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Soldagem por atrito com pino não consumível de juntas dissimilares Aço-Alumínio

Processo: 08/02832-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2008
Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Antonio José Ramirez Londono
Beneficiário:Edwar Andrés Torres López
Instituição-sede: Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Soldagem   Indústria automobilística   Propriedades mecânicas

Resumo

O presente projeto de pesquisa visa estudar o processo de soldagem por atrito com pino não consumível (SAPNC) de juntas dissimilares Alumínio-Aço. O estudo pretende determinar o efeito dos parâmetros do processo de soldagem na evolução microestrutural, e da evolução microestrutural nas propriedades mecânicas da junta soldada. A configuração a ser estudada é uma junta a topo formada por chapas de aço de baixo carbono, do tipo 1020, e liga de alumínio 6063-T6, com 2 mm de espessura.Entre as características metalúrgicas a ser avaliadas em detalhe, mediante o estudo da evolução microestrutural, se destaca a fusão parcial do Al na zona misturada e sua relação no processo de formação de aluminetos de ferro. Esta etapa será realizada empregando técnicas como microscopia ótica, microdureza, microscopia eletrônica de varredura e transmissão, espectroscopia de raios-x dispersiva em energia, difração de elétrons retroespalhados e difração de raios-x. A avaliação do desempenho mecânico das juntas soldadas será realizada através de ensaios mecânicos de tração e fadiga axial.Além do interesse científico, o presente estudo é motivado pela necessidade de redução no consumo de energia no transporte, que é hoje em dia um fator preponderante no projeto de novos veículos de transporte. Por esta razão a redução no peso dos automóveis, sem comprometer a segurança e integridade da estrutura, é alvo freqüente de estudos que visam o desenvolvimento de novos materiais e processos de fabricação. Entre os materiais mais comumente explorados para a redução de peso se encontram as ligas de alumínio. Desta maneira, a utilização de ligas de Al em partes automotivas, em substituição ao aço, vem crescendo ao longo do tempo. Um ponto crítico em relação a isso são as junções aço-alumínio, principalmente feitas através de uniões mecânicas como rebites, parafusos, etc. A soldagem por fusão destes materiais é desconsiderada, pois resulta na formação de compostos intermetálicos frágeis, além das dificuldades técnicas na execução. Porém, em inúmeros casos os métodos de união mecânicos acabam por inviabilizar técnica e/ou economicamente a aplicação conjunta de aço-alumínio em componentes estruturais de automóveis. Desta forma, existe hoje a enorme necessidade, a nível mundial, de desenvolvimento de tecnologias que permitam a união eficiente destes dois materiais metálicos. Algumas pesquisas já foram desenvolvidas empregando o processo de soldagem por atrito com pino não consumível (SAPNC), com resultados alentadores, mas inconclusivos. Portanto, uma enorme quantidade de trabalho é necessária para entender a evolução microestrutural, desempenho mecânico e a relação entre estas quando uma junta dissimilar Al-Aço é realizada usando SAPNC.