Um Estudo das Influências do Tratamento Superficial, da Quantidade e da Inclinação de Pinos em Juntas Híbridas Metal-Compósito

Lucas Pisa Carnio¹; Pedro Albertinase Franzoni¹; Igor Oliveira Felice¹; Iaroslav Skhabovskyi¹; Núbia dos Santos Saad¹; Ruham Pablo Reis¹

¹ Universidade Federal de Uberlândia (UFU)

Resumo

Um dos maiores desafios da indústria aeroespacial é otimizar a relação entre peso e resistência mecânica dos componentes estruturais. Nesse sentido, há uma grande tendência em substituir elementos metálicos por elementos fabricados em materiais compósitos de matriz polimérica, tendo em vista que apresentam menor densidade e demonstram resistência mecânica adequada para certas aplicações. Em contrapartida, em algumas seções aeronáuticas, o uso de metais é imprescindível. Com isso, é necessário o desenvolvimento de estudos que busquem caracterizar e identificar avanços na junção entre os compósitos e metais. Este estudo utilizou do conceito de juntas híbridas (combinação de travamento mecânico e adesivo) para unir chapas de metal e material compósito polimérico. Através do método de soldagem CMT PIN, os pinos com cabeça abaulada foram produzidos sobre a estrutura metálica. O presente trabalho tem como objetivo estudar a influência de tratamento superficial da parte metálica, quantidade e inclinação dos pinos em união híbrida metal-compósito em junta sobreposta, simulando um carregamento comum presente em juntas de aeronaves. Para isso, foram fabricadas juntas de aço e compósito polimérico reforçado com fibra de vidro unidas pelo método híbrido e adesivo (para comparar). Para testar as juntas, foi realizado teste de cisalhamento por tração e posteriormente analisados valores de carga máxima, curva carga aplicada versus deslocamento. O acréscimo de massa também foi considerado. Os resultados mostraram que o tratamento superficial da parte metálica da junta metal compósito mostrou sua influência suportando uma carga máxima maior (33 % maior). A quantidade dos pinos (6 e 15) não houve grande diferença nos resultados e a inclinação dos pinos em 15° favoreceram ligeiramente melhores resultados em relação às outras inclinações avaliadas (0°, 25° e 35°).

Palavras-chave: Juntas híbridas metal-compósito; tratamento superficial; quantidade dos pinos; inclinação dos pinos; CMT (Cold-Metal Transfer) PIN