Soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica de um aço ABNT 1006:processo e propriedades

Abstract

A necessidade de veículos mais leves e seguros induz a indústria automobilística a desenvolver ou aperfeiçoar projetos utilizando novos conceitos que confiram ao produto soluções com desempenho melhor ou equivalente. A Solda ponto por fricção e mistura mecânica (SPFMM), é um processo de união no estado sólido variante da solda por fricção e mistura (SFMM), que tem mostrado ser bastante eficiente na substituição da solda ponto por resistência elétrica (SPRE) principalmente em alumínio e suas ligas, que devido a elevada condução elétrica e térmica, desenvolve grande gradiente térmico e alto consumo energético. As vantagens da SPFMM, não estão ligadas somente à resistência mecânica que é melhor ou equivalente a SPRE, mas também no menor investimento em equipamentos e menor consumo energético. Motivado pelas vantagens técnicas e econômicas e também pela carência em publicações, este trabalho teve como objetivo estudar a influencia das variáveis de processo: rotação e tempo de mistura na resistência em ensaio de tração em juntas sobrepostas de um aço baixo carbono ABNT 1006 laminado a frio através da SPFMM. A ferramenta rotativa utilizada na produção das juntas foi construída em aço rápido e sua geometria foi desenvolvida através de trabalhos já publicados e interações feitas durante essa pesquisa. As juntas foram produzidas com rotações de 800, 1200 e 1600 rpm com tempo de mistura de 1, 3 e 5 s. As juntas realizadas com rotação de 1200 rpm e tempo de mistura de 5 s apresentaram os melhores resultados médios em ensaio de tração e 88% de todos os espécimes produzidos atingiram a resistência mínima recomendada para SPRE.

The requirement of lighter and safer vehicles drives the automobile industry to develop and/or optimize product design employing new concepts that grants to the product solutions with equivalent or better performance. The friction stir spot welding (FSSW) is a solid-state joining, variant of friction stir welding (FSW), which has shown to be very effective in replacing the electric resistance spot welding (ERSW) mainly when applied over aluminum and its alloys, which due to the high electrical and thermal conduction, develops great thermal gradient and high energy consumption. The advantages of FSSW are not linked only to the mechanical stress behavior which is equivalent or better than RSW, but also on lower investments in equipment and reduced energy consumption. Motivated by technical and economic advantages and also over the shortage in technical publication, this research has as objective analyzing the influence of the process variables in the FSSW: rotation speed and dwell time regarding shear tension test on overlapped joints of a cold rolled low carbon steel ABNT 1006 using FSSW. The rotating tool used in the joints production was built in high speed steel and its geometry was developed over publication already done and interactions made during this research. The joints were produced with rotational speed of 800, 1200 and 1600 rpm and dwell time of 1, 3 and 5 s. Joints made with rotation of 1200 rpm and dwell time of 5 s, showed the best average results in shear tension test and 88% of all specimens produced reached the recommended minimum resistance for RSW.