The application of press hardening steels is spreading from automobiles, where crashworthiness demands are critical, to other segments, such as the agricultural and road transport industries. ...However, the operational conditions to which such equipment is exposed requires the application of heavier sheet gages and adapted joining processes. In this context, fatigue is recognized as the critical failure mode. The present article describes the procedures and results of fatigue testing performed on GMAW-CSC and PAW butt-welded specimens of 1500 MPa press hardening steel. Both methods are suitable alternatives to laser welding when joining relatively heavy-gaged components. The obtained fatigue results are also related to heat-affected zone characteristics and weld bead surfaces. Additionally, some ground-flush GMAW-CSC specimens were tested. The test results indicate that both welding procedures provide suitable fatigue performance. As-welded GMAW-CSC joints on this ultra-high strength steel accomplished a fatigue performance similar to welds of conventional steel. However, a remarkable performance increase was observed after flush grinding the weld beads. The plasma welding process presented less good results due to the more extensive manufacturing and geometric variability. The results indicate that adopting a suitable arc welding process, in association with post-weld geometry improvement, provides a fatigue performance that is competitive with laser-welded press hardening steels.
The hot stamping steel grade 22MnB5 steel producing a target tensile strength of 1500 MPa is standardly used for press hardened components in passenger cars. The thickness of such components is ...usually limited to 2 mm or less. More recently, the application of press hardened components has been also considered for components of heavy commercial vehicles requiring much thicker sheet gages. The heavier gage poses increased challenges towards the press hardening process as well as to assembly technology. This study, being part of a larger development program, evaluates laser welding of heavy gage press hardened steel. The steel used is hot rolled standard 22MnB5 as well as a variant modified by niobium and molybdenum microalloying for optimizing hardenability and toughness. The press hardened steel samples were subjected to double-pass laser welding. The welded samples of the modified steel variant were found to have a more favorable microstructure in the heat affected zone resulting in improved mechanical properties and more ductile fracture behavior. The improvements relate to the inhibition of austenite grain coarsening in the heat affected zone. The mechanisms of grain growth limitation during laser welding of the modified steel will be outlined.
This work investigates and compares the fatigue performance of laser-welded joints of two press hardening steels: a standard 22MnB5 and a variant modified by a combination of niobium and molybdenum ...(NbMo) alloying. The results indicate that joint geometry aspects, superposed to an intrusion-generated damage mechanism, were prevalent in causing a poor fatigue life in the case of peak stress values greater than 11% of the base metal's ultimate strength being around 1450 MPa. As identical process procedures were employed, the tests allowed investigating the influence of the alloy design on fatigue performance. The results of geometrical analysis and fatigue tests indicated that the NbMo modified alloy performed better than the standard 22MnB5 steel. The results also suggest that, if extremely tight quality limits are used in the manufacturing procedures, laser-welded joints of press hardened steels could offer a very favorable fatigue performance being considerably better than that of conventional and high strength structural steels.
