SOLDAGEM DE DUTOS COM DIÂMETRO NOMINAL DE 2½ EM AÇO CARBONO PELO PROCESSO STT (SURFACE TENSION TRANSFER)

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1 6º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 6 th BRAZILIAN CONFERENCE ON MANUFACTURING ENGINEERING 11 a 15 de abril de 2011 Caxias do Sul RS - Brasil April 11 th to 15 th, 2011 Caxias do Sul RS Brazil SOLDAGEM DE DUTOS COM DIÂMETRO NOMINAL DE 2½ EM AÇO CARBONO PELO PROCESSO STT (SURFACE TENSION TRANSFER) Thonson Ferreira Costa, thonsoncosta@yahoo.com.br 1 Louriel Oliveira Vilarinho, vilarinho@mecanica.ufu.br 1 Marcelo Lemos Rossi, marcelo.rossi@mec.ufu.br 1 1 Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Engenharia Mecânica, Laprosolda Centro para Pesquisa e Desenvolvimento de Processos de Soldagem, Uberlândia, MG, Brasil. Resumo: A pesquisa na soldagem de tubulações utilizando processos MIG/MAG com transferência por curto-circuito controlada tem tornado-se uma tendência na busca de produzir soldas de alta qualidade, visto que, o controle da corrente permite melhorar a transferência metálica, proporcionando estabilidade ao processo de soldagem e a poça de fusão. Este trabalho procura realizar um estudo dos parâmetros de soldagem para o processo STT (Surface Tension Transfer ) na união de dutos de pequeno diâmetro e parede fina em passe único, nas direções de soldagem ascendente e descendente, levando em consideração os critérios de aceitabilidade e a geometria dos cordões. Sendo realizados testes em dutos de aço ao carbono com 2½ de diâmetro nominal e espessura de 5,5 mm, além de diferentes níveis de corrente de base, de corrente de pico, de tail-out e de velocidade de alimentação do arame. Os resultados contribuem de forma significativa para o conhecimento da aplicação deste processo no segmento da indústria. Palavras-chave: Soldagem; STT; Dutos; Ascendente; Descendente. 1. INTRODUÇÃO Para a maioria dos projetos de tubulações são exigidas juntas uniformes e de alta qualidade, o que demanda melhorias significativas em relação aos métodos soldagem existentes (STAVA & NICHOLSON, 2001). Normalmente, a união de tubulação é realizada com a utilização dos processos Eletrodo Revestido (ER), TIG e MIG/MAG. Apesar de produzirem cordões de alta qualidade, os dois primeiros processos estão associados à baixa produtividade. Por outro lado, é possível obter maiores velocidades de soldagem com o processo MIG/MAG, o que resulta no aumento da produtividade, mas dificulta o controle da penetração, o que pode resultar na má formação do cordão de solda. Um desenvolvimento recente na tecnologia da soldagem é o processo Surface Tension Transfer (STT ), que leva ao melhor controle da poça fundida no contexto do processo MIG/MAG com transferência por curto-circuito (DeRUNTZ, 2003). O processo STT, patenteado pela empresa Lincoln Electric Company, é um processo de soldagem onde a transferência do metal é realizada por tensão superficial, tendo como base uma fonte de energia eletrônica com corrente constante, que modifica o formato de onda da corrente de soldagem cem vezes por segundo para cada gota transferida (DeRUNTZ, 2003). Seu circuito eletrônico regula automaticamente a amplitude e a duração da corrente pós curto-circuito, além da taxa de descida desta corrente, para o calor requerido pelo arco. Tendo como maior beneficio a redução substancial de respingos, menor radiação e geração de fumos (STAVA, 1993). O ciclo de transferência mostrado na Fig. (1) é iniciado com a gota formada na ponta do arame-eletrodo, a qual é mantida por um valor baixo de corrente (corrente de base). Após o curto-circuito, contato da gota com a poça de fusão, a corrente é reduzida imediatamente e mantida até que a tensão superficial inicie a transferência da gota. Em seguida, é aplicada uma corrente de Pinch, cuidadosamente monitorada, para acelerar a transferência. Esta corrente é reduzida pouco antes da separação. Segundo Scotti & Ponomarev (2008), a redução desta corrente, impede a geração de respingos de grande tamanho. Para re-estabelecer o arco, é aplicada a corrente de pico, também responsável pelo comprimento do arco e pela fusão do arame. Durante a formação da gota a corrente é reduzida de forma gradual (tailout) até a corrente de base, iniciando novamente o ciclo de transferência do processo. Segundo DeRuntz (2003), a transferência por curto-circuito com controle da correte de soldagem, proporciona ao processo STT as seguintes vantagens quando comparado com o MIG/MAG convencional: permite controlar o aporte térmico durante a soldagem, reduzindo as descontinuidades do material; diminui a perda de material por respingos, favorecendo a transferência completa de calor para a poça de fusão, devido ao controle adequado da corrente; cordão estreito, uniforme e de boa penetração; maior velocidade de soldagem; e permite soldar em todas as posições. Desta forma, este trabalho procura realizar um estudo dos parâmetros de soldagem para o processo STT na união de dutos de pequeno diâmetro e parede fina em passe único, nas direções de soldagem ascendente e descendente, levando em consideração os critérios de aceitabilidade e a geometria dos cordões. Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas 2011

2 Figura 1: Oscilograma de tensão e corrente de soldagem para o processo STT. 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Para avaliar a influência dos parâmetros de soldagem do processo STT na união de tubulações de aço ao carbono com passe único, nas direções de soldagem ascendente e descendente, foi utilizado tubo ABNT 1020 preparado com chanfro de acordo com as recomendações da norma AWS D10.12, mostrado na Fig. (2). Como parâmetro de soldagem variou-se em três níveis a corrente de base (60, 80 e 100A), a corrente de pico (280, 300 e 320A), o tail-out (0, 5 e 10) e a velocidade de alimentação do arame (2,3; 2,8 e 3,3m/min). Além disto, variou a oscilação da tocha (com e sem oscilação), onde a tocha movimenta-se com oscilação pendular, amplitude de 1,5 mm e com comprimento de onda de 1,6 mm. A regulagem da velocidade de soldagem foi realizada e manteve constante a relação Valim/Vsold, com a mesma quantidade de material depositado por comprimento de solda. O arame-eletrodo utilizado foi o ER70S-6 de 1,2 mm de diâmetro protegido com Ar+25%CO2 com vazão de 15 l/min e DBCP (distância bico de contato peça) de 12 mm. Figura 2: Dimensões do duto (direita) e a geometria do chanfro proposta pela AWS D10.12 (esquerda). A Tabela (1) apresenta o planejamento experimental para execução dos ensaios feito através de um Planejamento Composto Central (PCC) de face cúbica, quatro fatores e dois blocos, com 18 ensaios para cada direção de soldagem (SA para ascendente e SD descendente), onde cada ensaio consiste de dois cordões para execução da soldagem do tubo em meia cana, ou seja, foram executadas 72 soldas (36 combinações).

3 Tabela 1: Planejamento experimental dos ensaios para as direções de soldagem ascendente (SA) e descendente (SD). Ensaio Direção de Soldagem IBase 1 3, , , , Não 3, , Ascendente/Descendente Oscilação da Tocha Valim. (m/min) 7 2, , , , , , , Sim 2, , , , , (A) Ipico (A) Tail-out O critério de aceitabilidade dos cordões de soldas foi realizado em duas etapas. Inicialmente avaliou-se a qualidade dos cordões através de analise visual para detectar a presença de defeitos na sua superfície. Em seguida, foi avaliada a possível presença de descontinuidades internas, através de ensaio macrográfico dos cordões selecionados na etapa anterior, onde os cortes transversais foram realizados em três regiões distintas (posição plana, vertical e sobre cabeça). Para realizar a análise geométrica, foi determinada a característica geométrica dos cordões e avaliado o efeito dos fatores na geometria dos cordões para casa direção de soldagem, como apresentado na Fig. (3). 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 3.1. Análise Visual Figura 3: Característica geométrica do cordão Num primeiro momento, foram obtidos resultados próximos ao encontrados em trabalho anterior (COSTA & VILARINHO, 2010), quando foi utilizado processo MIG/MAG convencional com transferência por curto-circuito, ou seja, as soldas realizadas na direção ascendente apresentam maior penetração quando comparado com as soldas descendente. Por outro lado, os cordões realizados na direção descendente apresentaram maior controle da penetração, minimizando o escorrimento do metal fundido e a falta de penetração nas posições vertical e sobrecabeça. Estes defeitos foram observados repetidamente nas soldas realizadas com MIG/MAG com transferência por curto-circuito convencional nesta direção (descendente) no trabalho anterior (COSTA & VILARINHO, 2010) Conjunto Operacional Descartado Nas soldas realizadas na direção ascendente, o motivo principal para o descarte dos cordões foi a perfuração da raiz, decorrente da maior penetração nesta direção, que aumenta à medida que se aproxima da posição plana devido ao balanço de forças na poça de fusão.

