BR112014003954B1

BR112014003954B1 - ferramenta de soldadura por fricção

Info

Publication number: BR112014003954B1
Application number: BR112014003954-2A
Authority: BR
Inventors: Tetsuya Miyahara; Mitsuru Sayama; Shosuke OHHAMA; Daisuke FUKUNAGA; Hiroyuki Matsufuji
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.; Saga Tekkohsho Co., Ltd.
Priority date: 2011-08-21
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2018-11-06
Also published as: BR112014003954A2; JPWO2013027474A1; CN103764333B; US8899468B2; JP5840212B2; WO2013027474A1; US20140217151A1; IN2014CN02079A; CN103764333A

Abstract

resumo patente de invenção: "ferramenta de soldadura por fricção". a presente invenção refere-se a uma ferramenta de soldadura por fricção (10) equipada com uma sonda (13) e um suporte (16). na ponta da sonda (13), é provida uma peça de pino (11) e, na base, são providas protuberâncias do lado da sonda (24) e rebaixos do lado da sonda (25). na ponta do suporte (16), são providos rebaixos do lado do suporte (27) que se unem com as protuberâncias do lado da sonda (24), e protuberâncias do lado do suporte (28) que se unem com os rebaixos do lado da sonda (25). uma força externa aplicada à sonda (13) é transmitida das protuberâncias do lado da sonda (24) para os rebaixos do lado do suporte (27) e dos rebaixos do lado da sonda (25) para as protuberâncias do lado do suporte (28).

Description

(54) Título: FERRAMENTA DE SOLDADURA POR FRICÇÃO (51) IntCI.: B23K 20/12; B23B 27/16.

(30) Prioridade Unionista: 21/08/2011 JP 2011-180034.

(73) Titular(es): HONDA MOTOR CO., LTD.; SAGATEKKOHSHO CO., LTD..

(72) lnventor(es): TETSUYA MIYAHARA; MITSURU SAYAMA; SHOSUKE OHHAMA; DAISUKE FUKUNAGA; HIROYUKI MATSUFUJI.

(86) Pedido PCT: PCT JP2012065003 de 12/06/2012 (87) Publicação PCT: WO 2013/027474 de 28/02/2013 (85) Data do Início da Fase Nacional: 20/02/2014 (57) Resumo: RESUMO Patente de Invenção: FERRAMENTA DE SOLDADURA POR FRICÇÃO. A presente invenção referese a uma ferramenta de soldadura por fricção (10) equipada com uma sonda (13) e um suporte (16). Na ponta da sonda (13), é provida uma peça de pino (11) e, na base, são providas protuberâncias do lado da sonda (24) e rebaixos do lado da sonda (25). Na ponta do suporte (16), são providos rebaixos do lado do suporte (27) que se unem com as protuberâncias do lado da sonda (24), e protuberâncias do lado do suporte (28) que se unem com os rebaixos do lado da sonda (25). Uma força externa aplicada à sonda (13) é transmitida das protuberâncias do lado da sonda (24) para os rebaixos do lado do suporte (27) e dos rebaixos do lado da sonda (25) para as protuberâncias do lado do suporte (28).

1/15

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para FERRAMENTA DE SOLDADURA POR FRICÇÃO.

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção refere-se a um aperfeiçoamento em uma ferramenta usada para soldagem por fricção.

TÉCNICA ANTECEDENTE [002] A soldagem por fricção é um método de junção. Na soldagem por fricção, um pino é girado em alta velocidade para gerar calor de fricção e fazer com que o fluxo plástico em materiais seja unido para assim formar uma junta de solda homogeneizada. Para este processo de soldagem, é usada uma ferramenta compreendida de uma sonda apresentando uma parte de pino, e de m suporte para reter a sonda. A sonda é consumível e apresenta uma frequência de troca relativamente alta. O suporte é, portanto, exigido para permite a fácil substituição da sonda.

[003] Uma ferramenta de soldadura por fricção apresentando uma sonda removível mente conectada a um suporte é conhecida, conforme descrito no Documento de Patente 1, por exemplo. A Figura 8 mostra em seção transversal a ferramenta de soldadura por fricção descrita no Documento de Patente 1.

