Laser beam welding has gained a significant interest during the last two decades. The suitability of the process for high volume production has the possibility to give a strong advantage compared to several other welding methods. However, it is important to have the process in full control since various quality issues may otherwise occur. During laser welding of boron steels quality issues such as imperfections, changes in local and global geometry as well as strength reduction can occur. The aspects that need to be considered are strongly depending on alloy content, process parameters etc. These problems that can occur could be fatal for the construction and the lowest level of occurrence is wanted, independent of industry. The focus of this study has been to investigate the properties of laser welded boron steel. The study includes laser welding of boron alloyed steels with strengths of 1500 MPa and a recently introduced 1900 MPa grade. Focus has been to investigate weldability and the occurrence of cracks, porosity and strength reducing microstructure that can occur during laser welding, as well as distortion studies for tolerances in geometry. The results show that both conventional and 1900 MPa boron alloyed steel are suitable for laser welding. Due to the martensitic structure of welds the material tends to behave brittle. Cracking and porosity do not seem to be an issue limiting the use of these steels. For tolerances in geometry for larger structures tests has been done simulating laser welding of A-pillars and B-pillars. Measurements have been done with Vernier caliper as well as a more advanced optical method capturing the movements during the welding sequence. Results from the tests done on Ushaped beams indicates that depending on the geometry of the structure and heat input distortions can be controlled to give distortions from 1 to 8 mm, at a welding length of 700 mm. This means that important geometry points can be distorted several millimeters if the laser welding process not is controlled.

Este trabalho versa sobre a caracterização de uma junta soldada em cheio (bead-onplate) de liga AA356 reforçada com partículas de SiC, soldada por um Laser de fibra de alta potência. A soldagem foi realizada em duas amostras com diferentes condições térmicas, tratadas termicamente T6 (solubilização e envelhecimento) antes da soldagem (amostra A) e após a soldagem (amostra B). Nas amostras A e B foram realizadas as análises de materialográfia via Microscopia Óptica de luz reflexiva (M.O) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), também foram realizadas análises microquímica por Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), ensaio mecânico de microdureza e difração de Raios-X. Os corpos de prova submetidos ao ensaio de tenacidade em Flexão três pontos tinham condições térmicas iguais a da amostra A, pois essa condição térmica é a condição que normalmente o Compósito de Matriz Metálica (CMM) exibe em serviço. A inspeção materialográfica por M.O identificou a interferência do tratamento térmico T6 realizado na amostra A, fazendo que fosse possível identificar a baixa proporção das partículas de Si na matriz, conforme análise se aproximava da zona fundida (ZF), e a presença de uma estrutura metaestável com a presença dendritas na ZF, aos quais foram diretamente correlacionados com os resultados da microdureza. A amostra B exibiu uma microestrutura bem homogênea em relação à amostra A, em termos de dispersão das partículas de Si e presença de dendritas na ZF. A fratográfia por MEV em modo de imageamento por elétrons secundários, permitiu analisar as superfícies de fratura do compósito em estudo (AA356+SiC), fraturado após o ensaio de tenacidade em Flexão três pontos, identificando a presença de muitos dimples que formavam uma estrutura alveolar, conhecida como uma estrutura típica de um regime dúctil. Por meio desta técnica, também foi possível detectar os principais mecanismos de tenacificação nos CMM, tais como: trincamento, descolamento ou destacamento das partículas de SiC, e o crescimento e coalescência