BR112020008706A2

BR112020008706A2 - método e aparelho para o tratamento térmico pós-solda de um componente de liga de alumínio soldado, e, componente de liga de alumínio soldado

Info

Publication number: BR112020008706A2
Application number: BR112020008706-8A
Authority: BR
Inventors: Trond Furu; Ole Runar Myhr
Original assignee: Norsk Hydro Asa
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2020-10-13
Also published as: EP3704277A1; CA3080969A1; WO2019086381A1; NO20171746A1; JP2021501692A; JP7237961B2; KR20200078616A; US20210371949A1

Abstract

A invenção se refere a um método e um aparelho para o Tratamento Térmico Pós-Solda (TTPS) de um componente de liga de alumínio soldado e um componente de liga de alumínio soldado tratado de acordo com o método. O componente soldado tem inicialmente zonas afetadas por calor com reduzida capacidade de suporte de carga. O método compreende o fato de que ditas zonas afetadas por calor são localizadas, aplicando uma fonte de calor pelo menos em um primeiro local de ditas zonas afetadas por calor, onde a fonte de calor gera uma temperatura acima de Tmin, e onde a fonte de calor pode ser mantida em dito local por pelo menos um período de tmin. O aparelho compreende uma fonte de calor relativamente móvel com relação ao componente, e adicionalmente sendo capaz de ser posicionada em definidas posições do mesmo, a fonte de calor sendo adicionalmente controlável com relação à temperatura e tempo de permanência que influenciam o calor transferido para o componente em dita posição local. De acordo com a invenção, as áreas de zonas afetadas por calor ao longo da solda são ampliadas por TTPS para a melhor distribuição de força através da solda, provendo assim uma melhoria das propriedades de suporte de carga do componente.

Description

1 / 13 MÉTODO E APARELHO PARA O TRATAMENTO TÉRMICO PÓS- SOLDA DE UM COMPONENTE DE LIGA DE ALUMÍNIO SOLDADO, E,

COMPONENTE DE LIGA DE ALUMÍNIO SOLDADO

[001] A presente invenção se refere a um método e aparelho para o tratamento térmico pós-solda de componentes de liga de alumínio soldados e um componente de liga de alumínio soldado, tratado de acordo com o método.

[002] A baixa densidade de ligas de alumínio em comparação com, por exemplo, aço, resulta em uma alta relação entre resistência e peso. Isso torna as ligas de alumínio atrativas em muitas aplicações estruturais, tais como na indústria automotiva, em estruturas marinhas e no mar, em pontes e em edifícios. Todavia, as ligas de alumínio soldadas apresentam considerável redução de resistência devida à formação de "zonas macias" que resultam de processos de solda. Esse problema representa uma séria limitação do uso de alumínio para aplicações estruturais, uma vez que a capacidade de suporte de carga é significantemente mais baixa na zona de solda em comparação com o material de base não afetado.

[003] Nas normas de projeto atuais para ligas de alumínio, como a Eurocode 9, essa redução de resistência é levada em conta pela introdução de fatores de redução de resistência. Esses fatores podem ser tão baixos quanto 0,5, o que significa que somente 50% da resistência do material de base podem ser utilizados. O fator atual depende do tipo de liga e das condições de processamento. Por conseguinte, soluções inovadoras com relação à soldagem são necessárias para a utilização de resistência completa de alumínio para aplicações estruturais.

[004] A presente invenção representa uma possível solução para o problema de redução de resistência, associado à soldagem. A invenção pode ser aplicada a vários tipos de métodos de soldagem, incluindo métodos de soldagem por fusão, como soldagem em atmosfera de gás inerte com eletrodo fusível (MIG), soldagem em atmosfera de gás inerte com eletrodo de

2 / 13 tungstênio (TIG), métodos a laser e híbridos (por exemplo, Laser + MIG), métodos de transferência de metal a frio (CMT) bem como soldagem com agitação por fricção (FSW).

[005] Com a presente invenção é provido um novo método e novo aparelho para otimização da capacidade de suporte de carga de estruturas de liga de alumínio soldadas por Tratamento Térmico Pós-Solda (TTPS) local.

[006] O método envolve o tratamento térmico pós-solda de um componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor tendo reduzida capacidade de suporte de carga, em que as zonas afetadas por calor são localizadas e onde uma fonte de calor é aplicada pelo menos em um primeiro local de ditas zonas afetadas por calor e onde a fonte de calor gera uma temperatura acima de Tmin, e adicionalmente que a fonte de calor é mantida em dito local por pelo menos um período de tmin.

