PROTÓTIPO DE MÁQUINA DE SOLDA POR FRICÇÃO PARA QUALIFICAÇÃO DE CORPOS DE PROVA

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2.3.1.2. Metalográfia 13

2.3.1.3. Ensaio de Dureza 13

2.4. Projeto conceitual 14

2.4.1. Definição 14

2.4.2. Variáveis do processo 15

2.4.2.2. Rotação 15

2.4.2.3. Pressão de atrito 16

2.4.2.4. Tempo de atrito 16

2.4.2.5. Pressão de forja 17

2.3.2.1. Fórmulas 18

2.4.3. Componentes 21

2.4.3.1. Suporte de fixação 21

2.4.3.1.1. Mandril de aperto rápido 21

2.4.3.1.2. Placa de três castanhas 22

2.4.3.1.3. Placa de quatro castanhas independentes 23

2.4.3.1.4. Matriz de escolha 24

2.4.3.2. Motor elétrico 25

2.3.3.2.1. Motor trifásico 25

2.4.3.2.2.Servomotor 26

2.4.3.2.3. Motor de corrente continua 27

2.4.3.2.4. Matriz de escolha 28

2.4.3.3.Barramento estrutural 29

2.3.3.3.1. Barramento de torno 29

2.4.3.3.2. Eixo de furadeira 30

2.4.3.3.3. Barramento de fresadora (menor porte) 31

2.4.3.3.4. Matriz de escolha 32

2.4.3.4. Variador de velocidades 33

2.4.3.4.1. Inversor de frequência 33

2.3.3.4.2. Redutor de velocidades 34

2.4.3.4.3. Matriz de escolha 35

2.4.3.5. Unidade de força axial 36

2.4.3.5.1. Atuador pneumático 36

2.4.3.5.2. Atuador hidráulico 38

2.4.3.5.3. Matriz de escolha 39

5. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 40

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INTRODUÇÃO

O processo de soldagem tem como objetivo unir duas ou mais peças, fazendo com que se mantenham as características mecânicas e químicas do material. Aplicado tanto na fabricação, quanto na manutenção de equipamentos e estruturas, capaz de movimentar milhões de dólares ao ano.

Na fabricação de peças em grande escala, buscam-se processos que reduzam os custos de manufatura e inspeção e que apresentem alta rentabilidade e baixo índice de rejeição. Na manutenção um dos principais objetivos é a realização de rápidos reparos e com desempenho igual ao componente original. Com isso, se estende a vida útil do equipamento.

A técnica de soldagem é utilizada em diversos segmentos, trata-se de uns dos meios mais baratos, importantes e versáteis tipos de junção entre os materiais. Indispensável na indústria naval, mecânica, automobilística, aeronáutica, nuclear, energética, petroquímica, marítima, na construção civil, entre outras.

As primeiras técnicas de soldagem foram desenvolvidas a mais de 4000 mil anos, sendo elas brasagem e forjamento. Com o passar do tempo, houve a evolução e o surgimento de novos processos, hoje se contabiliza mais de 70 tipos de técnicas de soldagem. Constantemente, pesquisas sobre novas técnicas e métodos de soldagem são realizadas para dar resposta às demandas.

A solda por Fricção (FRW), foi umas das inovações mais importantes na área da metalurgia. Foi iniciada em 1891, período em que a primeira patente foi reconhecida nos Estados Unidos da América, posteriormente outras patentes foram reconhecidas ao redor da Europa, na Inglaterra nos anos de 1941 e 1945 e na União Soviética em 1956.

A soldagem por fricção é um processo de união no estado sólido. Trata se de uma alternativa viável para unir materiais dissimilares. Neste processo, a junção entre as peças metálicas ocorre devido ao aquecimento, que é gerado pela rotação de uma das partes que pressiona a parte fixa.

Existem dois métodos para aplicar essa técnica: método convencional (russo) e método inercial (americano).

O grande desafio do processo está em aperfeiçoar os parâmetros do equipamento que realiza a soldagem, juntamente com um perfil satisfatório da ferramenta e a força axial de forjamento, sendo necessários testes e ensaios a fim de se determinar valores adequados para um reparo confiável. Entre os testes e ensaios para qualificação de corpos de prova, destacam se os testes de tração, flexão, impacto e fadiga. Porém há outros tipos de ensaios que auxiliam na geração de dados, por exemplo: ensaio metalógrafico na junta soldada, com o mesmo é possível analisar de forma clara a difusão das ligas, quando distintas; ensaio de dureza ao longo da área afetada pelo calor, tendo como objetivo, o apontamento das tensões residuais, essas que por sua vez podem comprometer a qualidade da junção.

- Objetivo geral

Validar o processo de solda por fricção, qualificando corpos de prova das ligas Alumínio – Inox e Inox - Inox, com base na norma americana AWS C6. 2/C6.2M:2006.

- Objetivo especifica

Esse trabalho visa projetar e construir uma máquina de solda por fricção, a fim de realizar a soldagem de corpos de prova das ligas Alumínio – Inox e Inox – Inox. Qualificar e validar o processo através dos seguintes ensaios, tração, metalografia e dureza.

[a]

- Justificativa

O trabalho se justifica devido as seguintes considerações: considerando o alto custo do equipamento para soldagem por fricção, que normalmente é importado para o Brasil, sua importância tecnológica frente as técnicas de soldagem em estado sólido e devido à necessidade de realizar experimentos para extrair