[004] Com referência agora à Figura 8, a ferramenta 100 é constituída por um suporte 102 apresentando um furo axial 101, uma sonda 103 inserida no furo axial 101 a partir de baixo, e uma cavilha de fixação 104 atarraxada no suporte 102 para fixar a sonda 103 com a sonda 103 pressionada por uma face de extremidade dianteira da cavilha de fixação 104.

[005] Quando a soldagem por fricção for alcançada, o suporte

102 será girado em alta velocidade para assim girar a sonda 10 na mesma velocidade alta. Durante a soldagem, a sonda 103 é submetida a uma força externa, tal como uma minúscula vibração, que pode cauPetição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 6/27

2/15 sar o afrouxamento da cavilha de fixação 104. Para impedir a ocorrência deste problema, é exigido um frequente reaperto da cavilha de fixação 104. Isto irá diminuir a eficiência de trabalho, resultando na deterioração da produtividade. Além disso, quando a sonda 103 for submetida a uma sobrecarga durante o processo de soldagem, poderá ocorrer o aperto excessivo do parafuso de aperto 104. O aperto excessivo irá dificultar a remoção do parafuso de fixação, quando a sonda tiver que ser substituída.

[006] Simultaneamente com uma demanda de uma maior produtividade, há necessidade de uma ferramenta de soldadura por fricção que seja capaz de impedir o afrouxamento e o aperto excessivo de uma cavilha de fixação.

LITERATURA DA TÉCNICA ANTERIOR

DOCUMENTOS DE PATENTE [007] Documento de Patente 1: Publicação aberta à inspeção pública do Pedido de Patente Japonês (JP-A) N°. 2008-36664 SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA TÉCNICO [008] Um objetivo da presente invenção é o de prover uma ferramenta de soldadura por fricção que seja capaz de impedir o afrouxamento e o aperto excessivo de uma cavilha de fixação.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA [009] Na invenção, de acordo com um primeiro aspecto, é provida uma ferramenta de soldadura por fricção para unir materiais a serem unidos com a rotação de uma parte de pino em alta velocidade para gerar calor de fricção para assim fazer com que o fluxo plástico nos materiais seja unido, a ferramenta compreendendo: uma sonda apresentando a parte de pino em uma extremidade distai da mesma, a sonda apresentado, em uma porção de base da mesma, protuberâncias do lado da sonda, rebaixos do lado da sonda, e uma parte de pa

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3/15 rafuso fêmea; um suporte colunar apresentando, em uma extremidade distai do mesmo, rebaixos do lado do suporte e protuberâncias do lado do suporte, respectivamente, ajustados com as protuberâncias do lado da sonda e rebaixos do lado da sonda, o suporte adicionalmente apresentando um furo atravessante que se estende ao longo de um eixo central do mesmo; e uma cavilha inserida através do furo atravessante e apresentando uma parte de parafuso macho em uma extremidade distai da mesma, a parte de parafuso macho sendo roscada na parte de parafuso fêmea para assim reter a sonda na extremidade distai do suporte.

[0010] Na invenção, de acordo com um segundo aspecto, preferivelmente, a ferramenta de soldadura por fricção adicionalmente compreende um pino-guia oco interposto entre a extremidade distai do suporte e a porção de base da sonda, onde a sonda apresenta um eixo central alinhado com o eixo central do suporte via o pino-guia.

[0011] Na invenção de acordo com um terceiro aspecto, preferivelmente, a sonda é formada de um material apresentando uma temperatura de têmpera mais alta do que um material do suporte.

[0012] Na invenção de acordo com um quarto aspecto, preferivelmente, o material que apresenta uma temperatura de têmpera mais alta é uma liga à base de níquel.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO [0013] Na invenção, de acordo com o primeiro aspecto, uma força externa aplicada à sonda é transmitida das protuberâncias do lado da sonda para os rebaixos do lado do suporte e dos rebaixos do lado da sonda para as protuberâncias do lado do suporte. Isto indica que a força externa aplicada à sonda é dificilmente transmitida para a cavilha. Desse modo, o afrouxamento ou o aperto excessivo do acoplamento de parafuso não acontece.

[0014] Na invenção, de acordo com o segundo aspecto, o eixo

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4/15 central do suporte é alinhado com o eixo central da sonda via o pinoguia. Durante a substituição, a sonda é centralizada com relação ao suporte por meio do pino-guia. O trabalho de substituição de sonda pode ser conseguido com facilidade e com uma maior eficiência.

