Aplicação do processo de fricção linear (FSP) na melhoria da resistência à fadiga de juntas de topo soldadas por MIG na liga AA5083-H111

Abstract

Nos dias de hoje com a evolução das técnicas e processos tecnológicos de ligação, surge a soldadura por fricção linear (FSW) como uma das soluções mais promissoras com vista ao desenvolvimento sustentável. Este processo tecnológico de ligação tem como vantagem competitiva em relação aos restantes, conciliar a redução de custos iniciais de construção e manutenção de uma determinada estrutura, com a obtenção final de boas propriedades mecânicas e composição química similar à do material base. Actualmente este processo de ligação é utilizado com elevado sucesso na união de chapas de alumínio, garantindo juntas soldadas de alta integridade e baixa deformação, mesmo nas ligas de alumínio que apresentam difícil soldabilidade quando se recorre às técnicas de soldadura convencionais por fusão. Neste âmbito, e tendo por base o mesmo princípio, surge o FSP (Friction Stir Processing) como uma das variantes do processo de FSW.O FSP é uma técnica com potencial para melhorar alguns factores resultantes da solidificação do material, tais como, eliminação de porosidades e de fendas, refinamento da microestrutura e redução de tensões residuais. Neste trabalho pretende-se estudar a possível melhoria de resistência à fadiga em juntas topo a topo soldadas por MIG na liga de alumínio AA5083-H111, aplicando o pós-processamento por FSP. Para tal, serão realizados ensaios de fadiga em várias séries de provetes, tais como: soldadura MIG com reforço; soldadura MIG sem reforço; soldadura MIG pós-processada com reforço; soldadura MIG pós-processada sem reforço. Complementarmente serão realizadas análises metalográficas, ensaios de tracção, e medição de durezas. Ao longo do trabalho, houve também a preocupação de analisar a superfície de fractura dos diferentes tipos de provetes através de microscopia óptica, de modo a verificar as causas da iniciação da fenda por fadiga.

Nowadays with the development of technical and technological processes of joining, there is the friction stir welding (FSW) as one of the most promising solutions with a view to sustainable development. This technological process is binding as a competitive advantage over the other, combine to reduce initial costs of construction and maintenance of a given structure, with the end of obtaining good mechanical properties and chemical composition similar to the base material. Currently this joining process is used with great success in the aluminum sheet metal, welded joints ensuring high integrity, low deformation even in the aluminum alloys which have difficult weldability when resorting to conventional techniques by fusion welding. In this context, and based on the same principle, there is the FSP (Friction Stir Processing) as a variant of the process FSW. FSP is a technique with potential to improve some of the factors resulting from the solidification of the material, such as elimination of pores and cracks, microstructural refinement and reduction of residual stresses. This work aims to study the possible improvement in fatigue resistance butt welded together by MIG in aluminum alloy AA5083-H111 applying post-processing by FSP. This will be conducted fatigue tests in a series of specimens, such as MIG-reinforced, unreinforced MIG, MIG with FSP plus reinforcement; MIG with FSP and without reinforcement. In addition will be performed metallographic analysis, tensile tests, and measurement of hardness. Throughout the study, there was also a concern to examine the fracture surface of different types of pieces by light microscopy, to ascertain the causes of fatigue crack initiation.