Estudo da qualidade da fundição do titanio comercialmente puro e da união soldada a laser em estruturas de Ti cp e em liga de Ti-6AI-4V
Juliana Maria Costa Nunez
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP N922e
[Analysis of titanium casting's situation and of laser-weld joint's quality made in Ti cp and Ti-6AI-4V structures]
Piracicaba, SP : [s.n.], 2009.
116 p. : il.
Orientador: Marcelo Ferraz Mesquita
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba
Resumo: O objetivo desse estudo foi: 1) Examinar por meio de radiografias, a incidência de porosidade interna em estruturas fundidas em titânio comercialmente puro, com diferentes diâmetros de secção transversal; 2) Analisar essa incidência em uniões soldadas a laser, com diferentes distâncias de...
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Resumo: O objetivo desse estudo foi: 1) Examinar por meio de radiografias, a incidência de porosidade interna em estruturas fundidas em titânio comercialmente puro, com diferentes diâmetros de secção transversal; 2) Analisar essa incidência em uniões soldadas a laser, com diferentes distâncias de soldagens, em espécimes de Ti cp e Ti-6Al-4V, variando o diâmetro da secção transversal; 3) Avaliar a resistência à fadiga dessas uniões e correlacionar esses achados com os resultados das analises radiográficas das uniões. Para a primeira análise, 60 halteres (n=20) com diâmetro de 1,5; 2,0 e 3,5 mm de secção transversal foram fundidos em Ti cp, por meio da técnica da cera perdida utilizando-se o sistema Rematitan. Os halteres receberam acabamento e polimento e foram submetidos à análise radiográfica (90 KV, 15 mA, 0,6 segundos e 10 a 13 mm de distância) com filme periapical. As radiografias foram analisadas visualmente quanto à presença de porosidade interna em toda a extensão dos halteres, e apenas na porção do diâmetro central. Os resultados foram submetidos ao teste Qui-quadrado (5%). Foi possível visualizar essas porosidades na maioria (91,7%) dos espécimes fundidos, especialmente nos de diâmetros mais delgados. Para a análise radiográfica das uniões soldadas a laser em espécimes de Ti-6Al-4V, 60 halteres com as mesmas dimensões foram usinados em liga de Ti-6Al-4V. Os halteres foram seccionados e soldados utilizando duas distâncias de soldagem (0,0 e 0,6 mm). O cruzamento das variáveis (distância e diâmetro) gerou seis grupos (n=10). A soldagem a laser foi realizada utilizando-se 360V/8ms (1,5 e 2,0 mm) e 380V/9ms (3,5 mm), com foco e freqüência regulados em zero. As uniões receberam acabamento e polimento e foram submetidas à idêntica análise radiográfica, verificando-se a presença de porosidades internas nas uniões. Os resultados, analisados pelo teste Qui-quadrado (5%), permitiram afirmar que é possível visualizar porosidade nas uniões analisadas. Para halteres de 1,5 mm, a incidência foi maior quando a distância entre as partes soldadas era 0,6 mm; ao contrário, para espécimes de 3,5 mm, essa incidência nessa distância foi menor. Para as análises radiográficas das uniões no Ti cp, 60 halteres fundidos e isentos de porosidade interna na região do diâmetro central, com as mesmas dimensões, foram seccionados, soldados e analisados da mesma maneira que para os espécimes de Ti-6Al-4V, sendo possível visualizar poros nas uniões. Em espécimes delgados (1,5 e 2,0 mm), a incidência de porosidade é maior quando a abertura da junta é maior. Entretanto, para espécimes de 3,5 mm a incidência é alta para ambas as distâncias de soldagem, sem diferença estatística. Para o estudo de resistência à fadiga das uniões em Ti-6Al-4V, os mesmos espécimes soldados que foram utilizados no segundo estudo, associados a espécimes intactos formaram 9 grupos (n=10). Esses espécimes foram submetidos a ensaios de ciclagem mecânica e o número de ciclos resistidos até a fratura foi registrado. A superfície de fratura foi examinada por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os testes de Kruskal-Wallis e Dunn (5%) indicaram que o número de ciclos necessários para a fratura foi menor para todos os espécimes com distância de 0,6 mm, e para os espécimes de 3,5 mm distância 0,0 mm. O coeficiente de Spearman (5%) indicou correlação negativa entre número de ciclos e presença de porosidade nas radiografias. Finalmente, para a análise de resistência à fadiga das uniões no Ti cp, os mesmos halteres soldados do terceiro estudo associados a halteres intactos foram submetidos a similares ensaios mecânicos que os realizados no quarto estudo. Os números de ciclos necessários para a fratura foram registrados e a superfície fraturada, examinada igualmente, podendo-se tecer conclusões similares. Assim, concluiu-se que a qualidade das uniões é melhor quando espécimes mais delgados são soldados com justaposição das partes; e que a análise radiográfica é eficiente para se checar a presença de porosidades internas em espécimes fundidos e em uniões soldadas a laser.
