Efeitos da soldagem por laser de fibra de Yb na microestrutura do compósito A356/SiCp

• Main Author: Rafael Branco Nakatsubata Sayama
• Other Authors: José Ricardo Tarpani
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2016
• Subjects: Al-CMM; Al4SiC4; Micro-TC; Soldagem por laser de fibra ótica; Al-MMC; Welding fiber laser
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18158/tde-31052016-143201/

Materiais compósitos são projetados e fabricados para várias aplicações de alto desempenho, incluindo componentes para os segmentos automobilístico, aeroespacial, aeronáutico, naval, de defesa, de óleo e gás, energia eólica e até equipamentos esportivos. Porém, a união por soldagem de Compósitos de Matriz Metálica de Alumínio (Al-CMM) ainda é um grande obstáculo para a maior disseminação desta classe de materiais estruturais. As mudanças microestruturais decorrentes do ciclo de soldagem e/ou do tratamento térmico afetam sensivelmente as propriedades mecânicas e físico-químicas finais da junta e do metal base nas proximidades de mesma, daí a importância de se estudar a evolução microestrutural que prospera nestas etapas. O presente trabalho caracterizou a microestrutura do compósito liga-A356/SiCp soldado por laser de fibra de Itérbio, empregando-se nessa tarefa técnicas de microscopia óptica, radiografia e microscopia eletrônica de varredura, assim como difração de raios-X e de elétrons retroespalhados, ensaio instrumentado de dureza e microtomografia computadorizada. O foco das análises realizadas restringiu-se à geometria dos cordões de solda, à expulsão de SiC particulado da zona soldada, à volatilização de elementos químicos da poça de soldagem, à formação de precipitados fragilizantes de Al4SiC4 em formato de agulhas no cordão de solda e à determinação das regiões com concentração de poros, todos estes fenômenos tendo efeitos nocivos, em maior ou menor extensão, no desempenho global da junta do Al-CMM soldada a laser, notadamente em suas propriedades mecânicas e eletroquímicas. === Microstructural materials composites are designed and manufactured for various high performance applications, including components for different industries like automobile, aerospace, aeronautical, naval, defense, oil and gas, wind energy and even sports equipment. However, the junction by welding of Aluminum Metal Matrix Composite (Al-MMC) is still a major obstacle to the further spread of this class of structural materials. The microstructural changes resulting from the welding cycle and / or post-weld heat treatment significantly affect the final mechanical and physicochemical properties of the joint and the base metal near it, hence the importance of studying the microstructural evolution that thrives in these steps. This study aims to characterize the microstructure of the composite alloy-A356 / SiCp welding by Ytterbium fiber laser, using optical microscopy, X-ray, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, electron backscatter diffraction, instrumented test hardness and computed microtomography. The focus of the analyzes was restricted to the geometry of the weld bead, the particulate SiC expulsion of the welded zone, volatilization of chemical elements from the welding zone, formation of precipitates embrittlement of Al4SiC4 in needle shape in the weld bead and determining the concentration of regions with pores, all these phenomena have harmful effects to a greater or lesser extent, the overall performance of the joining Al-CMM laser welded, mainly in their mechanical and electrochemical properties.