1.18 RocessoSoldadura Compostios Ceramicos

7/23/2019 1.18 RocessoSoldadura Compostios Ceramicos

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Módulo: 1.18. – Soldadura de materiais cerâmicos e compósitos

Formador: Eurico Assunção

E-mail : [email protected]

Apresentação com base na da Professora Luisa Coutinho

Pós Graduação de Soldadura

2014

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]



Problemas de so ldabi l idade • Porosidade

• Fissuração noarrefecimento

• Fo rmação de fases frágeis

Soldadu ra de cerâm icos



Processos de soldadura • Soldadu ra laser

• Soldadu ra po r d ifusão (com

in terpos ição de uma metal de

ad ição - fo lha m etálica)• So ld adura po r fr icção

• Soldadura po r ul t rason s

• Brasagem

• Adesivos


Ap li cações

L igação:

• Cerâmico/metal

•Cerâmico/cerâmico



BRASAGEM DE CERÂMICOSA brasagem pode ser real izada em atmosfera

co nt ro lada ou em vácuo

Dada a má molhab ilid ade do s cerâm icos é

necessária uma metal ização prévia das super fíc ies

do cerâm ico .

Após es ta metalização reali za-se a brasagem . Ex:

pas ti lhas para ferramentas de cor te, peças

ref rac tárias p ara tu rb inas e câmaras de combustão.




LimpezaQuímica ou mecânica

Metalização

• Metalização primária• Metalização secundária


BRASAGEM DE CERÂMICOS



Metalização pr imária

Ap licação de t in ta (Mo -Mn ou W(Tungs ténio ) paraalum ina e Beri lo (BeO)

Parâmetros

• Temperatura (permite queimar os com pos tos

orgânicos da tin ta e sinterizar o material)• Tempo , atmos fera (p.ex. tin ta moli -manganês requerum a atmos fera húm ida e reduto ra)

• Espessura• camada fin a penetração da brasagem na camada

meta lizada dan if ic ando a l ig ação,

• camada espessa fo rm ação de bo lhas: fis suras,descolagem.




Metal ização secundária

É frequentemente necessária porque o material de

ad ição da brasagem não consegue molhar a camadapr imária de metal ização.

Na metal ização secundária depos itam -se metais comoNi, Cu, Ag, Sn, etc .

A metal ização secundária perm ite m elhorar amo lh ab il id ade e aumentar a res is tênc ia à penetraçãode brasagem na camada p rimária.Parâmetro mais importanteEspessura

Se for muito pequena é dissolvida pela brasagemSe for muito espessa pode originar porosidades




Mater ia is de Ad ição

Para brasagem cerâmico/metal – liga eutética 28% Cu 72% Ag (baixo Tf)Prata – boa ductilidade

Cobre – para temperaturas elevadas. Ideal para pastilhas para ferramentasLigas cobre/ouro – para temperaturas elevadas e ambientes químicos agressivos.Problema: custo!Parâmetros

Temperatura – deve ser uniforme e suficiente para permitir o fluxo de material deadição na junta.

Tempo – suficiente para que o material de adição preencha os espaços da junta eo arrefecimento deve ser lento para evitar a fissuração do cerâmico Atmosfera – controlada de acordo com as condições necessárias (redutora ouoxidante, quase sempre húmida)Problemas

Má aderência

PorosFissuras




BRASAGEM DE CERÂMICOS

1. Brasagem por ligações activas – deposição de materiais de forte reactividadecom o oxigénio e alta ponto de fusão sobre o cerâmico para reagirem com este(Ti, Zr, Nb, Ta sobre Alumina ou BeO). Metalização e brasagem realizadassimultaneamente em vácuo entre 800 e 1400º C.

2. Brasagem por fusão de óxidos – a ligação é obtida directamente por fusão deóxidos, formando eutéticos de alta temperatura, possível devido à excelente

molhabilidade dos cerâmicos pelas misturas de óxidos.3. Brasagem eutética directa – consiste em formar um eutético na interface do

substrato metálico do tipo metal – óxido, metal sulfureto ou metal-fosforeto, antesou durante a brasage. É feita na presença de oxigénio a 1070ºC.

4. Brasagem reactiva – os materiais de adição que contenham elementossusceptíveis de reagir com o cerâmico permitem realizar a ligação sem a fase de

metalização prévia do cerâmico. A brasagem é realizada no vácuo e produzligações estanques e com boa resistência à rotura.

Variantes




Compósitos sintéticosclassi f icados de acord o com a matr iz:

• compósito s de matriz pol iméric a

• compósito s de matriz metálica

• compósitos de matr iz cerâm ica

• compósito s de m atriz intermetálica

•compósi tos carbono-carbono

Soldadura de compósitos



Desafios na ligação de materiais compósitosComo con segu ir a resis tênc ia ou qualquer outra p rop riedadepróxima das do com pósi to base na junta se a integr idade econti nu id ade do refo rço através da jun ta édifíc il ou im possívelde reter ou reestabelecer ?

Na abo rdagem de ligação de compósito s: deve-se ten tarlig ação das matr izes com pouca ou nenhuma pertu rbação dafas e refo rço.Depende de como o refo rço se encon tra e da técnica deligação




Tipos de materiaiscompósitos MATRIZ POLIMÉRICA MATRIZ METÁLICA

Problemas de

soldabi l idade: Matriz Reforço

Reforço Fibras de vidro Fibras de carbono Metais

Muito difícies de soldar.Contudo, há experiências nasoldadura de:- compósitos de Al por FE,- explosão- sold resistência de compósitosde matriz termoplástica, etc.

No estado sólido – colas eadesivos




Outros processos:

LaserPins de CMT

Brasagem


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