AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E DAS CARACTERÍSTICAS DE SUPERFÍCIE DA SOLDAGEM ELÉTRICA EM FIOS DE AÇO, NiTi e TMA.

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1 UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO MESTRADO EM ORTODONTIA AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E DAS CARACTERÍSTICAS DE SUPERFÍCIE DA SOLDAGEM ELÉTRICA EM FIOS DE AÇO, NiTi e TMA. HENRIQUE OLIVEIRA FEITOSA SÃO PAULO 2015

2 HENRIQUE OLIVEIRA FEITOSA AVALIAÇÃO DA RESISTÊNCIA À TRAÇÃO E DAS CARACTERÍSTICAS DE SUPERFÍCIE DA SOLDAGEM ELÉTRICA EM FIOS DE AÇO, NiTi e TMA. Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado da Universidade Cidade de São Paulo, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre em Ortodontia. Orientador: Prof. Dr. Acácio Fuziy SÃO PAULO 2015

3 FEITOSA, HO. Avaliação da resistência à tração e das características de superfície da soldagem elétrica em fios de aço, NiTi e TMA. [Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; São Paulo, 26/01/2015 Banca Examinadora 1. Prof. Dr. Acácio Fuziy (Orientador) Julgamento: Assinatura: 2. Profa. Dra. Tarcila Triviño (Henrique confira) Julgamento: Assinatura: 3. Prof. Dr. Gustavo Mattos Barreto Julgamento: Assinatura: Resultado:

4 FEITOSA, HO. Avaliação da resistência à tração e das características de superfície da soldagem elétrica em fios de aço, NiTi e TMA. [Dissertação de Mestrado]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; RESUMO Alguns dispositivos ortodônticos disponíveis no mercado necessitam ser soldados a outras partes do aparelho para a realização de algumas mecânicas na Ortodontia. A soldagem térmica, elétrica ou a retenção mecânica são alternativas para realização da união desses acessórios ao aparelho ortodôntico. Com a evolução das ligas metálicas, surgiram os fios ortodônticos de níquel-titânio (NiTi) e titânio-molibdênio (TMA), e os seus empregos foram difundidos na Ortodontia. Da mesma maneira, a máquina de solda ponto foi aperfeiçoada e passou a soldar ligas de NiTi, além do aço inoxidável e do TMA. Assim sendo, este trabalho avaliou a resistência à tração e as características de superfície da solda entre dois segmentos de fios ortodônticos de aço inoxidável, NiTi e TMA de três marcas comerciais diferentes (Morelli, RMO e Ormco. Para tanto, foi realizada soldagem elétrica de segmentos de fios ortodônticos, totalizando 108 espécimes (n=12), por meio da máquina de soldagem elétrica modelo SMP 3000 (Kernit Ind. e Comércio LTDA, Indaiatuba, São Paulo, Brasil). Após a soldagem, foram analisadas características microscópicas da solda, por meio da metalografia, aspectos mecânicos de resistência à tração, com auxílio da máquina de ensaio de tração (INSTRON), e aspectos microscópicos da superfície de união pós-ruptura, por meio do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os dados obtidos foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) e Tukey (p<0,05). Foi observado que, independente do fabricante, o fio de NiTi apresentou menor resistência à tração e o de TMA da marca comercial RMO teve resistência significativamente superior às demais marcas comerciais utilizadas nesse estudo. Pôde-se concluir que o tipo de liga exerceu maior influência na resistência à tração e nas características microscópicas da solda do que a marca comercial dos fios ortodônticos testados. Palavras-chave: Soldagem; Fios ortodônticos; Resistência à tração.

5 FEITOSA, HO. Evaluation of tensile strength and surface characteristics of the electric welding in stainless steel, NiTi and TMA wires. [Dissertation]. São Paulo: Universidade Cidade de São Paulo; 2014 ABSTRACT Some orthodontic appliances available in the market need to be welded to other parts of the braces for peforming certain mechanics in Orthodontics. Thermal and electrical welding or mechanical retention are alternatives for realization of the union of these accessories to braces. Due to alloys s evolution, nickel-titanium (NiTi) and titanium-molybdenum (TMA) orthodontics wires had widespread use in Orthodontics. The spot welding machine was improved and employed to weld NiTi alloys, besides stainless steel and TMA. Therefore, this study evaluated the tensile strength and weld surface features between two segments of stainless steel, NiTi and TMA orthodontic wires and three different brands (Morelli, RMO and Ormco). Electric welding was performed in orthodontic wires segments, totaling 108 specimens (n = 12) by electric welding machine SMP 3000 model (Kernit LTDA, Indaiatuba, Sao Paulo, Brazil). After welding, the microscopic features were analyzed through metallography test, the mechanical aspects of tensile strength were examined by tensile testing machine (Instron) and surface aspects of post-rupture joint were observed through the electron microscope (SEM). The data were submitted to analysis of variance (ANOVA) and Tukey test (p <0.05). It was noted that, regardless of manufacturer, the NiTi wire had the lowest tensile strength and the TMA by RMO had significantly greater resistance than the others manufactures used in this study. Thus, the type of alloy had a greater influence on the tensile strength and microscopic features of the weld than the manufactures of orthodontic wires tested. Henrique adeque o abstract seguindo as alterações no seu resumo Keywords: Welding; Orthodontic wires; Tensile strenght

6 LISTA DE FIGURAS Figura 1: Máquina de solda ponto Figura 2: Máquina Instron Figura 3: Microscópio eletrônico de varredura Figura 4: Segmento de fio de aço contornado; padronização com auxílio do compasso de ponta seca calibrado em 25 mm de abertura Figura 5: Eletrodo utilizado para soldagem Figura 6: Fio contornado e devidamente posicionado para soldagem.. 23 Figura 7: Remoção do cilindro de PVC da base de resina acrílica do corpo de prova Figura 8: Polimento do corpo de prova na politriz Figura 9: Ataque com reagente ácido Figura 10: Corpo de prova constituído por um segmento de fio de aço contornado, soldado e embutido em base de resina acrílica, inserida em cilindro de tubo de PVC Figura 11: Sistema corpo de prova/instron Figura 12: Segmentos de fios que envolviam a área de ruptura da solda, fixados sobre placa de metal (stub) Figura 13: Fio conformado e sendo soldado Figura 14: Corpo de prova sendo submetido a teste de resistência à tração Figura 15: Análise metalográfica da solda do fio de aço da marca Morelli Figura 16: Imagens de fio de aço da marca Ormco obtidas por meio do MEV Figura 17: Imagens de fio de NiTi da marca Ormco obtidas por meio do MEV Figura 18: Imagens de fio de TMA da marca Ormco obtidas por meio do MEV... 40

