Aplicação do processo de soldagem a ponto por fricção de uma liga de alumínio com e sem adesivo

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Santana, Luciano Meirelles
• Orientador(a): Strohaecker, Telmo Roberto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Soldagem por fricção; Ligas de alumínio
• Palavras-chave em Inglês: Aluminium; Paint Bake; Aging; Adhesive; Friction Spot Welding
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/220651

A indústria automotiva está constantemente pesquisando formas de reduzir o peso dos seus automóveis. As ligas de alumínio possuem baixa densidade e podem ser endurecidas por conformação ou precipitação. Entretanto, apresentam baixa soldabilidade A Soldagem a Ponto por Fricção é uma técnica de união no estado sólido que supera as dificuldades apresentadas para a soldagem de alumínio. Paralelamente, a união por adesivos estruturais é uma técnica já consolidada na indústria automotiva, apresentando diversas vantagens, tais como distribuição uniforme de tensões, redução de ruídos e vibrações e selamento. Entretanto, juntas adesivadas possuem baixa resistência ao descascamento, quando dois substratos unidos por um adesivo são separados por meio da aplicação de uma solicitação externa na extremidade de um ou nos dois substratos. Além disso, juntas adesivadas necessitam cura para conferir resistência ao material. O emprego simultâneo de solda a ponto por resistência elétrica e união adesiva visa superar essas limitações, pois a solda a ponto aumenta a resistência ao descascamento e mantém os componentes fixados até a cura do adesivo. Além disso, o processo de cura da pintura automotiva é realizado através de um ciclo térmico, o qual tem efeito sobre as ligas de alumínio endurecíveis por precipitação. Os objetivos deste trabalho são encontrar uma faixa de parâmetros para a Soldagem a Ponto por Fricção da liga de alumínio AA6111, com e sem camada adesiva, investigar a interação entre parâmetros de processo, microestrutura e resistência mecânica e estudar o efeito do envelhecimento na junta. As juntas soldadas com e sem adesivo foram produzidas com chapas de 3 mm de espessura e tiveram seus parâmetros analisados visando a sua otimização a fim de obterem os melhores desempenhos sob esforço de cisalhamento e descascamento. Medidas de temperatura, avaliações da microestrutura e dos diferentes modos de falha foram realizados para obter mais conhecimento sobre o processo. Os ensaios de microdureza e o estudo do endurecimento da junta pelo ciclo de cura da pintura foram realizados a fim de estudar o efeito do envelhecimento. Foi possível obter um parâmetro otimizado com resistência ao cisalhamento maior que 8 kN e ao descascamento maior que 2 kN, para juntas soldadas com e sem adesivo. Os resultados mostraram que juntas soldadas com maior velocidade de rotação apresentam maior altura do “gancho” e menor resistência mecânica. O ensaio de microdureza mostrou que, com 6 semanas de envelhecimento natural, o centro da zona de mistura atinge microdureza no mesmo patamar do metal base. O estudo do efeito do ciclo de cura da pintura mostrou que o mesmo aumenta em 16,8% a resistência ao cisalhamento e 6,7% a resistência ao descascamento da junta. a. Este trabalho mostrou que é possível obter juntas soldadas a ponto por fricção da liga de alumínio AA6111 com propriedades mecânicas que atendem a norma AWS D17.2 com e sem a utilização de adesivo. Além disso, o endurecimento da junta devido ao envelhecimento mostrou ter efeito benéfico na resistência mecânica.