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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
ANÁLISE EXPERIMENTAL DE TENSÕES RESIDUAIS EM PEÇAS PRODUZIDAS POR MANUFATURA ADITIVA A ARCO
Submission Author:
Olga Liskevych , ES
Co-Authors:
Olga Liskevych, Patricia De Carli, Lucas Ferreira dos Santos, Elton Mesquita de Almeida, André Luiz Brito Novelino, Maksym Ziberov
Presenter: André Luiz Brito Novelino
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0083
Abstract
O crescente interesse da indústria metalmecânica pela manufatura aditiva baseada na fusão do arame (WAAM - Wire and Arc Additive Manufacturing) se deve a possibilidade de confecção de peças com geometrias complexas, produção em larga escala, alta taxa de deposição e economia de material permitidos pelo processo, além de um menor custo de produção quando comparado com outros processos de manufatura aditiva. O processo WAAM consiste na deposição direta do metal no seu estado fundido, para a fabricação de camadas sobrepostas que formam a geometria desejada. Com isso, ciclos térmicos complexos são desenvolvidos a cada momento durante a deposição, podendo gerar pontos onde coexistem diferentes estados físicos da matéria, com fases sólidas, líquidas ou em solidificação. Esses estados simultâneos, além de provocar transformações metalúrgicas diversas, dão origem às tensões térmicas, que aparecem quando as deformações elásticas causadas por dilatação e contração do material depositado encontram-se restringidas. Tais tensões térmicas podem se manifestar como distorções, afetando significativamente a estabilidade dimensional dos componentes obtidos, ou na forma de tensões acumuladas, também referidas como tensões residuais. O estudo dessas tensões provenientes dos processos de fabricação de grande impacto térmico, como no caso de WAAM, é de grande importância, pois a sua subestimação ou falta de controle podem levar a deterioração das propriedades mecânicas ou até mesmo às falhas em serviço dos componentes fabricados, quando há sobreposição de tensões trativas, por exemplo. Entretanto, tal assunto ainda é pouco explorado, principalmente, devido à complexidade do mecanismo de geração e evolução das tensões residuais geradas pelos ciclos térmicos não uniformes e transformações metalúrgicas resultantes da deposição consecutiva de várias camadas de material fundido. Este trabalho tem como objetivo realizar uma avaliação sistemática da influência de quantidade de camadas com deposição bidirecional com arco contínuo, nas tensões residuais de peças produzidas por processo CMT. Para isso, peças com quantidades de camadas diferentes serão submetidos aos ensaios de furo-cego combinado com técnica óptica de interferometria (ESPI - Electronic Speckle Pattern Interferometry) de forma a quantificar e comparar os valores de tensão residual para os casos diferentes. Com os resultados obtidos espera-se entender melhor os mecanismos de geração de tensões térmicas, e seu acúmulo na forma de tensões residuais em peças produzidas por WAAM, além de propor mecanismos para minimização de tensões nas regiões de maior fragilização dos componentes fabricados.
Keywords
Manufatura Aditiva por Deposição a Arco, Tensões Residuais, método ESPI, waam, GMAW