7 LISTA DE TABELAS E GRÁFICOS Tabela 1 Medidas de posição e dispersão da força de resistência à tração em Newtons (N) para cada tipo de liga metálica e fabricante Gráfico 1: Boxplots da força de resistência à tração ordenado pelas ligas de um mesmo fabricante Gráfico 2: Boxplots da força de resistência à tração ordenado conforme o fabricante por liga... 37

8 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Principais Fios Utilizados em Ortodontia Aço Inoxidável Níquel-Titânio (NiTi) Titânio-Molibdênio (ou Beta-Titânio ou TMA) Soldagem Elétrica PROPOSIÇÃO Objetivo Geral Objetivos Específicos MATERIAL E MÉTODOS Material Material da amostra Material complementar Métodos Formação dos grupos Soldagem dos fios Avaliação da solda por meio da metalografia Embutimento Lixamento Polimento Ataque com reagente ácido e interpretação das imagens Teste de resistência à tração Avaliação pós-ruptura por meio do MEV Obtenção de dados e análise estatística ARTIGO CIENTÍFICO REFERÊNCIAS ANEXOS... 47

9 1. INTRODUÇÃO Várias são as oportunidades nas quais o cirurgião-dentista vê a necessidade de unir peças metálicas pelo processo conhecido como soldagem, que é a união íntima e permanente de dois ou mais elementos metálicos. Este procedimento é muito utilizado na união de acessórios ou na confecção de aparelhos ortodônticos (VAN NOORT, 1994). Os acessórios ortodônticos que possuem solda devem ser capazes de resistir às forças geradas durante a mastigação, visto que quando quebrados podem ocasionar irritação dos tecidos, perda de ancoragem, movimentos dentários indesejáveis, deglutição ou aspiração das peças quebradas (O TOOLE; FURNISH; VON FRAUNHOFER, 1985). Como uma alternativa para dispositivos ortodônticos soldados, a indústria tem desenvolvido ganchos pré-fabricados. Estes dispositivos podem ser aplicados de maneira fácil e rápida em qualquer posição ao longo do arco ortodôntico, otimizando o tempo clínico gasto. Entretanto, os ganchos prensáveis podem se deslocar e afetar de forma negativa a mecânica conduzida. Assim sendo, os dispositivos soldados continuam a possuir melhores propriedades mecânicas (NASCIMENTO et al., 2012). Os fios ortodônticos mais utilizados que, em conjunto com os braquetes, geram forças biomecânicas capazes de provocar movimentações dentárias são compostos por três tipos de ligas metálicas: aço inoxidável (aço), níquel-titânio (NiTi) e titânio-molibdênio (TMA). Ao passo que o aço possui soldabilidade comprovada cientificamente, o NiTi e o TMA apresentam a capacidade de soldagem clinicamente satisfatória (DONOVAN, BRANTLEY; CONOVER, 1984; NELSON; BURSTONE; GOLDBERG, 1987). Fatores como calibre e tipo de liga metálica do fio, tipo de máquina de solda utilizada, a forma e pressão dos eletrodos, entre outros, podem influenciar as características mecânicas de união entre os fios ortodônticos (ANGELINE, 1989).

10 Devido à importância da qualidade da soldagem elétrica realizada em ligas metálicas constituintes de fios ortodônticos, durante as mais variadas fases do tratamento ortodôntico, este estudo teve por objetivo avaliar a resistência à tração da solda elétrica e as características de superfície entre dois segmentos de fios ortodônticos de aço inoxidável, NiTi e TMA soldados e de três marcas comerciais diferentes (Morelli, RMO e Ormco).

11 2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1 Principais Fios Utilizados em Ortodontia O francês Pierre Fauchard, em 1728, idealizou o que pode ser considerado o primeiro protótipo de arco ortodôntico. O dispositivo chamado de Bandelette consistia numa tira de metal em forma da letra U, que servia para dar forma ao arco dentário, na qual amarrias de prata ou latão contornavam os dentes, passando por orifícios presentes na tira e eram torcidos de maneira que o dente fosse tracionado em direção ao bandelette. Seguindo a mesma idéia, Angle desenhou seu aparelho (arco E), que continha um arco por vestibular fixado às bandas nos molares. Em seguida, realizou frequentes modificações em seus aparelhos que culminaram com a invenção do que se tornou notoriamente conhecido por Edgewise, no qual o fio ortodôntico passou a ser inserido em uma canaleta horizontal do braquete, como ocorre até os dias atuais (GRABER; VANARSDALL, 1996). No início do século XX, o ouro, a prata, o bronze e o latão eram os materiais disponíveis para o uso em aparelhos ortodônticos. Após a I Guerra Mundial, a invasão do aço na indústria contaminou também a Ortodontia, que passou a utilizálo como rotina. O uso do aço inoxidável ocorre até hoje e, paulatinamente, vai cedendo espaço a novos materiais (PHILLIP; SKINNER, 2000). Diversos dispositivos ortodônticos são constituídos por ligas metálicas, que consiste na mistura de um ou mais elementos metálicos com o objetivo de aproveitar as propriedades favoráveis de cada um. Para as ligas dos fios ortodônticos, as propriedades desejáveis incluem: grande elasticidade, baixa rigidez, facilidade em ser contorneada, alta capacidade de armazenar energia, biocompatibilidade, estabilidade no meio ambiente e capacidade de ser soldada (KAPILA et al., 1990). Os fios ortodônticos constituídos pelas ligas de aço inoxidável, NiTi e TMA são os mais utilizados na prática da Ortodontia Contemporânea.

