PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2013

Estudo da propagação de trinca em AA 6013-T4 soldado com laser de YB : fibra de alta potência

Autor

Daniel Ferreira Vieira de Mattos

Orientador

  • Orientador Alberto Walter da Silva Mello Júnior

Área de Concentração

Mecânica dos Sólidos e Estruturas

Data de Defesa

11/10/2013

Número da Tese

65064

Resumo

Historicamente, a indústria aeronáutica tem buscado desde os seus primórdios novas soluções tecnológicas que tornem o voo mais seguro e, é claro, mais econômico. O desenvolvimento de novas técnicas de fabricação aliado ao surgimento de novos materiais permitiu que os engenheiros criassem projetos com maior eficiência estrutural, isto é, maior resistência mecânica por peso. Com o assunto fadiga em voga, novas condições de contorno surgiram à medida que novas filosofias de projeto foram propostas. No contexto de desenvolvimento tecnológico, a solda a laser apresenta o potencial de combinar velocidade e maior resistência à fadiga e a deformação quando comparada aos tradicionais processos de junção mecânica, como rebites. O presente trabalho investigou a tenacidade, iniciação da trinca e taxa de propagação no alumínio 6013-T4 com uma espessura de 1.6 mm. O estudo abrangeu material base e chapas com solda. As soldas foram realizadas por um laser de Yb:fibra de alta potência. Foram fabricados quatro conjuntos de corpos de prova, todos com a mesma geometria. Três desses conjuntos foram soldados de forma autógena por meio do uso de laser com três diferentes níveis de potência: 600, 800 e 1000 Watts. Os resultados permitiram caracterizar a vida de iniciação e propagação na liga 6013-T4, com e sem solda; observar o impacto da variação da potência na geometria da zona de fusão, na espessura, na tenacidade e na dispersão dos resultados; determinar os coeficientes e expoentes das equações representativas da taxa de propagação: Paris, Walker e Forman; e afirmar que é possível utilizar solda a laser em estruturas tolerantes ao dano desde que os parâmetros de processo sejam bem ajustados e haja controle de qualidade.

Palavras-chave

Propagação de trincas Mecânica de fratura Soldagem a laser Fadiga (materiais) Engenharia mecânica Engenharia de materiais