Soldadura por explosão de alumínio a aço carbono, recorrendo a chapa intermédia

Abstract

A soldadura por explosão é um dos processos em que a ligação alumínio a aço carbono se torna possível, sendo que, esta ligação normalmente não requer o uso de placa intermédia para que obtenha boas propriedades na ligação. Foram realizados vários ensaios, com e sem placa intermédia. O principal objetivo deste trabalho é a comparação de juntas soldadas por explosão de aço carbono-alumínio 6082 com a utilização, ou não, de uma chapa intermédia de alumínio 1050, sendo estudada a influência de parâmetros como a velocidade de detonação e a velocidade de impacto do ensaio. Nestes ensaios, foram usadas duas misturas explosivas, ANFO e Primer com sensibilizante. Verificou-se que a utilização de Primer como explosivo diminui a quantidade de intermetálicos na interface, o que se pode dever ao uso de um menor rácio de explosivo nestas condições. No ensaio com ANFO em que se utilizou placa intermédia, as ondas formadas são muito maiores que no ensaio em que se usou Primer. A tensão máxima ao corte diminuiu e a deformação aumentou com o uso de placa intermédia, isto possivelmente devido ao alumínio 1050 que foi usado nessa chapa. O uso de chapa intermédia levou a que a fratura dos provetes de tração passasse a ser dúctil, sendo que sem placa intermédia a fratura era maioritariamente frágil. A quantidade de intermetálicos presentes na interface diminuiu com o uso de placa intermédia quando se usou Primer como explosivo, sendo que nos ensaios em que se usou ANFO, a quantidade de intermetálicos passou de pontuais para uma camada contínua junto à interface. O uso de placa intermédia não favorece muito a ligação entre alumínio e aço carbono, sendo que as limitações das ligações em que se usou placa intermédia foram devido ao uso do alumínio 1050 como chapa intermédia, que pode ser facilmente substituído por outro material.

Explosion welding is one of the processes which allows the binding of aluminum to carbon-steel. This method normally does not require the use of an intermediate plate to obtain good binding properties. Several tests were made, some with and some without an intermediary plate. The main objective of this work is the comparison of explosion welded joints of carbon-steel and aluminum 6082 with and without an intermediate layer of aluminum 1050. The influence of parameters like the velocity of detonation and velocity of impact will be studied. In these tests, two types of explosive mixtures were used: ANFO and Primer with a sensitizer. It has been found that the use of Primer as an explosive decreases the amount of intermetallic at the interface, which may be due to the use of a lower explosive ratio. The use of an intermediate plate led to the appearance of large waves between aluminums. These waves are bigger in the tests with ANFO than with Primer. The maximum shear stress decreased, and the deformation increased with the use of intermediate plate, this is possibly due to the aluminum 1050 that was used on that plate. Without an intermediary plate, the fracture of the tensile specimens was mostly fragile and by using an intermediary plate the fracture becomes ductile. The amount of intermetallics present at the interface decreased with the use of an intermediate layer (when using Primer as an explosive). When using ANFO, the amount of intermetallics went from punctual to a continuous layer next to the interface. The use of an intermediate plate does not extensively favor the connection between aluminum and carbon-steel. The limitations of the connections when using an intermediate plate have been due to the use of aluminum 1050 as an intermediate plate, which can easily be replaced by another material.