12 2.1.1 Aço Inoxidável O aço inoxidável substituiu os metais preciosos por causa de sua melhor resistência mecânica e elasticidade com equivalente resistência a corrosão na presença de fluidos bucais (PROFFIT; FIELDS; SARVER, 2007), sendo esta última característica uma de suas grandes vantagens (RENFROE, 1975). Existe uma grande variedade de ligas de aço inoxidável que diferem entre si quanto ao teor dos elementos químicos e à estrutura cristalina. Elas podem ser classificadas em função de sua estrutura cristalina em ferríticos (com estrutura cristalina cúbica de corpo centrado, igual a do aço carbono), austeníticos (com estrutura cristalina cúbica de faces centradas) e martensíticos (com estrutura tetragonal de corpo centrado, que pode ser considerada como uma distorção da estrutura cúbica de corpo centrado) (ALMEIDA; MARIUZZO; FERREIRA, 1996). Os utilizados em Ortodontia possuem estrutura cristalina austenítica e sua composição média é de 18% de cromo, 8% de níquel, 0,08 a 0,015% de carbono e o restante de ferro. As porcentagens de cromo e níquel dão nome a este tipo de aço 18-8 (PHILLIP; SKINNER, 2000). As ligas de aço inoxidável apresentam boas propriedades mecânicas e baixo custo e por isso são as mais utilizadas na confecção de quase todos os componentes do aparelho fixo. As principais características desta liga são: alto módulo de elasticidade, sendo que nas fases iniciais do tratamento, alinhamento e nivelamento, é recomendado o uso de arcos de baixo calibre, em que são inseridas alças para reduzir a rigidez do fio; baixo módulo de resiliência, ou seja, promove absorção de pouca energia, o que implica na produção de forças mais pesadas e que se dissipam rapidamente, necessitando de ativações mais constantes; alta tenacidade ou plasticidade, característica que permite ser dobrado com pequeno risco de fratura; biocompatibilidade, resistente à corrosão e ao manchamento; e possibilidade de receber solda térmica e elétrica (KAPILA et al., 1990). A fácil manipulação deste material o indica para a aplicação em diferentes estágios do tratamento ortodôntico. Atualmente o aço é empregado nas etapas do tratamento cujo contorno dos arcos deva ser estável, visando à manutenção das

13 dimensões transversais e forma dos arcos dentários. A combinação da alta rigidez com o menor atrito na interface fio / canaleta do braquete, quando comparado às demais ligas, faz do aço o fio de eleição para fechamento de espaços por deslizamento (GURGEL; RAMOS; KERR, 2001) Níquel-Titânio (NiTi) A utilização comercial da liga NiTi iniciou na década de 60 quando William F. Buehler desenvolveu uma liga de composição equiatômica chamada NITINOL. Esta sigla usa as letras da composição atômica (Ni-Ti) somadas as iniciais do local das pesquisas (Naval Ordenance Laboratory - NOL) (ANDREASEN; MORROW, 1978; BARRAS; MYERS, 2000). O surgimento dessa liga tinha como finalidade a construção de antenas a serem utilizadas no programa espacial americano. Andreasen foi o primeiro pesquisador a cogitar o uso da liga 50% de Ni e 50% de Ti na Odontologia (ANDREASEN; HILLEMAN, 1971; ANDREASEN; BRADY, 1972). O que torna a liga de NiTi um dos materiais mais importantes na Ortodontia Moderna é a sua biocompatibilidade, resistência à corrosão, superelasticidade e efeito memória de forma (BARRAS; MYERS, 2000). As ligas de níquel titânio também apresentam disposições cristalográficas típicas que conferem particularidades mecânicas importantes para o uso ortodôntico. Para esta liga, a grade espacial de forma cúbica de corpo centrado indica a fase austenítica, que compreende a forma mais rígida. Em contrapartida a estrutura cristalina hexagonal compacta representa a forma menos rígida, denominada fase martensítica. Se o fio for trabalhado a frio formará uma liga de NiTi martensítica estável. Este fio não apresentará capacidade de mudança de configuração cristalina (transformação martensítica), e seu comportamento será semelhante ao fio de aço trançado e de baixo calibre. Quando os fios de NiTi são submetidos ao processo de fabricação sob altas temperaturas, uma propriedade peculiar é incorporada e o fio de NiTi passa a apresentar uma fase austenítica inicial, entretanto com a capacidade de transformação martensítica (MIURA et al., 1986).

14 A memória de forma é decorrente das transformações cristalográficas sob mudanças de temperatura e tensão. Esta memória de forma ocorre porque em sua fabricação a liga é aquecida e moldada sob a forma de um arco ideal, com a estrutura cristalina arranjada na forma martensítica. Quando resfriada à temperatura ambiente, o arco de níquel-titânio modifica-se no arranjo cristalino e assume a conformação denominada austenítica. O fio é então posicionado nos braquetes, o que leva à sua deformação. Na temperatura bucal (em torno de 37ºC) a grade cristalina é induzida a retornar para a conformação martensítica e, com isso, como se possuísse memória, retorna à forma original de um arco ideal (KAPILA et al., 1990). Os fios constituídos pela liga de NiTi possuem uma série de vantagens, dentre elas: menos trocas de arcos, menor tempo de consulta, nivelamento e correção de giroversões em menos tempo, e com menos desconforto para o paciente, etc. Estes fios podem sustentar grandes deflexões devido ao baixo módulo de elasticidade. Eles são seis vezes mais elásticos quando comparados aos fios de aço inoxidável do mesmo calibre e secção transversal. Esta característica permite ao ortodontista o uso dos arcos de NiTi nas fases de alinhamento e nivelamento e em más oclusões com grande desalinhamento. Eles apresentam alto módulo de resiliência, isto é, quando deformados, guardam grande quantidade de energia, que é liberada em forma de forças ortodônticas leves e de longa duração. Exercem cargas mais fisiológicas, acelerando a movimentação dentária e atuam por mais tempo, o que justifica a necessidade por menos trocas de arcos. Outra vantagem do fio de NiTi é verificado quando um fio retangular pode ser colocado nos primeiros estágios do tratamento, pois as rotações, o nivelamento, a correção das inclinações e torques podem ser realizados simultaneamente. Para isso, é necessário que o paciente esteja utilizando braquetes pré-ajustados, pois a baixa plasticidade destes fios limita as inserções de dobras (ANDREASEN; MORROW, 1978). A pouca formabilidade e a não aceitação de solda fazem parte das limitações dos fios de NiTi. É possível apenas realizar dobras discretas e arredondadas (GURGEL; RAMOS; KERR, 2001).

15 2.1.3 Titânio-Molibdênio (ou Beta-Titânio ou TMA) A liga de titânio-molibdênio, mais conhecida na Ortodontia por TMA (Titanium Molybdenum Alloy), apresenta uma composição de 79% de titânio, 11% de molibdênio, 6% de zircônia e 4% de estanho. Esta liga foi idealizada por Burstone, nos anos 80, com o objetivo de suplantar as vantagens do aço e do NiTi (BURSTONE; GOLDBERG, 1980). Ao comparar as propriedades mecânicas e as características da superfície de ligas utilizadas em Ortodontia, Krishnan e Kumar (2004) observaram que o aço, como previsto, apresentou maiores valores de resistência, baixa fricção e superfície quase totalmente lisa. No entanto, o fio de TMA aparentou ser mais biocompatível, pois quando avaliada as características de carga deflexão, apresentou liberação de forças mais leves e contínuas, porém, maior atrito na interface braquete/fio. Os fios de TMA possuem resistência à corrosão similar aos fios de aço (GOLDBERG; BURSTONE, 1982) e um módulo de elasticidade que é aproximadamente a metade do aço inoxidável (JUVADI et al., 2010) e o dobro do NiTi (LARSON; KUSY; WHITLEY, 1987). Esta última característica torna seu uso ideal para situações em que são necessárias forças intermediárias, ou seja, menores que as do fio de aço e maiores que as do fio de NiTi (BURSTONE; GOLDBERG, 1980). A sua vantagem em relação ao NiTi encontra-se na formabilidade e soldabilidade (NELSON; BURSTONE; GOLDBERG, 1987). A grande desvantagem deste tipo de fio é o alto atrito da superfície, que chega a ser até oito vezes maior que o aço (DRESCHER; BOURAUEL; SCHUMACHER, 1989). Os fios de TMA são usados principalmente nos estágios finais do tratamento, possibilitando o uso de fios retangulares com dimensões próximas ao canal de encaixe do braquete (SMITH; WRIGHT; BROWN, 1994).