É crescente a utilização do alumínio e suas ligas nos mais diversos setores da indústria automotiva. Sendo, o processo de soldagem MIG é amplamente utilizado devido às diversas vantagens, como grande ...versatilidade, diversidade de posições de soldagem e elevada velocidade de soldagem. Neste trabalho, utilizou-se o método de Taguchi para otimizar o número de experimentos, a fim de obter a influência dos fatores de controle sobre as variáveis respostas e determinar as condições ideais para aplicação da liga 5052H32 na soldagem através do processo MIG com transferência metálica por curto-circuito. Para realização dos ensaios, realizou-se a soldagem dos corpos de prova na posição plana, variando os seguintes parâmetros: o tipo de metal de adição, o tipo de gás de proteção, a velocidade de soldagem, a vazão do gás de proteção e o stick-out. Foi utilizado como matriz ortogonal o design L36 (matriz ortogonal de design misto). Por sua vez, as variáveis respostas escolhidas foram: taxa de deposição, aporte térmico e inspeção visual. A combinação dos níveis de controle apontados como ótimos pelo método de Taguchi resultaram em valores para as variáveis respostas consideradas adequadas para a soldagem MIG, sendo que o parâmetro de maior influência para otimização do processo e qualidade de soldagem é a velocidade de soldagem
É crescente a aplicação de adesivos estruturais como método de fixação nos diversos segmentos da indústria, principalmente na indústria automotiva. Isso se justifica pela necessidade de redução do ...consumo de energia e economia de recursos, trazendo assim, uma série de benefícios ao produto/processo, quando comparado aos tradicionais sistemas de fixação com parafuso, rebite ou solda. Esta pesquisa estudou alguns fatores que influenciam nas forças mecânicas das juntas adesivas submetidas ao ensaio de tração cisalhante (Lap Shear) e tração cruzada (Cross Peel). Três diferentes espessuras do adesivo foram utilizadas para fabricar as juntas adesivas (0,80, 1,50 e 3,00mm). Além disso, foi possível identificar o efeito de diferentes materiais de base sobre o comportamento mecânico das juntas adesivas. Resultados experimentais mostraram que menores espessuras de adesivo aumentam consideravelmente a resistência mecânica das juntas submetidas a ensaio de tração cisalhante. Por outro lado, resultados obtidos no ensaio de tração cruzada, não apresentaram este mesmo comportamento. No entanto, existe uma relação entre a performance da junta e o material do substrato a ser colado.
Pesquisa aplicada inovação Diego Tolotti de Almeida; Lucas Alexandre Mello Werner; Alexia Pereira dos Santos ...
Teoria e Prática em Administração,
08/2023, Volume:
13, Issue:
2
Journal Article
Peer reviewed
Open access
O processo de contínua atualização de tecnologias, processos e produtos, tem colocado a inovação no centro das discussões de diferentes instituições. Uma vez que a necessidade de se manter ...competitiva, e para além disso, estar na vanguarda dessas modificações, se tornou algo necessário para a sobrevivência das organizações, o processo de renovação dos portfólios de projetos, bem como o gerenciamento desses é fundamental para trilhar o caminho rumo a inovação. Diversas metodologias estão disponíveis para promover a geração de ideias e potencializar os processos já em curso. Dentre essas, o Mapa de Rotas Tecnológicas (MRT) se mostra uma importante ferramenta para a coleta de ideias, auxiliando tanto no processo de formulação estratégica, quanto na definição das ações relativas ao planejamento de novos produtos, processos e tecnologias. A utilização da metodologia do MRT permitiu a uma empresa do segmento metalmecânico delinear seu portfólio de projetos a partir do levantamento e priorização de ideias de forma colaborativa. Assim, o processo de estampagem a quente foi considerado no ano de 2019 como um processo alinhado ao direcionamento estratégico da empresa, sendo priorizado e incorporado ao portfólio de projetos. A partir da utilização de corpos de prova com o aço para estampagem a quente 22MnB5 com 8,00 mm de espessura, por meio da análise de taxa de resfriamento, microestrutura e microdureza foi possível verificar comportamento mecânico e metalúrgico satisfatórios, possibilitando a utilização do aço para estruturas de veículos rodoviários comerciais
Pesquisa aplicada inovação Diego Tolotti de Almeida; Lucas Alexandre Mello Werner; Alexia Pereira dos Santos ...