[007] O aparelho compreende uma fonte de calor relativamente móvel com relação ao componente de liga de alumínio, e adicionalmente sendo capaz de ser posicionada em definidas posições do mesmo, a fonte de calor sendo adicionalmente controlável com relação à temperatura e tempo de permanência que influenciam o calor transferido para o componente em ditas posições.

[008] Para o aquecimento local, diferentes métodos podem ser usados, incluindo aquecimento por indução, aquecimento a laser, aquecimento por resistência elétrica, uma ferramenta de soldagem por agitação e fricção, etc. O conceito pode ser usado para diferentes sistemas de ligas, incluindo ligas de endurecimento por envelhecimento nas séries 4xxx, 6xxx e 7xxx, e ligas de endurecimento por trabalho, particularmente no sistema de 5xxx. O aumento de resistência potencial e correspondentes reduções de peso são particularmente grandes para as ligas de 6xxx devido à alta redução de resistência da Zona Afetada por Calor (ZAC) para esses tipos de ligas. Reduções de peso são não somente uma vantagem com relação ao

3 / 13 peso reduzido da estrutura, mas é também diretamente relacionada aos custos de material.

[009] Diferente tipo de produto ou componentes de alumínio pode ser usado, incluindo perfis extrudados, materiais em chapa produzidos por laminação e ligas de fundição e combinações desses.

[0010] Por esse tratamento térmico pós-solda local, a capacidade de suporte de carga do componente pode ser aumentada significantemente.

[0011] Essas vantagens e vantagens adicionais podem ser obtidas pela invenção como definida nas reivindicações anexas.

[0012] A invenção deve ser adicionalmente descrita por exemplos e figuras, nas quais; a figura 1 ilustra resultados de medições de dureza através de uma solda para uma liga do tipo 6060, a figura 2 ilustra zonas afetadas por calor em ambos os lados de uma solda longitudinal, sem TTPS local, a figura 3 ilustra zonas afetadas por calor em ambos os lados de uma solda longitudinal, depois do TTPS local, a figura 4 ilustra a capacidade de suporte de carga F1 da solda mostrada na figura 2, a figura 5 ilustra a capacidade de suporte de carga F2 da solda mostrada na figura 3, que foi exposta ao TTPS local, a figura 6 ilustra como o local de zonas fracas pode ser manipulado por uma fonte de calor para o TTPS local, a figura 7 ilustra um padrão ao longo do qual uma fonte de calor pode ser movida no TTPS local, a figura 8 ilustra como a posição de uma zona fraca pode ser manipulada de uma maneira controlada, a figura 9 ilustra o uso de um segundo tratamento térmico local,

4 / 13 a figura 10 expõe uma preparação teórica para visualização do efeito pelo TTPS de acordo com a presente invenção, a figura 11 expõe a preparação de verificação do efeito de um rápido TTPS na ZAC, com formatos retilíneos e ondulados, a figura 12 visualiza a tensão efetiva no centro de uma placa de 2 mm de espessura para o limite de elasticidade da ZAC de 115 MPa, com uma ZAC retilínea, a figura 13 visualiza a tensão efetiva no centro de uma placa de 2 mm de espessura para o limite de elasticidade da ZAC de 115 MPa, com uma ZAC abaulada, a figura 14 é uma tabela que mostra um sumário da simulação com base nas amostras na figura 11, a figura 15 expõe um outro exemplo no local de zonas fracas depois do pós-tratamento térmico local, a figura 16 expõe uma seção transversal de um componente soldado exposto a forças em uma direção de solda transversal, a figura 17 expõe uma seção transversal de um componente soldado exposto a pressões em uma direção perpendicular à sua superfície, a figura 18 mostra distribuição de esforços durante o carregamento transversal à solda, como diferentes escalas de cinza, sem TTPS, a figura 19 mostra o local da solda da figura 18 e uma indicação da posição de fratura correspondente ao local da zona macia na zona afetada por calor, sem TTPS, a figura 20 é similar à figura 18 e mostra um padrão de esforço em escala de cinza, mas aqui um TTPS local foi aplicado em termos de aquecimento transversal de acordo com a invenção, a figura 21 mostra traços do TTPS local da figura 20, a figura 22 expõe tensão registrada contra alongamento para as

5 / 13 duas situações descritas nas figuras 18 e 19 e nas figuras 20 e 21, respectivamente.