[0015] Na invenção, de acordo com o terceiro aspecto, a sonda é formada de um material apresentando uma temperatura de têmpera mais alta do que o material do suporte. A sonda desenvolve uma alta temperatura durante o uso. No entanto, com o uso de tal material apresentando uma alta temperatura de têmpera para a sonda, a vida útil da sonda pode ser estendida e a frequência de substituição da sonda pode ser reduzida, o que irá resultar em uma maior produtividade. Por outro lado, o suporte não desenvolve uma alta temperatura, na medida em que comparado à sonda. O suporte é, portanto, formado de um material apresentando uma temperatura de têmpera relativamente baixa. Isto irá prover uma redução no custo do material do suporte.

[0016] Na invenção, de acordo com o quarto aspecto, o material apresentando uma temperatura de têmpera mais alta emprega uma liga à base de níquel. Uma liga à base de cobalto pode ser empregada como um material apresentando uma temperatura de têmpera mais alta; contudo, a liga à base de níquel é vantajosa para sua vida útil mais longa do que a liga à base de cobalto.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0017] A Figura 1 é uma vista explodida de uma ferramenta de soldadura por fricção de acordo com a presente invenção;

Figura 2 é uma vista em perspectiva ampliada de uma porção de extremidade distai da ferramenta de soldadura por fricção mostrada na Figura 1;

Figura 3(a) é uma vista na direção da seta da linha 3a-3a da Figura 2;

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Figura 3(b) é uma vista na direção da seta da linha 3b-3b da Figura 2;

Figura 4 é uma vista em seção transversal da ferramenta de soldadura por fricção mostrada na Figura 1;

Figura 5 é uma vista ilustrativa da operação da ferramenta de soldadura por fricção;

Figura 6 é uma vista que mostra um procedimento de troca de sonda;

Figura 7 é um gráfico que mostra, para comparação, comprimentos de solda obtidos por experimentos; e a Figura 8 é uma vista em seção transversal de uma ferramenta de soldadura por fricção convencional.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES [0018] Uma certa concretização preferida da presente invenção será descrita abaixo em maiores detalhes com referência às folhas de desenhos anexas.

Concretização [0019] Conforme mostrado na Figura 1, uma ferramenta de soldadura por fricção 10 é compreendida de uma sonda 13 apresentando uma parte de pino 11 em uma extremidade distai da mesma, e uma parte de parafuso fêmea 12 em uma porção de base da mesma; um suporte colunar 16 apresentando um furo atravessante 15 ao longo do eixo central do mesmo; uma cavilha 18 inserida através do furo atravessante 15 e apresentando, em uma extremidade distai da mesma, uma parte de parafuso macho 17 roscada ou atarraxada na parte de parafuso fêmea 12; e um pino-guia oco 19 interposto entre uma extremidade distai do suporte 16 e a porção de base da sonda 13.

[0020] O pino-guia 19 apresenta um diâmetro externo precisamente acabado. O suporte 16 apresenta uma parte receptora de pino do lado do suporte 21 na extremidade distai do mesmo. A parte receptora

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6/15 de pino do lado do suporte 21 é precisamente acabada de modo a corresponder ao diâmetro externo precisamente acabado do pino-guia 19. A sonda 13 apresenta uma parte receptora de pino do lado da sonda 22 na porção de base da mesma. A parte receptora de pino do lado da sonda 22 é precisamente acabada de modo a corresponder ao diâmetro externo precisamente acabado do pino-guia 19.

[0021] Quando o pino-guia 19 for ajustado na parte receptora de pino do lado do suporte 21, o eixo central do pino-guia 19 ficará adequadamente alinhado com o eixo central do suporte 16. Depois, a parte receptora de pino do lado da sonda 22 é ajustada com o pino-guia 19, em consequência do que o eixo central da sonda 13 fica adequadamente alinhado com o eixo central do pino-guia 19. Desse modo, o eixo central da sonda 13 é adequadamente alinhado com o eixo central do suporte 16 via o pino-guia 19.

