dc.creator.ID |
RODRIGUES, L. F. A. |
pt_BR |
dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/6595955809685765 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
ARAÚJO, Carlos José de. |
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dc.contributor.advisor1ID |
DE ARAUJO, C. J. |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/9466801408291152 |
pt_BR |
dc.contributor.referee1 |
CASTRO, Walman Benício. |
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dc.contributor.referee2 |
MACIEL, Theophilo Moura. |
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dc.contributor.referee3 |
SILVA, Marcos Mesquita da. |
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dc.contributor.referee4 |
GOMES, Rodinei Medeiros. |
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dc.description.resumo |
A soldagem de ligas com memória de forma (LMF) persiste como um dos maiores
desafios a ampliação nas aplicações desses materiais que têm custo elevado devido
aos elementos nobres utilizados e seu difícil processamento. A união soldada pode
levar ao desenvolvimento de produtos com geometrias complexas que seriam
inviáveis de serem fabricados por processos convencionais. Nesse trabalho foram
efetuados diversos testes com o objetivo de avaliar os efeitos dos parâmetros de
soldagem por pulsos de GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) nas propriedades de
juntas de fios de LMF Ni-Ti. Para isso, utilizando uma soldadora GTAW, fornecida pela
empresa alemã Lampert, modelo PUK U4, foram efetuados testes de soldagem
avaliando inicialmente as condições que promovem penetração total em fios
atuadores e superelásticos de LMF Ni-Ti com diâmetro de 0,9 mm (900 µm). Os
parâmetros dos testes de penetração foram obtidos através de planejamento
experimental pelo uso do método de delineamento composto central rotacional
(DCCR). Assim, foi possível obter três configurações ótimas que permitem penetração
total da junta, com valores próximos a 900 µm. Essas configurações foram testadas
para avaliar seus efeitos em juntas similares (atuadoras e superelásticas) e
dissimilares. Os testes de avaliação das propriedades termomecânicas das juntas
soldadas foram realizados por meio de microscopia ótica, analise térmica por
calorimetria diferencial de varredura, microdureza, ensaios de tração até a ruptura em
condições de temperatura ambiente e isotérmicas (variando de 40°C a 90°C em
intervalos de 10°C), análise de superfície de fratura por microscopia eletrônica de
varredura e análise dinâmico-mecânica. Os resultados demonstram que as três
configurações apresentam boa correspondência de propriedades na junta quando
comparadas entre si. Foram observados grãos maiores no centro das juntas soldadas,
próximas a área de aplicação do pulso de soldagem. Grãos colunares mais estreitos
foram observados nas soldagens com aplicação de pulso mais intenso. A junta
soldada sofre alterações nas temperaturas de transformação de fase
comparativamente ao material íntegro, assim como o perfil dos picos de
transformação de fase. O aumento da temperatura de teste promove a transformação
de fase das juntas soldadas atuadoras, que se tornam mais frágeis e tendem a fraturar
prematuramente a partir de 70°C. A esta temperatura se tem uma zona mista de fases
nas juntas de fios atuadores. Enquanto nas juntas de fios superelásticos a ruptura
ocorre com deformações de 2,5%, independente, da temperatura de teste isotérmico.
A fratura do fio íntegro, tanto em baixa quanto em alta temperatura, tem aspecto tipo
dúctil, enquanto nas juntas de fios soldados, no geral, passa de frágil com a presença
de planos facetados (clivagem) para uma fratura do tipo dúctil-frágil (mista). As juntas
dissimilares apresentaram comportamento intermediário às juntas com união similar.