[0013] A figura 1 ilustra resultados de medições de dureza através de uma solda 11 de uma liga do tipo 6060, que descreve o problema a ser solucionado pela invenção. Zonas macias desde a solda para as bordas 12, 13 na ZAC levam à reduzida capacidade de suporte de carga. Medições de dureza através da solda revelam essas zonas macias.

[0014] A figura 2 ilustra zonas afetadas por calor com bordas 12, 13 em ambos os lados de uma solda longitudinal 11, como mostrado na figura 1. Esse é um estado da técnica local de zonas fracas.

[0015] A figura 3 ilustra o local de zonas afetadas por calor em ambos os lados de uma solda longitudinal 11, depois de TTPS local, de acordo com a presente invenção. Devido a um selecionado Tratamento Térmico Pós-Solda (TTPS) local, as bordas das zonas afetadas por calor 22, 23 são aqui ilustradas como um padrão de ziguezague.

[0016] A figura 4 ilustra a capacidade de suporte de carga F1 da solda 11 mostrada na figura 2.

[0017] A figura 5 ilustra a capacidade de suporte de carga F2 da solda 11 como mostrada na figura 3, que foi exposta ao TTPS local com as bordas 22, 23.

[0018] Pode ser demonstrado que esse TTPS local fornece significantemente mais alta capacidade de suporte de carga de solda cruzada; F2>>F1.

[0019] Isso é devido ao fato de que uma área maior de zonas fracas é adaptada para distribuir as forças. Em algumas regiões, as zonas fracas são paralelas à direção de carregamento.

[0020] O local de zonas fracas pode ser manipulado como segue; a fonte de calor (por exemplo, uma bobina de indução) é movida ao longo de um padrão pré-definido. Esse pode ser um padrão simples, por exemplo, uma

6 / 13 linha retilínea como ilustrada na parte esquerda de a figura 6. Nesse exemplo, a fonte de calor primeiro se move para a posição 1 e a energia é ligada. Então a energia é desligada, e a fonte de calor se move para a posição 2, onde a energia novamente é ligada etc. Isso produz um novo padrão de zona fraca, como ilustrada nas figuras à direita, onde o padrão real 32 (mais à direita) irá se desligar um pouco a partir de um padrão em ziguezague retangular ideal

22. A solda é indicada pelo número de referência 11.

[0021] O padrão da fonte de calor está se movendo ao longo de pode ser complexo e também perpendicular, ou em algum ângulo, com relação à solda. Os padrões podem também ser conformados encurvados, como ilustrado na figura 7, ver, por exemplo, o sinal de referência 33, e eles podem também cruzar a solda 11 uma ou várias vezes. Deve ser entendido que a fonte de calor pode ser ligada durante os movimentos de acordo com esse tipo de padrões, e pode ser desligada durante o movimento entre os padrões a serem afetados por calor.

[0022] O formato (incluindo a largura) e o local dos padrões da fonte de calor, bem como a intensidade (isto é, a energia) que pode ser variável e uma função da posição, podem ser pré-calculados por diferentes ferramentas, como uma combinação de códigos de FE para calcular os ciclos térmicos de solda, que, por sua vez, são alimentados a modelos de material baseados na física, como descritos, por exemplo, em J. K. Holmen, T. Børvik, O.R. Myhr, H. G. Fjær, O. S. Hopperstad. International Journal of Impact Engineering, 84 (2015). Páginas 96-107.

[0023] O conceito de modelação mencionado acima pode também ser usado em combinação com ferramentas de otimização. Redes neuronais superficiais ou ferramentas de software similares podem ser usadas para pesquisar o local, formato e energia ótimos dos padrões de fonte de calor.