16 2.2 Soldagem Elétrica A soldagem elétrica é a união de dois pedaços de metais por meio do aquecimento de duas pontas justapostas, produzida por um fluxo de corrente elétrica. As partes a serem unidas são presas juntas pelos eletrodos. À medida que a corrente passa através dos eletrodos e pelos materiais a serem soldados, uma resistência é produzida entre esses. (MOYERS, 1991). As superfícies de contato são aquecidas por um pulso de curta duração em baixa voltagem, com uma corrente de alta amperagem para formar um bloco fundido do metal soldado. Em razão da pressão dos eletrodos, ocorre uma diminuição da espessura das duas partes na união soldada, conhecida como embricamento ou set down (NELSON; BURSTONE; GOLDBERG, 1987). A solda elétrica caracteriza-se pelo fato de dispensar o uso de fundentes e de soldas. É realizada geralmente em área de superfície muito pequena, sendo comum falar-se em soldagem a ponto ou soldagem por resistência (VIEIRA, 1976). Inúmeras são as variáveis que interferem no processo de soldagem elétrica: tempo (BINDER, 1976), corrente elétrica (VIEIRA, 1976), pressão (KOHOL, 1964) e forma dos eletrodos (BINDER, 1976; VIEIRA, 1976; DONOVAN, BRANTLEY; CONOVER, 1984). Foi realizado um estudo por Nascimento et al., em 2012, para avaliação da resistência à tração e da estrutura superficial das soldas a ponto realizadas em fios ortodônticos das ligas de aço inoxidável, NiTi e TMA. Foram utilizados 108 espécimes divididos em seis grupos (n=18). Para tanto, diferentes combinações dos fios conforme as diferentes ligas foram realizadas, tais como aço-aço, NiTi-NiTi, TMA-TMA, aço-niti, aço-tma e NiTi-TMA, constituindo assim os 06 grupos. As soldas foram realizadas por meio da máquina de solda elétrica modelo SMP 3000 (fabricante Kernit), ajustada em três diferentes potências (30, 40 e 50W). Dentre os resultados encontrados, destacou-se que a resistência à tração foi gradativamente maior quanto maior a potência, ou seja, em 50 W a solda foi mais resistente, exceto

17 para os grupos aço-tma e TMA-TMA, que teve maior resistência quando utilizada a potência de 40W.

18 3. PROPOSIÇÃO 3.1. Objetivo Geral Avaliar a resistência à tração da solda elétrica e as características de superfície entre dois segmentos de fios ortodônticos de aço inoxidável, NiTi e TMA soldados e de três marcas comerciais diferentes (Morelli, RMO e Ormco) Objetivos Específicos Analisar, por meio da metalografia, o aspecto qualitativo da solda de cada tipo de fio/marca comercial; Determinar a resistência de união da soldagem elétrica, por meio do teste de resistência à tração de cada tipo de fio/marca comercial; Comparar os valores de resistência de união entre os diferentes tipos de fio/marcas comerciais; Analisar qualitativamente, por meio da microscopia eletrônica de varredura (MEV), o aspecto superficial da área de ruptura da união de cada tipo de fio/marca comercial após o teste de resistência à tração;

19 4. MATERIAL E MÉTODOS Este trabalho caracteriza-se como um estudo descritivo de natureza qualitativo e quantitativo de corte transversal, no qual foi realizada a soldagem elétrica em três ligas metálicas diferentes, utilizadas para fabricação de fios ortodônticos; aço inoxidável, níquel-titânio e titânio-molibdênio. Para cada uma dessas ligas, foram utilizados três marcas comerciais diferentes, sendo uma nacional e duas importadas. Após a soldagem, foram avaliados aspectos mecânicos, de resistência à tração, e microscópicos da superfície de união pré e pós-ruptura. As soldagens foram realizadas na máquina de soldagem elétrica da marca Kernit, modelo SMP3000. Esta pesquisa não foi submetida ao Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Cidade de São Paulo por não envolver direta ou indiretamente qualquer material de origem biológica na composição de sua amostra, ou mesmo para a realização da metodologia aplicada Material Neste estudo, optou-se por dividir a abordagem entre material da amostra e material complementar Material da amostra A amostra deste estudo foi constituída por 108 segmentos de fios ortodônticos soldados, com secção retangular x (0,48 x 0,64mm), representada pelas ligas de aço inoxidável (aço), níquel-titânio (NiTi) e de titânio-molibdênio (TMA). Os fios utilizados foram oriundos de três marcas comerciais distintas, sendo uma nacional (Morelli Ortodontia - Sorocaba, São Paulo, Brasil) e duas importadas (Rocky Mountain Orthodontics/RMO - Denver, Colorado, EUA; e Ormco - Orange, California, EUA).

20 Esses materiais foram comprados ou doados de fabricantes ou distribuidores no Brasil para a realização da pesquisa, em pacotes lacrados e contendo o número do lote de faricação Material complementar Para a metodologia aplicada foram utilizados alguns materiais auxiliares descritos a seguir: 108 cilindros de PVC nas dimensões 15mm x 3/4"Ø (Tigre S/A, Indaiatuba, São Paulo, Brasil); 01 pote de 500g de resina acrílica autopolimerizável incolor da marca VIPI (Pirassununga, São Paulo, Brasil); 01 vidro de 1L de líquido acrílico autopolimerizável da marca VIPI (Pirassununga, São Paulo, Brasil); Compasso de ponta seca (Dentaurum, Ispringen, Germany); Lima de aço (Tramontina, Carlos Barbosa, Rio Grande do Sul, Brasil); Alicate ortodôntico 139 (Ortho-pli, Philadelphia, Pennsylvania, EUA); Alicate de corte de fio grosso (Ortho-pli, Philadelphia, Pennsylvania, EUA); Alicate De La Rosa (ICE, Pirituba, São Paulo, Brasil); Máquina de solda ponto modelo SMP 3000 (Kernit Ind. e Comércio LTDA, Indaiatuba, São Paulo, Brasil) (Figura 1); Lixa d água 80, 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1200 e 1500 (3M, Sumaré, São Paulo, Brasil); Placa de vidro Cera nº7 (Asfer Indústria Química, São Caetano do Sul, São Paulo, Brasil); Máquina de ensaio de tração INSTRON (Barueri, São Paulo, Brasil), pertencente ao Laboratório de Ensaios Mecânicos do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Sergipe (DEM-UFS) (Figura 2); Microscópio eletrônico de varredura (MEV) JEOL JCM-5700 CARRY SCOPE (Peabody, Massachusetts, EUA), pertencente ao Laboratório de

