Desenvolvimento de aplicações de soldadura por fricção linear a diferentes materiais e espessuras: caso prático industrial: aplicação a painéis de revestimento

Bruno Tiago de Oliveira Vieira Duque Emílio

Key information

Authors:

Bruno Tiago de Oliveira Vieira Duque Emílio (Bruno Tiago De Oliveira Vieira Duque Emílio)

Supervisors:

Pedro Miguel dos Santos Vilaça da Silva (Pedro Miguel dos Santos Vilaça da Silva)

Published in

November 6, 2008

Abstract

The process of Friction Stir Welding (FSW) was invented in the last decade of the XX century, and is nowadays considered an important milestone in the history of the welding technology. Due to FSW process, it was possible to improve the quality of welded joints, composed by materials known to have a low weldability or even considered impossible to weld. As an extension of the work carried through, by means of an adapted milling machine in order to perform FSW, and taking advantage of the installation of a new equipment in IST dedicated to this welding process, laboratorial conditions were developed as a backing structure for FSW, mainly: a welding table, a system for aligning/positioning the plates to be welded and new tools for polymer welding. Additionally, an operation manual was written, reflecting the maturity of the use of this equipment, in a vast field of applications. In this work is established an analysis of the FSW applicability to: Different materials - similar and dissimilar joints, involving aluminium alloys, copper and polymers; Different thicknesses – in the range 0.9mm to 6mm; Different joint geometries - butt and T joints. With the purpose of transfer the FSW technology into industrial applications, this work includes the development of a product that takes advantage of FSW. The product is based on a new concept of a fixation system that allows integrating different materials in the same façade. Due to the advantages that this kind of solution has to offer, concerning comfort and aesthetics, as it also provides good thermal and acoustic insulation, these systems are being increasingly used in the world of civil construction. O processo de Soldadura por Fricção Linear (SFL) surgiu na última década do século XX, e é hoje considerado como um importante marco na história do desenvolvimento da tecnologia de soldadura. Como consequência do aparecimento deste processo, foi possível obter um melhoramento da qualidade das juntas soldadas em materiais considerados de baixa soldabilidade ou mesmo impossíveis de soldar. Em continuidade com uma fresadora convencional adaptada para a realização de SFL, e respectivos sistemas e ferramentas de apoio, aproveitou-se a instalação no IST de uma nova máquina laboratorial dedicada ao processo de SFL, para a qual foram desenvolvidas novas condições laboratoriais de apoio à realização do processo, nomeadamente: uma mesa de soldadura, um sistema de alinhamento/posicionamento de chapas a soldar e novas ferramentas para a soldadura de polímeros. Foi ainda produzido um manual de operação, reflectindo a maturidade de utilização deste equipamento, numa vasta gama de aplicações. Neste trabalho estabelece-se uma análise de aplicabilidade do processo de SFL sob: diferentes materiais, em juntas autogéneas e dissimilares, envolvendo ligas de alumínio, cobre e polímeros; Diferentes espessuras, numa gama de 0.9mm a 6mm; Diferentes juntas de soldadura, nomeadamente, “topo-a-topo” e em “T”. Como acção de transferência tecnológica da SFL para a indústria inclui-se ainda neste projecto, o desenvolvimento de um produto que se pretende que venha a incluir a SFL e que se baseia num novo conceito de um sistema de fixação de painéis multi-revestimento de fachadas, o qual é hoje em dia um recurso cada vez mais utilizado no universo da construção civil, face às vantagens que oferece em termos de conforto e estética, proporcionando um bom isolamento térmico e acústico.