Influência da Espessura do Filme Polimérico Intermediário na Resistência Mecânica de Juntas Híbridas de Alumínio 2024-T3 e CF-PPS Produzidas por União Pontual por Fricção

Abstract

Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado. ). Para o filme mais fino, a extensão do amolecimento devido ao calor friccional é maior. Consequentemente, a baixa viscosidade atingida com a fusão do polímero favorece a molhabilidade das superfícies dos componentes da junta pelo PPS amolecido, resultando em melhor adesão entre as partes. Ademais, análises microestruturais demonstraram que a formação do cerne metálico e a interdifusão das moléculas de PPS entre compósito e filme também são favorecidas. Portanto, concluiu-se que a adição do filme mais fino produziu juntas mais resistentes. Palavras-chave:União pontual por fricção; Estruturas híbridas; Filme intermediário; Resistência mecânica. Influence of the Interlayer Film Thickness on the Mechanical Performance of AA2024-T3/CF-PPS Hybrid Joints Produced by Friction Spot JoiningAbstract: Friction Spot Joining (FSpJ) is an innovative friction-based joining technique for metalpolymer hybrid structures. Friction spot joints of aluminum alloy 2024-T3 and carbon-fiber reinforced poly(phenylene sulfide) composite laminate (CF-PPS) were produced with an additional PPS film interlayer. Two different film thicknesses were investigated in this study: 100 and 500 µm. Lap shear testing demonstrated that the joints produced with 100 µm film (2093 ± 180 N) were stronger than the joints with 500 µm (708 ± 69 N). Additionally, the fracture surface analysis revealed a larger bonding area for the joints with 100 µm film (53 ± 2 mm 2 ) as compared to the joints with 500 µm film (40 ± 1 mm 2 ). Considering the low thermal conductivity of PPS, the thinnest film is more likely to soften by the frictional heat during the joining process. Hence, the low viscosity of the molten PPS favors the wettability of the parts' surface. Microstructural analyses proved that the metallic nub formation and the interdiffusion of PPS chains between film and composite matrix are also favored for thinner film use. Thus, superior adhesion between the partners is achieved. Therefore, it was concluded that the addition of the thinnest film interlayer leads to stronger joints.

A State-of-the-Art Review on Advanced Joining Processes for Metal-Composite and Metal-Polymer Hybrid Structures

“…Thermomechanical joining processes are based on the bonding of the thermoplastic matrix (or a thin layer of thermoplastic, as proposed in [129][130][131]) and the metal sheet.…”

Tratamento Térmico de Têmpera em Aço ABNT 8640: análise das Propriedades Mecânicas

“…A evolução das propriedades mecânicas e microestruturais dos materiais proporcionaram uma significativa melhoria para determinadas aplicações industriais e contribuíram para redução de gastos no consumo de material, no custo de fabricação e em processos operacionais para as empresas. Nesse contexto, para alcançar esses fatores que muitas vezes tornam--se diferenciais competitivos em importantes setores industriais, utilizam--se os tratamentos térmicos (Anazawa et al, 2012;André et al, 2016).…”