JUNTAS ADESIVADAS EM AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA

Transcrição

1 JUNTAS ADESIVADAS EM AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA Aluno: Thais Bastos de Castro; Guilherme Werner Castelo Branco Orientador: Ivani de S. Bott Introdução As vantagens oferecidas pelos adesivos estruturais são muitas. No entanto existe sempre a perspectiva da melhora contínua das propriedades das juntas unidas por adesão e da aplicação destes adesivos para atender as necessidades industriais. Uma das principais vantagens dos adesivos em geral é poder unir materiais similares e dissimilares sem deixar de fornecer rigidez às juntas. Mas, para que a resistência das juntas atendam as novas demandas, é preciso conhecer as propriedades do adesivo, o processo de cura durante o processo de colagem e levar em conta fatores que possam limitar a utilização da junta e/ou do adesivo, ou seja, as condições do ambiente. Tão importante quanto conhecer o adesivo, é a necessidade de se conhecer o aderente, isto é, a superfície na qual será aplicado o adesivo. A condição da superfície do aderente influencia diretamente a qualidade da união e durabilidade das juntas [1, 2]. No caso da produção da carroceria de automóveis, na qual são utilizadas chapas de aço cuja espessura pode variar entre,5 a 2, mm, pode-se utilizar a colagem para formar uma unidade que permita gerar o automóvel como um todo. Essa colagem (Adhesive Bonding) de aços é o objeto de estudo deste trabalho, o qual aborda a relação aderente/adesivo de forma a avaliar a resistência ao cisalhamento da junta em diversas condições de superfície do aderente, assim como avalia a influência da temperatura e da umidade. Métodos e Materiais Estão sendo estudadas juntas de dois aços da classe DP (Dual Phase), o DP6 e o DP78, cuja composição química está listada na Tabela 1, em três condições de superfície: lixamento com lixa de granulometria 1; atacados com Nital 2%; e lixados (lixa 1) e atacados. A Tabela 2 resume as condições das superfícies dos aderentes. Em todas as juntas foi usado o adesivo BETAMATE 7335GB. Aço C Mn Si Cr Ni Al Cu Ti V Nb DP DP Tabela 1: Composição Química dos Aços Duplex ( % em pêso) Superfície Condição 1 Lixamento com Lixa #1 2 Lixamento com Lixa #1 + Ataque com Reagente Nital 2% 3 Ataque com Reagente Nital 2% Tabela 2: Condições da Superfície 1

2 Metodologia Experimental para a Caracterização das Superfícies Aderentes Determinação da Rugosidade A rugosidade é um parâmetro de relevância significativa para a adesão. Isto ocorre porque existe uma correlação entre a rugosidade das superfícies e a resistência da junta. A rugosidade superficial apresenta-se como um parâmetro micro geométrico importante na busca de melhores desempenhos de processos e produtos, onde a rugosidade pode representar um fator fundamental do desempenho da junta adesiva. Para o teste de rugosidade, é importante saber que a linha média de medida é disposta paralelamente à direção geral do perfil, de modo que as áreas superiores e inferiores à linha média sejam iguais. As médias aritmética (Ra roughness arithmetic) e quadrática (Rq roughness quadratic) são medidas importantes, que ajudam a avaliar a rugosidade de uma superfície. A média aritmética é o parâmetro geralmente utilizado para medição de rugosidade, em que grandes picos e vales não são destacados com muita importância. Já na média quadrática, a detecção de picos e vales na superfície analisada é evidenciada, visto que o desvio envolve um termo quadrado, o que acentua as discrepâncias. Os dados de rugosidade obtidos para as amostras dos aços em estudo foram realizadas em um Microscópio óptico motorizado, que permite controlar os movimentos x-y-z do deslocamento da amostra, de modo que é possível obter representações da topografia da superfície em 3D. Neste caso, a rugosidade é medida pela reflexão da radiação eletromagnética, em que radiações de diferentes comprimentos de onda são refletidas de formas distintas, de acordo com a rugosidade da superfície avaliada. Metodologia de preparo dos Corpos de Prova Ensaio de Cisalhamento das Juntas Foram usinadas 24 peças com dimensões 25 mm x 1 mm de cada substrato, conforme mostrado na Figura 1. A partir dessas peças foram fabricadas e ensaiadas 12 amostras do DP6 e 12 amostras do DP78. 1mm 25mm Figura 1: Geometria de dimensões dos substratos As juntas sobrepostas foram preparadas, posicionando duas peças (Figura 2a) com dimensões de 25 mm x 1 mm utilizando-se um gabarito (Figura 2b) com oito parafusos. A sobreposição foi mantida com uma distância de 1 mm uma da outra, distância esta preenchida com o adesivo BETAMATE 7335GB. Foi aplicado um torque igual (com a utilização de um torquímetro) para todos os oito parafusos do gabarito a fim de tornar a colagem a mais uniforme possível. A área de colagem foi demarcada por um quadrado de área 25 mm², medido com um paquímetro. 2

