Melhoria da resistência mecânica de juntas coladas sobrepostas simples com recurso à soldadura por fricção linear

Abstract

O objetivo deste trabalho é alcançar a melhoria da resistência mecânica de juntas coladas sobrepostas com recurso a soldadura por fricção linear. Os adesivos, apesar de proporcionarem ligações com excelentes características, apresentam tipicamente, menores resistências mecânicas comparativamente às ligações soldadas, como tal, a ideia deste estudo consiste na associação de ambas as ligações na criação de uma junta híbrida com o intuito de melhorar a resistência mecânica das ligações simplesmente adesivas. Para tal, foi efetuado o estudo de 3 tipos de ligações em juntas sobrepostas: as coladas, as soldadas por fricção por pontos, as e híbridas (soldadas por fricção por pontos e simultaneamente coladas). As juntas coladas e soldadas serviram como referência.Na realização das juntas coladas e juntas híbridas foi utilizado o adesivo Araldite AW 106 Resin Hardener HV 953U BD e os aderentes foram placas da liga de alumínio AA2017-T4.Foram utilizados diferentes parâmetros de soldadura (tipo de ferramenta utilizada e velocidade de rotação) na realização das ligações soldadas e híbridas, pretendendo-se relacionar estes parâmetros com a qualidade das ligações criadas.A análise das ligações consistiu na análise da microestrutura, na realização de ensaios de microdureza, na realização de ensaios de tração/corte e na análise das deformações locais.Conclui-se que, para as condições em que as ligações híbridas foram efetuadas, não existiu melhoria da resistência mecânica destas relativamente aos outros 2 tipos de ligação em estudo pelo contrário houve redução de resistência. A ligação que maior resistência mecânica apresentou foi a ligação colada. Retirou-se ainda, que praticamente não existiu soldadura entre as placas superior e inferior da junta sobreposta híbrida, tendo-se o adesivo comportando como uma barreira à soldadura. A temperatura gerada no processo de soldadura levou à degradação do adesivo. O parâmetro com maior influência na resistência mecânica das ligações soldadas e híbrida foi a ferramenta utilizada.

The main goal of this work is to achieve the improvement of the mechanical strength of lap bonded joints using friction stir spot welding. The adhesives, although providing bonds with excellent properties, typically have lower mechanical strength when compared to welded joints, so, the idea of this study consists in the association of both methods in the creation of a hybrid joint with the purpose of improving the mechanical strength of simply adhesive bonds. For this, the study of 3 types of connections in lap joints were done: bonded joints, friction stir spot welded joints, and hybrid (both bonded and friction stir spot welded). Bonded and welded lap joints served as reference.For the bonded and hybrid joints the Araldite AW 106 Resin Hardener HV 953U BD adhesive and adherends of AA2017-T4 (3 mm thick) were used.Different welding parameters (tool used and speed of rotation) were used in the accomplishement of the welded and hybrid joints, aiming to relate these parameters to the strength of these joints.Microstructure, microhardness tests tensile / shear tests and the analysis of local strains were used to characterize the joints.It concluded that, there was no improvement in the mechanical strength of these joints compared to the bonded and welded joints, at least for the conditions used in the production of hybrid joints. The adhesive joints presented the best mechanical strength results. The adhesive behaved as a barrier to welding and there was almost no welding between top and bottom plates of hybrid joints. The temperature generated in the welding process led to degradation of the adhesive. The tool was the parameter with the greatest influence on the mechanical strength of welded and hybrid joints.