Estudo, conceção e construção de um sistema pneumático de aplicação de carga cíclica para processo de soldadura “pressuring difussion welding”

Abstract

The joining process carried out in the solid state, named Pressuring Diffusion Welding (PDW), is a modified version of Diffusion Welding (DW). In PDW, the load applied to the samples to be joined varies in a sine wave pattern during the whole process instead of being kept constant as in DW. The PDW process produces high strength joints, due to the fact that the load wave pattern enhances rupture of the oxide scales during the initial stages of the joining process. The main objective is to upgrade an existing vacuum furnace, used to produce joints by DW, in order to enable PDW joining; this apparatus should be capable of developing cycling loads between 70 N to 15 kN, with an operative frequency comprised between 0.5 and 5 Hz. This paper will present and discuss the results obtained so far in the design, development and construction of a pneumatic actuation system needed for applying cycling loads to process transient joints by PDW. The whole setup will be presented, which includes the actuator, the force sensor and acquisition system used to evaluate the performance of the pneumatic actuation. The obtained results will also be presented and discussed.

O processo de união conduzido no estado sólido, designado por Pressuring Diffusion Welding (PDW), é uma variante da Soldadura por Difusão (SD). Nas juntas obtidas por PDW, a força aplicada aos materiais a ligar varia sinusoidalmente no decorrer do processo, em vez de ser mantida constante como na SD. O PDW produz juntas de elevada resistência mecânica, em virtude de promover a rotura da película superficial de óxidos durante os instantes iniciais do processo. Pretende-se assim efetuar um “upgrade” a um forno de vazio já existente, que é usado para SD, para efetuar PDW, devendo ser capaz de aplicar cargas cíclicas de 70 N a 15 kN a uma frequência de operação de 0.5 a 5 Hz. Este artigo apresenta e discute os resultados obtidos até esta altura relativamente à conceção, desenvolvimento e construção de um sistema de atuação pneumático dedicado à aplicação de cargas cíclicas para o processamento de juntas por PDW. O equipamento de ensaio será apresentado, o qual inclui o atuador propriamente dito, um sensor de força e o sistema de aquisição de dados usado para avaliar o desempenho da atuação pneumática. Os resultados obtidos nesta fase serão igualmente apresentados e discutidos