4 6º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 11 a 15 de Abril de Caxias do Sul - RS O ensaio SA4 apresentou perfuração da raiz logo no início da solda, na transição da posição sobrecabeça para a vertical. Na Fig. (4), o ensaio SA1, assim como os ensaios SA2, SA3, SA4, SA7 e SA13, a perfuração da raiz ocorreu na região vertical. Já o ensaio SA15, mostrado na Fig. (4), mesmo não perfurando a raiz, o excesso de penetração resultou na falta de material para preenchimento da junta na região vertical. Figura 4: Ensaio SA1 (direita); e Ensaio SA15 (esquerda) Nos ensaios SA5, SA6 e SA8, com os menores valores de corrente de base e corrente de pico (60 e 280A respectivamente), apresentaram falta de fusão nas bordas da junta, em conseqüência dos cordões muito estreitos. Neste caso, devido ao arco mais curto e concentrado. Como consequência, reduz a molhabilidade das laterais da junta e o aumento da penetração, como mostra o exemplo da Fig. (5). Figura 5: Ensaio SA5 Na direção descendente foram descartados apenas dois ensaios, SD4 e SD7. Nestes casos, os cordões apresentaram maior escorrimento do metal fundido na posição vertical e na sobrecabeça. Na primeira posição, o escorrimento resultou no aumento da largura dos cordões e falta de penetração. Já na segunda posição, como pode ser observado na Fig. (6), além da falta de penetração, a falta de aderência do metal fundido a junta, implicou na extinção do arco, não sendo possível a conclusão total da solda. Imagem Raiz Face SD7 SD4 Ensaio Figura 6: Ensaios SD4 e SD Conjunto Operacional Sugerido A partir da análise visual dos cordões, foram selecionados para análises seguintes os ensaios SA9, SA10, SA11, SA12, SA14, SA16, SA17 e SA18 para a direção de soldagem ascendente e já para a descendente foram selecionados os ensaios SD1, SD2, SD3, SD5, SD6, SD8, SD9, SD10, SD11, SD12, SD13, SD14, SD15, SD16, SD17 e SD18, como aqueles com melhor aspecto visual.

5 3.3. Análise Macrográfica dos Cordões Nesta etapa, os cordões selecionados na análise visual foram submetidos a ensaios macrográfico para verificar e avaliar possíveis descontinuidades internas, as quais serão avaliadas de acordo com a norma AWS D1.1, pois a AWS D10.12 não discorre sobre tais critérios. Também foram analisadas as mordeduras detectadas durante análise visual. Nas soldas realizadas na direção ascendente, não foram encontrados indicadores de descontinuidade internas. Por outro lado, no ensaio SD3, realizado na descendente, foram observadas a presença de falta de fusão lateral e porosidade na posição plana (Fig. (7)). Neste caso, as descontinuidades podem estar relacionadas com a presença de impureza decorrente da soldagem do cordão anterior, haja vista que não foi feito remoção mecânica do cordão, apenas escovamento. Especula-se esta hipótese, pois não se observou tais descontinuidades no primeiro cordão. Figura 7: Macrografia do ensaio SD3 com indicadores de descontinuidades internas, falta de fusão lateral e porosidade na posição plana (espessura da chapa: 5,5 mm). Durante a macrografia, realizou-se a análise das mordeduras, onde todos os ensaios realizados na ascendente apresentaram mordeduras nas posições vertical e sobrecabeça com profundidade entre 0,19 e 0,57 mm. Já os ensaios SD6 e SD8, soldados na descendente, foram encontradas mordeduras com profundidade de 0,48 e 0,57 mm, respectivamente, apenas na posição