21 Caracterização de Materiais do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Sergipe (DEM-UFS) (Figura 3). Figura 1: Máquina de solda ponto. Figura 2: Máquina Instron. Figura 3: Microscópio eletrônico de varredura Métodos Formação dos grupos

22 Foram confeccionados 108 espécimes, divididos em nove grupos (n=12) constituídos por: Grupo AM: fios da marca Morelli em aço inoxidável; Grupo AR: fios da marca RMO em aço inoxidável; Grupo AO: fios da marca Ormco em aço inoxidável; Grupo BM: fios da marca Morelli em NiTi; Grupo BR: fios da marca RMO em NiTi; Grupo BO: fios da marca Ormco em NiTi; Grupo CM: fios da marca Morelli em TMA; Grupo CR: fios da marca RMO em TMA; Grupo CO: fios da marca Ormco em TMA Soldagem dos fios Inicialmente, os segmentos de fios ortodônticos (0.019 x ou 0,48 x 0,64 mm), foram conformados com o Alicate De La Rosa de maneira que suas extremidades se cruzaram. Com o auxílio do compasso de ponta seca e régua milimétrica, esse ponto de cruzamento foi padronizado em 25mm de distância. Essa medida teve como referência o lado da curvatura e o ponto de cruzamento das extremidades do fio (Figura 4). Neste ponto as extremidades se sobrepuseram e foram posicionadas entre os eletrodos da máquina de solda para receber a corrente elétrica. Previamente à soldagem dos fios, os mesmos passaram por um processo de descontaminação mecânica com gaze e álcool 96º, a fim de livrar a superfície do fio de possíveis resíduos gordurosos que pudessem interferir no processo de soldagem. Neste momento, o operador utilizou luvas de procedimento, para que a assepsia do fio fosse preservada.

23 Figura 4: Segmento de fio de aço contornado; padronização com auxílio do compasso de ponta seca calibrado em 25 mm de abertura. Na máquina de soldagem foram utilizados os eletrodos que possuem extremidades com superfícies planas e largas (Figura 5), uma vez que os eletrodos com maior área de contato são preferíveis para obtenção de uma união mais forte sem que alterações microestruturais sejam provocadas (LIJIMA et al., 2008). Os eletrodos foram mantidos livres de incrustações por meio de lima de aço, para tanto a cada 02 soldagens essa lima foi passada cuidadosamente sobre a superfície de contato dos eletrodos. Figura 5: Eletrodo utilizado para soldagem. A potência da máquina foi ajustada em 50W para união do aço-aço e NiTi- NiTi e 40W para o TMA-TMA, uma vez que, conforme o trabalho de Nascimento et al., em 2012, esses foram os valores de potência que melhor mostraram desempenho durante a soldagem, no que diz respeito a resistência à tração. A

24 voltagem (110V), o tempo de solda (0,001s) e a pressão dos eletrodos não sofreram alterações, por serem pré-determinados pelo fabricante da máquina utilizada. Após o ajuste da potência da máquina, os espécimes foram soldados. Os pontos previamente determinados com o compasso de pontas secas foram posicionados entre os eletrodos (Figura 6) e em seguida foi acionado o interruptor da máquina, obtendo-se a descarga elétrica. Feita a união dos fios, as extremidades foram cortadas cerca de 10 mm de distância do ponto de solda, com alicate de corte. Ao final da soldagem, foi realizada inspeção macroscópica, com auxílio de uma lupa de aumento (20x), a fim de ser constatado se houve embricamento mecânico dos fios. Figura 6: Fio conformado e devidamente posicionado para soldagem Avaliação da solda por meio da metalografia Para análise da metalografia, foram selecionados aleatoriamente dois espécimes, já soldados, de cada grupo. Este procedimento foi realizado sempre pelo mesmo operador, no Laboratório de Caracterização e Metalografia do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Sergipe (DEM-UFS), localizado no campus do município de São Cristóvão-SE. A metalografia consiste numa análise laboratorial, que permite a visualização e caracterização microestrutural do metal. Para isso, o material a ser analisado

25 passa por um processo que envolve 04 etapas: embutimento, lixamento, polimento e ataque com reagente ácido e interpretação das imagens. Essa análise gera danos irreversíveis ao material analisado, o que resulta no sacrifício da amostra Embutimento Devido às dimensões dos espécimes, primeiramente, foram recortadas às extremidades dos fios o mais próximo possível da área de soldagem e, em seguida, os mesmos foram embutidos em resina acrílica. Para tanto, cilindros de PVC (15mm x ¾ de diâmetro) foram fixados sobre uma placa de vidro com cera nº 7; a resina acrílica autopolimerizável foi manipulada e despejada no cilindro de PVC, preenchendo-o completamente; durante a fase plástica da resina foram inseridos os espécimes de maneira que a solda ficou em contato com a placa de vidro; em seguida, todo o conjunto permaneceu imerso em água até a completa polimerização da resina, que durou cerca de 20min. A B C D E F Figura 7: Remoção do cilindro de PVC da base de resina acrílica do corpo de prova. Cilindro de PVC apreendido por morsa de bancada e sendo serrado (A); vista superior de corpo de prova com marcas laterais da serragem do cilindro de PVC (B); espátula nº7 posicionada em fresta criada pela serragem (C); torção da espátula nº7 para descolamento de cilindro de PVC (D); fragmento de cilindro de PVC descolado da base de resina acrílica (E); fio embutido e devidamente preparado para lixamento (F). Após a polimerização da resina, os corpos de prova (CP) foram removidos da placa de vidro e dos cilindros de PVC. Para removê-los desses cilindros, os CP