3 (a) (b) Figura 2: Preparação da junta sobreposta (a), e gabarito utilizado (b) Ensaio de Tração do Adesivo Para a obtenção das amostras do adesivo BETAMATE 7335GB, foi necessário fabricar um molde de silicone. Este molde de silicone foi obtido utilizando uma caixa de papelão de fundo plano, na qual cinco amostras de resina epoxi, com o formato do corpode prova, foram dispostas lado a lado. Sobre este arranjo espalhou-se a borracha de silicone. Após cura da borracha, o molde de silicone (Figura 3a) ficou pronto para a obtenção dos corpos de prova do adesivo (Figura 3b). (a) (b) Figura 3: Molde de silicone (a) e corpo de prova obtido (b) a partir da aplicação e cura do adesivo BETAMATE 7335GB dentro das cavidades do molde de silicone. Resultados As imagens 3D, Figuras 4 e 5, foram geradas através de um Microscópio Óptico Axio Imager M2m, 1com resolução 1292 x 968 pixels, objetiva de 2x e uma câmera Axiocam MRc5. As imagens 3D foram construídas pela sobreposição de imagens com distâncias focais diferentes. Nessas imagens pode-se observar os picos e vales de cada amostra em sua respectiva condição. 3

4 Lixamento com lixa #1. Ataque com Nital 2% Lixa #1 e ataque com Nital 2% Figura 4: Imagem e medidas da rugosidade da superfície do aço DP 6 Em cada amostra foram realizadas três medidas em regiões distintas, em pontos aleatórios e distantes uns dos outros, a fim de estimar-se a rugosidade nas superfícies; sendo então tirada uma média para dos valores obtidos. A superfície do aço DP6 mostrou uma maior rugosidade quando submetida somente ao ataque químico, com uma média de 2,62 µm. Já o mesmo material submetido somente a lixa apresentou um valor de rugosidade de 2,21µm e quando lixado e atacado de 2,13 µm. Lixamento com lixa #1. Ataque com Nital 2% Lixa #1 e ataque com Nital 2% Figura 5: Imagem e medidas da rugosidade da superfície do aço DP78 A superfície do aço DP78 também se destacou em termos de rugosidade quando submetida ao ataque químico, apresentando uma média de 2,4 µm, enquanto a mesma somente lixada apresentou 2,26 µm e quando lixada e atacada 2,29 µm. Com esses dados, pode-se observar que quando submetidos ao lixamento com a lixa #1, tanto sozinha quanto combinada com o ataque químico, a amostra DP78 se mostrou mais rugosa que 4

5 a DP6; enquanto que na presença do ataque somente, a amostra DP6 obteve uma rugosidade maior (Figura 6). No entanto, em termos de classificação de metrologia, esta diferença de rugosidade entre os dois aços não é relevante. Ambos possuem um grau de acabamento que se encaixa na classe de rugosidade N8 [3], classe que abrange rugosidades aritméticas de até 3,2 µm RA RQ RA RQ Rugosidade m Rugosidade m Lixa #1 NItal 2% Lixa #1+ Nital 2% Lixa #1 NItal 2% Lixa #1+ Nital 2% Condição da superfície DP6 (a) (b) Figura 6: Rugosidade aritimética e quadrática das superfície dos aços DP6 (a) e DP78 (b) nas três condições estudadas Os ensaios de tração foram realizados com auxílio de um extensômetro; tendo sido geradas as curvas tensão-deformação tanto das 5 amostras do adesivo, como também das 24 juntas adesivadas. A partir dessas curvas foram obtidos valores das tensões e deformações máximas de cada junta e do adesivo. A Figura 7 mostra as curvas obtidas para as juntas e a Figura 8 para o adesivo.. Condição da superfície DP78 Figura 7: Gráficos tensão x deformação das juntas de aço coladas nas condições: (a) como recebidas; (b) lixadas com lixa 1; (c) atacadas com uma solução Nital 2%e (d) lixadas (lixa 1) e atacadas (Nital 2%). 5