sobrecabeça. Todas as descontinuidades analisadas, estão dentro das recomendações da norma AWS D1.1, onde conexão tubular não deve possuir mordeduras com profundidade maior do que 1 mm. Durante a análise, outros ensaios foram descartados, pois apresentaram falta de material para o enchimento do chanfro. Na direção ascendente, foram descartados os ensaios SA9 e SA17. Já na descendente, foi descartado o ensaio SD2. Em todas as situações, os defeitos foram observados na posição plana, região de maior penetração. Os resultados apresentados até agora (maior número de cordões aprovados na análise visual e a menor presença de defeitos nos cordões soldados na direção descendente) corroboram com a recomendação do fabricante (LINCOLN, 2003), ou seja, as soldas utilizando o processo STT devem ser realizadas nesta direção Análise Geométrica dos Cordões Características Geométricas dos Cordões As Tab. (2) e (3) mostram as características geométricas e o desvio padrão dos cordões soldados nas ascendente e descendente, respectivamente, destacando (círculo pontilhado) a condição onde houve menor desvio-padrão (DESVPD) no reforço da raiz. Tabela 2: Característica geométrica e o desvio padrão (DESVPD) dos cordões soldados na direção ascendente (reforço da face RF, reforço da raiz RR e largura da face LF ) nas distintas posições (plana P, vertical V e sobrecabeça SC ). ENSAIO POSIÇÃO P V SC DESVPD ENSAIO POSIÇÃO P V SC DESVPD RF 0,29 1,33 0,98 0,53 RF 0,00 0,57 1,08 0,54 SA10 RR 2,83 0,82 0,35 1,32 SA14 RR 2,20 1,14 0,35 0,93 LF 9,34 8,89 9,34 0,26 LF 8,50 8,27 7,50 0,52 RF 0,13 0,98 0,95 0,48 RF 0,92 1,11 1,08 0,10 SA11 RR 2,47 2,03 0,54 1,01 SA16 RR 1,06 0,98 0,35 0,39 RF 7,89 8,27 7,32 0,48 LF 9,00 8,04 7,50 0,76 RF 0,67 0,89 8,00 4,17 RF 0,48 0,76 0,99 0,26 SA12 RR 1,39 1,20 0,23 0,62 SA18 RR 2,72 0,95 0,13 1,32 LF 8,07 7,91 7,59 0,24 LF 9,09 8,80 8,03 0,55

6 Tabela 3: Característica geométrica e o desvio padrão (DESVPD) dos cordões soldados na direção descendente (reforço da face RF, reforço da raiz RR e largura da face LF ) nas distintas posições (plana P, vertical V e sobrecabeça SC ). ENSAIO POSIÇÃO P V SC DESVPD ENSAIO POSIÇÃO P V SC DESVPD RF 0,63 0,51 0,95 0,23 RF 0,55 0,73 0,80 0,13 SD1 RR 1,36 0,35 0,13 0,66 SD12 RR 1,07 0,00 0,00 0,62 LF 7,28 9,46 7,60 1,18 LF 8,16 9,53 7,32 1,12 RF 0,19 0,48 0,63 0,22 RF 0,00 0,41 1,30 0,66 SD5 RR 1,66 0,32 0,35 0,77 SD13 RR 0,85 0,32 0,21 0,34 LF 6,98 8,17 7,22 0,63 LF 9,31 11,78 10,54 1,24 RF 0,96 0,57 0,79 0,20 RF 0,38 0,54 0,95 0,29 SD6 RR 0,75 0,19 0,20 0,32 SD14 RR 0,50 0,00 0,26 0,25 LF 7,83 8,07 7,23 0,43 LF 8,30 11,00 9,18 1,38 RF 0,54 0,51 0,99 0,27 RF 0,00 0,47 0,98 0,49 SD8 RR 1,11 0,19 0,13 0,55 SD15 RR 0,99 0,38 0,00 0,50 LF 7,57 7,67 7,00 0,36 LF 8,61 11,20 9,18 1,36 RF 0,85 0,51 0,98 0,24 RF 0,35 0,41 0,95 0,33 SD9 RR 0,96 0,19 0,00 0,51 SD16 RR 0,76 0,85 0,00 0,47 LF 7,75 9,30 8,39 0,78 LF 9,47 9,24 8,61 0,45 RF 0,35 0,54 0,92 0,29 RF 0,57 0,66 0,73 0,08 SD10 RR 1,00 0,19 0,00 0,53 SD18 RR 0,93 0,00 0,00 0,54 LF 9,79 10,76 9,88 0,54 LF 8,40 9,40 8,39 0,58 RF 0,70 0,54 0,79 0,13 SD11 RR 0,93 0,41 0,22 0,37 LF 8,51 9,15 8,20 0,48 A Fig. (8) mostra o comportamento da geometria dos cordões SA16 e SD14, soldados na direção ascendente e descendente, respectivamente, são ensaios com menor desvio padrão (DESVPD) no reforço da raiz (Tab. (2) e (3)), ou seja, os cordões que apresentaram perfil da raiz mais