de dimples na estrutura da matriz, os quais foram identificados e correlacionados com o desempenho mecânico dos corpos de prova analisados. A microanálise química por EDS permitiu o mapeamento dos elementos químicos presentes nas regiões do Metal Base (MB) e na Zona Termicamente Afetada (ZTA) do CMM. Por meio desta técnica, foi possível identificar a presença das partículas de Si e SiC, os elementos químicos presentes nas regiões dendriticas, os elementos fragilizantes presentes na microestrutura do CMM, tais: como Fe, Cr e Mn, e a presença de carbeto de Aluminio-Silício (Al4SiC4) presentes nas ZF, em forma de agulhas. A microanálise química foi realizada tanto nas regiões das juntas soldadas quanto nas superfícies de fraturas provenientes do ensaio de tenacidade em Flexão três pontos. / This work focuses on the characterization of a joint welded bead-on-plate of SiC particulate-reinforced A356-alloy welded by high power fiber laser. The welding was achieved in two samples with different conditions, both with T6 applied, before (sample A) and after (sample B) the welding process respectively. Samples A and B were performed materialographic analysis by Optic Microscopy of light reflected (O.M) and scanning electron microscopy (SEM), were also performed chemical microanalysis by energy dispersive X-ray , mechanical testing microhardness and X-ray diffraction. Specimens submitted to the three point bending toughness test present a thermal condition similar to sample A, because this thermal condition is the condition that normally the Metal Matrix Composite (MMC) exhibits in service. The inspection metallographic by (O.M) identified heat treatment T6 interference in the sample A, and though this is it was possible to identify low proportion of Si particles in the matrix, while the analysis was approaching fused zone, and the presence of a metastable structure with formation of dendrites in the fused zone, were which promptly correlated with results of microhardness. The sample B exhibited more homogenous a microstructure in terms of dispersion of Si particles. SEM fractography in secondary electron imaging mode allowed to analyze fracture surface of MMC, identifying the presence of more microvoids creating an alveolar structure typical of an ductile regime. Through this technique, it also was possible to detect main toughening mechanisms for MMC, such as, cracking, debonding and growth and coalescence dimples in the structure the of matrix which were identified and correlated with performance of specimens analyzed. EDS micro-chemical analysis allowed to map chemistry elements present in various regions of CMM, such as, Base Metal (BM), heat affected zone (HAZ) and Fused Zone (FZ). Through this technique, it was possible to identify and quantify the presence of Si and SiC particles, the elements present in the dendrites and presence of embrittlement elements in the microsctructure of MMC, such as, Fe,Cr and Mn and presence of needle-shapped Aluminium-Silicon carbides (Al4SiC4) in the FZ of sample A. Chemical microanalyses were performed both in regions of welded joints and in surface of fracture from the three points bending toughness test.

Orientador: Vicente Afonso Ventrella / Resumo: Os aços inoxidáveis duplex e superduplex são materiais muito importantes, tanto economicamente, quanto tecnologicamente. Esses materiais possuem uma microestrutura binária, composta de 50% ferrita e 50% austenita, combinando resistência à corrosão com resistência mecânica. A soldagem a laser desses materiais faz com que ocorra desbalanceamento entra as fases da microestrutura do metal de solda, havendo formação excessiva de ferrita, e assim, perdendo suas características de resistência à corrosão e propriedades mecânicas. Este trabalho tem como objetivo aumentar a proporção de austenita no metal de solda através da soldagem à laser Nd:YAG pulsado, autógena e dissimilar, dos aços inoxidáveis superduplex UNS S32750 e superaustenítico AISI 904L, sendo este um material rico em níquel, elemento gerador de austenita. A soldagem foi feita em uma junta de