O titânio é um material leve e resistente que possui aplicações em várias áreas, das quais podemos destacar a área médica, a aeronáutica e a nuclear. Porém, devido à sua alta reatividade a altas temperaturas com o oxigênio e outros elementos químicos presentes no ar, a soldagem deste material pode ser muito difícil. O uso de fontes de energia de alta intensidade como o laser, produz uma menor zona afetada pelo calor, diminuindo a área oxidada. Porém, mesmo assim há a necessidade do uso de uma atmosfera de proteção neutra, formada por hélio, argônio ou misturas destes gases. Esta atmosfera interage com o processo através de mudanças na formação de plasma, modificando as características da solda, como a largura do cordão e a penetração, podendo também provocar o aparecimento de porosidades nestes cordões. Neste trabalho foi verificada a influência do uso de argônio, hélio e misturas destes gases na soldagem com laser pulsado da liga Ti6Al4V. Também foi feito um estudo verificando a necessidade do uso de diferentes fluxos e dispositivos de proteção na soldagem. Foi verificado que as características físicas e mecânicas do cordão d solda não são modificadas significativamente pelos gases, e que apesar de haver um aumento na dureza pela falta de uma proteção de raiz, esta também não causa efeitos negativos na resistência da solda. Na soldagem do mesmo material com laser contínuo foram estudadas as influências dos parâmetros de soldagem, comparando-os com simulações matemáticas. Os resultados mostraram que a simulação pode ser utilizada para prever a largura do cordão de solda e das zonas afetadas pelo calor e oxidadas. / Titanium is a light and resistant material that has applications in many areas, such as medical, aeronautic and nuclear. However, due to its high temperature reactivity with oxygen and other air elements, welding of this material may be very difficult. The use of high intensity energy sources such as the laser, generates a smaller heat affected zone, reducing the oxided area. Nevertheless, there is still the need of the use of a neutral gas protection, of helium, argon or both. This protection interacts with the process through changes in plasma formation, modifying characteristics of the weld, as the weld width and penetration, or even the appearance of porosity. In this work it was verified the influence of the use of argon, helium or mixtures of these gases in Ti6Al4V pulsed laser welding. It was also done a study verifying the need of the use of different gas fluxes and welding protection devices. It was verified that the mechanical and physical characteristics of the weld are not significantly modified by the gases, and that although there is a raise in the weld hardness if no backshielding is used, there is not a change in the tensile strength of the weld. In the welding of the same material with a continuous wave laser, the influences of the welding parameters were studied, comparing them with mathematical simulations. The results showed that the simulation may be used to predict the weld width, heat affected and oxided zones.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-24082009-153830 |
| Date | 21 May 2008 |
| Creators | Silva, Douglas Ramos da |
| Contributors | Rossi, Wagner de |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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