DETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SOLDAGEM POR ATRITO ROTATIVO DA LIGA BRONZE-SILÍCIO CuSi3Fe2Zn3 PELA METODOLOGIA DE SUPERFÍCIE DE RESPOSTA

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dc.contributor.advisorNakamoto, Francisco Yastami
dc.contributor.authorMachado, Henrique Pereira
dc.contributor.refereeNakamoto, Francisco Yastami
dc.contributor.refereeSantos, Givanildo Alves dos
dc.contributor.refereeBatalha, Gilmar Ferreira
dc.date.accessioned2024-10-02T12:52:43Z
dc.date.available2024-10-02T12:52:43Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractO processo de soldagem por atrito rotativo é amplamente utilizado em diversos setores industriais, incluindo aeroespacial, automotivo, naval e nuclear, para a obtenção de juntas de alta qualidade. O presente estudo teve como objetivo analisar os parâmetros ideais de máquina para a união similar de juntas utilizando o processo de solda por atrito rotativo convencional da liga Bronze-Silício CuSi3Fe2Zn3. Para otimização dos parâmetros adotou-se a Metodologia de Superfície de Resposta, com o objetivo de minimizar a redução axial (RA) e maximizar o limite de resistência à tração (LRT). Para a otimização dos parâmetros foi aplicado o método de escalada contínua, em que foram determinados os parâmetros ótimos de rotação em 3300 rpm, tempo de atrito em 25 s, pressão de atrito em 0,5 MPa, tempo de forjamento em 16 s e pressão de forjamento em 8 MPa. Tempo de atrito e rotação foram os fatores que mais contribuíram para maximizar a resposta LRT. A partir dos parâmetros ótimos foram conduzidos experimentos de confirmação e realizados ensaios mecânicos, metalográficos e de medição de temperatura. O valor máximo de limite de resistência à tração foi de 424 MPa, com limite de escoamento a 0,2% de 181 MPa e alongamento total de 33,63%. Na zona central de soldagem, a dureza média foi de 128,9 HB e a microdureza foi de 124,3 HV. Os registros micrográficos revelaram uma microestrutura recristalizada zona central de soldagem, composta por grãos equiaxiais de fase alfa com tamanho médio de 0,010 mm. Foi verificada a presença de microtrincas na zona central de soldagem, o que pode explicar a fratura de alguns corpos de prova na interface de contato quando submetidos a tração. No processo de medição de temperatura utilizou-se a técnica de termografia. Verificou-se que o valor médio da zona central de soldagem foi de 554 °C, e que as temperaturas a aproximadamente 10 e 20 mm de distância da zona central de soldagem atingiram 361 °C e 169 °C, respectivamente.
dc.description.abstract2The rotary friction welding process is widely used for high-quality joints in various industrial sectors, such as aerospace, automotive, marine and nuclear. The present study aimed to optimize machine parameters to obtain similar Bronze-Silicon alloy CuSi3Fe2Zn3 joints using conventional rotary friction welding process. The Response Surface Methodology was employed in order to minimize burn-off length and maximize tensile strength responses. Based on the statistical analyzes, the steepest ascent method was performed to find optimal process parameters at 3300 rpm rotation speed, 25 s friction time, 0.5 MPa friction pressure, 16 s forging time and 8 MPa forging pressure. Friction time and rotation speed were the most effective parameters to maximize the tensile strength of the joints. Tensile properties, hardness, microestrutural examination and termography technique were performed. A maximum value of tensile strength obtained was 424 MPa, with a yield strength at 0.2% of 181 MPa and total elongation of 33,63%. The welding zone exhibited a hardness of 128.9 HB and a microhardness of 124.3 HV. The optical micrographs revealed a recrystallized microstructure in the welding zone, alpha phase equiaxed grains with 0.010 mm average size. The microcracks observed at the welding zone may explain why some specimens failed at this region during tensile tests. The thermography technique has shown that the temperature at the welding zone was 554 °C, and at a distance of 10 and 20 mm away from the welding zone, approximately, the maximum temperatures were 361 °C and 169 °C, respectively.
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.bibliographicCitationMachado, Henrique Pereira. Determinação dos parâmetros de soldagem por atrito rotativo da liga bronze-silício CuSi3Fe2Zn3 pela metodologia de superfície de resposta. 2023. 174 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo, São Paulo, 2022.
dc.identifier.urihttps://repositorio.ifsp.edu.br/handle/123456789/1187
dc.identifier2.lattes9185350430365112
dc.publisherInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP)
dc.publisher.campiSÃO PAULO
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação Stricto Sensu Mestrado Acadêmico em Engenharia Mecânica do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo–Campus São Paulo
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subject.keywordsSoldagem por atrito rotativo
dc.subject.keywordsBronze-Silício
dc.subject.keywordsUNS C65620
dc.subject.keywordsAMS 4616
dc.subject.keywordsMetodologia de superfície de resposta
dc.titleDETERMINAÇÃO DOS PARÂMETROS DE SOLDAGEM POR ATRITO ROTATIVO DA LIGA BRONZE-SILÍCIO CuSi3Fe2Zn3 PELA METODOLOGIA DE SUPERFÍCIE DE RESPOSTA
dc.title.alternativeDETERMINATION OF WELDING PARAMETERS BY ROTATING FRICTION OF BRONZE-SILICON ALLOY CuSi3Fe2Zn3 BY SURFACE METHODOLOGY RESPONSE
dc.typeTeses e Dissertações
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