topo, variando-se a taxa de sobreposição do cordão de solda em cinco condições, de 50% até 90%. A energia de pulso foi fixada em 30 J, com potência de pico de 3 kW, largura temporal de 10 ms e frequência de 3 Hz. Argônio puro foi utilizado como gás de proteção, com vazão de 15 l/min. As macrografias mostraram que a redução na taxa de sobreposição gera áreas sem solda, além de porosidades. Não observou-se formação da zona termicamente afetada macroscopicamente visível. A fratura no ensaio de tração ocorreu no metal base superaustenítico, exceto na amostra com 50% de sobreposição que fraturou no metal de solda. O ensaio de microdureza... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Duplex and super duplex stainless steels are very important materials, both economically and technologically. These materials have a binary microstructure, composed by 50% ferrite and 50% austenite, combining corrosion resistance with mechanical strength. The laser welding of these materials causes imbalance between the microstructural phases of the weld metal, with excessive ferrite formation, losing its corrosion resistance and mechanical properties. The main goal of this work is to increase the austenite proportion of the weld metal, through an autogenous and dissimilar pulsed Nd: YAG laser welding of the super duplex stainless steel UNS S32750 with the super austenitic stainless steel AISI 904L, which is a nickel-rich material. The welding was performed in a butt joint configuration, controlling the overlapping rate in five different conditions, from 50% to 90%. The pulse energy was fixed in 30 J, with peak power of 3 kW, temporal width of 10 ms and frequency of 3 Hz. Pure argon was used as protection gas, with a flow rate of 15 l/min. The macrographs showed that reducing the overlap rate generates large weld-free areas and porosities. There was no sign of macroscopically visible heat affected zone formation. The tensile test fracture occurred in the superaustenitic parent metal, except the 50% overlapping sample, that fractured in the weld metal. The Vickers microhardness test was performed, obtaining a mean of 290 HV in the weld metal. The micrographs showed poor mixing... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O objetivo deste estudo foi avaliar o assentamento passivo de supra-estruturas de próteses fixas implanto-suportadas de três elementos, fundidas em titânio comercialmente puro e em ligas à base de Ni-Cr e Co-Cr. Para esta análise foi utilizado o método de Sheffield (EISENMAN, 1997), e as leituras foram realizadas num microscópio óptico comparador (Nikon, Japão). Foram utilizados dois implantes de hexágono interno Master Conect AR (Conexão Sistemas de Prótese, Brasil). Os dados foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e também ao teste complementar de Tukey-Kramer. A análise dos dados permitiu concluir que: as interfaces, quando os três grupos foram analisados em monobloco e com os dois parafusos apertados, foram mais satisfatórias para o grupo fundido em liga de Ni-Cr (25,00 ± 7,92μm), apesar deste grupo não ser estatisticamente diferente dos outros dois (Co-Cr: 54,23 ± 37,10μm e Ti cp: 48,41 ± 26,69μm). No teste do parafuso único os três grupos também foram estatisticamente iguais, com os seguintes resultados, no lado parafusado: Co-Cr: 35,01 ± 27,76μm, Ni-Cr: 20,13 ± 7,97μm, e Ti cp: 22,28 ± 17,29μm, e no lado contrário: Co-Cr: 118,64 ± 91,48μm, Ni-Cr: 70,66 ± 20,88μm, e Ti cp: 118,56 ± 51,35μm. Neste mesmo estudo também se realizou a secção das peças e posterior soldagem a laser. A soldagem foi conduzida na máquina Desktop Laser (Dentaurum, Alemanha). A análise do assentamento passivo foi novamente realizada pelo método de Sheffield e as leituras foram feitas no microscópio óptico comparador (Nikon). O procedimento de separação das peças em monobloco e posterior soldagem a laser resultou em diminuição estatisticamente significante nos níveis de desajuste quando analisadas as peças com os dois parafusos apertados para o grupo fundido em liga de Co-Cr (21,49 ± 9,08μm). Para os outros dois grupos, liga de