MIG PV Process : effect of ratio negative electrode on aluminium weld bead geometry

O processo MIG (Metal Inert Gas) com polaridade variável é um processo relativamente novo que pode ser aplicado na indústria de processos de soldagem com altas taxas de produtividade e custo competitivo. O processo utiliza curvas compostas de pulsos nas polaridades positiva e negativa, e apresenta como principais benefícios em relação ao processo convencional, alta taxa de fusão, aliada ao baixo aporte térmico, menores deformações e um melhor controle da penetração e diluição. O objetivo deste trabalho é analisar os efeitos dasproporçõesda polaridade negativa (%EN), da curva de corrente típica do processo, buscando relacionar com a penetração e diluição do cordão de solda resultante. Para o estudo foram usados três níveis de percentagensde %EN de 0%, 30% e 50%. Foram realizados cordões de solda na posição plana(1G), depositando alumínio ER5356 sobre a superfície livre da chapa de Al5052-F. Os parâmetros da polaridade negativa utilizados foram comparados com as diferentes formas de cálculospropostos na literatura para determinação do valor da proporçãode eletrodo negativo.Sugere-se que para o cálculo da proporção de eletrodo negativo (% EN), todos os parâmetros da curva (correntes e tempos) devem ser considerados, a fim de se obter uma comparação efetiva dos níveis de % EN. Foi concluído que o aumento da proporçãode eletrodo negativo causa diminuição da penetraçãoedadiluiçãono cordão de solda.The MIG (Metal Inert Gas) process with variable polarity targets to the needs of the welding process industry with better costs and higher productivity rates. This process consists to use acurves composed of pulses with positive and negative polarities, and this presents benefits in relation to the conventional process as: high melt rate, combined with low thermal input, lower deformations and better control of penetration and dilution. The objective of this work is to analyze the effects of the proportions of negative polarity (%EN) of the typical current curve of the process, looking forto relate it to the penetration and dilution of the resulting weld bead. For the study three levels of %EN percentages of 0%, 30% and 50% were used. Weld beads were made in the flat position(1G), depositing ER5356 aluminum on the free surface of the Al5052-F sheet. The negative polarity parameters used were compared with the different methods of calculating proposed in the literature.It is suggested that for the calculation of the negative electrode proportion (%EN), all curve parameters (currents and times) must be considered, in order to obtain an effective comparison of %EN levels.It was concluded that increasing the proportion of negative electrode causes a decrease in penetration and dilution in the weld bead

Propriedades mecânico-metalúrgicas de juntas de alumínio 5083-0 soldadas pelo processo MIG

Nesse trabalho, foram pesquisados os efeitos do nível de porosidade do cordão de solda e o ângulo da aplicação da carga, sobre as propriedades mecânicas da junta soldada. As soldas foram realizadas utilizando o processo a arco com proteção por gás e eletrodo consumível, continuamente alimentado -por simplicidade doravante denominado MIG ("Metal Inert Gas") e juntas tipo "V" simples em chapas de alumínio tipo 5083-0 com 8 mm de espessura, usando como metal de adição um arame de 1,2 mm de diâmetro tipo 5183, argônio como gás de proteção e energia de soldagem constante. As juntas apresentavam quatro ângulos distintos em relação à direção perpendicular à aplicação da carga, isto é: 0, 15, 30 e 45 graus. Para cada ângulo, quatro diferentes misturas gasosas (resultando quatro níveis de porosidade) foram utilizadas. A partir dos ensaios realizados, as seguintes conclusões podem ser obtidas para os diferentes níveis de porosidade e ângulos de carregamento empregados: (a) A resistência à tração e ductilidade foram significativamente afetadas pelos níveis de porosidade, enquanto o limite de escoamento não sofreu alteração sensível. (b) Não se obteve uma boa correlação entre os valores reais (medidos) de nível de porosidade e aqueles resultantes da análise radiográfica. (c) Quando o nível de porosidade no metal de solda aumenta, para um mesmo ângulo de aplicação da carga, a ductilidade e a resistência à tração diminuem. Em relação ao projeto de juntas soldadas, a conclusão mais importante obtida é a seguinte: para um mesmo nível de porosidade, a ductilidade e a resistência à tração aumentam com o ângulo do cordão em relação à aplicação da carga, isto é, estas propriedades mecânicas atingem seu valor máximo quando este ângulo é de 45° (no intervalo entre 0º e 45º).Research has been performed to study both the effects of porosity and loading angle, on the tensile strength of aluminium joints. Metal Inert Gas (MIG) V-groove butt welds were made on 8mm thick aluminium alloy 5083-0, using a 1.2mm diameter 5183 fill e r metal, argon as shielding gas, and a constant heat input. Those joints were welded at four distinct angles, i. e., 0°, 15°, 30°, and 45º, between their axis, and the right direction to the tensile test applied load. Furthermore, a set of four weld metal porosity levels were produced for each angle. From the test results, and for the porosity levels and loading angles ranges analyzed in this work, the following main conclusions can be draft: (a) Weld metals ultimate tensile strength and ductility were markedly affected by porosity level, while yield strength was only slightly affected. ( b) There is not a good correlation between the actual (measured) weld metal porosity level, and that taken from radiography. (c) As weld metal porosity level increases, for the same loading angle, ductility and ultimate tensile strength decrease. Concerning weldment design, perhaps the most important conclusion is: for the same porosity level, weld metal ductilíty and ultimate tensile strength increase with the loading angle, i.e., those mechanical properties have a maximum when this angle is 45° (in the 0°-45° range)

