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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
Torque e forças na soldagem por atrito-mistura
Submission Author:
Karen Johanna Quintana , RJ
Co-Authors:
Karen Johanna Quintana, Jose Luis Silveira
Presenter: Karen Johanna Quintana
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0137
Abstract
A soldagem por atrito-mistura (FSW, na sigla em inglês para “Friction Stir Welding”) é uma técnica promissora de soldagem em estado sólido para obter juntas com qualidade e menor consumo de recursos. O torque e as forças envolvidos no processo são quantidades importantes na soldagem, que estão relacionados com a qualidade da solda, o controle do processo, o consumo de energia e o impacto ambiental. No entanto, estudos para analisar essas quantidades e determinar os efeitos dos parâmetros de soldagem no torque e nas forças tem recebido pouca atenção. Neste trabalho, o torque e as forças foram estudados para determinar a influência dos principais parâmetros de soldagem por meio de análise experimental e de modelagem. Amostras de AA5052-H34, obtidas pela técnica de atrito-mistura, foram produzidas para medir o torque e as forças durante o processo de soldagem. As juntas foram obtidas para quatro níveis de velocidades de rotação: 600, 900, 1200 e 1500 rpm, três níveis de velocidade de soldagem: 100, 200 e 300 mm/min e para duas geometrias de ferramenta, com pino liso e rosqueado. Os sinais medidos do torque e das forças foram analisados para determinar o comportamento em função dos parâmetros de soldagem e foram propostos modelos para descrever este comportamento. A metodologia do problema inverso foi aplicada para estimar parâmetros desconhecidos dos modelos utilizando os resultados experimentais como dados de entrada. E foram usados dados experimentais adicionais para validar os modelos propostos. Adicionalmente, o consumo de potência e energia durante o processo foi calculado a partir dos valores do torque, para todas as condições de soldagem. Os resultados mostraram uma forte influência dos principais parâmetros de soldagem no torque e nas forças e uma boa concordância entre os dados experimentais e os modelos. Além disso, foi observado que a potência e a energia consumidas durante o processo podem ser reduzidas, com uma seleção adequada da geometria da ferramenta e dos parâmetros de soldagem, o que é positivo para os custos, a eficiência e o impacto ambiental.
Keywords
Soldagem por atrito-mistura, Torque e forças, geometria da ferramenta, Experimentos, Modelos mecanísticos
