Validação de um Sistema Robotizado Recém Desenvolvido para a Soldagem pelo Processo Friction Stir Welding por meio da União e Caracterização de Juntas da Liga de Alumínio 5052 H34 Translated title: Validation of a Newly Developed Robotic System for Friction Stir Welding Process by Joining and Characterizing Joints Of Aluminum Alloy 5052 H34

Abstract

Resumo Este projeto trata da validação de um sistema recém desenvolvido para a soldagem pelo processo friction stir welding, que foi adaptado a um robô antropomórfico com capacidade de 500 kg e seis graus de liberdade. Para garantir que o sistema projetado é capaz de soldar materiais pelo processo FSW, ou seja, garantir que possui rigidez, resistência e torque suficientes para realizar a operação de soldagem, faz-se necessário realizar a validação do mesmo. Para tanto, foi necessário soldar um material conhecido, com parâmetros já estabelecidos, e utilizar uma ferramenta apropriadamente dimensionada. Dessa forma, escolheu-se a liga 5052 H43 de 3 mm de espessura, usada na produção de navios, embarcações e estruturas automotivas. Para a soldagem das juntas finais foi usada uma ferramenta fabricada em AISI H13, com pino cônico liso e diâmetro do ombro de 18 mm. A velocidade rotacional da ferramenta foi mantida constante em 378 rpm, e a velocidade de avanço em 7,5 mm/min, sendo a inclinação da ferramenta de 2°. Verificou-se após os ensaios que o sistema de soldagem projetado se mostrou eficaz em aplicações de soldagem FSW, apresentando torque e resistência mecânica suficientes para a união de materiais com baixo ponto de fusão. Por meio dos parâmetros utilizados, bem como da geometria da ferramenta, foi possível obter juntas da liga de alumínio 5052 H34 soldadas com: bom aspecto superficial, baixos valores de rebarba, ausência de sulcos ou vazios ao longo da linha de soldagem e com penetração total.

Translated abstract

Abstract This project deals with the validation of a newly developed system for a welding by friction welding process, which was adapted to an anthropomorphic robot with a capacity of 500 kg and six degrees of freedom. To ensure that the designed system is capable of soldering materials for the FSW process, that is, make sure that it has sufficient stiffness, strength and torque to perform a welding operation, it is necessary to perform a calibration of the same. To do so, it was necessary to find a known material, with already established parameters, and to use an appropriately sized tool. In this way, the alloy 5052 H43 of 3 mm thickness was used, used in the production of ships, boats and automotive structures. For a welding of the finished joints, it was manufactured in AISI H13, with smooth conical pin and shoulder diameter of 18 mm. The rotational speed of the tool was kept constant at 378 rpm, and an advance speed of 7.5 mm / min, with a tool slope of 2 °. It was verified after the tests that the designed welding system proved to be effective in FSW welding applications, presenting sufficient torque and mechanical strength for a union of materials with low melting point. Through the parameters used, as well as the geometry of the tool, it is possible to obtain 5052 H34 aluminum alloy seals welded with: good surface appearance, low burr values, no grooves or voids along the welding line and with total penetration.