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Abstract: soldados e analisados da mesma maneira que para os espécimes de Ti-6Al-4V, sendo possível visualizar poros nas uniões. Em espécimes delgados (1,5 e 2,0 mm), a incidência de porosidade é maior quando a abertura da junta é maior. Entretanto, para espécimes de 3,5 mm a incidência é alta para...
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Abstract: soldados e analisados da mesma maneira que para os espécimes de Ti-6Al-4V, sendo possível visualizar poros nas uniões. Em espécimes delgados (1,5 e 2,0 mm), a incidência de porosidade é maior quando a abertura da junta é maior. Entretanto, para espécimes de 3,5 mm a incidência é alta para ambas as distâncias de soldagem, sem diferença estatística. Para o estudo de resistência à fadiga das uniões em Ti-6Al-4V, os mesmos espécimes soldados que foram utilizados no segundo estudo, associados a espécimes intactos formaram 9 grupos (n=10). Esses espécimes foram submetidos a ensaios de ciclagem mecânica e o número de ciclos resistidos até a fratura foi registrado. A superfície de fratura foi examinada por meio de microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os testes de Kruskal-Wallis e Dunn (5%) indicaram que o número de ciclos necessários para a fratura foi menor para todos os espécimes com distância de 0,6 mm, e para os espécimes de 3,5 mm distância 0,0 mm. O coeficiente de Spearman (5%) indicou correlação negativa entre número de ciclos e presença de porosidade nas radiografias. Finalmente, para a análise de resistência à fadiga das uniões no Ti cp, os mesmos halteres soldados do terceiro estudo associados a halteres intactos foram submetidos a similares ensaios mecânicos que os realizados no quarto estudo. Os números de ciclos necessários para a fratura foram registrados e a superfície fraturada, examinada igualmente, podendo-se tecer conclusões similares. Assim, concluiu-se que a qualidade das uniões é melhor quando espécimes mais delgados são soldados com justaposição das partes; e que a análise radiográfica é eficiente para se checar a presença de porosidades internas em espécimes fundidos e em uniões soldadas a laser. specimens (1.5 and 2.0 mm), the porosity incidence is higher when the joint distance is larger. However, in 3.5 mm specimens, the incidence is high for both joint openings, without statistical difference. To Ti-6Al-4V joints fatigue strength study, the same laser-welded specimens analyzed in second study associated with the intact specimens made a total of 9 groups (n=10). These specimens were submitted to mechanical cyclic tests, and the number of cycles until failure was recorded. The fracture surface was examined with a scanning electron microscope (SEM). Kruskal-Wallis and Dunn test (5%) indicated that the number of cycles required for fracture was lower for all the diameters with joint openings of 0.6 mm, and for 3.5 mm diameter for the 0.0 mm joint openings. The Spearman correlation coefficient (5%) indicated a negative correlation between number of cycles and presence of porosity in radiographies. To CP Ti joints fatigue strength test, the last study, the same laser-welded specimens analyzed in third study associated with the intact specimens were submitted to similar mechanical cyclic test than fourth study. The number of cycles until failure was either recorded and the fracture surface was examined the same way. Conclusions can be weaved similar the anterior study. Within the limitations of these studies, it could be concluded that joints quality is better when thin specimens are welded with no distance among welding parts; and that radiography analyzes are efficient to check internal porosity in casted specimens and in laser-welded joints.
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Mesquita, Marcelo Ferraz, 1967-
Orientador
Vaz, Luiz Geraldo
Avaliador
Estudo da qualidade da fundição do titanio comercialmente puro e da união soldada a laser em estruturas de Ti cp e em liga de Ti-6AI-4V
Juliana Maria Costa Nunez
Estudo da qualidade da fundição do titanio comercialmente puro e da união soldada a laser em estruturas de Ti cp e em liga de Ti-6AI-4V
Juliana Maria Costa Nunez
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