Effect of Very High Travel Speeds on Melting Efficiency in Laser Beam Welding

Fuerschbach, P.W.; Eisler, G. Richard

doi:10.4271/1999-01-0996

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“…[21] A moving round-shaped heat source on a semi-infinite body of material with a thickness of 10 mm was assumed. The calculations of heat flows by the Smartweld software were performed by using parameter sets that were appropriate for practical welding procedures including input power, electrode travel speed, and preheat temperature.…”

Section: A Thermal Cyclesmentioning

confidence: 99%

The Influence of Thermal Cycles on the Microstructure of Grade 92 Steel

West

Siefert³

et al. 2017

Metall Mater Trans A

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The microstructure in the heat-affected zone (HAZ) of welds made from the 9 wt pct chromium martensitic Grade 92 steel is complex and has not yet been completely understood. There is a lack of systematic microstructural investigations to define the different regions of the microstructure across the HAZ of Grade 92 steel welds as a function of the welding process. In this study, the microstructure in the HAZ of an as-fabricated single-pass bead-on-plate weld on a parent metal of Grade 92 steel was systematically investigated by using an extensive range of electron and ion-microscopy-based techniques. A dilatometer was used to apply controlled thermal cycles to simulate the microstructures in the different regions of the HAZ. A wide range of microstructural properties in the simulated materials were then characterized and compared with the experimental observations from the weld HAZ. It was found that the microstructure in the HAZ of a single-pass Grade 92 steel weld can be categorized as a function of a decreasing peak temperature reached as (1) the completely transformed (CT) region, in which the original matrix is completely reaustenitized with complete dissolution of the pre-existing secondary precipitate particles; (2) the partially transformed (PT) region, where the original matrix is partially reaustenitized along with a partial dissolution of the secondary precipitate particles from the original matrix; and (3) the overtempered (OT) region, where the pre-existing precipitate particles coarsen. The PT region is considered to be the susceptible area for damage in the commonly reported HAZ failures in weldments constructed from these types of steels.

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Section: A Thermal Cyclesmentioning

confidence: 99%

The Influence of Thermal Cycles on the Microstructure of Grade 92 Steel

West

Siefert³

et al. 2017

Metall Mater Trans A

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“…Therefore it is useful to define the melting efficiency m  according to (DuPont & Marder, 1995and Fuerschbach & Eisler, 1999and Eder, 2009) as the energy required to melt the fusion zone area divided by the energy input to the plate:…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Using Solid State Calorimetry for Measuring Gas Metal Arc Welding Efficiency

Egerland¹,

Colegrove²

2011

Arc Welding

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“…Pode-se dizer que com o aço carbono ocorre uma condição intermediária com relação às suas propriedades, resultando assim em um rendimento bruto de fusão também intermediário. Dessa forma, em coerência com Fuerschbach e Eisler [3] e Karkhin et al [4], evidências são mostradas de que a soldagem TIG CA tem um rendimento bruto de fusão bem …”

Section: Rendimento Bruto De Fusão: Resultado E Discussãounclassified

“…Considerando o caso do alumínio, que se acreditava ser a situação mais crítica, pelo mesmo possuir a maior condutividade térmica e menor temperatura de fusão (h = 0,64 cm, ρ = 2,8 g/ cm 3 , c = 0,9 J/g o C, T f = 649 o C, T o = 25 o C) e considerando uma velocidade de soldagem de 20 cm/min e um rendimento térmico do processo de soldagem TIG CA de 43% [6], da Equação 1 pode-se, então, estimar que a máxima energia de soldagem que pode ser imposta sobre o corpo confeccionado deste material para que o fl uxo de calor seja tridimensional é de cerca de 616 W. Como a tensão efi caz resultante do processo TIG gira em torno de 12 V, pode-se dizer que a corrente máxima de soldagem que pode ser aplicada para assegurar as condições requeridas é de cerca de 50 A.…”