Teoria e Prática em Administração,
08/2023, Volume:
13, Issue:
2
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O processo de contínua atualização de tecnologias, processos e produtos, tem colocado a inovação no centro das discussões de diferentes instituições. Uma vez que a necessidade de se manter ...competitiva, e para além disso, estar na vanguarda dessas modificações, se tornou algo necessário para a sobrevivência das organizações, o processo de renovação dos portfólios de projetos, bem como o gerenciamento desses é fundamental para trilhar o caminho rumo a inovação. Diversas metodologias estão disponíveis para promover a geração de ideias e potencializar os processos já em curso. Dentre essas, o Mapa de Rotas Tecnológicas (MRT) se mostra uma importante ferramenta para a coleta de ideias, auxiliando tanto no processo de formulação estratégica, quanto na definição das ações relativas ao planejamento de novos produtos, processos e tecnologias. A utilização da metodologia do MRT permitiu a uma empresa do segmento metalmecânico delinear seu portfólio de projetos a partir do levantamento e priorização de ideias de forma colaborativa. Assim, o processo de estampagem a quente foi considerado no ano de 2019 como um processo alinhado ao direcionamento estratégico da empresa, sendo priorizado e incorporado ao portfólio de projetos. A partir da utilização de corpos de prova com o aço para estampagem a quente 22MnB5 com 8,00 mm de espessura, por meio da análise de taxa de resfriamento, microestrutura e microdureza foi possível verificar comportamento mecânico e metalúrgico satisfatórios, possibilitando a utilização do aço para estruturas de veículos rodoviários comerciais
Neste artigo é abordado o problema da estimativa da eficiência térmica da soldagem a arco elétrico, especialmente em relação ao processo \textit{Gas Metal Arc Welding}. Apesar de ser um parâmetro de ...grande relevância, a eficiência muitas vezes é determinada a partir de valores tabelados pelas normas técnicas, o que pode acabar prejudicando as análises metalúrgicas, visto que esses valores nem sempre conseguem contemplar todas as variações possíveis nos parâmetros da solda. Nesse contexto, neste artigo é proposto o desenvolvimento de um modelo matemático através de Redes Neurais Artificiais (RNAs) para ser utilizado em conjunto com um calorímetro de fluxo contínuo, a fim de se obter uma estimativa prévia para a eficiência e evitar despesas com ensaios experimentais que produziriam resultados abaixo do ideal. Os dados experimentais foram obtidos através de ensaios do processo de soldagem na empresa Bruning Tecnometal Ltda, e as simulações foram realizadas na ferramenta computacional Matlab. O modelo proposto foi validado por meio do método \textit{k-fold cross-validation} e apresentou baixo erro relativo médio.
The studies related to alternative energy management with renewable sources of energy generation have been increasingly becoming a necessary and urgent agenda to address the exponential increase in ...energy consumption worldwide, in accordance with environmental and sustainable requirements for the sector. With one of the cleanest energy matrices in the world, Brazil has been advancing in the development of alternative energies. In addition to hydroelectric sources, which are stable in growth but still responsible for the majority of the energy generated in the country, renewable sources are growing rapidly. The proper management of the integration of distributed energy resources among consumers offers several positive aspects in terms of quality and reliability, not only for consumers but also for the distribution system and the environment. Due to the advantages related to abundance and its inexhaustible characteristic, solar energy has been gradually evolving as a good solution for alternative energy generation. In this regard, this study assesses the current situation of photovoltaic solar generation in Brazil, analyzing both technical data and data related to the commercialization and regulation of the source.
A redução de peso em veículos comerciais está ganhando cada vez mais importância, seguindo uma tendência já bem estabelecida nas estruturas modernas de carros. No entanto, a produção de componentes ...estruturais de alta espessura usando aço 22MnB5 requer um conhecimento mais profundo do efeito do aumento do calor e do tempo de ciclo na qualidade da microestrutura martensítica final. A identificação de novos parâmetros de processo oferece possibilidades adicionais para controlar e estabilizar o processo de fabricação. Neste estudo, a influência da condição superficial de amostras de aço 22MnB5 com 8,0 mm de espessura nos mecanismos que caracterizam a transferência de calor por contato é discutida, assim como a correlação deste parâmetro na caracterização da transformação martensítica e do perfil de dureza. Para isso, os corpos de prova com três condições de superfície diferentes (natural, retificado e polido) foram aquecidos até a temperatura de austenitização e, posteriormente, processados em uma ferramenta experimental provida de canais de resfriamento. Através dos resultados da análise metalográfica e do perfil de dureza, verificou-se que a taxa de resfriamento é afetada pela condição superficial dos corpos de prova, bem como a microestrutura martensítica resultante. Temperaturas mais altas de austenitização promovem o crescimento de grãos de austenita e, assim, deterioram propriedades como tenacidade e resistência à propagação de trinca.
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