Ni-Cr (13,10 ± 1,81μm) e Ti cp (17,70 ± 11,70μm), os resultados não apresentaram diferenças estatisticamente significantes, apesar de apresentarem menores níveis de desajuste marginal. No teste do parafuso único e leitura no lado oposto, apenas o grupo fundido em liga de Ni-Cr (19,81 ± 7,36μm) não apresentou diferença estatisticamente significante quando comparado à fundição em monobloco. Os grupos em liga de Co-Cr (41,02 ± 26,15μm) e em Ti cp (40,42 ± 27,14μm) apresentaram diferenças estatisticamente significantes após a soldagem a laser. Na leitura no lado apertado os três grupos foram estatisticamente iguais. A simulação dos ciclos de queima da cerâmica não provocou alterações significativas nas interfaces analisadas sob todas as condições de leitura e aperto dos parafusos. Os grupos fundidos em ligas de Co-Cr e em Ti cp, quando analisados com apenas um parafuso apertado e as leituras realizadas no lado oposto, apresentaram diminuição dos níveis de ajuste, sendo 26,42 ± 8,67μm, após a simulação, quando era 41,02 ± 26,15μm após soldagem a laser para o primeiro e, 40,42 ± 27,14μm e 28,05 ± 20,89μm, antes e após a simulação, para o segundo, porém sem diferenças estatisticamente significantes. / The purpose of this study was to evaluate the precision of fit of three-element implant-retained and supported frameworks, cast in Ni-Cr- and Co-Cr alloys and commercially pure titanium (Cp Ti). The Sheffield´s test (EISENMAN, 1997) was used to analyze the marginal interfaces, and the readings executed in an optic microscope (Nikon, Japan). Two Master Conect AR (Conexão Sistemas de Prótese, Brazil) internal-hexagon implant systems were used. Data were submitted to analysis of variance (ANOVA) with complementary Tukey-Kramer’s test. Data analysis showed that: the interfaces, when analyzed as a one-piece casting and with both screws tightened, were better for the group cast in Ni-Cr alloy (25.00 ± 7.92μm), though not statistically different from the two other groups (Co-Cr: 54.23 ± 37.10μm e Cp Ti: 48.41 ± 26.69μm). In the single screw tightened test the three groups showed no statistical difference, with the following results, on the tightened side: Co-Cr: 35.01 ± 27.76μm, Ni-Cr: 20.13 ± 7.97μm, and Cp Ti: 22.28 ± 17.29μm, and on the opposite side: Co-Cr: 118.64 ± 91.48μm, Ni-Cr: 70.66 ± 20.88μm, and Cp Ti: 118.56 ± 51.35μm. On this same study, the one-piece castings were sectioned and laser welded. The laser welding was executed with the Desktop Laser (Dentaurum, Germany) machine. The Sheffield´s test was used to analyze the passive fit, and the readings executed in an optic microscope (Nikon). The procedure of sectioning the one-piece castings and its later laser welding presented statistically significant lower levels of misfit when the castings were analyzed with both screws tightened for the group cast in Co-Cr alloy (21.49 ± 9.08μm). For the other two groups, Ni-Cr alloy (13.10 ± 1.81μm) and Cp Ti (17.70 ± 11.70μm), results presented no statistically significant differences, though showed lower levels of marginal fit. In the single screw tightened test and readings made on the opposite side, only the group cast on Ni-Cr alloy (19.81 ± 7.36μm) didn’t present statistically significant lower levels of misfit when compared to single-piece castings. The Co-Cr alloy (41.02 ± 26.15μm) and the Cp Ti (40.42 ± 27.14μm) groups showed statistically significant differences after laser welding. The reading on the screwed side detected that the three groups were statistically the same. Simulation of the porcelain firing cycles did not develop any significant differences on the analyzed interfaces under all readings and screw tightening conditions. The groups cast in Co-Cr alloy and Cp Ti, when analyzed with only one screw tightened and the readings executed on the opposite side, presented lower levels of misfit, being 26.42 ± 8.67μm, after simulation, when was 41.02 ± 26.15μm after laser welding for the first and, 40.42 ± 27.14μm and 28.05 ± 20.89μm, before and after, for the second, though not showing any statistically significant differences.

