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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.85.2015.tde-06042015-103311
Documento
Autor
Nome completo
Alessandro Francelino Nogueira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2015
Orientador
Banca examinadora
Rossi, Wagner de (Presidente)
Lima, Milton Sergio Fernandes de
Samad, Ricardo Elgul
Título em português
Texturização em superfícies de titânio grau 2 irradiadas com laser de pulsos ultracurtos
Palavras-chave em português
adesão
CFRP
laser de pulsos ultracurtos
texturização
titânio
Resumo em português
A texturização por microusinagem a laser é uma importante alternativa para que se consiga melhorar a ligação de aderência entre materiais compósitos e o titânio, aplicados em componentes estruturais na indústria aeronáutica. A execução de texturização em chapas de titânio deve-se ao fato de que a técnica de junção preferida para muitos materiais compósitos é a ligação adesiva. Neste trabalho foram realizadas texturizações em chapas de titânio utilizando laser com pulsos ultracurtos de largura temporal da ordem de femtossegundos. Tal processo resultou em mínima transferência de calor para o material, evitando assim deformação superficial da chapa de titânio bem como a formação de material ressolidificado na região ablacionada. Estes inconvenientes ocorreram na utilização do laser chaveado com pulsos de nanossegundos. Foram executadas três tipos de texturizações utilizando laser com pulsos de femtossegundos, com variações nas distâncias entre as linhas usinadas. Pela análise das superfícies obtidas, detectou-se que a molhabilidade aumenta quando há o aumento da distância entre as linhas da texturização. Avançando nas análises, pela perfilometria óptica das superfícies texturizadas observou-se que há sensível aumento do volume disponível para penetração do adesivo estrutural quando são diminuídas as distâncias entre as linhas texturizadas. Nos ensaios de tração realizados observou-se que há o aumento da resistência ao cisalhamento da junta adesiva com a diminuição da distância entre as linhas texturizadas.
Título em inglês
Texturing in titanium grade 2 surface irradiated with ultrashort pulse laser
Palavras-chave em inglês
adhesion
CFRP
texturing
titanium
ultrashort pulse laser
Resumo em inglês
The texturing laser micromachining is an important alternative to improve the bonding adhesion between composites and titanium, which are applied to structural components in the aerospace industry. The texturing running on titanium plates is due to the fact that the preferred joining technique for many composite materials is the adhesive bonding. In this work, titanium plates were texturized using laser ultrashort pulses temporal widths of femtoseconds. This process resulted in minimal heat transfer to the material, avoiding deformation of the titanium plate surface as well as the formation of resolidified material in the ablated region. These drawbacks have occurred with the use of nanoseconds pulses. Were performed three types of texturing using laser with femtosecond pulses, with variations in the distances between the machined lines. The analysis of the obtained surfaces found that the wettability increases when there is the increased distance between the texturing lines. Advancing in the analysis by optical profilometry of textured surfaces was observed that there is substantial increase in the volume available for penetration of structural adhesive when the distances between the textured lines are diminished. In tensile tests conducted it was observed that there is an increase in shear strength of the adhesive joint by reducing the distance between the textured lines.
 
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Data de Publicação
2015-04-10
 
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