[0024] A figura 8 ilustra um exemplo de como a posição de uma zona fraca pode ser movida de uma maneira controlada. Ela expõe uma seção

7 / 13 transversal normal a uma direção de soldagem. O ponto de partida é uma solda de fusão de alumínio, depositada em uma placa de alumínio de 12,5 mm de espessura. As temperaturas de pico são mostradas como regiões com diferentes escalas de cinza, e as correspondentes temperaturas são definidas pela barra de escala esquerda (para detalhes: ver O.R. Myhr e Ø. Grong, ASM Handbook, Volume 6A, Welding Fundamentals e Processes, Factors Influencing Heat Flow in Fusion Welding, 2011:67-81). Para as ligas de alumínio 6xxx-T6, a zona mais fraca na ZAC é usualmente localizada perto da isotérmica de 400 °C, como indicado pela linha (posição original da zona fraca) na figura. Por aplicação de uma fonte de calor na superfície, com posição aproximada como indicada na figura, a ZAC é reaquecida, e as isotérmicas para a temperatura máxima atingida durante esse tratamento térmico local são ilustradas por linhas brancas. Essas isotérmicas são estimativas grosseiras com base em simulações prévias em similares estruturas de alumínio. Como mostrado na figura, a linha branca para a isotérmica de 400 ºC é agora movida para uma posição ainda mais longe da linha central de solda, e a zona mais fraca da solda irá corresponder estreitamente a essa posição.

[0025] É possível não somente mover e ampliar a posição das zonas fracas, como descrito acima. Por meio do uso de um segundo tratamento térmico local em seguida ao primeiro, o envelhecimento artificial pode ser obtido em regiões nas quais a temperatura excedeu cerca de 460-480 ºC no primeiro ciclo de aquecimento local, ver a figura 9.

[0026] Um completo tratamento térmico de solução requer provavelmente temperaturas superiores a 520 ºC, dependendo da composição de liga e como a liga foi processada. A condição de dureza inicial é particularmente importante, e a condição T4 requer uma temperatura mais baixa para colocar Mg e Si em solução sólida em comparação com T6 ou T7, uma vez que as partículas de endurecimento (isto é, grupos para a condição

8 / 13 T4) são menores para a antiga dureza em comparação com as duas últimas.

[0027] Todavia, um tratamento térmico de solução “parcial”, que irá fornecer alguma resposta a um segundo ciclo de envelhecimento terá lugar para temperaturas mais baixas, inferiores a aproximadamente 460-480 ºC.

[0028] A parte direita da figura 9 ilustra um segundo aquecimento local, no qual as temperaturas são mantidas por algum tempo entre cerca de 180-250 ºC. O limite de elasticidade irá então aumentar significantemente, dependendo do ciclo de temperatura atual em cada posição. A posição (isto é, “padrão) que a fonte de calor folhos bem como a energia aplicada são usualmente diferentes no segundo ciclo de aquecimento em comparação com o primeiro.

[0029] Partindo do tratamento térmico de acordo com a invenção e como explicado com relação à figura 5, referência é feita à figura 10, que mostra uma vista superior de uma metade da placa soldada, em que a linha de simetria vertical ao longo da solda é mostrada. Aqui, a posição 0 indica o metal de solda, 1 indica uma zona T4, a posição 2 e 4 indica os limites externos da ZAC em seguida à operação de solda e o subsequente tratamento térmico. Um “dedo” na posição 3 representa uma zona da ZAC, que foi tratada termicamente para resistir às cargas similares àquelas da mencionada zona T4. A posição 5 representa uma zona T6, na qual as propriedades de suporte de carga não foram afetadas pela operação de soldagem.

[0030] Com referência aos comprimentos L1, L2, L3 e L como descritos na figura. O seguinte pode ser preparado para a resistência à tração final (UTS) na posições 0 – 5:

0. UTS_Metal de solda

1. UTS_T4

2. ((L1+L2)*UTS_ZAC+L3*UTS_T4)/L

3. (L1*UTS_T6+L2*UTS_ZAC+L3*UTS_T4)/L

4. (L1*UTS_T6+(L2+L3)*UTS_ZAC)/L

9 / 13

5. UTS_T6

[0031] O seguinte exemplo numérico mostra como as relações dadas acima podem ser usadas para estimar o efeito de aplicação de um TTPS no aumento resultante na capacidade de suporte de carga.

[0032] Exemplo: L = 200 mm, L1 = 45 mm, L2 = 5 mm, L3 = 150 mm, UTS_T4 = 200 MPa, UTS_ZAC = 150 MPa, UTS_T6 = 300 MPa

[0033] A partir das relações acima, chegamos aos seguintes valores para a resistência à tração final (UTS) para posições 1 a 5:

1. UTS = 200 MPa

2. UTS = 187,5 MPa

3. UTS = 221,3 MPa

4. UTS = 183,8 MPa

5. UTS = 300 MPa

[0034] Consequentemente, a UTS mínima para o componente, no presente exemplo, correspondente à capacidade de suporte de carga, é 183,8 MPa. A correspondente capacidade de suporte de carga para um componente soldado, no qual não é feito qualquer TTPS, é 150 MPa. Consequentemente, o aumento estimado em capacidade de suporte de carga para a realização do TTPS é 22,3%.