[0022] A sonda 13, o suporte 16, a cavilha 18 e o pino-guia 19 são partes separadas estruturalmente independentes uma da outra. Por isso, materiais para estas partes são mútua e livremente selecionáveis. Dentre estes, a sonda 13 desenvolve alta temperatura através do contato direto entre a parte de pino 11 e um material 32 a ser unido (Figura 5) e, consequentemente, uma alta temperatura de têmpera é essencial para a sonda 13. A razão é a seguinte:

[0023] A têmpera é um tipo de tratamento térmico que é executado para conferir tenacidade ou propriedade semelhante a um aço quebradiço. Uma temperatura de têmpera adequada é fixada para cada material. Se a têmpera for executada em uma temperatura diferente da temperatura de têmpera adequada, a fragilidade da têmpera irá ocorrer e o risco de fratura frágil aumentará.

[0024] Quando folhas de liga de alumínio forem mutuamente soldadas entre si, uma porção de junta irá desenvolver uma temperatura de 400 a 500Ό. Acredita-se, contudo, que, quando a parte de pino for

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7/15 cravada no material a ser unido, a temperatura temporariamente excederá a faixa especificada acima. Uma vez que uma temperatura de têmpera adequada para a sonda é de 560Ό, e a tempe ratura da sonda pode temporariamente exceder 560O, quando a parte de pino for cravada no material a ser unido, poderá ocorrer que a sonda alcance uma temperatura indesejável mente elevada e ser assim temperada. Desse modo, o risco de ruptura mecânica da sonda aumenta.

[0025] Se a sonda for formada de um material de alta temperatura de têmpera, tal como 550Ό, preferivelmente acima d e 560Ό, a têmpera não acontecerá, e não haverá necessidade alguma de se preocupar com a ocorrência de têmpera em uma temperatura indesejávelmente elevada. Portanto, é desejado que a sonda seja formada de um material apresentando uma maior temperatura de têmpera do que um material do suporte.

[0026] O suporte 16 e o pino-guia 19 apresentam uma temperatura relativamente baixa e podem ser formados de um material de grau relativamente baixo.

[0027] A sonda 13 exige uma alta temperatura de têmpera e é preferivelmente formada de ligas à base de níquel e ligas à base de cobalto. Entretanto, de acordo com os experimentos descritos abaixo, as ligas à base de níquel são superiores às ligas à base de cobalto em termo de vida útil. O suporte 16 não exige uma alta temperatura de têmpera e é preferivelmente formado de aços para ferramentas de liga. A cavilha 18 é preferivelmente formada de aços inoxidáveis austeníticos apresentando uma alta resistência térmica. O pino-guia 19 é preferivelmente formado de aços inoxidáveis martensíticos.

[0028] Conforme mostrado na Figura 2, a sonda 13 apresenta a parte de pino 11 na extremidade distai da mesma. Na porção de base (extremidade traseira) da mesma, a sonda 13 apresenta uma pluralidade de protuberâncias do lado da sonda 24 e uma pluralidade de rePetição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 12/27

8/15 baixos do lado da sonda 25. Similarmente, na extremidade distai do mesmo, o suporte 16 apresenta uma pluralidade de rebaixos do lado do suporte 27 que é configurada para se ajustar com as protuberâncias do lado da sonda 24, e uma pluralidade de protuberâncias do lado do suporte 28 que é configurada para se ajustar com os rebaixos do lado da sonda 25.

[0029] Conforme mostrado na Figura 3(a), o suporte 16 apresenta três protuberâncias lineares do lado do suporte 28 e três rebaixos setoriais do lado do suporte 27. As protuberâncias do lado do suporte 28 são providas em intervalos regulares com um passo de 120°. Os rebaixos do lado do suporte 27 são, cada qual, providos entre um par de protuberâncias adjacentes do lado do suporte 28.

[0030] Conforme mostrado na Figura 3(b), a sonda 13 apresenta três rebaixos lineares do lado da sonda 25, e três protuberâncias setoriais do lado da sonda 24. Os rebaixos do lado da sonda 25 são providos em intervalos regulares com um passo de 120°. As protuberâncias do lado da sonda 24 são, cada qual, providas entre um par de rebaixos adjacentes do lado da sonda 25. As protuberâncias lineares do lado do suporte 28 e os rebaixos lineares do lado da sonda 25 são ajustados entre si, e os rebaixos setoriais do lado do suporte 27 e as protuberâncias setoriais do lado da sonda 24 são ajustados entre si.

