Application of the friction stir processing (FSP) to improve the fatigue strength of MIG welded corner joints in the AA5083 alloy

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de CoimbraA evolução constante dos processos tecnológicos de ligação de materiais teve um papel crucial no aparecimento de um dos maiores avanços nesta área: o Friction Stir Welding (FSW), a soldadura por fricção linear. Este processo veio inovar a indústria metalo-mecânica mundial, que todos os dias se torna cada vez mais exigente, tanto a nível de qualidade dos produtos como de eficiência na sua fabricação. As alterações microestruturais e o ganho de propriedades mecânicas na zona processada dos materiais soldados por FSW fez com que esta técnica fosse posteriormente adaptada e utilizada em acabamentos superficiais, surgindo assim o Friction Stir Processing (FSP), o pós-processamento por fricção linear. O objetivo deste trabalho foi estudar a possível melhoria da resistência à fadiga de juntas de canto soldadas por MIG, na liga AA5083-H111, posteriormente processadas pela técnica de FSP, com o propósito de obter alguns dos benefícios do FSW nas juntas previamente soldadas por MIG. Com este objetivo, foram realizadas análises morfológicas, perfis de dureza, ensaios de tração e deformação, e ensaios de fadiga para diferentes razões de tensão. No final dos estudos realizados, concluiu-se que o pós-processamento melhorou a resistência à fadiga das juntas de canto soldadas por MIG, sobretudo pela modificação microestrutural do material e do raio de concordância no pé da soldadura.The constant development of the technological material joining processes had a critical role in the rise of one of the greatest advances in this area: the Friction Stir Welding (FSW). This process was responsible for innovating the whole metalworking world industry, which becomes more demanding every day, either on products’ quality or their fabrication efficiency. The microstructural changes and the gain of mechanical properties on the FSW welded materials’ processed zone, made that this technique was later adapted and used in superficial finishes, thus appearing the Friction Stir Processing (FSP). The objective of this work is to study the possible improvement of fatigue resistance of MIG welded AA5083-H11 T-joints, later processed by FSP, with the purpose of acquiring some of the benefits of FSW in the joints previously welded by MIG. With this intent, morphological analysis, hardness profiles, tensile and deformation tests, and fatigue tests for different stress ratios will be made. At the end of the study, the conclusion was that post processing improved the fatigue resistance of MIG welded T-joints, mainly because of the material’s microstructural modification and the change of the curvature radius in the weld toe