26 foram apreendidos por uma morsa de bancada; o cilindro de PVC foi recortado com uma serra; e, posteriormente, removido com auxílio de uma espátula nº7 (Figura 7). Com os fios já embutidos, os corpos de prova foram submetidos a procedimentos de lixamento e polimento, em baixa rotação e sob refrigeração constante. Esta fase teve como objetivo tornar superficial a área da solda que se pretendia analisar, e foi feito no sentido axial ao longo eixo do fio, para que se tivesse acesso a maior área possível da união Lixamento O lixamento foi feito manualmente apoiando-se a lixa sobre uma placa de vidro e sob refrigeração constante em água corrente. Para tanto, foram utilizadas lixas d água na seguinte sequência: 80, 120, 220, 320, 400, 600, 800, 1200 e Conforme a técnica empregada para o lixamento, a mudança de lixa ocorreu gradativamente de maneira progressiva. Para que houvesse essa mudança foi preciso ser visualizada, através da lupa de aumento ou microscópio óptico, exposição da maior área possível da solda e os frisos, que foram gerados pela lixa na superfície do metal, deveriam estar todos paralelos e no mesmo sentido. Quando esses critérios eram atendidos, se passava para lixa da numeração superior. A cada troca da lixa, o operador girava 90º o corpo de prova. Sendo assim, a imagem visualizada por meio da lupa, mostravam riscos paralelos, porém, no sentido transversal aos riscos gerados pela lixa anterior. Após a última lixa, eram considerados devidamente lixados os corpos de prova que apresentassem a superfície livre de áreas de arranchamento (ou seja, uma superfície uniforme) e com frisos suaves, paralelos e no mesmo sentido Polimento O polimento foi realizado manualmente, com pano de polimento e pasta diamantada de 6, 3 e 1 mícron, por meio da politriz e sob irrigação com álcool etílico como agente lubrificante.

27 A técnica para polimento consistiu na colocação da superfície lixada do corpo de prova em contato com o pano de polimento (Figura 8). Era aplicada uma leve pressão, realizado movimentos no sentido horário, ou seja, contrários ao sentido do giro da politriz, e sob irrigação intermitente com álcool etílico. A cada 10min o corpo de prova era levado ao microscópio ótico para análise da superfície polida. Da mesma maneira que no lixamento, no polimento seguiu-se uma sequência gradativa, que foi da pasta de diamante de maior granulação (6 mícrons) para a de menor (1 mícron). Foi considerada devidamente polida, a superfície do metal que se apresentou espelhada, livre de riscos profundos e áreas de arrancamento na região da solda. Figura 8: Polimento do corpo de prova na politriz Ataque com reagente ácido e interpretação das imagens Para realização do ataque com reagente ácido, foram utilizadas as soluções de água régia, para o aço, e ácido fluorídrico, para o NiTi e TMA. Essas soluções foram preparadas pelo responsável técnico do Laboratório de Caracterização de Metalografia do DEM-UFS. A solução de água régia foi constituída por ácido nítrico e ácido fluorídrico numa proporção de 3:1. A solução de ácido fluorídrico foi composta por ácido nítrico 6%, ácido fluorídrico 3% e água destilada. Durante a manipulação dessas soluções, o operador utilizou EPIs (máscara, luvas e óculos de proteção) por tratar-se de substâncias nocivas à saúde. Para aplicação desses reagentes ácidos, foi utilizada uma haste de madeira e algodão; o

28 algodão foi embebido na solução; e realizou-se o contado deste com a superfície polida do metal (Figura 9). A cada segundos, a superfície era lavada com água corrente; secada com ar aquecido (por meio de um secador); e o corpo de prova era levado ao microscópio óptico para ser verificado o grau do ataque da superfície. Figura 9: Ataque com reagente ácido. A solução de reagente ácido quando colocada em contato com a superfície do metal ocasiona a corrosão da mesma. Alguns grãos e fases são mais atacados que outros. Isso faz com que cada grão e fase reflitam a luz de maneira diferente de seus vizinhos, gerando diferentes tonalidades, o que permite distinguir, por meio do microscópio óptico, detalhes de sua microestrutura, tais como: fases presentes, falhas estruturais como trincas, poros, etc. Sendo constatada que a superfície se encontrava devidamente atacada pelo reagente, as imagens obtidas pelo microscópio óptico, foram salvas no computador e, posteriormente, foram interpretadas Teste de resistência à tração Os dez espécimes remanescentes de cada grupo foram submetidos ao teste de resistência à tração. Este teste foi realizado sempre pelo mesmo operador, por meio da máquina de ensaio de tração Instron pertencente ao Laboratório de Ensaios Mecânicos do DEM-UFS.

29 Para realização do teste de resistência a tração foi necessário o preparo dos corpos de prova. Os segmentos de fio soldados foram embutidos em uma base de resina acrílica autopolimerizável. Para tanto, cilindros de PVC (15mm x ¾ de diâmetro) foram fixados sobre uma placa de vidro com cera nº 7; a resina acrílica autopolimerizável foi manipulada e despejada no cilindro de PVC, preenchendo-o completamente; durante a fase plástica da resina foi inserido o espécime, perpendicularmente, de maneira que a solda ficou para fora da resina e afastada cerca de 10mm da base (Figura 10); todo o conjunto permaneceu imerso em água até a completa polimerização da resina, que durou cerca de 20min; por fim, a base de resina acrílica foi desgastada lateralmente, com auxílio de um disco de desgaste, tornando-a retangular e com espessura máxima de 7mm. Figura 10: Corpo de prova constituído por um segmento de fio de aço contornado, soldado e embutido em base de resina acrílica, inserida em cilindro de tubo de PVC. A máquina Instron, foi utilizada com célula de carga de 5000N e programada para funcionar a uma velocidade de afastamento de 0,5 mm/min. À parte superior da máquina, foi apreendido um gancho de aço, que apresentou resistência à fratura e deformação suficiente para suportar a carga gerada pelos testes de ensaio mecânico. Após o preparo dos corpos de prova e o ajuste da máquina de ensaio de tração, foram realizados os testes mecânicos. Primeiramente, o corpo de prova foi encaixado à parte superior da máquina, de maneira que o gancho passou por baixo

30 da solda; em seguida, a distância da parte superior da máquina em relação a parte inferior foi ajustada de modo que a base de acrílico pôde ser apreendida pela parte inferior; neste momento, o sistema corpo de prova/instron se encontrava passivo, ou seja, não estava sendo gerada nenhuma tensão sobre a solda (Figura 11); por fim, a máquina foi acionada, até a completa ruptura da solda, e todos os valores de carga e deslocamento foram registrados no computador. Os valores que representaram maior resistência à tração foram tabulados e submetidos aos testes estatísticos. Figura 11: Sistema corpo de prova/instron Avaliação pós-ruptura por meio de MEV Após o teste de resistência mecânica na Instron, 02 corpos de prova de cada grupo foram selecionados aleatoriamente e foram obtidas imagens pelo microscópio eletrônico de varredura. O microscópio utilizado foi o Jeol JCM-5700 Carry Scope, pertencente ao Laboratório de Caracterização de Materiais do DEM-UFS (Figura 3). Para obtenção das imagens, os fios foram seccionados em segmentos que envolviam a área de ruptura da união. Cada segmento apresentava cerca de 4 a 5mm de comprimento, e foi posicionado sobre uma placa metálica (stub), com a superfície de ruptura da solda voltada para cima. Devido às dimensões do segmento do fio, foi possível a colocação de até cinco espécimes em cada stub (Figura 12), os quais foram identificados por meio de figuras geométricas, desenhadas com caneta hidrográfica (canetinha) na cor azul, para facilitar sua distinção quando visualizados pelo MEV.

