Title

INFLUÊNCIA DA PRESSÃO NA ABSORÇÃO DE OXIGÊNIO PELO METAL DE SOLDA DURANTE A SOLDAGEM HIPERBÁRICA COM PROCESSO MIG/MAG

INFLUENCE OF PRESSURE ON OXYGEN ABSORTION BY THE WELD METAL DURING GAS METAL ARC HYPERBARIC WELDING

Authorship

Santos, Valter Rocha dos; Santos, Jorge Fernandez dos; Rebello, João Marcos Alcoforado

Santos, Valter Rocha dos

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Santos, Jorge Fernandez dos

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Rebello, João Marcos Alcoforado

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DOI

10.5151/2594-5327-0287

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Abstract

Na soldagem hiperbárica a seco com o processo MIG/MAG são pouco conhecidos os limites operacionais dos gases ativos presentes no gás de proteção. Assim, o presente trabalho tem como objetivo investigar a influência da pressão e do teor de oxigênio presente no gás de proteção na composição química do metal de solda. As pressões de teste estão compreendidas na faixa de 1 bar a 111 bar. As juntas de teste empregadas foram depósitos sobre chapa e soldas multipasses em chanfro. A soldagem foi realizada no simulador hiperbárico de soldagem do GKSS Forschungszentrum Geesthacht GmbH, Alemanha. As pressões absolutas de teste foram: 51 bar, 71 bar, 91 bar e 111 bar. Foram empregados os seguintes gases de proteção: He-0,1%O2, He-0,5%O2, Ar-0,3%O2 , Ar-0,6%O2 e Ar-1,0%O2. Como metal de adição, foi empregado aço de baixa liga com 1% de níquel e 0,4% de molibdênio. Considerando as elevadas pressões parciais empregadas, são baixos os níveis de oxigênio atingidos no metal de solda e pequenas as variações de Mn, Si e C no metal de solda com o aumento da pressão parcial de oxigênio. Estes resultados não estão em concordância com dados apresentados na literatura, obtidos em soldagem atmosférica. Para explicar tal comportamento nas condições hiperbáricas sugere-se que o fator determinante seja a maior taxa de evaporação desenvolvida com o aumento da pressão. A difusão do oxigênio através do vapor metálico que emerge das superfícies de metal fundido passa a ser um mecanismo a ser considerado e provavelmente o mais significativo.

Few technological data are available concerning operational limits of shielding gases aiming the application of the GMAW process in hyperbaric welding. In order to contribute to this knowledge, this paper presents results correlating the pressure and the oxygen content in the shielding gas to the chemical composition of the weld metal. The welding of the test joints was performed in the hyperbaric simulator of the GKSS Forschungszentrum Geesthacht GmbH, in Germany. Two kinds of test joints were employed: single bead on plate deposits and multipass deposits on V groove. The absolute pressures of 51 bar, 71 bar, 91 bar and 111 bar were applied in combination with the following Helium and Argon based gas mixtures: He-0,1%O2, He-0,5%O2, Ar-0,3%O2, Ar-0,6%O2 Ar-1,0%O2. The welding consumable was a low alloy steel wire containing 1% nickel and 0,4% molybdenum. Considering the high partial pressures attained the oxygen contents in the weld metals were unexpectedly low. Furthermore, by increasing the oxygen partial pressure, small variations on the contents of Mn, Si and C in the weld metal were observed. These results do not follow the corresponding tendency reported in the literature for welding under the room pressure. To explain such behavior it is suggested that under high pressures the oxygen partial pressure does not play an important role as it has been considered up to now. The oxygen diffusion throughout the metallic vapour which emerges from the molten metal surfaces is a new mechanism to be taken into account and probably the most important one.

Keywords

Soldagem hiperbárica; Absorção de oxigênio; Processo MIG/MAG, Composição química

Hyperbaric welding; Oxygen absortion; GMAW process; Chemical composition