Soldadura de ligas leves em junta T por Friction Stir Welding

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a análise da viabilidade de produção de juntas em T, em ligas de alumínio 7057 e magnésio AZ31, por Friction Stir Welding. Mais precisamente, em juntas T-lap para soldaduras heterogéneas de alumínio e magnésio e T-butt para as soldaduras homogéneas de magnésio. Foram usadas duas ferramentas, uma progressiva cónica roscada T-lap (PCRT-lap) e outra progressiva cónica roscada T-butt, tendo especial atenção à formação dos raios de concordância sem que se verificasse a redução da espessura do skin. Foi possivel produzir soldaduras por FSW em junta T, em ligas de magnésio AZ31, sem defeitos. No entanto, nas soldaduras heterogenias de alumínio e magnésio não houve união do stringer e do skin produzindo soldaduras com defeitos. Foi feita uma análise através do microscópico ótico e eletrónico e também de análise EDS, para estudar o fluxo de material e da existência de defeitos. Foi também analisado o comportamento à tração dos provetes extraídos das soldaduras.Nas soldaduras heterogenias de alumínio e magnésio não ocorreu soldadura do skin e do stringer, produzindo soldaduras com defeitos na superfície e na secção transversão da soldadura. Enquanto, nas soldaduras homogenias de magnésio produziram-se soldaduras sem qualquer tipo de defeito.Observou-se que nas soldaduras heterogenias houve perda de dureza em relação ao material base, enquanto, nas soldaduras homogenias houve um aumento da dureza face ao material base.Nos ensaios de tração das soldaduras homogenias verificou-se uma eficiência de junta de aproximadamente 79%, valor que diminui com a diminuição da velocidade de avanço.

This work aims to analyze the viability of producing T-joints, in aluminum alloys 7057 and magnesium AZ31, by Friction Stir Welding. More precisely, in T-lap joints for heterogeneous aluminum and magnesium welds and T-butt joints for homogeneous magnesium welds. Two tools were used, a progressive conical threaded T-lap (PCRT-lap) and another progressive conical threaded T-butt, paying special attention to the formation of the concordance fillets without the reduction of the skin thickness. it was possible to produce products sold by FSW in T joint, in magnesium alloy AZ31, without trial. However, however, they were sold and there were no differences from the stringer and there was no work on the manufacture of skins sold with heterogeneous union. An analysis was made through optical and electronic microscopy and EDS analysis, to study the material flow and the existence of defects. The tensile behavior of the specimens extracted from the welds was also analyzed.In the heterogeneous welds of aluminum and magnesium, there was no welding of the skin and stringer, producing welds with defects on the surface and in the cross-section of the weld. Meanwhile, in the homogeneous magnesium welds, welds were produced without any type of defect.It was observed that in the heterogeneous welds there was a loss of hardness in relation to the base material, while in the homogeneous welds there was an increase in hardness compared to the base material.In the tensile tests of the homogeneous welds, a joint efficiency of approximately 79% was verified, a value that decreases with the decrease of the advance speed.