Efeito Da Intercamada De Silício Na União Dissimilar A Laser De Ti-6Al-4V E Aa6013-T4
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Data
2017-09-06
Autores
Moreira, Andre Felipe Ribeiro [UNIFESP]
Orientadores
Oliveira, Aline Capella De [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
The main goals of this dissertation were analyze the effects and influence of the deposited silicon at the interface of the laser joint between the dissimilar metals Ti-6Al-4V and AA6013-T4, in order to evaluate the deposition and joining features in microstructural terms and the inhibition the formation of brittle intermetallic compounds, with the aim of improving the mechanical properties of the joint. For this, proposes the deposition of silicon on Ti-6Al-4V substrate using magnetron sputtering technology and subsequent joining with the AA6013-T4 by laser (Yb: fiber) processing that allows greater control of parameters of the bonding process between the dissimilar metals. The results demonstrate that increasing the deposition time, or the utilized power, influences the thickness of the silicon layer deposited on Ti-6Al-4V substrate, with values between 0.9 - 7.5 μm. Furthermore, also shows that better joining condition between the dissimilar alloys in respect of the microstructure region and not significant presence of defects are obtained from 0.2 mm displacement of the beam on the AA6013-T4. The intermetallic layer thickness, with the predominance of fragile intermetallic TiAl3, was reduced from 15 μm to 5 μm. However, such reduction was not sufficient to cause a significant change in the mechanical strength of the assembly. From the results obtained verified the viability of the deposition of silicon on Ti-6Al-4V substrate with the formation of a film of good adhesion in all conditions analyzed. However, the correlation between the introduction of silicon and its influence in the formation of the intermetallic compounds at the joining interface between the dissimilar metals, Ti-6Al-4V and AA6013, was not favorable to increase the mechanical strength of the joint.
Os objetivos fundamentais dessa dissertação foram analisar os efeitos e influência do silício depositado na interface da junção à laser entre os metais dissimilares Ti-6Al-4V e AA6013-T4, de forma a avaliar as características de deposição e junção em termos microestrutural e a inibição da formação de compostos intermetálicos, com o objetivo do aperfeiçoamento das propriedades mecânicas da junta. Para isso, se propõe a deposição do silício sobre substrato de Ti-6Al-4V utilizando a tecnologia de magnetron sputtering, e posterior união com a liga AA6013-T4 através da técnica de junção à laser (Yb:fibra) que permite um maior controle dos parâmetros do processo de união entre os materiais dissimilares. Os resultados demonstram que um aumento do tempo de deposição, ou da potência empregada, influencia na espessura da camada de silício depositada sobre substrato de Ti-6Al-4V, com valores entre 0,9 – 7,5 μm. Além disso, demonstram ainda que a melhor condição de junção entre as ligas dissimilares, em relação a microestrutura da região e presença não significativa de defeitos, são obtidas a partir de 0,2 mm de deslocamento do feixe sobre a liga AA6013-T4. A espessura da camada de compostos intermetálicos, com predominância do intermetálico frágil TiAl3, sofreu uma redução de 15 μm para 5 μm. Apesar disso, tal redução não foi suficiente para causar uma mudança significativa na resistência mecânica do conjunto unido. A partir dos resultados obtidos verifica-se a viabilidade da deposição de silício sobre substrato de Ti-6Al-4V com a formação de um filme de boa aderência em todas as condições analisadas. No entanto, a correlação entre a introdução de silício e a sua influência na formação dos compostos intermetálicos na região de interface de junção entre os metais dissimilares, Ti-6Al-4V e AA6013, não foi favorável ao aumento da resistência mecânica da junta.
Os objetivos fundamentais dessa dissertação foram analisar os efeitos e influência do silício depositado na interface da junção à laser entre os metais dissimilares Ti-6Al-4V e AA6013-T4, de forma a avaliar as características de deposição e junção em termos microestrutural e a inibição da formação de compostos intermetálicos, com o objetivo do aperfeiçoamento das propriedades mecânicas da junta. Para isso, se propõe a deposição do silício sobre substrato de Ti-6Al-4V utilizando a tecnologia de magnetron sputtering, e posterior união com a liga AA6013-T4 através da técnica de junção à laser (Yb:fibra) que permite um maior controle dos parâmetros do processo de união entre os materiais dissimilares. Os resultados demonstram que um aumento do tempo de deposição, ou da potência empregada, influencia na espessura da camada de silício depositada sobre substrato de Ti-6Al-4V, com valores entre 0,9 – 7,5 μm. Além disso, demonstram ainda que a melhor condição de junção entre as ligas dissimilares, em relação a microestrutura da região e presença não significativa de defeitos, são obtidas a partir de 0,2 mm de deslocamento do feixe sobre a liga AA6013-T4. A espessura da camada de compostos intermetálicos, com predominância do intermetálico frágil TiAl3, sofreu uma redução de 15 μm para 5 μm. Apesar disso, tal redução não foi suficiente para causar uma mudança significativa na resistência mecânica do conjunto unido. A partir dos resultados obtidos verifica-se a viabilidade da deposição de silício sobre substrato de Ti-6Al-4V com a formação de um filme de boa aderência em todas as condições analisadas. No entanto, a correlação entre a introdução de silício e a sua influência na formação dos compostos intermetálicos na região de interface de junção entre os metais dissimilares, Ti-6Al-4V e AA6013, não foi favorável ao aumento da resistência mecânica da junta.