Caracterização de componentes metálicos tridissimilares produzidos por soldadura por explosão

Abstract

A ligação entre o alumínio e o aço inoxidável já foi estudada e verificou-se que ocorre a formação de intermetálicos duros e frágeis na interface, o que prejudica a resistência mecânica das soldaduras. Deste modo, a utilização de placas intermédias pode mitigar este problema. O objetivo deste trabalho é estudar as características da ligação entre alumínio, titânio e aço inoxidável produzida por soldadura por explosão. O titânio foi utilizado como placa intermédia entre o alumínio e o aço inoxidável, e este trabalho centra-se mais na análise deste aspeto. Para realização desta análise foram feitas duas séries de soldaduras com diferentes cargas explosivas e com diferentes quantidades de carga explosiva. Uma das séries foi realizada com ANFO, e a outra foi realizada com emulsão explosiva e sensibilizante.As duas séries de soldaduras foram observadas macroscopicamente e microscopicamente, foram sujeitas a análises de composição química e ainda foram sujeitas a caracterização mecânica. Ambas as séries de soldaduras obtidas eram consistentes, mas foi possível verificar que entre o alumínio e o titânio existiam zonas onde a ligação não ocorreu, e entre o titânio e o aço inoxidável ocorreu a formação de compostos intermetálicos frágeis. A série de soldadura realizada com ANFO foi a mais bem-sucedida, porque, de forma geral, apresentava as melhores características no que diz respeito à resistência mecânica das ligações e era a que apresentava menos falhas na ligação entre o alumínio e o titânio.A série de soldadura que foi realizada com ANFO parece ter sido beneficiada pela velocidade de detonação mais baixa, visto que a outra apresentou resultados menos positivos no que diz respeito à resistência mecânica das suas ligações.

The connection between aluminium and stainless steel has already been studied and it has been found that hard and fragile intermetallics are formed at the interface, which impairs the mechanical resistance of the welds. Thus, the use of intermediate plates can mitigate this problem. The objective of the work is to study the characteristics of the aluminium, titanium and stainless steel tridissimilar joints produced by explosion welding. Titanium was used as interlayer between aluminium and stainless steel, and this work was especially focused on the analyses of this aspect. To perform this analysis, two weld series were made with different explosive charges and with different amounts of explosive charge. One of the weld series was made with ANFO, and the other was made with explosive emulsion and sensitizer.The two weld series were observed macroscopically and microscopically. The analysis of the chemical composition and the mechanical characterization of the welds were also made. Both weld series were found to be consistent, but it was possible to observe that there were areas where the connection did not happen, and brittle intermediate compounds were formed between titanium and stainless steel. The weld series performed with ANFO was the most well succeeded, because, generally, it had the best characteristics concerning to mechanical strength of the joints and was the one with the least flaws at the interface between the aluminium and titanium.The weld series that was carried out with ANFO seems to have benefited from the lower detonation speed, since the other one presented fewer positive mechanical behaviour results.