Efeito do tratamento térmico na qualidade de soldadura CMT numa liga de alumínio 6061

Abstract

O objetivo da dissertação de mestrado é estudar a influência de tratamentos térmicos nas propriedades mecânicas de soldaduras Cold Metal Transfer na liga de alumínio 6061-T6.Os quadros de bicicleta analisados, fornecidos pela empresa Triangle’s Cycling Equipment S.A, foram sujeitos a diferentes condições de tratamento. O tratamento térmico é constituído por solubilização, têmpera, seguido por um tempo de espera até se iniciar o envelhecimento artificial. Atualmente, as condições de tratamento utilizadas no fabrico dos quadros são 1h30 de solubilização a 535 ºC, seguido de um tempo de espera de 6h00 e envelhecimento artificial de 7h30 a 185 ºC.As principais variáveis estudadas foram o tempo de solubilização e o tempo de espera, sendo as temperaturas constantes. Foram estudados quadros sem tratamento: com um envelhecimento natural de dois meses após a soldadura e no estado como soldado. Além do estudo de um quadro conforme as condições de tratamento usadas pela empresa, também foram estudados quadros com outras condições de tratamento: com 1h30 de solubilização, seguido de um tempo de espera de 24h00 e envelhecimento artificial de 7h30; 0h45min de solubilização, seguido de um tempo de espera de 6h00 e envelhecimento artificial de 7h30.Por outro lado, pretendeu-se averiguar a hipótese de reduzir o tempo de tratamento de solubilização, por forma a otimizar o processo industrial da empresa, assim como analisar as consequências nas propriedades mecânicas resultantes de um tempo de espera de 24h00, provocadas por imprevistos no ciclo de produção.O quadro com as condições de tratamento utilizadas atualmente apresenta melhores propriedades mecânicas, tanto na análise de microdureza, como no comportamento à tração. Em comparação, o quadro com 0h45min de solubilização apresenta propriedades mecânicas relativamente inferiores. O quadro com 24h00 de espera também apresenta resultados relativamente inferiores, na análise de microdureza, mas resultados insatisfatórios no comportamento a tração.

The purpose of the master dissertation is to study the influence of thermal treatments on the mechanical properties of CMT welds in 6061-T6 aluminum alloy.The analyzed bicycle frames, supplied by Triangle's Cycling Equipment S.A, were subjected to different treatment conditions. The heat treatment consists of solubilization, quenching, followed by a waiting time until artificial aging begins. Currently the treatment conditions used in the manufacture of the frames are 1h30 of solubilization at 535ºC, followed by a waiting time of 6h00 and artificial aging of 7h30 at 180ºC.The main variables studied in this work were the solubilization time and the waiting time, with constant temperatures. Frames without treatment were studied, with a natural aging of two months after welding, and in the state as welded. Besides the study of frames matching the treatment conditions used by the company, there were also frames studied with other conditions of treatment: with 1h30 solubilization, followed by a waiting time of 24h00 and artificial aging of 7h30; 0h45min of solubilization, followed by a waiting time of 6h00 and artificial aging of 7h30.Alternatively, it was intended to investigate the hypothesis of reducing solubilization treatment time, in order to optimize the industrial process of the company, as well as to analyze the consequences on the mechanical properties resulting from a waiting time of 24h00, caused by unforeseen in the production cycle.The frame with the treatment conditions currently used has better mechanical properties, both in the microhardness analysis and in the tensile behavior. In comparison, the 0h45min solubilization frame has relatively lower mechanical properties. The frame with 24h00 wait also presents relatively lower results in the microhardness analysis, but poor results in the tensile behavior.