[0035] Pela realização de um tratamento térmico separado na zona 1, pode ser possível aumentar a resistência à tração final (UTS) nessa zona. A zona 1 na figura 9 correspondente às zonas macias na ZAC como mostrada na figura 3, isto é, entre a solda 11 e a borda da ZAC 12. Por meio da realização de um ótimo tratamento térmico pós-solda nessa zona, a resistência do material pode ser melhorada, até uma resistência similar a T6. A aplicação da metodologia de TTPS, descrita acima, pode também ser utilizada para aumentar a resistência no metal de solda, isto é, a zona 0 na figura 10. O possível aumento de resistência metal de solda depende da composição química resultante nessa zona, que é dada a partir da composição do material

10 / 13 de base e do arame de enchimento, respectivamente, e a assim chamada “diluição”, que define a razão relativa de arame de enchimento e base material no metal de solda.

[0036] O efeito de um rápido Tratamento de TTPS resultando em um significante reforço da zona com uma dissolução completa de partículas em comparação com a zona ZAC de resistência mínima foi investigado por simulações. Na figura 11, quatro amostras com base na placa de espessura de 2 mm e quatro amostras com base em placa de espessura de 5 mm são dadas. Em cada um desses grupos existem amostras com dois valores diferentes de limite de elasticidade nas zonas ZAC de resistência mínima (115 MPa e 125 MPa), e, adicionalmente, com uma ZAC retilínea e uma ZAC ondulada, a última sendo criada por aquecimento local por indução.

[0037] Na figura 12 é visualizada a tensão efetiva no centro de uma placa de 2 mm de espessura para o limite de elasticidade da ZAC de 115 MPa, com uma ZAC retilínea.

[0038] A figura 13 visualiza a tensão efetiva no centro de uma placa de 2 mm de espessura para o limite de elasticidade da ZAC de 115 MPa, com uma ZAC abaulada.

[0039] Visualizações similares àquelas mostradas na figura 12 e 13 foram realizadas para todas das oito amostras.

[0040] A figura 14 expõe um sumário da simulação com base nas amostras na figura 11. A figura ilustra claramente que, com um formato retilíneo da ZAC, a resistência transversal é limitada pela resistência de ZAC, mas, com um formato ondulado de ZAC, a capacidade de suporte de carga total é fortemente, pois uma tensão de carga transversal muito mais alta deve ser imposta antes de uma severa elasticidade local ter lugar. Os resultados também indicam uma melhor absorção de energia, pois o alongamento transversal é aproximadamente 50% maior para o mesmo valor do esforço local máximo.

11 / 13

[0041] Por exemplo, por comparação das amostras 111 e 121 de ambas as placas relacionadas de 2 mm de espessura, mas com formatos de ZAC retilíneo e ondulado, respectivamente, mostra-se que a carga de tensão transversal simulada aumentou de 189 MPa para 234 MPa.

[0042] As presentes simulações suportam que a resistência de um componente de alumínio soldado pode ser aumentada por uma modificação do formato geométrico da ZAC. Os exemplos suportam que o formato do material de base restante deve preferencialmente ser dedos estreitos retilíneos dentro da zona mais macia, ao invés de ter um formato em ziguezague ou um formato plano. A melhoria da resistência é mostrada para ser maior quando a largura de ZAC para com a espessura de placa é maior. Acredita-se que o efeito seria mais forte se a TTPS fosse aplicada para aumentar a resistência da região «T4» interna.

[0043] Na figura 15 é mostrado um exemplo no local das zonas fracas 22’, depois do tratamento térmico pós-solda local, que poderia ser aplicado para diferentes situações de carregamento. O local das zonas fracas em seguida à operação de soldagem é indicado em 12’, 13’. Forças de carga na vida real podem ser transversais ou paralelas à solda (forças de cisalhamento atuando em direções opostas em cada um dos lados da solda 11), ou uma combinação. As forças podem também atuar no plano ou fora do plano. As forças podem ser distribuídas ou atuar como cargas concentradas.

