Influência da geometria da ferramenta na morfologia e comportamento à fadiga de juntas T dissimilares, nas ligas AA5083 e AA6082, soldadas por fricção linear

Abstract

O objetivo deste estudo é a análise dos fatores de produção de juntas T dissimilares, sem defeitos, na configuração T-Lap, recorrendo ao processo de soldadura por fricção linear (FSW), e o estudo do seu comportamento à fadiga. Foram usadas duas ferramentas progressivas com geometria diferente: uma com a extremidade do pino piramidal e outra com a extremidade do pino cónica roscada. Os materiais usados nas chapas foram as ligas de alumínio AA5083-H111 e AA6082-T6. A morfologia das soldaduras e o fluxo e mistura dos dois materiais foram analisados com recurso à microscopia ótica, eletrónica de varrimento e à análise química EDS. Foi ainda estudado o perfil de dureza das juntas e o comportamento à fadiga das soldaduras sem defeitos. Foram identificados vários tipos de defeitos na análise morfológica, no entanto foi possível obter juntas sem defeitos para as duas ferramentas e para as duas combinações de materiais. Conseguiu-se identificar fluxos devidos a diferentes zonas das ferramentas e verificou-se que a chapa adicionada compensa o material que migra para as concordâncias. As duas ligas são afetadas de forma diferente pelo processo, como pode ser visto nos perfis de dureza obtidos, embora sejam semelhantes para as duas ferramentas. O comportamento à fadiga das séries testadas revelou-se inferior ao de juntas similares na mesma configuração.

The aim of this study is the analysis of production factors of dissimilar T-joints, free of defects, in T-Lap configuration, using the friction stir welding (FSW) process, and the study of their behavior under fatigue. Two progressive tools with different geometry were used: one with a pyramidal pin tip and another with a tapered threaded pin tip. The materials used in the plates were aluminum alloys AA5083-H111 and AA6082-T6. The morphology of the welds and the flow and mixing of the two materials was analyzed using the optical microscope, scanning electron microscope and EDS chemical analysis. Also, it was studied the hardness profile of the joints and the fatigue behavior of welds free of defects. Several types of defects were found during morphology analysis, however it was possible to produce defect-free joints for both tools and for the two combinations of materials. It was possible to identify flows due to different zones of the tools and it was found that the extra plate material fills the space of the material that migrates into the fillets. The two alloys are affected differently by the process, as can be seen in hardness profiles, although the effect is similar for the two tools. The fatigue behavior of the tested series proved to be inferior to similar joints in the same configuration.