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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.85.2022.tde-19102022-170258
Document
Author
Full name
Vanderlei Martins Bastos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Rossi, Jesualdo Luiz (President)
Batalha, Gilmar Ferreira
Colosio, Marco Antonio
Title in Portuguese
clinching e a solda a ponto em aço avançado bifásico de 1,3 GPa de resistência mecânica
Keywords in Portuguese
clinching
aço bifásico
AHSS
RSW
solda a ponto por resistência elétrica
UHSS
Abstract in Portuguese
No campo de materiais para o setor automotivo, o uso do aço avançado de primeira geração bifásico de 1,3 GPa de resistência mecânica, cuja microestrutura ferrita/martensita confere ultra-alta resistência à tração, pode ser soldado a ponto por resistência elétrica ou unido à frio por conformação plástica e ancoramento (clinching). Algo benéfico é que isto pode ser executado com equipamentos já existentes coadunando para a construção leve. A aplicação do aço avançado de primeira geração bifásico 1,3 GPa de até 1,50 mm de espessura se mostra atrativa para substituir componentes obtidos por estampagem a quente no setor automotivo como barras de proteção lateral, reforços no assoalho e outros componentes relevantes no sistema de gerenciamento da segurança ativa. O presente trabalho visou correlacionar aspectos das uniões por clinching e por solda a ponto por resistência elétrica, quanto à resistência à tração para cisalhamento e para destacamento de corpos de prova preparados em corte por laser. As alterações na região de ancoramento do clinching e da zona afetada pelo calor na solda a ponto foram avaliadas em termos microestruturais e de microdureza. As cargas observadas durante os ensaios de destacamento do clinching com ruptura completa da região de estricção ou zona de estricção se mostraram mais elevadas do que quando ocorreu o desenbricamento da união mecânica. Quanto à solda ponto, apesar das variações adicionadas pelo processo térmico como queda da microdureza e da ruptura na região subcrítica no ensaio de resistência ao destacamento, ainda assim a resistência mecânica à ruptura foi 62% superior ao clinching na média. Os resultados permitiram concluir que, nas condições experimentais do presente trabalho, o clinching é exequível para materiais de ultra-alta resistência e permitiu uma correlação de 3 clinchings para cada 2 pontos de solda para ensaio quase estático.
Title in English
Clinching and spot welding in 1.3 GPa advanced dual phase steel
Keywords in English
clinching
AHSS
dual-phase steel
resistance spot weld
UHSS
Abstract in English
In the material's field for the automotive sector, the usage of advanced first-generation dualphase steel of 1.3 GPa of mechanical strength, whose ferrite/martensite microstructure gives ultra-high tensile strength, can be spot welded by electrical resistance or cold joined by plastic forming and interlock (clinching). A beneficial aspect is that it can be done with existing equipment, matching for lightweighting. The application of advanced first-generation dualphase 1.3 GPa steel up to 1.50 mm thick proves to be attractive to replace components obtained by press hardened steel (PHS). The production cost of side protection bars, floor reinforcements and other relevant components in the crash management system is reduced. The present work aimed to correlate aspects of clinching and electrical resistance spot welding, as to the tensile strength for shear and pull of specimens obtained by laser cutting. Changes in the clinching interlock region as well as in the heat-affected zone in the spot weld were evaluated in microstructural and microhardness terms. The loads observed during the clinching pull tests with complete rupture of the necking region were higher than when the mechanical union disengagement. As for spot welding, despite the variations added by the thermal process such as drop in microhardness and breakage in the subcritical region in the pull strength test, the mechanical break strength was 62% higher than clinching on average. The results allowed us to conclude that, under the present work's experimental conditions, clinching is feasible for ultra-high strength materials and allowed a correlation of 3 clinchings for every 2 weld spots for quasi-static trial.
 
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Publishing Date
2022-10-21
 
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