Syftet med denna studie är att jämföra två olika lösningar för fogföljning med svetsrobot. I nuläget används en extern sjunde axel utgiven av Permanova, denna jämförs med programvara från ABB vid namn EGM. Främst skall dödtid och tidskonstant fastställas och jämföras för systemen. Problematiken med detta var främst osäkerheten i den okulära inspektion av graferna som gav värdena. Ytterligare ett problem, som dessutom försvårade avläsningarna, var att det förekom störningar i processen som orsakade förvrängda kurvor. Experimenten utfördes på en modell av den riktiga processen. I den modellerade processen anslöts ingen svetsanordning till roboten, istället monterades en laseravståndsgivare som mätte mot ett parallellt metallblock. Den sjunde axeln var ansluten vid alla test för att säkerställa att resultaten var jämförbara med hänseende till vikten som belastar robotarmen. Varje testfall hade olika parametrar, så som hastighet och avstånd från robotbas. Flera experiment gjordes med samma parametrar för att säkerställa bra resultat. Analys av insamlade data gjordes bland annat genom att liknande stegsvar av första ordningen jämfördes med experimentets stegsvar. Det estimerade stegsvarets värden finjusterades tills dess att de båda stegsvaren var någorlunda lika, dock är mänsklig faktor mycket relevant i denna analys. Resultatet visade en klar fördel med Permanovas sjunde axel i både minskad dödtid och tidskonstant. Exempelvis var det filtrerade medelvärdet för dödtiden med EGM 266 ms och en standardavvikelse på 20,8 ms, medan det för Permanova är nere på 11,5 ms och standardavvikelse på 2,0 ms. De filtrerade tidskonstanterna följde samma trend och uppgick till 68 ms, standardavvikelse 13,5 ms, för EGM respektive 33 ms och standardavvikelse 4,8 ms för Permanova. Det var överraskande att skillnaden mellan EGM och Permanovas sjunde axel var så pass stor, men sjunde axeln verkar helt klart vara bäst lämpad för en sådan här process på grund av dess mycket snabbare dödtid och tidskonstant. Då EGM presterade så mycket sämre anses den inte lämplig för applikationer i lasersvetsning på PTC. / The purpose of this study is to compare solutions for seam tracking with a welding robot. At the moment the used solution is an external seventh axis made by Permanova which is going to be compared to software made by ABB called EGM. The primary comparisons shall be done regarding the dead time and the time constant of the two processes. A primary problem with this was the uncertainty that comes with ocular inspection of the graphs in order to extract relevant values. Another problem, that also made construing the curves harder, was that there were some disturbances that caused distorted curves. Experiments were done on a model of the actual process, meaning that no welding equipment was connected to the robot in this model process. Instead a laser sensor was mounted onto the robot that measured against a parallel metal block. The seventh axis was connected for all tests to make sure that the results were comparable when it comes to the weight that the robot arm is burdened with. Each experiment had different parameters, such as speed and distance from the robot's base. Several tests were made with the same parameters to make sure that good results were had. One method used for analysis of gathered data was comparing a similar first order system to the step response of different experiments. The values of this approximate step response were tweaked until both step responses were fairly similar, however, the human factor is very relevant in this analysis. The results showed a clear advantage towards Permanova's seventh axis in both decreased dead time and time constant. For example, the filtered mean value for the dead time with EGM was 266 ms and a standard deviation of 20,8 ms, while Permanova clocked in at 11,5 ms with a standard deviation of 2,0 ms. The filtered time constants followed the same trend and were at 68 ms, standard deviation of 13,5 ms, for EGM and 33 ms, standard deviation of 4,8 ms, for Permanova. It was quite surprising how big the difference was between EGM and Permanova's seventh axis, but the seventh axis was without a doubt the solution best suited to this kind of process. Due to the lacking performance from EGM it is determined to be unfit for laser welding applications at PTW.