Análise da soldabilidade por explosão de cobre a aço inoxidável e magnésio a titânio e alumínio.

Abstract

A utilização de materiais com um peso reduzido e excelentes propriedades mecânicas tem sido um objetivo industrial. Como tal, é de todo o interesse a análise da soldabilidade de materiais que apresentem uma baixa densidade com materiais que apresentem uma elevada dureza ou elevado valor de tensão de cedência. Este trabalho é constituído pela análise da soldabilidade por explosão de titânio a magnésio e de cobre a aço inoxidável. Para tal, foram realizados no total 4 ensaios, dos quais os dois primeiros com recurso à liga de magnésio AZ31 e à liga de titânio Ti6AL4V, tendo sido utilizado como explosivo ANFO. Uma vez que os resultados obtidos nos dois primeiros ensaios não foram bem-sucedidos, realizou-se um terceiro ensaio entre a liga de magnésio e a liga de alumínio AA6082-T6, com o intuito de entender o comportamento do magnésio quando se pretende soldar por explosão com um material possuidor de propriedades mecânicas idênticas. Para a sua execução foi utilizada uma emulsão explosiva com 2 % de EPS. O último ensaio foi realizado entre a liga de cobre Cu-DHP e a liga de aço inoxidável AISI 316L, tendo sido executado com uma emulsão explosiva com 3 % de EPS. Esta ligação já foi objeto de estudo em anos anteriores, tendo sido este ensaio realizado com o intuito de observar o efeito da variação dos parâmetros cinemáticos nas propriedades da soldadura. A única soldadura que apresentou uma ligação bem sucedida foi a de cobre a aço inoxidável, apresentando uma tendência de endurecimento dos materiais após a execução do ensaio. Este aumento de dureza é mais significante quando na amostra transversal nos deslocamos para a zona mais periférica das placas, uma vez que a deformação plástica sofrida nestas regiões é superior. Em comparação com as soldaduras efetuadas em anos anteriores, esta apresenta um comprimento e uma amplitude de onda de menor dimensão devido ao valor de rácio de explosivo ser inferior. Os ensaios de tração ao corte apresentaram elevada consistência, tendo a falha ocorrido na região de cobre, ou seja, no material com menor resistência mecânica e não na soldadura.

The use of materials with low weight and excellent mechanical properties has been an industrial goal. As such, it is of great interest the analysis of the weldability of materials that present a low density with materials that present a high hardness or high value of yield stress. This work consists of the analysis of the explosion weldability of titanium to magnesium and copper to stainless steel. The first two tests were performed using AZ31 magnesium alloy and Ti6AL4V titanium alloy, using ANFO as explosive. Since the results obtained in the first two tests were not successful, a third test was performed between magnesium alloy and aluminium alloy AA6082-T6, with the purpose of understanding the behaviour of magnesium when explosion welding with a material having identical mechanical properties. For its execution, an explosive emulsion with 2% of EPS was used. The last test was carried out between Cu-DHP copper alloy and AISI 316L stainless steel alloy and was performed with an explosive emulsion containing 3% of EPS. This connection has already been studied in previous years, and this test was performed to observe the effect of the variation of the kinematic parameters on the weld properties. The only weld that presented a successful connection was that of copper to stainless steel, presenting a tendency of hardening of the materials after the execution of the test. This increase in hardness is more significant when in the transverse sample we move to the most peripheral zone of the plates, since the plastic deformation suffered in these regions is higher. In comparison with the welds made in previous years, this one presents a wavelength and amplitude of smaller dimension due to the lower value of explosive ratio. The shear traction tests showed high consistency, with the failure developing in the copper region, i.e., in the material with lower mechanical resistance and not in the weld.