6 Quanto ao aço DP6, observa-se que as amostras na condição de como recebida apresentam tensão máxima média de aproximadamente 2 MPa e deformação máxima média de aproximadamente,4. Utilizando esses valores e essa condição como referencia, os valores encontrados para as demais condições foram analisados. Pode-se perceber que todas as condições apresentaram uma redução do valor da tensão máxima, sendo a que apresentou maior e menor redução, respectivamente, foram as condições lixada e atacada quimicamente. Quanto à deformação máxima, pode-se observar que as condições lixada e atacada e só atacada quimicamente apresentaram deformação máxima semelhante a condição de referencia ( como recebida ), enquanto a amostra condição de lixada apresentou uma deformação máxima menor. Já para o aço DP78, as amostras na condição como recebida apresentam tensão máxima média de aproximadamente 215 MPa e deformação máxima média de aproximadamente,4. Utilizando esses valores e essa condição como referencia, os valores encontrados para as demais condições foram analisados. Pode-se observar que em todas as condições ocorreu uma redução do valor da tensão máxima média, sendo a que apresentou maior e menor redução, respectivamente, foram as condições atacada quimicamente e lixada e atacada. Quanto à deformação máxima média, observa-se que a amostra na condição lixada possuiu deformação máxima média semelhante a condição de referencia ( como recebida ), enquanto as demais possuíram deformação máxima média superior. A amostra que possuiu maior deformação máxima média foi a amostra na condição atacada quimicamente, aproximadamente,,7mm Corpo1 Corpo2 Corpo3 Corpo4 Corpo ,,1,2,3,4,5 Deformação (mm) Figura 8: Gráfico tensão x deformação representando o comportamento de cada corpo de prova feito com o adesivo no molde supracitado. Molhabilidade A molhabilidade é avaliada pelo ângulo de contato do líquido com a superfície sólida e quanto maior for esse ângulo, melhor é a molhabilidade, i. é, mais o fluido molha se espalha sobre a amostra. Nos ensaios realizados foi avaliada a molhabilidade do adesivo em três (3) amostras por condição de superfície para cada aço, totalizando 24 amostras de dimensão 2 mm x 2 mm. 6

7 Os ensaios de medida da molhabilidade foram realizados em uma lupa. O procedimento para medir os ângulos consistiu em capturar a imagem da gota de adesivo curado na superfície de interesse (Figura 9) através de uma câmera acoplada ao equipamento. O ângulo de contato entre a amostra e a gota do adesivo foi medido manualmente. Figura 9: Imagem dos ângulos de contato. As medidas foram realizadas para cada lado da gota e o valor utilizado corresponde a média dos dois ângulos de contato para três (3) amostras de cada condição de superfície para cada aço, obtendo-se assim um resultado mais confiável. A Tabela 3 lista os ângulos de contato obtidos. Amostra Medida DP 6A 29,4 DP 6L 23,89 DP 6LA 23,23 DP 6N 29,2 DP 78A 26,21 DP 78L 25,12 DP 78LA 24,93 DP 78N 27,5 Tabela 3: Ângulos de contatos medidos. Quanto ao aço DP6, pode-se observar que as amostras nas condições de como recebida e atacada com reagente nital 2% (Condição 3) apresentaram maiores ângulos de contato, enquanto as amostras nas condições lixada com lixa #1 e atacada com reagente nital 2% (Condição 2) e lixada com lixa #1 (Condição 1) apresentaram ângulos menores. Assim, comparativamente às condições iniciais de como recebida percebe-se que as amostras nas condições 1 e 2 se espalharam mais na superfície metálica, conforme mostrado na Tabela 3. A partir dos valores presentes na Tabela 3 referentes ao aço DP78, pode-se perceber que as amostras na condição 1 e 2 possuíram resultados semelhantes dos ângulos de contato. Já as amostras nas condições como recebida e 3 apresentaram valores maiores em relação as 7