Section: Metodologia E Procedimento Experimentalunclassified

“…É importante ressaltar que soldas com baixo rendimento de fusão resultam em aquecimento excessivo do metal de base, aumentando as chances de danos estruturais (trincas e distorções, por exemplo) e micro-estruturais (mudanças metalúrgicas e precipitações de fases, etc.). Fuerschbach e Eisler [3], apesar de não apresentarem Tabela 1. Rendimentos térmicos para processos de soldagem por fusão [1] Processo A razão para se usar geralmente apenas o η t , dentre outras, parece residir na tradição metalúrgica das pesquisas em soldagem, mesmo que a determinação do η bf possa ser até mais simples do que a determinação do η t .…”

Section: Introductionunclassified

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Influência do material de base sobre o rendimento de fusão em soldagem a arco

et al. 2011

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Resumo O objetivo deste trabalho foi determinar o comportamento do rendimento bruto de fusão em soldagem a arco frente a diferentes tipos de material de base (aço ao carbono, aço inoxidável e alumínio Abstract. The aim of this work was to determine the behavior of the gross melting efficiency in arc welding towards different types of materials (carbon steel, stainless steel and aluminum alloy). An extra objective was to indirectly estimate the thermal efficiency of the process using the estimation of isotherms by analytic methods. For that, welds were carried out over three materials at two welding current levels using the GTAW process. It was verified that the melting efficiency is very low (lower than 10%), yet it rises by increasing the current level (effect of material size). The aluminum alloy presented the lowest melting efficiency in contrast to the highest heat yield of the stainless steel. With respect to the thermal efficiency, the proposed methodology was not adequate. Key-words:Welding, Melting Efficiency, Thermal Efficiency, AC GTAW. 1. IntroduçãoEm soldagem de uma forma geral, existe uma grande tendência em se dar importância ao rendimento térmico dos processos de soldagem (η t ), que é a razão entre o calor transferido para o material a ser soldado (Q imp ) e a energia elétrica fornecida pela fonte de soldagem (E). A Tabela 1 apresenta dados de η t compilados por Fuerschbach [1] para diversos processos. Como se vê, cada processo apresenta valores ou faixas de η t com os quais pesquisadores podem fazer previsão do ciclo térmico sob o qual a solda estará sujeita e das possíveis alterações metalúrgicas e respectivas propriedades mecânicas decorrentes.Apesar da importância do rendimento térmico sob o ponto de vista de soldabilidade, o rendimento bruto de fusão (η bf ), que relaciona o calor que realmente foi utilizado para promover a formação da poça de um dado material (Q f ) com a energia elétrica fornecida pela fonte de soldagem (E), é muitas vezes pouco explorado. Na verdade, a definição de rendimento de fusão pode alcançar outras abordagens, como a de que relaciona o calor que realmente foi utilizado para promover a fusão de material com o calor realmente imposto pelo arco de soldagem. Esta definição leva ao termo de rendimento efetivo (ou líquido) de fusão (η ef ), já que na prática seria a razão entre o calor que realmente foi utilizado para promover a fusão de material (Qf) e a energia da fonte de soldagem (E), mas levando-se em conta o rendimento térmico do processo de soldagem (η t ). Seja o rendimento bruto ou o rendimento efetivo, ambos são de difícil quantificação (naturalmente maior para o rendimento líquido). Assim, de uma forma geral, a quantidade de trabalhos que estudam o rendimento de fusão é escassa, dando-se muitas vezes ênfase somente ao rendimento térmico [2].Mas, na verdade, o rendimento de fusão é de suma importância para avaliar a eficiência de um processo sobre as características operacionais do mesmo, por exemplo, casos em que se busca o aumento de produtividade (produzir c...

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Effect of Very High Travel Speeds on Melting Efficiency in Laser Beam Welding

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The Influence of Thermal Cycles on the Microstructure of Grade 92 Steel

The Influence of Thermal Cycles on the Microstructure of Grade 92 Steel

Using Solid State Calorimetry for Measuring Gas Metal Arc Welding Efficiency

Influência do material de base sobre o rendimento de fusão em soldagem a arco

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