Comportamento à fadiga de amplitude variável em juntas soldadas MIG pós processadas por fricção linear (FSP) na liga de alumínio 5083-H111

Abstract

Como resultado da constante evolução dos processos tecnológicos de ligação estão e de modo a responder a um desenvolvimento sustentável surgiu a soldadura Friction Stir Welding (FSW). Este processo tecnológico de ligação consiste na ligação de materiais no estado sólido através do calor gerado pela pressão axial e rotação de uma ferramenta. O FSW tem sido utilizado com elevado sucesso na união de chapas de alumínio, garantindo juntas soldadas de alta integridade e baixa deformação sem alterar a composição química do material, que se mantém similar à do material base. No âmbito das técnicas de melhoraria da microestrutura e das propriedades mecânicas na superfície dos materiais surgiu recentemente o Friction Stir Processing (FSP), usando os mesmos princípios do FSW. Neste trabalho pretende-se estudar a possível melhoria na resistência à fadiga de amplitude de carga variável em juntas de canto soldadas por MIG, e pós-processadas por FSP na liga AA5083-H111. Para estudar as alterações provocadas, foram realizadas análises morfológicas, perfis de dureza, ensaios de tração e de fadiga a amplitude variável para fatores de espetro de ν=2 e ν=5 e razões de tensão de R=0 e R=-1. De modo a completar esta análise analisaram-se as superfícies de fratura dos provetes através de microscopia ótica. Os ensaios realizados permitiram concluir que de facto o pós-processamento por FSP melhora a resistência à fadiga da soldadura pós-processada quando comparada com soldadura MIG, alterando a sua microestrutura, a geometria do pé da soldadura e o seu perfil de durezas. Para uma vida de 1 milhão de ciclos, o aumento na resistência para R=0 foi 33,9% e de 34.6% para v=2 e v=5, respetivamente, enquanto para R=-1 foi de 51,3% e 54,2% para v=2 e v=5, respetivamente.

As a result of the constant evolution of technological binding processes and to respond to a sustainable development welding Friction Stir Welding (FSW) has emerged. This technological bonding process consists of binding material in the solid state by heat and pressure generated by rotation of a tool. The FSW is used with great success in joining aluminum sheets, ensuring weld joints of high integrity and low deformation without changing the chemical composition of the material, which is similar to the base material. In the context of techniques for improving the microstructure and mechanical properties of materials on the surface of the newly emerged Friction Stir Processing (FSP), using the same principles as the FSW. This paper aims to study the possible improvement of fatigue resistance in variable amplitude loading, of MIG welded T joints in AA5083-H111 aluminium alloy, postprocessed by FSP. To study the effects of friction stir processing were performed morphological analysis, hardness profiles, tensile and variable amplitude fatigue tests for two values of the spectra factor of 2 and 5, and two values of the stress ratio R=0 and R= - 1. In order to complete this study the fracture surface of the specimens were observed by optical microscopy. The post-processing by FSP improves the fatigue resistance of MIG welded specimens, changing its microstructure, the geometry of the weld toe and the hardness. For a life cycle of 1 million, the increase in resistance for R = 0 was 33.9% and 34.6% for v= 2 and v = 5, respectively, while for R = -1 was 51.3% and 54 2% for v = 2 and v = 5, respectively.