8 condições citadas anteriormente. Assim, observa-se que as amostras nas condições 1 e 2 se espalharam mais na superfície metálica, conforme mostrado na Tabela 3. Influência de Umidade e Temperatura No atual estágio do trabalho, foram fabricadas amostras de dois aços DP (Dual Phase) de aplicação para a indústria automobilística, mais especificamente: DP6 e DP78. Busca-se determinar o comportamento de juntas adesivadas em diversas condições variando o tipo de ambiente. Deste modo, poderão ser determinadas as condições nas quais haverá maior resistência da junta. Metodologia de preparo dos Novos Corpos de Prova Ensaio de Cisalhamento das Novas Juntas Adesivadas Para a confecção das amostras foram usinadas 12 chapas, para cada tipo de aço cujas dimensões estão mostradas no desenho da figura 1: Essas chapas foram pesadas em pares em uma balança graduada em centigramas. Após a pesagem foi realizada a colagem numa área de 25 mm 2, como mostrado pela área hachurada na figura 2a, para criar a junta sobreposta. O adesivo utilizado nesta etapa foi do tipo BETAMATE TM 7335GB com cura à frio. Após a colagem as juntas foram colocadas em uma estufa para serem curadas, na temperatura de 175 o C, durante aproximadamente 5 (cinquenta) minutos. As juntas foram pesadas novamente para se obter a quantidade por massa de adesivo utilizado, em função da pesagem, as juntas adesivadas foram divididas em três grupos para cada tipo de aço conforme a quantidade de adesivo utilizado. DP6 DP78 Junta Antes (g) Depois (g) Diferença(g) Antes (g) Depois (g) Diferença(g) 1 55,3 55,22,19 54,91 55,17, ,93 55,27,34 55,9 55,52, ,44 55,81,37 55,53 55,8, ,69 56,97,28 52,39 52,75, ,15 54,38,23 54,41 55,59, ,48 54,66,18 57,71 57,92, ,1 56,28,27 57,26 57,52, ,36 59,72,36 58,6 58,84, ,6 55,41,35 57,78 58,13, ,33 INUTILIZADA INUTILIZADA 57,57 57,86, ,92 56,14,22 56,92 57,14, ,26 54,51,25 57,64 57,88, ,4 54,31,27 55,3 55,58, ,15 54,4,25 58,83 59,7, ,23 57,52,29 56,91 57,15, ,75 55,2,27 55,93 56,11, ,6 55,83,23 57,87 58,11, , 56,26,26 55,92 56,14, ,28 58,5,22 59, 59,26,26 8

9 2 53,7 53,85,15 57,9 58,18, ,36 54,61,25 58,47 58,66, ,17 54,62,45 58,75 58,99, ,64 54,83,19 59,5 59,34, ,38 53,64,26 58,2 58,41, ,21 53,45,24 57,5 57,25, ,41 54,72,31 59,3 59,49, ,82 54,1,28 53,8 54,2, ,6 55,29,23 58,36 58,54, ,4 57,57,17 59,95 6,8, ,63 56,86,23 58,49 58,63, ,15 57,35,2 54,8 54,26, ,54 56,77,23 56,32 56,49, ,4 57,18,14 56,69 56,87, ,15 57,45,3 59,2 59,4, ,73 53,91,18 55,57 55,75, ,33 55,64,31 51,66 51,84, ,14 54,36,22 56,24 56,43, ,1 56,29,19 56,8 57,1, ,82 56,15,33 5,93 51,17, ,21 55,49,28 5,9 51,12, ,1 54,22,21 56,69 56,91, ,75 52,95,2 58,37 58,62, ,63 58,8,17 58,68 58,89, ,73 55,9,17 57,3 57,53, ,63 57,78,15 58,97 59,17, ,59 54,76,17 58,59 58,79, ,1 55,27,17 58,62 58,93, ,66 56,84,18 58,1 58,3, ,46 56,65,19 57,96 58,13, ,55 55,77,22 55,85 56,7, ,8 56,17,37 53,89 54,8, ,7 54,88,18 53,54 53,74, ,48 56,63,15 56,56 56,75, ,51 58,73,22 55,72 55,9, ,62 56,76,14 53,87 54,6, ,1 55,28,17 55,98 56,13, ,8 56,39,31 57,5 57,29, ,47 56,79,32 57,17 57,39, ,65 57,94,29 57,23 57,41, ,26 56,59,33 57,73 58,1,28 Média,24,22 Tabela 4: Pesagem das chapas de aço antes e depois de coladas: Média final da massa de adesivo nas chapas de aço de,23g. 9