[0044] As forças podem também atuar em virtude de uma pressão imposta perpendicular à superfície de um componente ou produto. Além disso, esse tipo de carga pode ser um carregamento de sopro, que atua com uma alta velocidade sobre o componente ou produto.

[0045] A figura 16 expõe uma seção transversal de um componente soldado exposto às forças em uma direção transversal contra a solda 11.

[0046] A figura 17 expõe uma seção transversal de um componente soldado exposto às pressões em uma direção perpendicular contra sua

12 / 13 superfície. A solda é exposta em 11’. Verificação experimental do conceito:

[0047] A figura 18 mostra a distribuição de esforços durante o carregamento através de uma solda quando nenhum TTPS local foi aplicado. Tensões principais durante o carregamento transversal a uma solda foram obtidas por Correlação de Imagem Digital (CID) quando nenhum aquecimento transversal (nenhum TTPS local) foi aplicado.

[0048] Nessa configuração experimental, a solda foi realizada por uma solda MIG, mas padrões de tensão similares estariam presentes por uso de outras técnicas de soldagem, por exemplo, se a soldagem for feita por soldagem com agitação por fricção.

[0049] Na figura, a distribuição de esforços é mostrada como diferentes escalas de cinza. É evidente dessa figura que os esforços são acumulados ao longo de duas linhas paralelas à solda, isto é, as regiões brancas, que seguem estreitamente as zonas afetadas por calor (ZAC) que são localizadas em cada lado da solda. Essa é a situação normal durante o carregamento transversal à uma direção de solda quando nenhum aquecimento local é aplicado, isto é, sem TTPS.

[0050] A figura 19 expõe local da solda da figura 18 e uma indicação de a posição de fratura correspondente ao local da zona macia na zona afetada por calor.

[0051] A figura 20 expõe a distribuição de esforços durante o carregamento através da solda quando o TTPS local foi aplicado. A figura 21 expõe o local de solda e a indicação da posição dos padrões locais de TTPS impostos. O local da fratura é também mostrado.

[0052] As figuras 20 e 21 são similares às figuras 18 e 19, respectivamente, mas para o caso no qual a TTPS local em termos de aquecimento transversal por uma fonte de agitação e fricção foi aplicada. Todavia, para esse TTPS local, qualquer fonte de calor apropriada, tal como

13 / 13 laser, poderia ter sido aplicada. O padrão de esforço resultante, mostrado na figura 20, difere significantemente daquele na figura 18, pois os esforços fornecem um padrão quase regular. A figura 21 mostra traços do TTPS local bem como a posição da solda MIG, e também a posição da fratura.

[0053] A figura 22 mostra tensão registrada contra alongamento para os dois casos diferentes descritos acima, isto é, nenhuma aplicação de qualquer fonte de calor local (linha tracejada), e aplicação da fonte de calor local transversal à solda de acordo com a invenção (linha sólida).

[0054] Os diferentes padrões de esforços, como mostrados na figura 18 e na figura 20, fornecem diferente resposta durante o carregamento transversal, como mostrado na figura 22. Dessa figura, é evidente que a amostra com o padrão local de TTPS fornece um melhor desempenho global que uma sem. Consequentemente, tanto a tensão máxima bem como o alongamento até a fratura são melhores para a amostra com TTPS local de acordo com a invenção em comparação com uma sem.

[0055] Deve ser entendido que, na vida real, o projeto e o arranjo do padrão influenciado por calor devem ser otimizados com relação às cargas de projeto atuais e podem ser diferentes para diferentes ligas de alumínio e diferentes combinações de soluções de multimaterial.

[0056] Ainda, a fonte de calor pode ser movida em qualquer configuração que fornece o resultado de acordo com a invenção. Por exemplo, ela pode ser movida em um padrão de circulação básico, que pode ser combinado com um movimento de propagação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para o tratamento térmico pós-solda de um componente de liga de alumínio soldado, a solda tendo uma extensão (e) com zonas afetadas por calor de reduzida capacidade de suporte de carga, caracterizado pelas seguintes etapas: - localizar as ditas zonas afetadas por calor, - aplicar uma fonte de calor pelo menos em um primeiro local de ditas zonas afetadas por calor, - onde a fonte de calor gera uma temperatura acima de Tmin, - e onde a fonte de calor é mantida em dito local por pelo menos um período de tmin, - a fonte de calor é removida de dito primeiro local depois do lapso de período tmin e sendo aplicada em um segundo local ao longo da extensão da solda a uma pré-definida distância a partir de dito primeiro local, - em que a área das zonas afetadas por calor é ampliada para a melhor distribuição de força através da solda por tratamento térmico pós- solda local.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que - depois do lapso de período tmin, a fonte de calor é movida em contato com o dito componente de liga de alumínio.

