Soldadura laser termoplástico-metal

Abstract

Com base nos avanços tecnológicos da soldadura laser, em conjunto com a procura por processos mais económicos e sustentáveis de realizar ligações entre diferentes materiais, têm sido desenvolvidos novos métodos de ligação. Estes procedimentos são alternativas a processos mais convencionais como por exemplo a criação de juntas com adesivos ou o recurso a componentes no processo de ligação, como parafusos e rebites. Desta forma realizou-se este trabalho, onde se otimizou os parâmetros de soldadura laser Nd:YAG entre uma liga de alumínio EN AW 6082-T6 e dois termoplásticos, uma poliamida 6 e uma poliamida 66 com reforço de 30% de fibra de vidro. Foram produzidos espécimes com juntas sobrepostas através da união de provetes de alumínio com 2 mm espessura e de termoplástico com 3 mm de espessura, com a radiação laser a incidir diretamente na superfície metálica de modo a executar a soldadura. Para permitir uma ligação forte foram produzidas estruturas especificas no alumínio que são preenchidas por poliamida fundida durante o processo de soldadura e resulta numa união sólida e permanente após a solidificação. Após a definição dos parâmetros, as soldaduras foram testadas através de ensaios de corte, que resultaram na obtenção de resistências máximas ao corte acima de 50% da dos termoplásticos de base utilizados.

Based on technological advances made in laser welding, along with the search for more economical and sustainable processes of joining different materials, new connection methods have been developed. These methods are alternatives to more conventional procedures such as creating joints with adhesives or using components in the bonding process, like screws or rivets. In this work the Nd: YAG laser welding parameters between an aluminium alloy EN AW 6082-T6 and two thermoplastics, a polyamide 6 and a polyamide 66 with 30% glass fiber reinforcement, were optimized. This study was developed by joining 2 mm thick aluminium specimens and 3 mm thick thermoplastic specimens placed in overlap geometry, with the beam focus placed on the aluminium surface. To allow a strong bond, specific structures were produced in the aluminium that were filled with fused polyamide during the welding process and create a solid and permanent bond after solidification. After defining the parameters, the specimens were tested using tensile shear tests, which resulted in shear strengths above 50% of the thermoplastics used.