uniforme. O desvio padrão do reforço da raiz foi escolhido devido à importância da uniformidade do passe de raiz na união de tubulações. Observa-se que o reforço da raiz é maior na direção ascendente, como era esperado, devido a maior penetração nesta direção, com cordão mais estreito e uniforme (menor desvio padrão da largura da face). Por outro lado, observa-se a tendência das soldas realizadas na direção descendente em apresentar cordões com maior largura, sendo mais evidente na posição vertical (maior irregularidade). Isto pode ser atribuído ao escorrimento da poça de fusão, que reduz o reforço da face e a penetração do cordão (menor reforço da raiz). Figura 8: Comparação da geometria dos ensaios SA16 (esquerda) e SD14 (direita) em cada região (sobre cabeça, vertical e plana) Efeito dos Fatores na Geometria do Cordão Para analisar o efeito dos fatores na geometria dos cordões, foi realizada análise estatística com base no PCC proposto na Tab. (1). Para os casos onde foram observado perfuração da raiz não sendo foi possível a execução completa do cordão atribuiu-se os valores de -2,75 mm para reforço da face (RF), de 4,0 mm para o reforço da raiz (RR) e de 3 mm para largura da face (LF). Estes valores foram escolhidos para representar valores totalmente indesejáveis para o caso de perfuração do cordão.

7 A Fig. (9) mostra o efeito dos fatores (reforço da face, reforço da raiz e largura da face) para a direção ascendente. Observa-se que a oscilação da tocha favorece maior controle da penetração com a redução do reforço da raiz e aumento do reforço da face e da largura do cordão. O maior nível da velocidade de alimentação promove o aumento do reforço da raiz, a redução do reforço e da largura da face do cordão. A velocidade de alimentação, a corrente de pico e o tail-out apresentam comportamentos semelhantes, onde o nível intermediário aumenta o reforço e a largura da face, reduzindo a penetração do cordão (menor reforço da raiz). Já para a corrente de base, o seu maior nível favorece o aumento da penetração, estando diretamente relacionado com a perfuração da raiz. Para a análise na direção descendente, como pode ser observado nas Fig. (10) e (11), a oscilação da tocha apresenta um comportamento oposto ao da direção ascendente. Com a tocha oscilando observou-se uma redução do reforço da face e o aumento do reforço da raiz. Neste caso, a oscilação contribui para a distribuição do calor nas laterais da junta, favorecendo o aumento da penetração, principalmente nas posições vertical e sobrecabeça susceptíveis a menor penetração. O aumento da velocidade de alimentação promove o aumento do reforço da raiz, a redução do reforço e da largura da face do cordão. Por outro lado, o aumento da corrente de base, da corrente de pico e do tail-out, reduz a aumento da penetração do cordão (aumenta o reforço da raiz e reduz o reforço e a largura da face). Figura 9: Efeito dos fatores na geometria dos cordões (reforço da face RF, reforço da raiz RR e largura da face LF) soldados na ascendente para os parâmetros de soldagem (oscilação da tocha, velocidade de alimentação, corrente de base, corrente de pico e tail-out ).

8 Figura 10: Efeito dos fatores no reforço da face (RF) e no reforço da raiz (RR) dos cordões soldados na descendente para os parâmetros de soldagem (oscilação da tocha, velocidade de alimentação, corrente de base, corrente de pico e tail-out).

