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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.97.2021.tde-29042022-101950
Document
Auteur
Nom complet
Helder Atassis de Carvalho
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Lorena, 2021
Directeur
Jury
Baptista, Carlos Antonio Reis Pereira (Président)
Lima, Milton Sergio Fernandes de
Nunes, Carlos Angelo
Siqueira, Rafael Humberto Mota de
Titre en portugais
Avaliação miroestrutural e mecânica de chapas de Ta-2,5W soldadas a laser
Mots-clés en portugais
Keyhole
Parâmetros de soldagem
Soldagem a laser
Ta-2.5W
Resumé en portugais
O metal refratário tântalo apresenta como principal característica uma elevada resistência à corrosão, o que permite aplicações em vasos de pressão, agitadores, tubos e implantes médicos. Além disso, esse metal é utilizado nas indústrias naval, aeroespacial, de armamentos e automotiva. As ligas de tântalo mais utilizadas são a 40 e a 2,5, sendo essa última a liga alvo desse estudo. A liga 2,5 possui aplicação importante como luvas para reparo do revestimento da parede interna de reatores químicos para as indústrias farmacêutica e alimentícia. Para a confecção dos reparos é realizada soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) com proteção gasosa (argônio). No entanto, a soldagem a laser apresenta certas vantagens em relação à técnica usual, já que possui maior velocidade de soldagem, menor aporte térmico, controle preciso dos parâmetros de solda e não necessita de retrabalho. Para a realização de uma solda a laser de qualidade é necessário o controle adequado dos parâmetros de soldagem, a fim de evitar defeitos no cordão de solda obtido. Desta forma, esta dissertação de mestrado visou a caracterização mecânica e microestrutural da liga 2,5 soldada a laser, de forma a determinar os parâmetros de soldagem que forneçam penetração total da solda, melhor comportamento mecânico e, se possível, ausência de defeitos de soldagem. Para isso, sobre uma chapa recozida de 2,5 foram realizados cordões de solda a laser em cheio com diferentes combinações de velocidade de avanço do feixe (0,5 a 3 /) e potência (300 a 600 ). Foi realizada então macrografia, microscopia da seção transversal da amostra e também ensaio de micro-dureza Vickers. Estas análises permitiram encontrar os melhores cordões de solda de maneira preliminar, sendo os critérios para escolha a ausência de defeitos de soldagem, penetração total, perfil de dureza constante e ausência de sangria. Foram escolhidos então três melhores parâmetros de solda, os quais foram submetidos a ensaios de dobramento 180°, tração, tração com entalhe e microdureza do corpo de prova entalhado após a fratura. Possibilitando então a escolha final dos parâmetros mais adequados para soldagem de chapas finas de 2,5. Os parâmetros escolhidos foram o P500V1,25 e o P600V3, sendo esse último mais interessante para a indústria devido a maior velocidade de processo.
Titre en anglais
Microstructural and mechanical evaluation of Ta-2.5W laser welded plates
Mots-clés en anglais
Keyhole
Laser welding
Ta-2.5 W
Welding Parameters
Resumé en anglais
The refractory metal tantalum, with its main characteristic the high resistance to corrosion, which allows applications in pressure vessels, agitators, tubes and medical implants. In addition, this metal is used in the naval, aerospace, armament and automotive industries. The most commonly used tantalum alloys are 40 and 2.5, the latter being the target alloy of this study. The Ta-2.5W alloy has important application as gloves for repairing the inner wall coating of chemical reactors for pharmaceutical and food industry. Tungsten inert Gas welding with gas protection (argon) is performed to make the repairs, however the laser welding has certain advantages over the usual technique, since it has a higher welding speed, a lower thermal input, precise control of welding parameters and does not require rework. However for the accomplishment of a quality laser weld it is necessary the adequate control of the parameters of welding, in order to avoid defects in the cord of obtained solder. Thus, this master's thesis aims at the mechanical and microstructural characterization of the 2,5 alloy laser welded, in order to determine the welding parameters that provide total penetration of the weld, better mechanical behavior and if possible absence of welding defects . For this, 2.5 annealed plate was made with laser weld beads in full with different combinations of beam speed (0,5 / at 3 / ) and power (300 at 600 ). Macrographs, cross-section microscopy of the sample and also micro-hardness vickers assay were performed. These analyzes allowed to find the best weld beads in a preliminary manner, and the criteria for selection were the absence of welding defects, total penetration, constant hardness profile and no bleeding. Then, three best welding parameters were chosen, which were subjected to 180 ° bending, traction, notched traction and micro-hardness tests of the notched specimen after fracture. It then allows the final choice of the most suitable parameters for welding thin sheets of 2.5. The parameters chosen were P500V1,25 and P600V3, the latter being more interesting for the industry due to the higher process speed.
 
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EMD20005_O.pdf (4.22 Mbytes)
Date de Publication
2022-04-29
 
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