Evolução dos processos de união dos componentes de carrocerias em função do impacto lateral

Abstract

A proteção dos ocupantes de automóveis em acidentes que envolvam impactos laterais despertou a atenção dos pesquisadores e engenheiros a partir da década de 1960 e, desde então, é fonte de interesse no desenvolvimento tecnológico de materiais, processos de produção e métodos construtivos de estruturas laterais de veículos, pois da integridade destas estruturas durante o impacto depende a segurança dos ocupantes. A resistência das colunas laterais de veículos é definida principalmente por suas características geométricas, combinadas com resistência dos materiais aplicados, além da integridade das uniões entre seus componentes. A dicotomia causada pela evolução das regulamentações de segurança veicular e contra emissões de poluentes tem forçado o desenvolvimento tecnológico das construções de carrocerias no sentido de aumentar sua resistência para o bem da segurança dos ocupantes, e reduzir seu peso diminuindo consequentemente o consumo de combustíveis fósseis e a emissão de poluentes. Neste trabalho investigou-se as características construtivas de colunas estruturais de carrocerias de veículos pequenos para cinco passageiros, bem como a evolução do uso de aços microligados, aços dual phase, aços estampados a quente e a eficácia da solda ponto por resistência isoladamente e combinada com adesivo estrutural na união dos componentes das colunas estruturais laterais de carroceria. A caracterização da resistência à tração, variação de composição química e caracterização microestrutural dos aços, a resistência de uniões por solda ponto das combinações de materiais utilizados na construção das colunas veiculares das décadas de 1970, 1980/90 e 2000, a avaliação da resistência de adesivos estruturais aplicados em uniões híbridas (solda ponto + adesivo estrutural), e a determinação da sensibilidade à taxa de deformação do adesivo estrutural, permitiram avaliar os fatores que viabilizaram a aplicação de uniões hibridas na construção de colunas estruturais veiculares.

Car accidents involving side impacts are since 1960 s a preoccupation for researchers and engineers, since the car occupant injury protection related to this kind of impact were up to that period not properly addressed. The development of materials, production processes and body geometry definition, to improve the side impact safety, is a premise to be respected ever since. The protection of vehicle occupants in case of an accident depends basically on the body structure integrity during the impact. The structure stiffness is defined mainly by its geometry combined with the material mechanical properties, and the processes applied to join its components. The dichotomy created by the safety regulations combined with the emissions legislations forced the development of lighter and stronger body structures which improve the safety levels, and at the same time reduce fossil fuel consumption and consequently pollution. This work investigated the constructive characteristics of car body BPillars of small five passenger vehicles, the evolution of steel use beginning with microaloyed steel, through dual phase steel, up to the hot stamped steel, the effectiveness of spot welding alone and combined with structural epoxy adhesives to join B-Pillar components. The determination of the stiffness, the chemical and the metallographic structure of the steels used in B-Pillar constructions in 1970, 1980/90 and 2000, and evaluation of the resistance of spot weld joining, alone and combined with epoxy adhesive, and the determination of the epoxy adhesive strain speed variation sensitivity gave the insights about the factors that directed to the use of hybrid joining in the car body construction.