Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/tmm.00402006
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

EFEITO DA GEOMETRIA DO PINO E DO FURO NO REPARO POR ATRITO – RESULTADOS PRELIMINARES

EFFECT OF PIN AND HOLE GEOMETRY ON THE FRICTION HYDRO PILLAR PROCESSING – PRELIMINARY RESULTS

Jardim, Maíra Prata; Gonçalves, Rafael Ariza; Paes, Marcelo Torres P.; Pires, Raphael Rezende; Franco, Vera Lucia D. S.; Franco, Sinésio Domingues

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Resumo

Na indústria petrolífera, o processo convencional de soldagem a arco elétrico é utilizado freqüentemente no reparo de trincas em estruturas. Estes reparos são realizados de forma submersa para reduzir riscos de explosão. Nessas condições, as soldas a arco elétrico estão sujeitas a fragilização devido ao hidrogênio e à alta porosidade. Uma alternativa é oferecida pelo processo de reparo por atrito, onde um furo é preenchido com um pino consumível do mesmo material. O pino (cilíndrico ou cônico) é pressionado em alta rotação contra o furo, que através do aquecimento devido ao atrito, gera o fluxo do material ao longo dos planos de cisalhamento. Durante o processo, esses planos se movem para cima, depositando o metal no furo. Uma seleção apropriada da rotação e da força axial promove a adequada ligação metalúrgica entre as paredes do pino e do furo. Face às potenciais aplicabilidades deste método, apresentam-se resultados preliminares da influência de diferentes geometrias de pinos e furos, da velocidade de rotação e da força axial, buscando-se uma melhor ligação metalúrgica entre o material do pino e o do substrato. A avaliação foi feita por meio de análise metalográfica e perfis de microdureza da junção pino/furo. Os ensaios preliminares permitem identificar parâmetros que conduzem a reparos sem defeitos.

Palavras-chave

EFFECT OF PIN AND HOLE GEOMETRY ON THE FRICTION HYDRO PILLAR PROCESSING – PRELIMINARY RESULTS

Abstract

In the offshore industry, arc welding processes are frequently used to repair structure defects. These repairs are carried out under water to reduce risks of explosion. Under water welds are prone to hydrogen embrittlement and severe porosity. An alternative is offered by the friction hydro pillar processing (FHPP), which may be regarded as a process in which a hole is drilled and filled with a consumable rod of the same material. The rod (cylindrical or conical) is rotated and pressed against the hole, leading to frictional heating and as a consequence, the material flows along the shear planes. As the process continues, the shear planes move upwards leaving the metal deposited in the hole. By an appropriate selection of rotation and axial force, a metallurgical bond is obtained between the filling metal and the surface of the hole. Despite its wide applicability, this technique has not been widely investigated. Motivated by the potentialities of this method, the influence of different geometries between the rod and the hole was analyzed, seeking a best metallurgical bond. Metallographic examinations in longitudinal sections cut through the axis of the rod were performed, as well as microhardness tests.

Keywords

Friction hydro pillar processing, Geometry, Stud

Referências



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