Avaliação da geometria de ferramenta e parâmetros do processo FSW na soldagem da liga de alumínio AA 5052

Abstract

Resumo Abstract: Welding of aluminum alloys with no considerable degradation of the properties of the base metal is a problem to be overcomed by industry manufacturing processes. In the aeronautical industry, no-melt joining processes such as adhesive bonding or riveting are often considered when designing aluminum connections. Alternatively, a welding process named Friction Stir Welding (FSW) is receiving crescent attention for its potential applications where heat input shall be minimized or when dissimilar metals must be joined. In this process a high strength rotating tool with a special profile is introduced at the interface of the materials to be joined and translated along the joint at controlled speeds. Heat generated softens the material and allows the tool to stir while traveling along the joint. This work aimed to product welds on 6.35mm (0,25 inches)

Dimensionamento de um Sistema Robotizado para a Soldagem pelo Processo Friction Stir Welding

“…Um dos motivos para isto certamente reside na necessidade de um alto investimento para a obtenção dos equipamentos específicos à soldagem FSW [5]. Além disso, apesar do processo FSW estar sendo objeto de estudo em vários centros de pesquisa no mundo, poucos estudam sua aplicação em robôs industriais, em que se destacam os institutos e as empresas: HGZ (Helmholtz-Zentrum Geesthacht), IWB e KUKA (em conjunto com o Grupo Airbus), na Alemanha; a ESAB, na Suécia; Institut Maupertuis e Institut de Soudure, na França; Cewac, na Bélgica; Friction Stir Link, nos Estados Unidos [6].…”

Influência da geometria do pino da ferramenta de soldagem nas propriedades mecânicas e tensões residuais de juntas soldadas de ligas de alumínio 5052-O pelo processo FSW

“…Além disso, alumínio pode ser combinado com uma larga gama de outros elementos de liga, permitindo a otimização de propriedades, ampliando ainda mais sua aplicabilidade [1][2][3] . Dentre os diversos tipos de ligas de alumínio, as ligas de Al -Mg (série 5XXX) são as mais utilizadas em escala industrial por oferecer excelente relação entre peso e propriedades mecânicas, elevada resistência à corrosão e boa soldabilidade 4 .…”

“…No entanto, a soldagem de ligas de alumínio por métodos convencionais, tais como soldagem ao arco elétrico, onde ocorre a fusão do metal de base, requer diversas precauções a fim de evitar a perda das propriedades mecânicas devido ao coalescimento dos grãos, formação de estruturas brutas de solidificação, geração de vazios, distorção após a soldagem, tensões residuais de fabricação, entre outros 3,5 . Alternativas que visam contornar tais dificuldades impostas por processos tradicionalmente utilizados, como Gas Metal Arc Welding (GMAW) e o Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), vêm motivando o desenvolvimento de novos métodos de união, incentivando a aplicação da soldagem por atrito de forma mais intensa, onde a união de peças ocorre sem fusão 3,6 .…”

“…Alternativas que visam contornar tais dificuldades impostas por processos tradicionalmente utilizados, como Gas Metal Arc Welding (GMAW) e o Gas Tungsten Arc Welding (GTAW), vêm motivando o desenvolvimento de novos métodos de união, incentivando a aplicação da soldagem por atrito de forma mais intensa, onde a união de peças ocorre sem fusão 3,6 . Logo, o processo denominado Friction Stir Welding (FSW) apresenta-se como uma alternativa à soldagem por fusão ao arco elétrico tradicional, que pode propiciar precipitação de fases frágeis e outros defeitos relacionados a solidificação, como porosidades e trincas a quente, permitindo a obtenção de microestruturas com propriedades mecânicas, em muitos casos, superiores às obtidas por processos convencionais 7 .…”

“…O processo FSW consiste em uma ferramenta rotativa de elevada resistência mecânica e com um perfil especial, que é inserida no material e avança de modo contínuo e, mediante o atrito com as peças a serem soldadas, gera calor, promovendo a mistura mecânica dos metais envolvidos, confeccionado uma junta soldada de alta qualidade 3,15 . Além disso, outro aspecto importante do processo FSW é que para sua realização não é necessário nenhum material de adição, portanto o metal de base pode ser soldado sem maiores preocupações correlacionadas à compatibilidade de sua composição.…”