Microsoldagem por pulsos de GTAW em fios de ligas com memória de forma Ni-Ti. - RODRIGUES, Luiz Fernando Alves. (2016)
A soldagem de ligas com memória de forma (LMF) persiste como um dos maiores desafios a ampliação nas aplicações desses materiais que têm custo elevado devido aos elementos nobres utilizados e seu difícil processamento. A união soldada pode levar ao desenvolvimento de produtos com geometrias complexas que seriam inviáveis de serem fabricados por processos convencionais. Nesse trabalho foram efetuados diversos testes com o objetivo de avaliar os efeitos dos parâmetros de soldagem por pulsos de GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) nas propriedades de juntas de fios de LMF Ni-Ti. Para isso, utilizando uma soldadora GTAW, fornecida pela empresa alemã Lampert, modelo PUK U4, foram efetuados testes de soldagem avaliando inicialmente as condições que promovem penetração total em fios atuadores e superelásticos de LMF Ni-Ti com diâmetro de 0,9 mm (900 µm). Os parâmetros dos testes de penetração foram obtidos através de planejamento experimental pelo uso do método de delineamento composto central rotacional (DCCR). Assim, foi possível obter três configurações ótimas que permitem penetração total da junta, com valores próximos a 900 µm. Essas configurações foram testadas para avaliar seus efeitos em juntas similares (atuadoras e superelásticas) e dissimilares. Os testes de avaliação das propriedades termomecânicas das juntas soldadas foram realizados por meio de microscopia ótica, analise térmica por calorimetria diferencial de varredura, microdureza, ensaios de tração até a ruptura em condições de temperatura ambiente e isotérmicas (variando de 40°C a 90°C em intervalos de 10°C), análise de superfície de fratura por microscopia eletrônica de varredura e análise dinâmico-mecânica. Os resultados demonstram que as três configurações apresentam boa correspondência de propriedades na junta quando comparadas entre si. Foram observados grãos maiores no centro das juntas soldadas, próximas a área de aplicação do pulso de soldagem. Grãos colunares mais estreitos foram observados nas soldagens com aplicação de pulso mais intenso. A junta soldada sofre alterações nas temperaturas de transformação de fase comparativamente ao material íntegro, assim como o perfil dos picos de transformação de fase. O aumento da temperatura de teste promove a transformação de fase das juntas soldadas atuadoras, que se tornam mais frágeis e tendem a fraturar prematuramente a partir de 70°C. A esta temperatura se tem uma zona mista de fases nas juntas de fios atuadores. Enquanto nas juntas de fios superelásticos a ruptura ocorre com deformações de 2,5%, independente, da temperatura de teste isotérmico. A fratura do fio íntegro, tanto em baixa quanto em alta temperatura, tem aspecto tipo dúctil, enquanto nas juntas de fios soldados, no geral, passa de frágil com a presença de planos facetados (clivagem) para uma fratura do tipo dúctil-frágil (mista). As juntas dissimilares apresentaram comportamento intermediário às juntas com união similar. Diante dos resultados obtidos é possível afirmar que a soldagem por pulsos de GTAW tem grande potencial de aplicação na união permanente de fios de LMF Ni-Ti com o objetivo de desenvolver estruturas de formatos complexos para aplicações em diversas áreas.