Study of negative polarity parameters in MIG/MAG variable polarity welding for cladding

Este trabalho tem como objetivo a investigação dos efeitos dos parâmetros da polaridade negativa da curva de corrente no resultado da diluição dos cordões de solda no processo de soldagem MIG/MAG polaridade variável, visando buscar um conjunto de parâmetros que ofereça uma menor diluição, os quais são fundamentais para soldagem para revestimento. Através de um projeto de experimentos Box-Behnken com três fatores de controle (corrente negativa, tempo de corrente negativa e tempo de corrente de base), variando em três níveis cada um, foram depositados cordões de solda em aço inoxidável sobre aço ao carbono. Para esse processo foi atingido valores de diluição de 12% a 15%, ideais para soldagem para revestimento. Foi verificado a significância do tempo de corrente negativa nos resultados da diluição, mostrando a oportunidade de utilização polaridade negativa no processo de soldagem MIG/MAG aplicado para revestimento.This article aims to investigate the effects of the negative polarity parameters of the current curve on the result of the dilution of the weld beads in the MIG / MAG variable polarity welding process, targeting to find a set of parameters that offer a lower dilution, which is fundamental for welding for cladding. Through a design of experiments Box-Behnken with three control factors (negative current, negative current time and base current time) varying in three levels each, stainless steel weld beads were deposited on carbon steel. For this process, dilution values of 12% to 15% were achieved, ideal values for cladding welding. The significance of the negative current time in the dilution results was verified, showing the possibility of using negative polarity in the MIG/MAG welding process applied to the cladding

Analysis of negative polarity parameters of the MAG-VP process on angular distortions

O objetivo deste trabalho é entender a influência da polaridade negativa no processo de soldagem MAG Polaridade Variável, em particular para aplicações de revestimento. Para isso foram escolhidos individualmente os parâmetros da polaridade negativa e analisados em relação à distorção angular da junta soldada, utilizando aço ao carbono como metal base e aço inoxidável como metal de adição. Foi aplicada a metodologia de superfície de resposta e o projeto de experimentos Box-Behnken no planejamento e execução do experimento, variando três fatores: tempo de corrente de base positiva, tempo de corrente negativa e corrente negativa, em três níveis cada um. Os três parâmetros principais avaliados apresentaram efeito significativo sobre a distorção angular. O menor valor de distorção angular foi obtido para o tempo da corrente de base positiva (15 ms), tempo de corrente negativa (15 ms) e intensidade de corrente negativa (-50 A). Todos eles apresentaram efeitos significativos no resultado final, responsável pelo menor valor de distorção angular, aproximadamente 0,02748 rad. Posteriormente, foi realizada a validação do modelo matemático para o alvo de menor valor da distorção angular estimado, o erro (%) entre os resultados da distorção angular estimada mediante a equação de regressão e o experimento foi de 3,65%.It is intended to understand the influence of negative polarity on MAG variable polarity manufacturing process, in particular for coating applications, for that the negative polarity parameters were chosen individually and evaluated according to the angular distortion of the welded joint using carbon as base metal and stainless steel as filler metal. The response surface methodology and the Box-Behnken design of experiments were applied in the design and execution of the experiment varying three factors: base current time, negative current time and negative current, in three levels each. The three main parameters evaluated had a significant effect on angular distortion. The lowest angular distortion value was obtained with a positive base current time of 15 ms, negative current time of 15 ms and negative current intensity of -50 A. All of which had significant effects on the final result, responsible for the lowest angle of distortion of approximately 0,02748 rad. Subsequently, a validation of the mathematical model was performed with the lowest estimated angular distortion value. The error (%) between the estimated angular distortion through the regression equation and the experiment was 3.65%

Welding cooling rate effects on microstructure of an API 5l x100 steel

The aim of this work was to investigate the influence of five different cooling rates on properties of weld metal (WM) and heat affected zone (HAZ) of an API 5L X100 steel welded by GMAW. Bead on pipe (BOP) welds were made on 100x300 mm sections of a 15.8 mm thickness and 580 mm outside diameter API 5L X100 pipe, through five preheat temperatures (-30, 34, 100, 150 and 200 °C), aiming to obtain different cooling rates. Thermocouples were used to obtain the cooling time from 800 to 500 ºC (Δt8/5) during welding. The microstructures of base metal (BM) and HAZ were analyzed by light microscopy and scanning electron microscopy (SEM). Hardness measurements were made on the BOP welds in order to identify maximum and minimum values. As expected, due to the different cooling rates during welding, the distinct preheat temperatures have influenced the weld properties. Maximum and minimum HAZ microhardness, and weld metal hardness decrease as the preheat temperature increases. HAZ area, grain size of fine grained HAZ and coarse grained HAZ increase with increasing preheat temperature

