Solidification flaw and porosity formation in hybrid laser

• Main Author: Barbetta, Luiz Delagnelo
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: English
• Published: 2015
• Subjects: Engenharia mecânica; Soldagem; Lasers
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/130989

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014. === Made available in DSpace on 2015-03-18T21:06:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332922.pdf: 3410507 bytes, checksum: d7467bb6147cb8c861cdab971f3cc6a9 (MD5) Previous issue date: 2014 === Para melhor compreender a formação de falhas de solidificação e de porosidade na soldagem híbrida laser - GMAW de chapas de aço com grande espessura, foram feitos ensaios com variação de diâmetro do feixe laser, de potência do feixe laser, de metal de adição, de velocidade de soldagem e com oscilação transversal do feixe laser. Esses ensaios foram realizados utilizando-se uma fonte de laser de disco com 16 kW de potência máxima e duas tochas GMAW em chapas de aço alta resistência e baixa liga que atende ao grau de qualidade X70 da API 5L e depois foram avaliados através de imagens metalográficas e de raios-X. Acredita-se que a geometria do cordão de solda tem grande influência na formação de falhas de solidificação e esse trabalho investigou a relação que há entre uma protuberância no cordão de solda e a falha de solidificação, sugerindo ainda uma forma de medir a severidade dessa protuberância: o ângulo de alargamento da protuberância. Foi verificado também como os parâmetros supracitados influenciam o ângulo de alargamento da protuberância e a formação das falhas de solidificação. Duas novas explicações para a discrepância de resultados encontrados na literatura quanto à formação da falha de solidificação foram propostas. Por fim, analisou-se a porosidade encontrada nos cordões de solda através das imagens metalográficas e de raios-X para determinar as suas principais causas na soldagem híbrida laser - GMA de chapas grossas de aço API 5L X70.<br> === Abstract : To achieve a better understanding of the solidification flaw and porosity formation in hybrid laser - GMA welding of thick steel plates, tests were carried with varying laser beam width, laser beam power, filler metal, welding speed and with transverse beam oscillation. Those tests were carried using a 16 kW maximal power disk laser source and two GMAW torches on high strength low alloy steel plates that complies with the grade X70 from API 5L that were later analyzed through metallographic and X-ray imaging. It is believed that the weld seam geometry has a high influence on the solidification flaw formation and it was investigated in this work the relation between a bulge in the weld seam and the solidification flaw, introducing a new way to measure the severity of the bulge: the bulge widening angle. It was also verified how the aforementioned parameters influence the bulge widening angle and the solidification flaw formation. Two new explanations for the discrepancy found in the literature regarding the formation of the solidification flaws were proposed. Lastly, the porosity found in the weld seams was analyzed through the metallographic and X-ray images to determine its main causes in the hybrid laser - GMA welding of thick API 5L X70 steel plates.