31 Figura 12: Segmentos de fios que envolviam a área de ruptura da solda, fixados sobre placa de metal (stub). 4.3 Obtenção de dados e análise estatística A análise estatística realizada utilizou testes descritivos e analíticos. Foram calculadas estatísticas descritivas (média, desvio padrão, mínimo, mediana e máximo) e construídos gráficos. A análise de variância e o teste de Tukey foram utilizados para comparar os fios em relação à liga e ao fabricante. O teste de Shapiro-Wilk foi usado, inicialmente, para verificar a normalidade dos dados. O resultado foi considerado estatisticamente significativo quando o p-valor <0,05 e o software Minitab v.16, foi utilizado para realização dos testes. 5. REFERÊNCIAS Almeida FC; Mariuzzo O, Ferreira I. Conceitos das áreas de Engenharia e Ciência dos Materiais em Ortodontia. J Bras Ortodon Ortop Maxilar. 1996;3: Andreasen GF, Brady PR. A use hypothesis for 55 Nitinol wire for orthodontics. Angle Orthod. 1972;42(2): Andreasen GF, Hilleman TB. An evaluation of 55 cobalt substituted Nitinol wire for use in orthodontics. J Am Dent Assoc. 1971;82(6): Andreasen GF, Morrow RE. Laboratory and clinical analyses of nitinol wire. Am J Orthod. 1978;73: Angeline E. Corrosion resistance of solder joints for removable partial dentures. Dental Materials. 1989;4: Barras CD, Myers KA. Nitinol - its use in vascular surgery and other applications. Eur J Vasc Endovasc Surg. 2000;19(6):564-9.

32 Binder RE. Orthodontic welding. J Clin Orthod. 1976;10: Burstone CJ, Goldberg AJ. Beta titanium: a new orthodontic alloy. Am J Orthod. 1980;77(2): Donovan MT, Lin JJ, Brantley WA, Conover JP. Weldability of beta titanium arch wires. Am J Orthod. 1984;85(3): Drescher D, Bourauel C, Schumacher HA. Frictional forces between bracket and arch wire. Am J Orthod. 1989;96(5): Goldberg AJ, Burstone CJ. Status report on beta-titanium orthodontic wires. Council on Dental Materials, Instruments, and Equipment. J Am Dent Assoc. 1982;105: Graber LW, Vanarsdall RL. Ortodontia: princípios e técnicas atuais. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; Gurgel JA, Ramos AL, Kerr SD. Fios Ortodônticos. R Dental Press Ortodon Ortop Facial. 2001;6(4): Juvadi SR, Kailasam V, Padmanabhan S, Chitharanjan AB. Physical, mechanical, and flexural properties of 3 orthodontic wires: an in-vitro study. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 2010;138: Kapila S, Sakima T, Miyazaki S, Sachdevar R. Ligas ortodônticas correntemente em uso. Revisão (parte I). Rev Odontologia USP. 1990;4: Kohol RW. Metallurgy in Orthodontics. The Angle Orthod. 1964;34: Krishnan V, Kumar J. Mechanical properties and surface characteristics of three archwire alloys. The Angle Orthod. 2004;74(6): Larson BE, Kusy RP, Whitley JQ. Torsional elastic property measurements of selected orthodontic arch wires. Clin Mater. 1987;2: Lijima M, Brantley WA, Yuasa T, Kawashima I, Mizoguchi I. Joining characteristics of beta-titanium wires with electrical resistance welding. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2008;85: Miura F, Mogi M, Ohura Y, Hamanaka H. The super-elastic property of the japanese NiTi alloy wire for use in orthodontics. Am J Orthod Dentofacial Orthop. 1986;90(1):1-10. Moyers RE. Ortodontia. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; Nascimento LEAG, Melo PM, Lacerda SR, D Albuquerque MPJ. Evaluation in vitro of the tensile strenth of crimpable hooks used for stabilization in orthognathic sugery. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol. 2012;113(3): Nascimento LEAG, Santos RL, Pithon MM, Araújo MTS, Nojima MG, Nojima LI. The effect of eletric spot-welding on the mechanical properties of diferent orthodontic wire alloys. Materials Research. 2012;15(3): Nelson KR, Burstone CJ, Goldberg AJ. Optimal welding of beta titanium orthodontic wires. Am J Orthod. 1987;92(3):

33 O Toole TJ, Furnish GM, Von Fraunhofer JA. Tensile strength of soldered joints. J Prosthet Dent. 1985; 53(3): Phillip, Skinner. Ligas de metais básicos e ligas de ouro trabalhadas mecanicamente. In:. Materiais dentários. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2000, cap. 28, p Proffit WR, fields HW, Sarver DM. Ortodontia contemporânea. 4. ed. Rio de Janeiro: Elsevier; Renfroe, E W. Edgewise. Philadelphia: Lea & Fibiger; Smith BGN, Wright PS, Brown D. The clinical handling of dental materials. Oxford: Butterworth-Heinemann, Van Noort R. Introduction of dental materials. London: Mosby; Vieira DF. Bases de aplicação racional dos materiais odontológicos. 2. ed. São Paulo: Atheneu; 1976.

34 6. ARTIGO CIENTÍFICO Avaliação da resistência à tração e das características de superfície da soldagem elétrica em fios de aço, NiTi e TMA. Henrique Oliveira Feitosa a ; Acácio Fuziy b a Aluno do programa de Mestrado em Ortodontia da Universidade Cidade de São Paulo (UNICID), São Paulo, Brasil. b Professor Doutor Associado do programa de Mestrado em Ortodontia da Universidade Cidade de São Paulo (UNICID), São Paulo, Brasil. Corresponding author: Henrique Oliveira Feitosa Rua Marechal Floriano Peixoto, 55 Getúlio Vargas Aracaju SE, Brasil Telefone: Fax: henriquefeitosa@ortos-se.com.br Declaration of Interests: The authors report no commercial, proprietary, financial or associative interest in the products or companies described in this article. There is no conflict of interest in connection with the manuscript. O Artigo foi formatado de acordo com as normas da Revista The Angle Orthodontist.

