Estudo da viabilidade técnica e econômica de uma tecnologia de união de tampa de cilindro de motor

Abstract

Seguindo as tendências da indústria 4.0 impulsionadas por uma evolução social e sustentável, empresas competitivas têm buscado novas alternativas para adequar seus métodos de produção. Métodos consolidados têm sido reavaliados cedendo espaço a incorporação de tecnologias inovadoras. Com esse objetivo, nesse trabalho foi investigado uma tecnologia para substituir o processo de selagem de união de tampas de cilindros de motor de combustão interna. Foram avaliadas características de diferentes processos como: sustentabilidade, segurança operacional e produtividade. Como resultado, o método de solda por fricção e mistura mecânica se apresentou mais adequado, e, desta forma; um estudo experimental foi aplicado. Foram projetadas ferramenta e bancada de soldagem usando uma fresadora, e produzidas uniões em chapas de AlSi9Cu3. Com os resultados da avaliação por inspeção visual, análise metalográfica e perfil de microdureza, evidenciaram-se uma qualidade desejável nos aspectos microestruturais; redução da porosidade e um aumento de 15% na dureza comparando o material base com a zona da junta. Além disso, com as velocidades de soldagem obtidas por união, produzida com qualidade desejável, o método de solda por fricção e mistura mecânica poderia substituir o método atual com uma destacável redução de custo

Following the trends of Industry 4.0 driven by a social and sustainable evolution, competitive companies have sought new alternatives to adapt their production methods. Consolidated methods have been reevaluated giving way to the incorporation of innovative technologies. With this objective, in this work we investigated a technology to replace the process of sealing the union of internal combustion engine cylinder lids. Characteristics of different processes were evaluated such as: sustainability, operational safety and productivity. As a result, the friction stir welding method was found to be the most suitable, and thus an experimental study was applied. Welding tools and benches were designed using a milling machine, and joints were produced on AlSi9Cu3 plates. With the results of the evaluation by visual inspection, metallographic analysis and microhardness profile, a desirable quality in microstructural aspects, reduction of porosity and a 15% increase in hardness compared to the base material and the joint zone were evidenced. In addition, with the welding speeds obtained by joining producing with desirable quality the friction stir welding method could replace the current method with an outstanding cost reduction