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Flavio Nunes dos Santos null (fnunessantos@gmail.com) on 2016-02-19T22:17:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao FLAVIO NUNES 11 - ARQUIVAMENTO FINAL.pdf: 4382048 bytes, checksum: 673ef3455a45902e4e5c4560540758dd (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-22T20:22:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_fn_me_guara.pdf: 4382048 bytes, checksum: 673ef3455a45902e4e5c4560540758dd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-22T20:22:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_fn_me_guara.pdf: 4382048 bytes, checksum: 673ef3455a45902e4e5c4560540758dd (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Este trabalho visou estudar os conceitos de soldagem dissimilar e processo de soldagem a laser, aplicados em aços avançados, bem como os efeitos nas propriedades resultantes no produto final pós-soldagem. Para tanto, foram produzidos conjuntos compostos por duas chapas de aços de diferentes dimensões e propriedades mecânicas, todos utilizados em aplicações automobilísticas. Os conjuntos foram formados através da combinação do aço TRIP com aços DP, LC, BH e IF, por soldagem a laser, resultando nos seguintes pares: TRIP+BH, TRIP+IF, TRIP+DP e TRIP+LC, dos quais foram extraídos CP´s para realização de ensaios metalográficos, de tração e microdureza, visando avaliar as propriedades finais destes produtos da soldagem dissimilar, bem como um eventual potencial de emprego na indústria automobilística, de acordo com a necessidade de uso e aplicação. Com base nos ensaios, discussões e análises, observou-se que a soldagem a laser mostrou boa efetividade na união entre aços dissimilares, ainda que tenha apresentado também descontinuidades pertinentes ao processo de soldagem, evidenciando a importância do controle das variáveis de processo. Os ensaios de tração apresentaram bons resultados para o conjunto TRIP+DP, cujos valores puderam se equiparar aos do aço TRIP, individualmente. Os ensaios de perfil de dureza contribuíram para verificar conjuntos onde a interação entre aços dissimilares poderia significar boa alternativa, como no caso do TRIP+BH. A variação de propriedades observadas nos ensaios mecânicos foi evidenciada no comparativo realizado, todavia, as curvas do monitoramento/ mapeamento da variação de propriedades ilustra que a aplicação e utilização de materiais dissimilares em substituição ou em conjunto com o aço TRIP demandam especificações claras, definidas por projeto e direcionadas às aplicações ou pontos específicos do veículo. / This work aimed to evaluate both the concepts of dissimilar welding and laser welding process in advanced steels and its effects on the resulting properties of the welded products. Thus, sets consisting of two steel plates of different thickness, resistance and mechanical properties were produced, all used in automotive applications. The assemblies were formed through the combination between TRIP steel and DP, LC, BH and IF steels, by laser welding process, resulting in the following sets: TRIP+BH, TRIP+IF, TRIP+DP and TRIP+LC, from where specimens were extracted in order to perform metallographic, tensile and hardness tests, to evaluate the final properties of the dissimilar welded products, and also gather information to verify its potential of employment in the automotive industry, according to use and needs of application Based on tests, discussions and analysis performed, it was observed that the laser welding has shown good effectiveness in the union of dissimilar steels, despite of its welding discontinuities, as a result of welding process, which brings lights to importance of welding process control. The tensile tests showed good results for the TRIP+DP set, whose values could be compared to the TRIP steel, individually. The hardness profile tests contributed to verify welding sets where the interaction between dissimilar steels could imply in a good alternative, as observed in the TRIP+BH set. The variation of mechanical properties was clearly observed in the tests conducted, however, the graphics used to monitor / compare the properties variation along the samples has shown that the application and use of dissimilar materials together or in substitution of TRIP steel requires clear specifications defined by projects, and oriented to specific applications in the vehicle.