35 Resumo Objetivo: Este trabalho avaliou a resistência à tração e as características de superfície da solda entre dois segmentos de fios ortodônticos de aço inoxidável, NiTi e TMA de três marcas comerciais diferentes (Morelli, RMO e Ormco). Materiais e métodos: Foi realizada soldagem elétrica de segmentos de fios ortodônticos, totalizando 108 espécimes (n=12), por meio da máquina de soldagem elétrica modelo SMP 3000 (Kernit Ind. e Comércio LTDA, Indaiatuba, São Paulo, Brasil). Após a soldagem, foram analisadas características microscópicas da solda, por meio da metalografia, aspectos mecânicos de resistência à tração, com auxílio da máquina de ensaio de tração (INSTRON), e aspectos microscópicos da superfície de união pós-ruptura, por meio do microscópio eletrônico de varredura (MEV). Os dados obtidos foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) e Tukey (p<0,05). Resultados: Foi observado que, independentemente do fabricante, o fio de NiTi apresentou menor resistência à tração e o de TMA da marca comercial RMO teve resistência significativamente superior às demais marcas comerciais utilizadas nesse estudo. Conclusões: Pôde-se concluir que o tipo de liga exerceu maior influência na resistência à tração e nas características microscópicas da solda do que a marca comercial dos fios ortodônticos testados. Palavras-chave: Soldagem; Fios ortodônticos; Resistência à tração. Introdução Várias são as oportunidades nas quais o cirurgião-dentista vê a necessidade de unir peças metálicas pelo processo conhecido como soldagem, que é a união íntima e permanente de dois ou mais elementos metálicos. Este procedimento é muito utilizado na união de acessórios ou na confecção de aparelhos ortodônticos 1. Os acessórios ortodônticos que possuem solda devem ser capazes de resistir às forças geradas durante a mastigação, visto que quando quebrados podem ocasionar irritação dos tecidos, perda de ancoragem, movimentos dentários indesejáveis, deglutição ou aspiração das peças quebradas 2. Como uma alternativa para dispositivos ortodônticos soldados, a indústria tem desenvolvido ganchos pré-fabricados. Estes dispositivos podem ser aplicados de maneira fácil e rápida em qualquer posição ao longo do arco ortodôntico, otimizando o tempo clínico gasto. Entretanto, os ganchos prensáveis podem se deslocar e

36 afetar de forma negativa a mecânica conduzida. Assim sendo, os dispositivos soldados continuam a possuir melhores propriedades mecânicas 3. Os fios ortodônticos mais utilizados que, em conjunto com os braquetes, geram forças biomecânicas capazes de provocar movimentações dentárias são compostos por três tipos de ligas metálicas: aço inoxidável (aço), níquel-titânio (NiTi) e titânio-molibdênio (TMA). Ao passo que o aço possui soldabilidade comprovada cientificamente, o NiTi e o TMA apresentam a capacidade de soldagem clinicamente satisfatória 4,5. Fatores como calibre e tipo de liga metálica do fio, tipo de máquina de solda utilizada, a forma e pressão dos eletrodos, entre outros, podem influenciar as características mecânicas de união entre os fios ortodônticos 6. Devido à importância da qualidade da soldagem elétrica realizada em ligas metálicas constituintes de fios ortodônticos, durante as mais variadas fases do tratamento ortodôntico, este estudo teve por objetivo avaliar a resistência à tração da solda elétrica e as características de superfície entre dois segmentos de fios ortodônticos de aço inoxidável, NiTi e TMA soldados e de três marcas comerciais diferentes (Morelli, RMO e Ormco). Materiais e Métodos A amostra deste estudo foi constituída por 108 segmentos de fios ortodônticos soldados, com secção retangular x (0,48 x 0,64mm), representada pelas ligas de aço inoxidável (aço), níquel-titânio (NiTi) e de titânio-molibdênio (TMA). Os fios utilizados foram oriundos de três marcas comerciais distintas, dentre elas: Morelli (Sorocaba, São Paulo, Brasil), Rocky Mountain Orthodontics/RMO (Denver, Colorado, EUA) e Ormco (Orange, California, EUA). A máquina utilizada para soldagem dos fios foi a Super Micro Ponto 3000 (modelo SMP 3000), fabricada pela empresa Kernit Ind. e Comércio LTDA (Brasil). Para tanto, a amostra foi dividida em 09 grupos (n=12), sendo eles: AM (fios da marca Morelli em aço inoxidável); AR (fios da marca RMO em aço inoxidável); AO (fios da marca Ormco em aço inoxidável); BM (fios da marca Morelli em NiTi); BR (fios da marca RMO em NiTi); BO (fios da marca Ormco em NiTi); CM (fios da marca Morelli em TMA); CR (fios da marca RMO em TMA); e CO (fios da marca Ormco em TMA).

37 Inicialmente, os segmentos de fios ortodônticos (0.019 x ), foram conformados de maneira que suas extremidades se cruzassem e neste ponto, as extremidades sobrepostas foram posicionadas entre os eletrodos da máquina de solda para receber a corrente elétrica (Figura 13). Na máquina de soldagem foram utilizados os eletrodos que possuem extremidades com superfícies planas e largas, uma vez que os eletrodos com maior área de contato são preferíveis para obtenção de uma união mais forte 5 sem que alterações microestruturais fossem provocadas 7. A potência da máquina foi ajustada em 50W para união do aço-aço e NiTi- NiTi e 40W para o TMA-TMA 8. A voltagem (110V), o tempo de solda (0,001s) e a pressão dos eletrodos não sofreram alterações, por serem pré-determinados pelo fabricante da máquina. Figura 13: Fio conformado e sendo soldado. A metalografia consiste numa análise laboratorial, que permite a visualização e caracterização microestrutural do metal 9. Para isso, foram selecionados aleatoriamente dois espécimes de cada grupo, que após essa análise não mais serviram para as avaliações seguintes. A análise metalográfica permite distinguir, por meio do microscópio óptico, detalhes da microestrutura do metal, tais como: fases presentes, falhas estruturais como trincas, poros, etc. Este procedimento foi realizado sempre pelo mesmo operador, no Laboratório de Caracterização e Metalografia do Departamento de Engenharia de Materiais da Universidade Federal de Sergipe (DEM-UFS), localizado no campus do município de São Cristóvão-SE.