[0031] Embora na concretização ilustrada, o número das protuberâncias 25, 28 e o número dos rebaixos 24, 27 seja três, dois ou mais do que quatro protuberâncias ou rebaixos podem ser usados. Contudo, para impedir a ressonância causada pela rotação, um número ímpar, tal como 3, 5, ou 7, é desejado para as protuberâncias e rebaixos. 3 é o valor mínimo do número ímpar (excluindo 1). O custo de usinagem é afetado pelo número de protuberâncias e rebaixos, e, consequentemente, 3 é ótimo. Também é possível inverter a relação entre as protuberâncias e os rebaixos de tal modo que as protuberâncias do

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9/15 lado do suporte 28 sejam substituídas por rebaixos e os rebaixos do lado da sonda 25 sejam substituídos por protuberâncias.

[0032] Conforme mostrado na Figura 2, depois da montagem da sonda 13 no suporte 16, uma força rotacional aplicada à sonda 13 é retida ou sustentada pelo limite entre as paredes laterais 27a das respectivas protuberâncias do lado da sonda 24 e as paredes laterais correspondentes 27a dos respectivos rebaixos do lado do suporte 27. Adicionalmente, uma força axial aplicada à sonda 13 é retida ou sustentada pelo limite entre as superfícies dianteiras 24b das respectivas protuberâncias do lado da sonda 24 e as superfícies inferiores 27b dos respectivos rebaixos do lado do suporte 27.

[0033] Com as protuberâncias do lado da sonda 24 e os rebaixos 25 sendo ajustados com os rebaixos do lado do suporte 27 e as protuberâncias 28, respectivamente, a cavilha 18 é inserida através do furo atravessante 15 do suporte 16 e a parte de parafuso macho 17 na extremidade distai da cavilha 18 é atarraxada na parte de parafuso fêmea 12 da sonda 13, conforme mostrado na Figura 4. Uma cabeça 18a da cavilha 18 está em um limite com a extremidade traseira do suporte 16. Uma cabeça 18a da cavilha 18 está em um limite com uma extremidade traseira do suporte 16. Desse modo, a sonda 13 é firme e confiavelmente fixada no suporte 16 sem desprendimento.

[0034] A seguir, será descrito, com referência à Figura 5, o princípio do método de soldagem por fricção.

[0035] Conforme mostrado na Figura 5, o material 32 a ser unido é estendido sobre um material 31 a ser unido. Depois, o suporte 16 e a sonda 13 são girados em alta velocidade em uma direção, por exemplo, indicada pela seta X. O calor gerado pelo fricção entre a parte de pino 11 e os materiais 31, 32 a serem unidos ocasiona a fusão em uma parte dos materiais 31, 32. A parte de pino 11 pode agora ser cravada nos materiais 31, 32 a serem unidos e o metal fundido é agiPetição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 14/27

10/15 tado e homogeneizado pela parte de pino giratória 11. Com a movimentação da parte de pino 11 em uma direção indicada pela seta Y enquanto da rotação do suporte 16 e da sonda 13, os materiais 31 e 32 são unidos ou soldados entre si.

[0036] Durante a solda, conforme anteriormente descrito com referência à Figura 2, a força rotacional aplicada à sonda 13 é retida ou sustentada pelo limite entre as paredes laterais 24a das protuberâncias do lado da sonda 24 e as paredes laterais correspondentes 27a dos rebaixos do lado do suporte 27, e a força axial aplicada à sonda 13 é retida ou sustentada pelo limite entre as superfícies dianteiras 24b das protuberâncias do lado da sonda 24 e as superfícies inferiores 27b dos rebaixos do lado do suporte 27. Desse modo, forças externas (incluindo a força axial e a força rotacional) dificilmente atuam sobre a cavilha 18 mostrada na Figura 3.

[0037] A sonda 13 é desgastada à medida que ela fica em contato com os materiais 31, 32 a serem unidos em altas temperaturas, conforme mostrado na Figura 5. Por isso, é necessário substituir a sonda existente 13 por uma nova sonda, quando a vida útil da sonda existente 13 terminar. Um procedimento de substituição de sonda será descrito abaixo com referência à Figura 6.

