Efeitos da geometria de faces na soldagem por fricção entre aços dissimilares SAE 1020 e SAE 1045
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Data
Autores
Orientador
Fagundes Júnior, José Gedael 
Coorientador
Pós-graduação
Curso de graduação
Ilha Solteira - FEIS - Engenharia Mecânica
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Este trabalho teve como objetivo investigar a viabilidade e o comportamento metalúrgico e mecânico da soldagem por fricção convencional entre os aços SAE 1020 e SAE 1045, com foco na influência da geometria das superfícies de contato na qualidade da união. O processo foi conduzido em um torno mecânico adaptado, equipado com célula de carga para monitoramento em tempo real das forças aplicadas durante o ciclo de soldagem. Corpos de prova com pontas planas e cônicas foram usinados e soldados, sendo posteriormente avaliados por meio de ensaios de microdureza Vickers, tração e análises microestruturais por microscopia óptica. Os resultados demonstraram que a geometria das pontas exerce influência significativa na qualidade da junta. As amostras com pontas planas apresentaram maior resistência à tração, menor deformação axial e uma interface de ligação mais homogênea, com menor formação de rebarbas e zona termicamente afetada mais estável. A distribuição de dureza ao longo da interface revelou alterações esperadas para os diferentes materiais, com queda na dureza do aço SAE 1020 devido à maior deformação plástica e elevação moderada no SAE 1045, associada ao encruamento. A caracterização microestrutural evidenciou boa coesão na interface, com linhas de fluxo e refino de grão típicos de soldagens em estado sólido. O estudo confirmou a eficácia da soldagem por fricção entre metais dissimilares com diferentes resistências mecânicas, mesmo utilizando equipamentos convencionais. Os resultados obtidos reforçam o potencial do processo como alternativa viável, econômica e segura para aplicações estruturais que exigem união entre materiais com propriedades distintas.
Resumo (inglês)
This study aimed to investigate the feasibility and the metallurgical and mechanical behavior of conventional friction welding between SAE 1020 and SAE 1045 steels, focusing on the influence of contact surface geometry on joint quality. The process was carried out using an adapted engine lathe, equipped with a load cell for real-time monitoring of the forces applied during the welding cycle. Specimens with flat and conical ends were machined and welded under different conditions, and later evaluated through Vickers microhardness tests, tensile tests, and microstructural analysis via optical microscopy. The results showed that tip geometry significantly influences joint performance. Samples with flat ends exhibited higher tensile strength, less axial deformation, and a more homogeneous bonding interface, with reduced burr formation and a more stable heat-affected zone. The hardness distribution along the interface revealed the expected material behavior, with a decrease in hardness for SAE 1020 due to greater plastic deformation, and a moderate increase for SAE 1045, associated with work hardening. Microstructural characterization confirmed good cohesion at the interface, with flow lines and grain refinement typical of solid-state welding. The study confirmed the effectiveness of friction welding for joining dissimilar metals with different mechanical strengths, even when using conventional equipment. The results highlight the potential of the process as a viable, cost-effective, and safe alternative for structural applications requiring the joining of materials with distinct properties.
Descrição
Palavras-chave
soldagem por fricção, geometria de interface, metais dissimilares, friction welding, interface geometry, dissimilar metals
Idioma
Português
Citação
CAETANO JUNIOR, Nelson de Assis. Efeitos da geometria de faces na soldagem por fricção entre aços dissimilares SAE 1020 e SAE 1045. Orientador: José Gedael Fagundes Júnior. 2025. 70 f. : il. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Engenharia, Ilha Solteira, 2025.
