Influência da disposição de pinos depositados por soldagem CMT-PIN em união híbrida metal-compósito

• Autor(a) principal: Souza, Darlan Machado de
• Data de Publicação: 2018
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/22499; http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2018.1202
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::PROCESSOS DE FABRICACAO, SELECAO ECONOMICA; Juntas híbridas; Hybrid joints; Metal-composite joining; CMT-PIN; Water aging; Envelhecimento hidrotérmico; Engenharia mecânica; Soldagem; Materiais compostos; Aeronaves

Materiais compósitos, especialmente os de matriz polimérica, são atualmente utilizados nos mais diversos setores industriais, principalmente na área de transportes na qual estruturas leves são indispensáveis. Devido a este motivo e à coexistência de partes metálicas nestes tipos de estruturas, este trabalho visa avaliar o desempenho de união híbrida metal-compósito em termos da disposição (inclinação e distribuição) de pinos depositados por soldagem CMT-PIN em comparação a união apenas adesiva. Foram utilizadas juntas do tipo sobreposta simples, sendo o constituinte metálico em aço inoxidável AISI 304 para as chapas e ER309LSI para os pinos e o constituinte compósito formado por 15 camadas de tecido em fibra de vidro pré-impregnado com resina epóxi (7781-38″-F155). Foram utilizados pinos com o menor comprimento possível e do tipo cabeça abaulada, depositados em grupo de 25 com três inclinações diferentes (90°, 60° e 120°) em relação à superfície da chapa metálica. Considerou-se também duas distribuições de deposição, sendo os pinos depositados com espaçamento uniforme e de maneira concentrada nas bordas das juntas. Para avaliação de desempenho foi utilizado ensaio de cisalhamento por tração em juntas na condição envelhecida hidricamente e não envelhecida. Como forma de avaliar o modo de falha das juntas híbridas, foram capturadas imagens reais e térmicas durante a solicitação mecânica. Os pinos utilizados para a união híbrida foram capazes de melhorar significativamente o desempenho em cisalhamento das juntas metal-compósito em termos de energia de cisalhamento, carga máxima suportada e deslocamentos em carga máxima e final (total), com o envelhecimento hidrotérmico apenas atenuando os resultados. As formas de disposição dos pinos avaliadas não surtiram, no geral, efeito relevante, sendo que os pinos realmente inclinados (60° e 120°) tiveram efeitos adversos, o que anulou possíveis implicações positivas ou negativas da inclinação. Verificou-se também que a presença dos pinos evita o rompimento catastrófico das juntas metal-compósito, proporcionando uma resistência residual aliada ao aumento da capacidade de deformação da junta, isso, sem praticamente acréscimo significativo de peso.