10 DP6 Variação menor ou igual que,2 g. Variação entre,2 g e,28 g. Variação maior ou igual que,28 g. DP78 Variação menor ou igual que,19 g. Variação entre,19 g e,24 g. Variação maior ou igual que,24 g. Divisão e Agrupamento das Juntas Adesivadas DP6 As juntas do aço DP6 foram numeradas de 1 a 6. Em seguida, foram separadas em grupos pela massa de adesivo presente. As juntas que apresentavam pouco adesivo em relação às outras, ou seja, quantidade menor ou igual a,2 gramas foram identificadas com o número 1. Resultando em 21 juntas identificadas com número 1. Essas juntas com pouco adesivo foram divididas em três condições: 1. Imersas em água por seis horas, sendo identificadas como Água, resultando em sete juntas identificadas como Água1. 2. Aquecidas à 2 C por seis horas, sendo identificadas como Temp, resultando em sete juntas identificadas como Temp1. 3. Mantidas nas Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas, sendo identificadas como UT, resultando em sete juntas identificadas como UT1. As juntas que apresentavam média quantidade de adesivo em relação às outras, ou seja, quantidade entre,2 gramas e,28 gramas foram identificadas com o número 2. Resultando em 2 juntas identificadas com número 2. Essas juntas com média quantidade de adesivo foram divididas em três condições: 1. Imersas em água por seis horas, sendo identificadas como Água, resultando seis juntas identificadas como Água2. 2. Aquecidas à 2 C por seis horas, sendo identificadas como Temp, resultando em sete juntas identificadas como Temp2. 3. Mantidas nas Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas, sendo identificadas como UT, resultando em sete juntas identificadas como UT2. As juntas que apresentavam mais adesivo em relação às outras, ou seja, quantidade maior ou igual a,28 gramas foram identificadas com o número 3. Resultando em 18 juntas identificadas com número 3. Essas juntas com pouco adesivo foram divididas em três condições: 1. Imersas em água por seis horas, sendo identificadas como Água, resultando seis juntas identificadas como Água3. 2. Aquecidas à 2 C por seis horas, sendo identificadas como Temp, resultando em seis juntas identificadas como Temp3. 1

11 3. Mantidas nas Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas, sendo identificadas como UT, resultando em seis juntas identificadas como UT3. DP78 As juntas do aço DP78 foram numeradas de 1 a 6. Em seguida, foram separadas em grupos pela massa de adesivo presente. As juntas que apresentavam pouco adesivo em relação às outras, ou seja, quantidade menor ou igual a,19 gramas foram identificadas com o número 1. Resultando em 2 juntas identificadas com número 1. Essas juntas com pouco adesivo foram divididas em três condições: 1. Imersas em água por seis horas, sendo identificadas como Água, resultando em sete juntas identificadas como Água1. 2. Aquecidas à 2 C por seis horas, sendo identificadas como Temp, resultando em sete juntas identificadas como Temp1. 3. Mantidas nas Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas, sendo identificadas como UT, resultando em sete juntas identificadas como UT1. As juntas que apresentavam média quantidade de adesivo em relação às outras, ou seja, quantidade entre,2 gramas e,28 gramas foram identificadas com o número 2. Resultando em 2 juntas identificadas com número 2. Essas juntas com média quantidade de adesivo foram divididas em três condições: 1. Imersas em água por seis horas, sendo identificadas como Água, resultando seis juntas identificadas como Água2. 2. Aquecidas à 2 C por seis horas, sendo identificadas como Temp, resultando em sete juntas identificadas como Temp2. 3. Mantidas nas Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas, sendo identificadas como UT, resultando em sete juntas identificadas como UT2. As juntas que apresentavam mais adesivo em relação às outras, ou seja, quantidade maior ou igual a,28 gramas foram identificadas com o número 3. Resultando em 18 juntas identificadas com número 3. Essas juntas com pouco adesivo foram divididas em três condições: 1. Imersas em água por seis horas, sendo identificadas como Água, resultando seis juntas identificadas como Água3. 2. Aquecidas à 2 C por seis horas, sendo identificadas como Temp, resultando em seis juntas identificadas como Temp3. 3. Mantidas nas Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas, sendo identificadas como UT, resultando em seis juntas identificadas como UT3. 1 a Condição: Imersos em água por 6 horas. Juntas do Aço DP6: Juntas com quantidade de adesivo menor ou igual a,2g: 1, 6, 2, 23, 29, 31 e 33. Juntas com quantidade de adesivo entre,2g e,28g: 5, 7, 11, 12, 13, 14 e 16. Juntas com quantidade de adesivo maior ou igual a,28g: 2, 3, 4, 8, 9 e

