Adaptação da máquina SPIF-A para realização de soldaduras por atrito com ferramenta

Abstract

A investigação desenvolvida neste trabalho teve como objetivo a adaptação de uma máquina de estampagem incremental, para que fosse possível fazer soldadura por atrito em chapas de liga de alumínio 6082 – T651 com uma espessura de 6 mm. Para este trabalho, foi usada a máquina de estampagem incremental (SPIF-A), presente no Departamento de Engenharia Mecânica da Universidade de Aveiro. Visto que a máquina SPIF-A não foi projetada para soldadura por atrito, esta teve de ser ajustada para que fosse possível fazer as soldaduras. Foi feito um guião de funcionamento da SPIF-A, visto que a interface entre computador e utilizador não é simples, e um outro de como se pode obter os ficheiros que contêm o programa pretendido. Foi produzida uma mesa de fixação para se conseguir que as chapas a serem soldadas não se mexam durante os ensaios. O movimento de rotação da árvore da máquina foi efectuado por um motor hidráulico Danfoss de 80 cm3 de cilindrada e um binário de 195 N.m. Foram também produzidas ferramentas próprias e de geometria variável, para a realização futura de uma maior variedade de soldaduras, visto que o Departamento possuía apenas uma ferramenta de base plana e outra convexa. No total foram produzidas 17 ferramentas através de processos de torneamento a partir de um varão de aço H13 obtido da empresa F. Ramada. Têm várias geometrias de pino e as bases variam entre planas e convexas. Apesar de a obtenção de soldaduras de grande qualidade não ser o principal objetivo desta dissertação, foram realizados alguns ensaios, com a finalidade de verificar a viabilidade do processo. Foram feitos ensaios em chapas simples, sem junta, para se verificar a viabilidade do motor instalado. Realizou-se, por fim, um ensaio de tração para verificar a resistência mecânica da soldadura.

The research developed in this study had the aim to adapt the Incremental Stamping Machine to make friction stir welding in aluminum alloy sheet 6082 - T651 with a thickness of 6 mm. For this it was used the incremental stamping machine present in the Mechanical Engineering Department at the Aveiro University as known as Single Point Incremental Forming (SPIF-A). The SPIF-A wasn’t design for friction stir welding so we have to adapt it for being possible for us to make the welds. A document about how to operate the SPIF-A was made because the interface between computer and user isn´t simple. It was made a document explaining how we can get the files that contain the desired program. It was produced a fixing table with the aim to fix the sheets that will be welding It was used a Danfoss Hydraulic motor with 80 cm3 engine capacity and a torque of 195 N.m. It was produced proper tools with a variable geometry for the future welding because the department only had one convex base tool and one plan base tool. It was produced by F. Ramada company a total of 17 tools by lathering process by a H13 steel work piece. The tools got different geometries pins and the bases varies between plan and convex. Despite of getting high quality welds not being the aim of this study it was made some experiments to verify the viability of the process. It was made experiments in some virgin sheets with the aim to verify the viability of the new motor. In the end it was made a tensile test to check the mechanical resistence of the weld.