Solda laser em materiais dissimilares com laser de Nd:YAG pulsado

• Autor(a) principal: Berretta, José Roberto
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-21062023-163500/
• topic: Inconel alloys; lasers; lasers; ligas de Inconel; soldagem; welding

Este trabalho investigou o processo de solda laser autógena de materiais dissimilares envolvendo os aços inoxidáveis AISI 304, AISI 420 e a liga de níquel Inconel 600. Estes são materiais largamente utilizados pela indústria, cuja soldagem a laser é pouco abordada pela literatura. Assim, o objetivo foi o de estudar os aspectos da soldagem entre dois quaisquer destes materiais, quando se utiliza um laser de Nd: Y AG pulsado. O parâmetro variado neste estudo foi o posicionamento do foco do feixe laser em relação à junta; os demais parâmetros, do laser e do sistema óptico foram escolhidos de maneira a se obter uma solda com penetração total e bom acabamento superficial. A não simetria controlada na distribuição de energia do feixe laser incidente em relação à junta teve como objetivo a obtenção de uma poça fundida mais homogênea através da compensação das diferenças nas propriedades físicas e metalúrgicas entre os materiais envolvidos. As medidas feitas por espectrometria de raios X por dispersão de energia (EDX) na zona de fusão mostraram uma distribuição homogênea dos principais elementos, o que levou a uma variação muito pequena tanto na microdureza como no valor do módulo de elasticidade da região da solda em comparação com os materiais de base. A microscopia óptica mostrou uma zona fundida típica de solda profunda tipo key hole, com penetração total e sem a presença de poros ou trincas, exceto na união entre o aço AISI 420 e a liga Inconel 600, onde poros e trincas foram observados. Diagramas de fase foram construídos para os materiais formados na solda; a microestrutura resultante mostrou-se coerente com os resultados obtidos de microdureza bem como com as análises metalográficas feitas através de microscopia eletrônica de varredura. Medidas de resistência à tração mostraram boa eficiência de solda, chegando ao valor de 100% para a solda entre os aços inoxidáveis AISI 304 e AISI 420. Quanto à apresentação, o capítulo de introdução mostra a importância e as possibilidades da técnica de soldagem a laser, bem como a necessidade e utilizações das uniões entre os tipos de materiais utilizados. No segundo capítulo são abordados os principais aspectos teóricos envolvidos no processo de soldagem a laser e o papel dos parâmetros envolvidos; uma comparação com outras técnicas de soldagem também é apresentada. O terceiro capítulo é dedicado aos materiais estudados; nele são descritos aspectos das propriedades mecânicas e metalúrgicas destes materiais, suas principais aplicações e soldabilidade. O quarto capítulo apresenta os materiais e métodos utilizados, tanto no procedimento de soldagem quanto no de análise dos resultados. Em seguida, o quinto capítulo apresenta uma série de análises das soldas obtidas; simultaneamente, uma análise destes resultados também é feita. Um resumo das principais conclusões é feito no sexto capítulo, e algumas sugestões para desenvolvimentos futuros são apresentadas.