12 Juntas do Aço DP78: Juntas com quantidade de adesivo menor ou igual a,19g: 5, 16, 21, 26, 28, 29 e 3. Juntas com quantidade de adesivo entre,19g e,24g: 6, 11, 18, 24, 25 e 27. Juntas com quantidade de adesivo maior ou igual a,24g: 1, 2, 3, 4, 7, 8 e 9. 2 a Condição: Aquecidos a 2 o C por 6 horas. Juntas do Aço DP6: Juntas com quantidade de adesivo menor ou igual a,2g: 35, 38, 42, 43, 44, 45 e 46. Juntas com quantidade de adesivo entre,2g e,28g: 17, 18, 19, 21, 24 e 25. Juntas com quantidade de adesivo maior ou igual a,28g: 22, 26, 27, 34, 36 e 39. Juntas do Aço DP78: Juntas com quantidade de adesivo menor ou igual a,19g: 31, 32, 33, 35, 36 e 37. Juntas com quantidade de adesivo entre,19g e,24g: 34, 38, 4, 41, 43 e 44. Juntas com quantidade de adesivo maior ou igual a,24g: 1,12, 13, 14, 15, 17 e a Condição: Condições de Temperatura e Umidade Ambiente por 24 horas. Juntas do Aço DP6: Juntas com quantidade de adesivo menor ou igual a,2g: 47, 48, 49, 52, 53, 55 e 56. Juntas com quantidade de adesivo entre,2g e,28g: 28, 3, 32, 37, 41, 5 e 54. Juntas com quantidade de adesivo maior ou igual a,28g: 4, 51, 57, 58, 59, 6. Juntas do Aço DP78: Juntas com quantidade de adesivo menor ou igual a,19g: 49, 51, 53, 54, 55, 56 e 59. Juntas com quantidade de adesivo entre,19g e,24g: 45, 46, 47, 48, 5, 52 e 58. Juntas com quantidade de adesivo maior ou igual a,24g: 2, 22, 23, 39, 42, 57 e 6. Ensaio de Tração dos Novos Adesivos Para a obtenção das amostras do adesivo BETAMATE 7335GB foi necessário um molde de base metálica e para impedir a cura entre o molde e o adesivo foi aplicado um lubrificante. Foi espalhado o adesivo no molde e após 3 minutos, sob uma temperatura aproximada de 18 o C, os cinco corpos de prova estavam curados. Figura 1: Imagem dos corpos de prova antes de serem curados. 12

13 Resultados Ensaio de Cisalhamento das Juntas Adesivadas As amostras das juntas foram ensaiadas na máquina de tração Instron do ITUC, PUC-Rio, regulada com velocidade de 1 mm/min. Os dados referentes às tensões aplicadas por cisalhamento às juntas foram obtidos em MPa e deformação. A deformação foi obtida a partir da razão do deslocamento do travessão da máquina, pelo comprimento inicial da junta medido com um paquímetro. Os gráficos de cada junta estão representados nos Anexo 1 e Anexo 2. A partir dos valores das tensões máximas (MPa) suportadas em cada junta de cada subgrupo foi obtida a tabela 5 com as médias desses valores. Figura 11: Ensaio de cisalhamento da junta Classificações Utilizadas: Aço Dual Phase (DP)6 ou 78 diferenciando as chapas de aço utilizadas Juntas imersas em água por 6 horas (Água) Juntas sujeitas à temperatura de 2 C por 6 horas (Temp) Juntas sujeitas à umidade e temperatura ambiente por 24 horas (UT) Juntas com menos ou igual a,2 gramas de adesivo para o aço DP6 (1) Juntas com a quantidade de adesivo entre,2 e,28 gramas de adesivo para o aço DP6 (2) Juntas com mais ou igual a,28 gramas de adesivo para o aço DP6 (3) Juntas com menos ou igual a,19 gramas de adesivo para o aço DP78 (1) Juntas com a quantidade de adesivo entre,19 e,24 gramas de adesivo para o aço DP78 (2) Juntas com mais ou igual a,24 gramas de adesivo para o aço DP78 (3) CONDIÇÃO AÇO DP6 AÇO DP78 ÁGUA1 65,568 57,234 ÁGUA2 16, ,962 ÁGUA3 113,652 17, TEMP1 15,114 86,763 TEMP2 9,36 13,815 TEMP3 129, ,261 UT1 52,81 76,351 UT2 12,668 98,551 UT3 134,938 12,756 Tabela 5 Média das tensões suportadas em MPa por subgrupo. 13