Este trabalho versa sobre a caracterização de uma junta soldada em cheio (bead-onplate) de liga AA356 reforçada com partículas de SiC, soldada por um Laser de fibra de alta potência. A soldagem foi realizada em duas amostras com diferentes condições térmicas, tratadas termicamente T6 (solubilização e envelhecimento) antes da soldagem (amostra A) e após a soldagem (amostra B). Nas amostras A e B foram realizadas as análises de materialográfia via Microscopia Óptica de luz reflexiva (M.O) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), também foram realizadas análises microquímica por Energia Dispersiva de Raios-X (EDX), ensaio mecânico de microdureza e difração de Raios-X. Os corpos de prova submetidos ao ensaio de tenacidade em Flexão três pontos tinham condições térmicas iguais a da amostra A, pois essa condição térmica é a condição que normalmente o Compósito de Matriz Metálica (CMM) exibe em serviço. A inspeção materialográfica por M.O identificou a interferência do tratamento térmico T6 realizado na amostra A, fazendo que fosse possível identificar a baixa proporção das partículas de Si na matriz, conforme análise se aproximava da zona fundida (ZF), e a presença de uma estrutura metaestável com a presença dendritas na ZF, aos quais foram diretamente correlacionados com os resultados da microdureza. A amostra B exibiu uma microestrutura bem homogênea em relação à amostra A, em termos de dispersão das partículas de Si e presença de dendritas na ZF. A fratográfia por MEV em modo de imageamento por elétrons secundários, permitiu analisar as superfícies de fratura do compósito em estudo (AA356+SiC), fraturado após o ensaio de tenacidade em Flexão três pontos, identificando a presença de muitos dimples que formavam uma estrutura alveolar, conhecida como uma estrutura típica de um regime dúctil. Por meio desta técnica, também foi possível detectar os principais mecanismos de tenacificação nos CMM, tais como: trincamento, descolamento ou destacamento das partículas de SiC, e o crescimento e coalescência de dimples na estrutura da matriz, os quais foram identificados e correlacionados com o desempenho mecânico dos corpos de prova analisados. A microanálise química por EDS permitiu o mapeamento dos elementos químicos presentes nas regiões do Metal Base (MB) e na Zona Termicamente Afetada (ZTA) do CMM. Por meio desta técnica, foi possível identificar a presença das partículas de Si e SiC, os elementos químicos presentes nas regiões dendriticas, os elementos fragilizantes presentes na microestrutura do CMM, tais: como Fe, Cr e Mn, e a presença de carbeto de Aluminio-Silício (Al4SiC4) presentes nas ZF, em forma de agulhas. A microanálise química foi realizada tanto nas regiões das juntas soldadas quanto nas superfícies de fraturas provenientes do ensaio de tenacidade em Flexão três pontos. / This work focuses on the characterization of a joint welded bead-on-plate of SiC particulate-reinforced A356-alloy welded by high power fiber laser. The welding was achieved in two samples with different conditions, both with T6 applied, before (sample A) and after (sample B) the welding process respectively. Samples A and B were performed materialographic analysis by Optic Microscopy of light reflected (O.M) and scanning electron microscopy (SEM), were also performed chemical microanalysis by energy dispersive X-ray , mechanical testing microhardness and X-ray diffraction. Specimens submitted to the three point bending toughness test present a thermal condition similar to sample A, because this thermal condition is the condition that normally the Metal Matrix Composite (MMC) exhibits in service. The inspection metallographic by (O.M) identified heat treatment T6 interference in the sample A, and though this is it was possible to identify low proportion of Si particles in the matrix, while the analysis was approaching fused zone, and the presence of a metastable structure with formation of dendrites in the fused zone, were which promptly correlated with results of microhardness. The sample B exhibited more homogenous a microstructure in terms of dispersion of Si particles. SEM fractography in secondary electron imaging mode allowed to analyze fracture surface of MMC, identifying the presence of more microvoids creating an alveolar structure typical of an ductile regime. Through this technique, it also was possible to detect main toughening mechanisms for MMC, such as, cracking, debonding and growth and coalescence dimples in the structure the of matrix which were identified and correlated with performance of specimens analyzed. EDS micro-chemical analysis allowed to map chemistry elements present in various regions of CMM, such as, Base Metal (BM), heat affected zone (HAZ) and Fused Zone (FZ). Through this technique, it was possible to identify and quantify the presence of Si and SiC particles, the elements present in the dendrites and presence of embrittlement elements in the microsctructure of MMC, such as, Fe,Cr and Mn and presence of needle-shapped Aluminium-Silicon carbides (Al4SiC4) in the FZ of sample A. Chemical microanalyses were performed both in regions of welded joints and in surface of fracture from the three points bending toughness test.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 04673.pdf: 4338286 bytes, checksum: 9b40b59ddc2764691461410ae0194329 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Submitted by Maria Eneide de Souza Araujo (mearaujo@ipen.br) on 2015-10-07T12:39:18Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-10-07T12:39:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP