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Tese de Doutorado
Documento
Autor
Nome completo
Julio Cezar Barcellos da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Batalha, Gilmar Ferreira (Presidente)
Santos, Givanildo Alves dos
Miori, Gelson Freitas
Nakamoto, Francisco Yastami
Siqueira, Rafael Humberto Mota de
Título em português
Análise do ciclo térmico da soldagem por atrito com pino consumível do aço inoxidável superduplex ASTM A890 grade 6A.
Palavras-chave em português
Aço inoxidável
Atrito
Soldagem
Resumo em português
Esta tese analisa o ciclo térmico da soldagem por atrito de um aço inoxidável superduplex ASTM A890 - 6A. Esse aço foi unido pelo processo de soldagem com pino consumível em furo cônico não-passante (Friction Tapered Stud Welding - FTSW) e a análise teve como objetivo principal a elaboração de um modelo matemático por meio da definição de alguns elementos do ciclo térmico de soldagem em três diferentes pontos das juntas. Os parâmetros analisados foram a rotação, a força axial e o deslocamento do pino. As equações dos ciclos térmicos foram elaboradas pelas relações existentes entre os parâmetros controlados e as temperaturas de saída medidas durante a execução do processo. Para a coleta dessas temperaturas foi fixada uma geometria para as juntas e elaborado um experimento fatorial com três fatores (deslocamento, rotação e força) e dois níveis. As juntas foram avaliadas e atenderam a todos os requisitos pré-estabelecidos. Os ciclos térmicos foram analisados conforme os valores dos seguintes elementos: temperatura de pico - Tp, tempo de aquecimento da junta entre 500°C e 800°C - ?T5/8, e tempo de resfriamento entre 800°C e 500°C - ?T8/5. Como resultados do trabalho são apresentadas equações que fazem a relação entre as variáveis de entrada (rotação, força e deslocamento) e as respostas ?T5/8, Tpico e ?T8/5. As equações permitem avaliar a importância de cada variável de entrada (e de suas interações) em relação à variável de resposta. Os modelos obtidos podem ser utilizados em simulações numéricas de soldagem por atrito do material estudado.
Título em inglês
Thermal cycle analisys of the frictiontapered stud welding with consumable pin of super duplex stainless steel ASTM A890 grade 6A.
Palavras-chave em inglês
Friction
Stainless steel
Superduplex
Thermal cycle
Welding
Resumo em inglês
This work analyzes the thermal cycle of the friction tapered stud welding - FTSW - of a super duplex stainless steel ASTM A890 - 6A. The propose of the analyses was elaborating a mathematical model to define some elements of the welding thermal cycle at three different joint points. The parameters controlled were the rotation, the axial force and the plunge depth of the pin. The thermal cycle equations were elaborated by the relationships between the controlled parameters and the output temperatures measured during the execution of the process. For recording of these temperatures, a joint geometry was fixed, and a factorial design of experiment was developed with three factors (rotation, axial force and plunge depth) and two levels. The joints were evaluated, and they met all established requirements. The thermal cycles were analyzed according to the values of the following elements: peak temperature - Tpeak, joint heating time between 500 °C and 800 °C - ?T5/8, and cooling time between 800 °C and 500 °C - ?T8/5. A list of equations that make the relation between the input variables (rotation, axial force and plunge depth) and the responses ?T5/8, T peak and ?T8/5 is presented. These equations allow evaluating the importance of each input variable (and its interactions) in relation to the response variable. The obtained models can be used in numerical simulations of welding by friction of the studied material.
 
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Data de Publicação
2018-01-18
 
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