Desenvolvimento de soldagem para alumínio 2024 e compósito PEI-Fibra de vidro pelo processo oxiacetileno

Abstract

O alumínio é o segundo metal mais utilizado no mundo, ficando atrás apenas do aço. Isso se deve a abundanciada de sua matéria prima na terra e a possibilidade de formar ligas importantes, como a liga da série 2000, AA 2024 que tem sido bastante estudada devido a sua aplicabilidade na indústria aeroespacial onde é necessário materiais que relacionem alta resistência mecânica com baixa densidade. Para que seja possível a utilização dessa liga é necessário que ocorra uma adesão eficiente com materiais dissimilares, possibilitando conciliar atributos e obter maior eficiência na aplicação. A união desses materiais ainda é significativamente complexa, porém confere à aplicação dos mesmos, maior flexibilidade e propriedades especificas localizadas, permitindo excelentes características pontuais para os componentes de aeronaves, reduzindo peso e aumentando a performance dos mesmos. Dentre esses materiais dissimilares, os compósitos são mais utilizados na indústria aeronáutica, pois possuem características que, além do ganho de propriedades, reduzem o peso em torno de 25% e permitem um ganho de performance se comparado com estruturas metálicas já utilizadas. Dentre eles os compósitos poliméricos (poliimidas) estão se destacando, no qual o PEI (poli(éter-imida)) tem recebido maiores atenções de pesquisas devido ao seu baixo custo, fácil manuseio e por apresentar resultados superiores em relação aos outros polímeros em inúmeros ensaios como o de fadiga, tração e impacto. Este trabalho de graduação tem como objetivo unir a liga de alumínio AA2024 com o PEI de forma pioneira utilizando o processo de soldagem oxiacetileno com uma metodologia inovadora que possibilita o experimento.

Aluminum is the second most used metal in the world, behind only steel. This is due to the abundance of its raw material on Earth and the possibility of forming important alloys, such as the alloy of the 2000 series, AA 2024, which has been well studied due to its applicability in the aerospace industry where materials that relate high mechanical resistance with low density. In order to be able to use this alloy it is necessary that an efficient adhesion occurs with dissimilar materials, allowing to reconcile attributes and obtain greater efficiency in the application. The bonding of these materials is still very complex, but it gives them greater flexibility and localized specific properties, allowing excellent punctual characteristics for the components of aircraft, cars, etc., reducing weight and increasing their performance. Among these dissimilar materials, composites are more used in the aeronautical industry, since they have characteristics that, besides the gain of properties, reduce the weight around 25% and allow a gain of performance when compared with metallic structures already used. Polymeric composites (polyimides) are becoming more prominent, in which PEI (polyetherimide) has received more research attention due to its low cost, easy handling and to present superior results in relation to the other polymers in numerous tests such as fatigue, traction and impact. This graduation work aims to join the AA2024 aluminum alloy with the PEI in a pioneering way using the oxyacetylene welding process with an innovative methodology that enables the experiment.