14 A partir das máximas tensões suportadas por cada junta, foi feito, também, um BoxPlot, figura 12, fornecendo medianas, quartis e valores máximos e mínimos para os ensaios de cisalhamento de cada subgrupo: Tensão Máxima (MPa) DP6 Água1 DP6 Água2 DP6 Água3 DP6 Temp1 DP6 Temp2 DP6 Temp3 DP6 UT1 DP6 UT2 DP6 UT3 DP78 Água1 DP78 Água2 DP78 Água3 DP78 Temp1 DP78 Temp2 DP78 Temp3 DP78 UT1 DP78 UT2 DP78 UT3 Figura 12 BoxPlot dos valores de máxima tração suportada em cada junta. A partir da tabela 5, os testes estatísticos Two-Sample t-test nos Anexos de 3 a 1 e o BoxPlot, figura 12, foram realizadas quatro análises dos resultados. A primeira análise refere-se à resistência de tensões por diferentes chapas de aço expostas à mesma condição e com quantidades semelhantes de adesivo. Essa afirmação pode ser verificada pela Tabela 5, comparando o resultado de um modelo de chapa de aço com quantidade equivalente de adesivo com outro modelo, exposto à mesma condição de influência. Por exemplo, verificando que nos casos (Água1, Temp1, Temp3, UT2 e UT3) as que tiveram maior média de resistência foram as chapas de aço DP6, enquanto nas condições (Água 2, Água3, Temp2 e UT1) essas foram de aço DP78. Concluindo que não há um modelo de chapa de aço que tenha obtido um resultado melhor do que a outra; A segunda, dos Anexos de 5 a 1 é possível concluir, que, em geral, não existem expressivas diferenças em comparações entre condições de exposição diferentes para mesmas chapas de aço sujeitas às mesmas proporções de adesivo. Exceto no caso de DP6TEMP1 e DP78ÁGUA3 que obteve melhores resultados, em relação à DP6ÁGUA1, DP6UT1 e, no caso da DP78ÁGUA3, que obteve melhores resultados, em relação à DP78TEMP3 e DP78UT3. A terceira, obtida pela quantidade de adesivo utilizado. Pode ser verificado baseando-se nos Anexos 3 e 4, que retratam estatísticas entre chapas de aço do mesmo modelo, sob influência da mesma condição, com quantidades diferentes de adesivo. Retratando, em geral, que dentre as quantidades de pouco (1) e médio (2), de médio (2) e grande (3), não há uma grande diferença na resistência. Porém, ao comparar as de pouco (1), com as de muito adesivo (3), se conclui que 14

15 existe uma maior diferença entre suas resistências. Também, evidente no BoxPlot e na Tabela 5. Concluindo que a tendência a ter maior resistência é proporcional à quantidade de adesivo. Vale ressaltar que não foram feitos ensaios suficientes para averiguar o limite de adesivo para a veracidade da afirmação. A quarta, referente ao subgrupo que obteve a maior resistência dentre todos os subgrupos. Demonstrado pela Figura12, BoxPlot, que o subgrupo DP78ÁGUA3 obteve os melhores resultados, devido aos constantes e elevados valores obtidos nos ensaios de cisalhamento dessas juntas. Ensaios de Tração dos Novos Adesivos Os cinco corpos de prova foram submetidos a testes de tração para análise da resistência do adesivo BETAMATE 7335GB, figura 14. Obtendo o seguinte gráfico de Tensão por Deformação, figura 13, e a tabela com os máximos e a média desses valores, tabela 6: Figura 13: Ensaio de tração dos novos corpos de prova do adesivo Adesivo 1 Adesivo 2 Adesivo 3 Adesivo 4 Adesivo 5 Tensão x Deformação Adesivos 1,,2,4,6,8,1 Figura 14: Ensaio de tração dos novos adesivos. 15

16 Corpo de Prova Tensão Máxima (MPa) 1 25, , , , ,3561 Média 24,9692 Tabela 6 Máximas tensões e média para os corpos de prova dos novos adesivos. Conclusão Entre todas as juntas e condições estudadas, a junta que apresentou a maior resistência foi a do aço DP 78 com 17MPa na condição de imerssão em água por 6 horas e contendo,28g de adesivo. E no caso do aço DP 6 a maior resistência MPa, foi na condição de umidade e temperatura ambiente para a mesma quantidade de adesivo. Estes resultados indicam que a quantidade de adesivo pode ser o fator determinante da resistência da junta. 16