[0038] Conforme mostrado na Figura 6(a), a cavilha 18 é removida do suporte 16. Depois, a sonda usada 13 é desprendida do suporte 16. Neste exemplo, a sonda usada 13 pode ser facilmente separada do suporte 16 porque eles são acoplados entre si meramente por meio de engate por ajuste entre as protuberâncias do lado da sonda 24 e os rebaixos 25, respectivamente, com os rebaixos do lado do suporte 27 e as protuberâncias 28, conforme mostrado na Figura 3.

[0039] A seguir, conforme mostrado na Figura 6(b), uma nova sonda 13 será acoplada com o suporte 16. Neste exemplo, a nova sonda 13 poderá ser facilmente fixada no suporte 16 porque eles poPetição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 15/27

11/15 dem ser acoplados entre si meramente por meio de engate por ajuste entre as protuberâncias do lado da sonda 24 e os rebaixos 25 da nova sonda 13 e os rebaixos do lado do suporte 27 e as protuberâncias 28 do suporte 16, respectivamente, conforme será entendido a partir da Figura 3. Depois, conforme mostrado na Figura 6(c), a sonda 13 é finalmente presa no suporte 16 pela cavilha 18 contra o desprendimento.

[0040] Conforme mostrado na Figura 6(b), simplesmente com o ajuste da sonda 13 com o pino-guia 19, o eixo central da sonda 13 pode ser alinhado com o eixo central do suporte 18. O pino-guia 19 pode ser omitido com a formação integral de uma protuberância cilíndrica na ponta do suporte 16. Entretanto, considerando que a protuberância cilíndrica deva ser formada por um material diferente do suporte 16, é recomendado o pino-guia 19 usado na concretização ilustrada.

[0041] A seguir, serão descritos exemplos experimentais da presente invenção. A presente invenção não deve de maneira nenhuma ser limitada aos exemplos experimentais.

Exemplos Experimentais

Condições comuns:

Parte de teste:

[0042] Uma parte de liga de alumínio (JIS ADC3 equivalente) apresentando um comprimento de 300 mm, uma largura de 100 mm e uma espessura de 3 mm foi colocada sobre uma chapa de aço revestida de gálio (GA) de classe 270MPa, e a soldagem foi executada sob as seguintes condições:

Velocidade de rotação da sonda: 1.000 rpm

Velocidade de alimentação da sonda: 500 mm/min

Força descendente da sonda: 1.000 - 1.500 kN

Material de suporte: DAC55 (JIS-SKD61 (Aço de Ferramenta de Liga) modificado) fabricado por Hitachi Metal Tool Steel Ltd.

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Prendedor: cavilha SUS304

Material de pino-guia: SUS420

Sonda:

[0043] Tamanho da parte de pino: 7 mm de diâmetro e 3,2 mm de comprimento

Material:

[0044] Para o Experimento 01, foi preparada uma sonda formada de aço para ferramentas de alta velocidade e dureza elevada.

[0045] Para o Experimento 02, foi preparada uma sonda formada de liga à base de cobalto na expectativa de resistência térmica e resistência à alta temperatura.

[0046] Para o Experimento 03, foi preparada uma sonda formada de liga à base de níquel altamente resistente ao calor e à deformação. Composições químicas detalhadas (% em peso) são mostradas na Tabela 1 abaixo.

Itens do Experimento:

[0047] Um comprimento de junta obtido antes de um desgaste de 10% no comprimento da parte de pino foi encontrado, ou um comprimento de junta obtido antes de a parte de pino ter sido rompida.

[0048] A avaliação foi feita por um dos comprimentos de junta mais curto com os resultados mostrados na Tabela 1 abaixo.

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Ruptura	Não
Comprimento da junta	12,Om
Dureza	HRC64
Temperatura de têmpera	P o oo LO O LO LO
Φ Ll_	Bal
>	1,60 -2,20
5	5,50 -6,70
Mo	4,50 -5,50
k— o	3,80 -4,50
CO	<0,030
□_	<0,030
Mn	<0,40
CO	<0,40
o	0,80 -0,90
Material da sonda	JIS -SKH51
Experimento 01

Ruptura	Sim
_o
c	-2 Έ
Φ F	E
	3
CL E	CO O	σ> c\T
o
o
CO		LO
s>		LO O
		□í
Q		ze
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Ό
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Ruptura	Não
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CO		5
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CO		LO
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CO	O CO		CD	o 'co	CO ZE
_o
c
CD
E
c
CD
CL
X	CO
LU	o

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14/15 [0049] Os comprimentos de junta mostrados na Tabela 1 são graficamente mostrados na Figura 7.