Diante dos resultados obtidos é possível afirmar que a soldagem por pulsos de GTAW
tem grande potencial de aplicação na união permanente de fios de LMF Ni-Ti com o
objetivo de desenvolver estruturas de formatos complexos para aplicações em
diversas áreas. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
Centro de Ciências e Tecnologia - CCT |
pt_BR |
dc.publisher.program |
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UFCG |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
Engenharia de Materiais e Metalúrgica |
pt_BR |
dc.title |
Microsoldagem por pulsos de GTAW em fios de ligas com memória de forma Ni-Ti. |
pt_BR |
dc.date.issued |
2016-04-18 |
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dc.description.abstract |
The welding of Shape Memory Alloys (SMA) remains one of the biggest challenges to
expanding the applications of these materials that have high cost due to the noble
elements used and its hard manufacturing. The welded joint can lead to the
development of products with complex geometry that would be infeasible to be
manufactured by conventional processes. In this work, several tests were carried out
in order to evaluate the effects of parameters on the properties of SMA Ni-Ti wires
using welding by pulses of GTAW (Gas Tungsten Arc Welding). For this, using a
GTAW welder, PUK U4 model, supplied by Lampert (German company), several
welding tests were performed initially evaluating the conditions that promote full
penetration in actuators and superelastics wires made of SMA Ni-Ti with diameters of
0.9 mm (900 µm). The penetration tests parameters were obtained through
experimental design by using the central composite rotatable design (CCRD) method.
Thus, it was possible to obtain three great settings that allow full penetration of the
joint, with values close to 900 µm. These configurations were tested to evaluate their
effects in similar joints (actuators and superelastics) and dissimilar joints. The
evaluation tests of the thermomechanical properties of welded joints were performed
through optical microscopy (OM), thermal analysis by differential scanning calorimetry,
microhardness, tensile testing until failure at room temperature and isothermal ranging
from 40° C to 90°C at intervals of 10 ° C, fracture surface analysis by scanning electron
microscopy and dynamic mechanical analysis. The results show that all three
configurations exhibit good correlation of properties in the joint when compared to each
other. Larger grains were observed in the center joints near the welding pulse
application area. Narrower columnar grains were observed in the area where the pulse
intensity was more intense. The welded joint suffers changes in the phase
transformation temperature of the material, as well as the profile of the peaks,
compared to the whole material. The increase in test temperature promotes the SMA
phase transformation of the actuator welded joints that becomes more brittle and tend
to fracture prematurely from 70 °C. At this temperature, there is a mixed phase zone
in actuators joints. While the failure of superelastic joints occurs in strain of 2.5%
regardless of the isothermal test temperature. The fracture of the whole wire at low and
high temperature seemed ductile, while, in general, welded wire showed from brittle
fracture, with the presence of faceted planes (cleavage), to a fracture of ductile-brittle
type (mixed). The dissimilar joint showed intermediate properties between both bases
material. Based on these results we can say that the welding by pulse GTAW has great
potential for application on permanent union of SMA Ni-Ti wires in order to develop
complex structures for application in several fields. |
pt_BR |
dc.identifier.uri |
http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14079 |
|
dc.date.accessioned |
2020-08-13T18:02:06Z |
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dc.date.available |
2020-08-13 |
|
dc.date.available |
2020-08-13T18:02:06Z |
|
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.subject |
Soldagem GTAW |
|
dc.subject |
Ligas com Memória de Forma |
|
dc.subject |
Planejamento Experimental |
|
dc.subject |
Comportamento Termomecânico |
|
dc.subject |
Ligas Ni-Ti |
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dc.subject |
Microsoldagem - Pulsos de GTAW |
|
dc.subject |
GTAW Welding |
|
dc.subject |
Shape Memory Alloys |
|
dc.subject |
Experimental Planning |
|
dc.subject |
Thermomechanical Behavior |
|
dc.subject |
Ni-Ti Alloys |
|
dc.subject |
Microsolding - GTAW Pulses |
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dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.creator |
RODRIGUES, Luiz Fernando Alves. |
|
dc.publisher |
Universidade Federal de Campina Grande |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.title.alternative |
Micro-welding by GTAW pulses in alloy wires with Ni-Ti memory. |
pt_BR |
dc.description.sponsorship |
CNPq |
pt_BR |
dc.relation |
Petrobrás |
pt_BR |
dc.identifier.citation |
RODRIGUES, L. F. A. Microsoldagem por pulsos de GTAW em fios de ligas com memória de forma Ni-Ti. 2016. 146 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2016. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/14079 |
pt_BR |