alcális do activador. Não foram detectados interfaces porosas, tipicas dos ligantes à base de cimento Portland