[0050] No Experimento 01 (aço para ferramentas de alta velocidade), uma junta de 12,0 m de comprimento foi formada antes de o desgaste da parte de pino ter alcançado 10%.

[0051] No Experimento 02 (liga à base de cobalto), devido à ruptura da parte de pino, o comprimento da junta ficou limitado até 2,91 m. [0052] No Experimento 03, uma junta de 21,2 m de comprimento foi formada antes de o desgaste da parte de pino ter alcançado 10%.

[0053] Materiais elegíveis para a sonda podem incluir aços para ferramentas de alta velocidade, ligas à base de cobalto, ligas à base de níquel, e quaisquer outras ligas similares. Contudo, considerandose uma exigência de que o material deve ter uma temperatura de têmpera mais alta do que um material do suporte (apresentando uma temperatura de têmpera de cerca de 560Ό), as ligas à base de cobalto (apresentando uma temperatura de têmpera de 830Ό) e as ligas à base de níquel (apresentando uma temperatura de têmpera de 630Ό) são preferíveis. Adicionalmente, em vista dos resultados experimentais discutidos acima, as ligas à base de níquel são recomendadas. APLICABILIDADE INDUSTRIAL [0054] A ferramenta de soldadura por fricção de acordo com a presente invenção é adequada para uso na soldagem de sobreposição de folhas de liga de alumínio e também em soldagem de sobreposição de uma liga de alumínio e um material à base de ferro.

LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA

10: ferramenta de soldadura por fricção

11: parte de pino

12: parte de parafuso fêmea

13: sonda

15: furo atravessante

Petição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 19/27

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16: suporte

17: parte de parafuso macho

18: cavilha

19: pino-guia

24: protuberância do lado da sonda

25: rebaixo do lado da sonda

27: rebaixo do lado do suporte

28: protuberância do lado do suporte

31, 32: material a ser unido

Petição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 20/27

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Ferramenta de soldadura por fricção (10) para unir materiais (31, 32) a serem unidos com a rotação de uma parte de pino (11) em alta velocidade para gerar calor de fricção para assim fazer com que o fluxo plástico nos materiais seja unido, a ferramenta caracterizada pelo fato de que compreende:

uma sonda (13) tendo a parte de pino (11) em uma extremidade distai da mesma, a sonda (13) tendo, em uma porção de base da mesma, protuberâncias do lado da sonda (24), rebaixos do lado da sonda (25), e uma parte de parafuso fêmea (12);

um suporte colunar (16) tendo, na extremidade distai do mesmo, rebaixos do lado do suporte (27) e protuberâncias do lado do suporte (28), respectivamente, ajustados com as protuberâncias do lado da sonda (24) e os rebaixos do lado da sonda (25), o suporte (16) adicionalmente tendo um furo atravessante (15) se estendendo ao longo de um eixo central do mesmo; e uma cavilha (18) inserida através do furo atravessante (15) e apresentando uma parte de parafuso macho (17) na extremidade distai da mesma, a parte de parafuso macho (17) sendo roscada na parte de parafuso fêmea (12) para assim reter a sonda (13) na extremidade distai do suporte (16).
2. Ferramenta de soldadura por fricção (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um pino-guia oco (19) interposto entre a extremidade distai do suporte (16) e a porção de base da sonda (13), em que a sonda (13) apresenta um eixo central alinhado com o eixo central do suporte (16) via o pinoguia (19).
3. Ferramenta de soldadura por fricção (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a sonda (13) é feita de um material tendo uma temperatura de têmpera mais alta do que

Petição 870180133076, de 21/09/2018, pág. 21/27

2/2 um material do suporte (16).
4. Ferramenta de soldadura por fricção (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o material tendo uma temperatura de têmpera mais alta é uma liga à base de níquel.

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