17 Anexo 1: Ensaios de Cisalhamento das Juntas Adesivadas do Aço DP Tensão x Deformação DP6 Agua1 DP6 1 DP6 6 DP6 2 DP6 23 DP6 29 DP6 31 DP Tensão x Deformação DP6 Agua2 DP6 5 DP6 7 DP6 11 DP6 12 DP6 13 DP6 14 DP Tensão x Deformação DP6 Agua3 DP6 2 DP6 3 DP6 4 DP6 8 DP6 9 DP ,,1,2,3,,1,2,3,,1,2, Tensão x Deformação DP6 Temp1 DP6 35 DP6 38 DP6 42 DP6 43 DP6 44 DP6 45 DP Tensão x Deformação DP6 Temp2 DP6 17 DP6 18 DP6 19 DP6 21 DP6 24 DP Tensão x Deformação DP6 Temp3 DP6 22 DP6 26 DP6 27 DP6 34 DP6 36 DP ,,1,2,3,,1,2,3,,1,2,3 2 Tensão x Deformação DP6 UT1 2 Tensão x Deformação DP6 UT2 2 Tensão x Deformação DP6 UT DP6 47 DP6 48 DP6 49 DP6 52 DP6 53 DP6 55 DP DP6 28 DP6 3 DP6 32 DP6 37 DP6 41 DP6 5 DP DP6 4 DP6 51 DP6 57 DP6 58 DP6 59 DP ,,1,2,3,,1,2,3,,1,2,3 17

18 Anexo 2: Ensaios de Cisalhamento das Juntas Adesivadas do Aço DP Tensão x Deformação DP78 Agua1 DP78 5 DP78 16 DP78 21 DP78 26 DP78 28 DP78 29 DP Tensão x Deformação DP78 Agua2 DP78 6 DP78 11 DP78 18 DP78 24 DP78 25 DP Tensão x Deformação DP78 Agua3 DP78 1 DP78 2 DP78 3 DP78 4 DP78 7 DP78 8 DP ,,1,2,3,,1,2,3,,1,2,3 2 Tensão x Deformação DP78 Temp1 2 Tensão x Deformação DP78 Temp2 2 Tensão x Deformação DP78 Temp DP78 31 DP78 32 DP78 33 DP78 35 DP78 36 DP DP78 34 DP78 38 DP78 4 DP78 41 DP78 43 DP DP78 1 DP78 12 DP78 13 DP78 14 DP78 15 DP78 17 DP ,,1,2,3,,1,2,3,,1,2,3 2 Tensão x Deformação DP78 UT1 2 Tensão x Deformação DP78 UT2 2 Tensão x Deformação DP78 UT DP78 49 DP78 51 DP78 53 DP78 54 DP78 55 DP78 56 DP DP78 45 DP78 46 DP78 47 DP78 48 DP78 5 DP78 52 DP DP78 2 DP78 22 DP78 23 DP78 39 DP78 42 DP78 57 DP ,,1,2,3,,1,2,3,,1,2,3 18

19 Anexo 3: Testes estatísticos considerando a relação de adesivo para DP6 Anexo 4: Testes estatísticos considerando a relação de adesivo para DP78 19

20 Anexo 5: Testes estatísticos considerando as diferentes condições a que foram expostas as chapas DP6 1 Anexo 6: Testes estatísticos considerando as diferentes condições a que foram expostas as chapas DP78 1 Anexo 7: Testes estatísticos considerando as diferentes condições a que foram expostas as chapas DP6 2 2

21 Anexo 8: Testes estatísticos considerando as diferentes condições a que foram expostas as chapas DP78 2 Anexo 9: Testes estatísticos considerando as diferentes condições a que foram expostas as chapas DP6 3 Anexo 1: Testes estatísticos considerando as diferentes condições a que foram expostas as chapas DP

22 Referências 1 - MONTEIRO, Delfim Ferreira. Análise do comportamento a fractura de juntas de aço efectuadas com adesivos estruturais. Universidade do Porto. Porto MARRA, Kleiner Marques, ALVARENGA, Evandro de Azevedo e VIEIRA, Sérgio Luiz, Adesividade de Aços Laminados a Frio da Usiminas Destinados a Indústria Automobilística,XXXVII Seminário de Laminação TALATI, Jigar. Surface Roughness Significance and symbol interpretation in drawing. Hexagon DesignCentre,Vadodara, acessado em maio de