3. Método de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que - a fonte de calor é movida em uma direção transversal às zonas afetadas por calor.

4. Método de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é movida em um padrão de ziguezague retangular.

5. Método de acordo com as reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é movida de acordo com linhas e curvas pré- calculadas para formar as zonas afetadas por calor (figura 7).

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solda é tratada por TTPS local.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em seguida ao TTPS, o componente de liga de alumínio é tratado termicamente em um forno de recozimento.

8. Aparelho para o tratamento térmico pós-solda de um componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor tendo reduzida capacidade de suporte de carga, a solda tendo uma extensão (e), compreendendo uma fonte de calor relativamente móvel com relação ao componente, e adicionalmente sendo capaz de ser posicionada em definidas posições da mesma ao longo da solda, a fonte de calor sendo adicionalmente controlável com relação à temperatura e tempo de residência que influenciam o calor transferido para o componente em ditas posições, caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é adicionalmente controlada de uma maneira na qual as áreas de zonas afetadas por calor ao longo da solda são ampliadas passo a passo para a melhor distribuição de força através da solda por tratamento térmico pós-solda local.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é afixada a um equipamento de soldagem que se move ao longo do componente.

10. Aparelho de acordo com a reivindicação 8,

caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é estacionária enquanto o componente é movido.

11. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é controlada por um PLC programável.

12. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a fonte de calor é afixada a um manipulador ou robô que é controlado por um PLC programável.

13. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor tratadas de acordo com o tratamento térmico pós-solda local como definido nas reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as áreas de zonas afetadas por calor ao longo da solda são ampliadas passo a passo por TTPS para a melhor distribuição de força através da solda, provendo assim uma melhoria das propriedades de suporte de carga do componente.

14. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que as áreas adicionais de zonas afetadas por calor por TTPS ao longo da solda têm uma orientação diferente daquela da direção principal da solda.

15. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 13 a 14, caracterizado pelo fato de que as áreas adicionais de zonas afetadas por calor por TTPS ao longo da solda são orientadas de uma tal maneira que aumente a capacidade de suporte de carga na ZAC por melhoria da capacidade do material a resistir às forças de cisalhamento.

16. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 13 a 15, caracterizado pelo fato de que as áreas adicionais de zonas afetadas por calor por TTPS ao longo da solda têm um padrão de ziguezague.

17. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 13 a 16, caracterizado pelo fato de que as áreas de zonas afetadas por calor ao longo da solda por TTPS são ampliadas passo a passo para a melhor distribuição de força através da solda e são orientadas de uma tal maneira que a capacidade de suporte de carga na ZAC possa ser calculada como segue;

0. UTS_Metal de solda

1. UTS_T4

2. ((L1+L2)*UTS_ZAC+L3*UTS_T4)/L

3. (L1*UTS_T6+L2*UTS_ZAC+L3*UTS_T4)/L

4. (L1*UTS_T6+(L2+L3)*UTS_ZAC)/L

5. UTS_T6 onde a posição 0 indica o metal de solda, 1 indica uma zona T4, posições 2 e 4 indicam os limites externos da ZAC em seguida à operação de solda e o subsequente tratamento térmico, um “dedo” na posição 3 representam uma zona da ZAC, que foi tratada termicamente para resistir às cargas similares àquelas da mencionada zona T4 e posição 5 representa uma zona T6, na qual as propriedades de suporte de carga não foram afetadas pela operação de soldagem.

18. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 13 a 17, caracterizado pelo fato de que o componente compreende pelo menos uma dentre uma parte extrudada, uma parte laminada ou uma parte moldada.

19. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com qualquer das reivindicações anteriores 13 a 18, caracterizado pelo fato de que o componente é soldado a um componente de uma diferente liga de alumínio, e pode ser uma liga 6082 soldada a uma liga 6005.

20. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores 13 a 19, caracterizado pelo fato de que o componente é soldado a um componente de um material metálico diferente de alumínio ou uma liga de alumínio

21. Componente de liga de alumínio soldado com zonas afetadas por calor de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o componente é soldado a um aço ou um componente de liga de aço.