Friction welding techniques are widely used in several industrial sectors. A non-destructive inspection is mandatory in postprocessing for repair quality evaluation. The present study examines through conventional ultrasonic technique Friction Hydro Pillar Processing (FHPP) repairs on ASTM A36 low carbon steel plates. The repairs were made using four different axial forces, 200, 250, 300 and 350 kN with constant rotational speed of 1 000 rpm. The features of the echogram signals obtained made possible to identify and distinguish microcracks, lack of bound, clustered inclusions and isolated inclusions, forming three critical regions within the weld. It was seen that high processing forces increases probability to generate microcracks from discontinuities. These ultrasonic results were related and validated with micrographic analysis and it was possible to make a relationship between echograms features and micrographs to differentiate the discontinuities founded within the repairs. This information could be used as a guideline for operating procedure to locate discontinuities.
²Petrobras, Cenpes, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
ResumoA soldagem por arco elétrico é a técnica mais empregada para reparar estruturas de grande porte, mas apresenta desvantagens associadas à solidificação do metal de solda. Então a utilização de processos de solda por atrito, especificamente o processo FHPP (Friction Hydro Pillar Processing) que consiste na utilização de pinos para reparo por atrito, apresenta vantagens por ser um processo realizado no estado sólido. Menores temperaturas estão envolvidas e não existe influência do ambiente externo, minimizando os problemas nos reparos estruturais. Este trabalho teve como objetivo observar a variação dos parâmetros do processo e os efeitos desses na microestrutura e qualidade do reparo. O estudo comparou diferentes forças axiais nos reparos com aço C-Mn através de metalografias e perfis de microdureza. Uma força axial maior resultou em um menor tempo de processo, em uma microestrutura mais homogênea e evitou os defeitos "falta de adesão" na zona de ligação e "cisalhamento a quente" do pino.
Palavras-chave: FHPP; Microestrutura; Força Axial; ZTMA (zona termo-mecanicamente afetada); ZTA (zona termicamente afetada).
Abstract:The arc welding it is the most used technique to repair large structures, however, has disadvantages that result from the solidification of the weld metal. So the use of friction welding, specifically the FHPP (friction hydro pillar processing) process that consists on using plugs for friction repair, presents advantages because it is a process that is carried out on the solid state. Lower temperatures are involved and do not have the influence of the external environment, minimizing the problems on structure repairs. This work has the objective of observe the process parameters variation and their effects on microstructure and on the quality of the repair. The study compared different axial forces on repairs whit C-Mn steel through of metallographic and microhardness profiles. A higher axial force results in less time of process, in a more homogeneous microstructure, and avoided the defects "noncompliance" in the bounding zone and "hot shear" of the plug.
Key-words: FHPP; microstructures; Axial Force; TMAZ; HAZ.
IntroduçãoO processo FHPP (Friction Hidro Pillar Processing) tem como objetivo principal atender a demanda de reparos de estruturas, tais como plataformas e navios utilizados na indústria de óleo e gás [1][2][3][4]. Nos reparos, o processo de soldagem por atrito torna-se vantajoso devido ao baixo nível de calor gerado, ausência de fumos e gases residuais excessivos além da exposição da junção em ambientes agressivos onde não pode ser facilmente aplicada a devida proteção gasosa. Adicionalmente, pelo caráter de processo de soldagem no estado sólido, é possível obter juntas soldadas com a ausência de problemas associados ao desenvolvimento de trincas por ação do hidrogênio e ao processo de solidificação [5]. Outra vantagem do processo é que esse pode ser facilmente automatizado, garantindo reprodutibilidade e qualidade controladas da junta...
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