Propriedades mecânicas e correlação dos parâmetros de FSW e DS-FSW em alta velocidade na liga AA2050-T84, para a indústria aeronáutica
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/13089 |
Resumo: | Friction Stir Welding (FSW) and DS-FSW (double pass FSW) processes were employed in the aluminum AA 2050 T-84 plate joints aiming to make possible to increase the welding speed above 5 mm / s, to obtain welds with optimized properties in relation to the base metal and to study the effects of the final microstructure. Microstructures of the welded joints were analyzed by optical microscopy and EBSD technique, to verify microstructure evolution and to find process defects formations. Mechanical properties were evaluated by microhardness and tensile tests, the results were used to find the conditions within the optimized welding parameters window. Fracture surfaces were analyzed by scanning electron microscopy. Thermal analyzes were measured by thermocouples to correlate the temperature peaks with the microstructural transformations. Fatigue tests were performed to verify the applicability in aeronautical structures. Finally, were performed welding by FSW with water cooling (WC-FSW) to reduce thermal cycle effects. The results obtained in this work showed satisfactory performance for FSW and DS-FSW, at high welding speeds were found to be suitable for the production of similar joints of the AA 2050-T84 alloy, with applications for the aeronautical industry. No significant difference was observed between the mechanical performance of FSW, DS-FSW and WC-FSW. The optimized condition for FSW (condition 3: 0,84 mm / s, 500 rpm, 7 mm/s) and DS-FSW (condition 2: 0,90 mm / rev, 400 rpm, 6 mm/s) resulted, respectively, yield limit, tensile strength limit and elongation of 62%, 77% and 44% and 67%, 77% and 38%, relative to that of the base material. |
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Microstructures of the welded joints were analyzed by optical microscopy and EBSD technique, to verify microstructure evolution and to find process defects formations. Mechanical properties were evaluated by microhardness and tensile tests, the results were used to find the conditions within the optimized welding parameters window. Fracture surfaces were analyzed by scanning electron microscopy. Thermal analyzes were measured by thermocouples to correlate the temperature peaks with the microstructural transformations. Fatigue tests were performed to verify the applicability in aeronautical structures. Finally, were performed welding by FSW with water cooling (WC-FSW) to reduce thermal cycle effects. The results obtained in this work showed satisfactory performance for FSW and DS-FSW, at high welding speeds were found to be suitable for the production of similar joints of the AA 2050-T84 alloy, with applications for the aeronautical industry. No significant difference was observed between the mechanical performance of FSW, DS-FSW and WC-FSW. The optimized condition for FSW (condition 3: 0,84 mm / s, 500 rpm, 7 mm/s) and DS-FSW (condition 2: 0,90 mm / rev, 400 rpm, 6 mm/s) resulted, respectively, yield limit, tensile strength limit and elongation of 62%, 77% and 44% and 67%, 77% and 38%, relative to that of the base material.Os processos de soldagem por fricção e mistura (Friction Stir Welding FSW) e FSW em duplo passe (Double Sided - DS-FSW) foram empregados na união de chapas de alumínio AA 2050 T-84 com o objetivo de viabilizar o aumento da velocidade de soldagem acima de 5 mm/s, obter soldas com propriedades otimizadas para aplicações aeroespaciais e estudar os efeitos do processamento na microestrutura final. A microestrutura das juntas soldadas foi analisada por microscopia ótica e pela técnica de EBSD, para verificar a evolução da microestrutura e encontrar a formação de defeitos do processamento. As propriedades mecânicas das soldas foram avaliadas através de ensaios de microdureza e de tração, cujos resultados foram utilizados procurando encontrar as condições dentro da janela de parâmetros de soldagem. As superfícies de fratura foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura. As análises térmicas foram medidas por meio de termopares para correlacionar os picos de temperatura com as transformações microestruturais. Ensaios de fadiga foram realizados para verificar a aplicabilidade em estruturas aeronáuticas. Finalmente, foram realizadas soldas por FSW com resfriamento por água (WC-FSW) para se amenizar o efeito dos ciclos térmico. Os resultados obtidos pelas soldagens por FSW e por DS-FSW mostraram um desempenho satisfatório em altas velocidades e recomendado para a produção de juntas similares da liga AA 2050-T84 com aplicação para a indústria aeronáutica. Não foi observada grande diferença entre o desempenho mecânico de FSW, DS-FSW e WC-FSW. A condição otimizada para FSW (condição 3: 0,84 mm/rev; 500 rpm; 7 mm/s) e DS-FSW (condição 2: 0,90 mm/rev; 400 rpm; 6 mm/s) resultaram, respectivamente, em limite de escoamento, limite de resistência à tração e dutilidade de 62%, 77% e 44% e 67%, 77% e 38%, em relação ao material de base.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: Código de Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFSWDS-FSWSoldagem por fricção e misturaSoldagem em alta velocidadeAA 2050-T84Friction stir weldingHigh-speed weldingENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAOPropriedades mecânicas e correlação dos parâmetros de FSW e DS-FSW em alta velocidade na liga AA2050-T84, para a indústria aeronáuticaMechanical properties and parameters correlation of high-speed FSW and DF-FSW joints of AA2050-T84, for aerospace industryinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006002d631e29-7060-435a-b7f6-9e02c8d5a930reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEM.pdfFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEM.pdfFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEMapplication/pdf3952313https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/1/Felipe%20Santini%20Ferreira%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20corrigida%20pela%20coordena%c3%a7%c3%a3o%20do%20PPGCEM.pdfdf98cc80a1430043247677223386c7bfMD51BCO carta comprovante autoarquivamento OLD 20200714.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento OLD 20200714.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento OLDapplication/pdf522587https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento%20OLD%2020200714.pdfe0dfd1b19325c51421725abc2e2f0865MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEM.pdf.txtFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEM.pdf.txtExtracted texttext/plain137266https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/4/Felipe%20Santini%20Ferreira%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20corrigida%20pela%20coordena%c3%a7%c3%a3o%20do%20PPGCEM.pdf.txt858ae600fe023b699e3e87ac271d88bbMD54BCO carta comprovante autoarquivamento OLD 20200714.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento OLD 20200714.pdf.txtExtracted texttext/plain1https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento%20OLD%2020200714.pdf.txt68b329da9893e34099c7d8ad5cb9c940MD56THUMBNAILFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEM.pdf.jpgFelipe Santini Ferreira - Dissertação corrigida pela coordenação do PPGCEM.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7351https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/5/Felipe%20Santini%20Ferreira%20-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o%20corrigida%20pela%20coordena%c3%a7%c3%a3o%20do%20PPGCEM.pdf.jpg96c82bc5f429d1bba62cdd6f355e5698MD55BCO carta comprovante autoarquivamento OLD 20200714.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento OLD 20200714.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12979https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/13089/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento%20OLD%2020200714.pdf.jpg18cecac16888bf8aefe3501e9785e6e1MD57ufscar/130892023-09-18 18:31:58.802oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/13089Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:58Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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