Analysis of the influence of flange thickness, web thickness and heat input on angular distortions in fillet joints

Este trabalho utilizou metodologia proposta por teorias de Projeto de Experimentos para quantificar o efeito da energia de soldagem, espessura da aba e espessura da alma na distorção angular em juntas de filete soldadas pelo processo MIG/MAG com modo de transferência curto-circuito. A Análise de Variância identificou como significativos o efeito da energia de soldagem, da espessura da aba e a interação dos fatores energia de soldagem e espessura da aba. Observou-se menores distorções para a combinação de maior energia de soldagem e menor espessura de aba, e para menor energia de soldagem e maior espessura de aba. Adicionalmente, demonstrou-se que o gradiente de temperatura na aba da junta não determina a máxima distorção angular, e sim a máxima temperatura atingida na superfície inferior da aba, com máxima distorção angular obtida para temperatura atingida de 425 °C em ponto na superfície inferior da aba e paralelo à margem do cordão.This work uses a methodology proposed by Experimental Design theories to quantify the effect of heat input, flange thickness and web thickness on angular distortion in welded T- joints by the MIG / MAG process with short-circuit transfer mode. The analysis of Variance identified as significant the effect of the heat input, the thickness of the flange and the interaction of the factors of heat input and thickness of the flange. Minimum distortions were observed for the combination of higher heat input and lower flange thickness, and for lower heat input and higher flange thickness. Additionally, it was demonstrated that the temperature gradient in the flange does not determine the maximum angular distortion, but the maximum temperature reached in the lower surface of the flange, with maximum angular distortion obtained for a temperature reached of 425 °C in point in the lower surface of the flange and parallel to the edge of the weld bead

Influence of flow rate and inlet geometry on the thermal efficiency of a water flow calorimeter

O principal objetivo do presente trabalho é analisar a influência da vazão de água e da geometria na entrada de um calorímetro de fluxo contínuo sobre a eficiência térmica do arco. O procedimento experimental consiste em testar diferentes vazões de água e três configurações geométricas na região de entrada de água no calorímetro: com rolha reta, com difusor cônico e com obstáculo. Os experimentos foram planejados e os resultados avaliados com base na análise de variância estatística de um único fator, no caso, a vazão de água na entrada do calorímetro. Os cordões de solda foram depositados através do processo Gas Metal Arc Welding – GMAW, sobre tubos de aço baixo carbono, usando os mesmos parâmetros e tempo de soldagem. A maior eficiência térmica média de 80,5% foi obtida para a vazão de 4 l/min, com baixo erro estatístico, utilizando rolha de entrada com geometria de difusor cônico, sendo que para vazões menores ou maiores ocorreu diminuição nos valores da eficiência medida. O modelo em que o fluxo entra diretamente no tubo apresentou todos os valores de eficiência térmica do arco com pequeno decréscimo numérico se comparados com o difusor cônico, enquanto a rolha com obstáculo apresentou elevado erro estatístico.The main aim of the present work is to analyze the influence of water flow rate and inlet geometry on the arc thermal efficiency of a continuous water flow calorimeter. The experimental procedure consists of varying water flow rate and testing three different calorimeter inlet seal geometries: straight seal, conical diffuser seal and seal with water flux obstacle. The experiments were designed and the results evaluated based in a one-factor statistical analysis of variance, in this case the inlet calorimeter water flow. The welding beads were deposited on low carbon steel pipes by Gas Metal Arc Welding – GMAW process, using the same parameters and welding time. The highest average thermal efficiency is 80.5% to water flow of 4 l/min, with a low statistical error, using the conical diffuser seal inlet geometry, whereas for smaller or higher flow rates the measured efficiency values were lower. The inlet with straight seal model shown all the arc thermal efficiency values with slightly lower numerical values compared with conical diffuser, while the seal with flux obstacle exhibited high statistical error

Cabbage and fermented vegetables : From death rate heterogeneity in countries to candidates for mitigation strategies of severe COVID-19

Large differences in COVID-19 death rates exist between countries and between regions of the same country. Some very low death rate countries such as Eastern Asia, Central Europe, or the Balkans have a common feature of eating large quantities of fermented foods. Although biases exist when examining ecological studies, fermented vegetables or cabbage have been associated with low death rates in European countries. SARS-CoV-2 binds to its receptor, the angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). As a result of SARS-CoV-2 binding, ACE2 downregulation enhances the angiotensin II receptor type 1 (AT(1)R) axis associated with oxidative stress. This leads to insulin resistance as well as lung and endothelial damage, two severe outcomes of COVID-19. The nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2 (Nrf2) is the most potent antioxidant in humans and can block in particular the AT(1)R axis. Cabbage contains precursors of sulforaphane, the most active natural activator of Nrf2. Fermented vegetables contain many lactobacilli, which are also potent Nrf2 activators. Three examples are: kimchi in Korea, westernized foods, and the slum paradox. It is proposed that fermented cabbage is a proof-of-concept of dietary manipulations that may enhance Nrf2-associated antioxidant effects, helpful in mitigating COVID-19 severity.Peer reviewe