9 Figura 11: Efeito dos fatores na largura da face (LF) dos cordões soldados na descendente para os parâmetros de soldagem (oscilação de tacho, velocidade de alimentação, corrente de base, corrente de pico e tail-out). 4. CONCLUSÕES A partir dos ensaios realizados nas direções de soldagem ascendente e descendente foi possível concluir que: O processo STT permite a união de dutos com passe único nas direções ascendente e descendente. Os cordões feitos na direção ascendente apresentam maior capacidade de penetração, com uma tendência a cordões mais estreitos e com grande reforço da raiz. Estes cordões estão sujeitos a defeitos como falta de material para enchimento (falta de reforço da face), perfuração da raiz e mordeduras. Para o controle da penetração dos cordões soldados na direção ascendente, deve-se utilizar a oscilação da tocha e selecionar níveis baixos ou intermediários de velocidade de alimentação, de corrente de base, de corrente de pico e tail-out. Já os cordões soldados na direção descendente apresentaram maior controle da penetração e com menor presença de defeitos. Em poucos casos com a utilização de maior nível de corrente de base e tail-out, cordões apresentaram um aumento do escorrimento da poça de fusão na posição vertical e sobrecabeça, levando à falta de penetração. A direção descendente permite a realização de cordões mais uniformes, com menor desvio padrão no reforço da face e principalmente da raiz, mas apresentam maior irregularidade na largura quando comparados com os cordões feitos na ascendente. Tal observação vai de encontro às recomendações do fabricante, que recomenda que a utilização do processo STT na união de tubulações (passe de raiz) deve ser realizada na direção descendente.

10 5. AGRADECIMENTOS Os autores gostariam de agradecer à Capes pela bolsa de mestrado, ao CNPq (Processo / e Processo /2008-2), à Fapemig (Processo TEC - APQ ), à PROPP-UFU (Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós- Graduação) e ao Laprosolda/UFU. 6. REFERÊNCIAS ANSI/AWS D An American National Standard; Recommended Practices and Procedures for Welding Low Carbon Steel Pipe. AWS D1.1/D1.1M:2006 An American National Standard; Structural Welding Code Steel. COSTA, T. F.; VILARINHO, L. O. Soldagem Orbital Ascendente e Descendente com Processo MIG/MAG Curto-Circuito Automatizado em Dutos em Aço Carbono de Pequeno Diâmetro In: XXXVI CONSOLDA Congresso Nacional de Soldagem. Recife - PE, Outubro de DeRUNTZ, B. D. Assessing The Benefits of Surface tension Transfer Welding to Indistry, Journal of Industrial Technology, 19, , p 1 8. LINCOLN, Application: Surface Tension Transfer. Lincohn Eletrics, Disponível em: < Acesso em: 12 jan SCOTTI, A.; PONOMAREV, V. Soldagem MIG/MAG: melhor entendimento, melhor desempenho. São Paulo, Artliber Editora, 284 p., STAVA, E.K. The Surface-Tension-transfer Power Soucer: A New Low-Spatter Arc Welding machine. Weld. J. vol. 72, n 1, 1993, pp STAVA, E.K; NICHOLSON, P. New Technology Speeds Oil Sands Pipe Welding, Pipeline & Gas Journal, December 2001, Disponível em: < Acesso em: Abril de DIREITOS AUTORAIS Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo do material impresso incluído no seu trabalho. 2½ DIAMETER STELL PIPE WELDING WITH STT PROCESS (SURFACE TENSION TRANSFER) Thonson Ferreira Costa, thonsoncosta@yahoo.com.br 1 Louriel Oliveira Vilarinho, vilarinho@mecanica.ufu.br 1 Marcelo Lemos Rossi, marcelo.rossi@mec.ufu.br 1 1 Federal University of Uberlandia, School of Mechanical Engineering, Laprosolda Centre for Research and Development of Welding Processes, Uberlandia, MG, Brasil. Abstract: Research in pipeline welding using MIG/MAG processes with controlled short-circuit transfer has become a tendency on the search for high-quality weldments. This feature is obtained by the current control that allows improving metal transfer and, therefore, improving process and weld pool stability. Thus, this work aims to perform a study on welding parameters for small diameter pipes joining with single pass on both upward and downward direction by using STT (Surface Tension Transfer ) process. Acceptance criteria and bead geometry will be the guideline for this study. The pipes are low-carbon steel with 2½ of nominal diameter and 5,5 mm thickness. The welding parameters that were varied are base current, peak current, tail-out and wire feed speed. The results contribute for the knowledge of this process application on pipeline-industry segment. Keywords: Welding; STT; Pipe; Upward; Downward.