Estudo da influência da dureza do material depositado como parâmetro de entrada em processo de solda por fricção de superfície

Abstract

Solda por fricção de superfície ou friction surfacing (FS) é uma tecnologia de solda em estado sólido com aplicações cada vez mais comuns no ramo da engenharia. Este processo permite a junção de materiais dissimilares que seriam incompatíveis ou difíceis de depositar com os tradicionais métodos de solda por fusão. Vários estudos indicam sua eficiência energética e baixo impacto ambiental como as principais vantagens quando comparado com outras tecnologias. As principais aplicações incluem o reparo de superfícies com desgaste ou com algum dano, podendo também ser utilizado para melhorar as propriedades de uma dada superfície, já que esse processo é conhecido por produzir camadas de grãos finos com boas características de resistência ou desgaste e corrosão. Este trabalho foca no processo de FS com uma ideia investigativa, em uma primeira parte é feita a melhora dos parâmetros de solda: força axial, rotação e velocidade de translação para uma combinação de materiais. Em seguida é feita a avaliação se a dureza pré solda do material depositado exerce alguma influência nas características do depósito. A combinação escolhida foi de alumínio e aço, sendo o alumínio o material depositado, o trabalho foi feito em colaboração com o centro de pesquisa Helmholtz Zentrum Hereon (https://www.hereon.de/).

Friction surfacing (FS) is a solid-state technology with increasing applications in engineering. FS allows dissimilar joining of materials that would otherwise be incompatible or difficult to deposit by fusion-based methods. Several studies indicate its energy efficiency and low environmental impact as key advantages when compared with other alternative technologies. Main applications include repair of worn or damaged surfaces. It can also be used to enhance surface properties, since this process is known by producing fine grained coatings with excellent wear and corrosion properties. This study focuses on the FS process with an investigative approach, in a first session, the improvement of the weld parameters - axial force, rotation and translational speed – of a set material combination was performed. On a second session, a study has been conducted to determine if the hardness of pre-welded deposit material has any influence on the final characteristics of the deposit. The chosen material combination was aluminum into steel, with the aluminum being the deposited material. The study has been conducted in partnership with the Helmholtz-Zentrum Hereon (https://www.hereon.de/) research center.