Efeito da energia adicionada na microestrutura e propriedades mecânicas de soldadura em materiais exóticos

Abstract

O objetivo deste trabalho é estudar para cada um destes três materiais exóticos (tântalo, nióbio, zircónio) a sua soldadura pelos processos TIG e LASER, avaliando com especial interesse no efeito da energia adicionada.Faz parte também deste estudo a análise da morfologia e microestrutura de juntas soldadas nestes materiais e a influência da energia específica de soldadura na sua dureza, resistência à tração e corrosão em ambientes ácidos.Observou-se uma redução do tamanho de grão na zona fundida e na zona afetada pelo calor com a redução da energia adicionada. A nível de dureza não se evidenciou alteração significativa entre as três zonas típicas de soldadura (zona fundida, zona afetada termicamente e metal base). Observou-se sim um amento de durezas próximo da superfície fruto possivelmente de eventual contaminação atmosférica devida a uma proteção insuficiente das soldaduras.A nível do comportamento à tração das soldaduras, constatou-se que uma redução da energia adicionada favorece a deformação na rotura do tântalo. No caso do nióbio, a redução da energia adicionada favorece a resistência à tração das juntas. Para o zircónio, os resultados de tração não foram conclusivos.No comportamento à corrosão, as soldaduras em tântalo e em nióbio não apresentam perda de massa significativa, ao contrário das de zircónio, quando imersas na mistura ácida sem ácido fluorídrico. Já quando a mistura continha ácido fluorídrico as soldaduras em tântalo e o nióbio apresentaram perda de massa significativa, ao contrário das soldaduras em zircónio.

AbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstractAbstract::::The main objective of this work is to study the welds of each of these three exotic materials (Tantalum, Niobium and Zirconium) welding by TIG and LASER process, looking with special interest the results of the energy input.The current study also included an analysis of the morphology and microstructure of the welded joints and the influence of the welds in a tensile and corrosion resistance of the exotic materials in a corrosive environment.The decrease of the grain size was observed with the reduction of the energy input.There is no difference observed in the hardness between the three typical areas of a welded joint (melted zone, thermal affected zone and base material). Near the surface the hardness increase, possibly due contamination resulting from a insufficient protection. From tensile tests, it was observed that a reduction of energy input favors the maximum admissible deformation for the tantalum. In case of niobium the decrease of energy input results in a higher tensile strength. For zirconium, nothing can be concluded from tensile tests results.In the corrosion resistance, tantalum and niobium, unlike zirconium, wasn’t affected by the acid environment without hydrofluoric acid. With the presence of hydrofluoric acid, a substantial mass decrease was observed in a tantalum and niobium welds, unlike the zirconium.