Study of fatigue behavior of welded joints using TIG process in aluminum alloys 3104, 5052 and dissimilar

A indústria do alumínio vem buscando otimizar a eficiência da cadeia produtiva como um todo, principalmente em termos de eficiência energética e consequente redução da pegada de carbono. Um diferencial do alumínio, a reciclabilidade sem perda de propriedades físico/químicas, torna o metal uma excelente escolha. O processo de reciclagem, além de colaborar com a preservação ambiental, tem na economia de energia uma das suas maiores vantagens pois utiliza apenas 5% da energia necessária para a produção do metal primário. Ligas de alumínio com alto conteúdo reciclado, como é o caso da liga 3104 no Brasil, vem ganhando cada vez mais destaque nesse cenário. A liga 5052, uma das ligas mais tradicionais utilizadas no setor do alumínio, por sua vez, atualmente utiliza de forma predominante o alumínio primário como matéria prima. A substituição de ligas que utilizam basicamente alumínio primário por ligas com alto conteúdo reciclado, mais especificamente a 3104, é um passo adiante em termos de sustentabilidade, motivando estudos para embasar essa substituição em diversos segmentos de mercado, incluindo o estudo da resistência à fadiga em juntas soldadas de alumínio. O presente trabalho apresenta o estudo das propriedades mecânicas e do comportamento em fadiga de alto ciclo das ligas de alumínio 3104 H32 e 5052 H32, nas condições sem solda e soldadas por processo TIG, bem como as análises microestruturais e fractográficas dos materiais. Os resultados demonstraram grande semelhança entre as duas ligas nas condições analisadas, com resistência à fadiga do metal base em termos da tensão máxima no ciclo igual a 164 MPa para a liga 3104 e 156 MPa para a liga 5052, para carregamento com razão de tensão R = 0,1 e considerando uma vida em fadiga de 2 milhões de ciclos. Verificou-se uma queda na vida em fadiga de 41% para a junta 3104-3104 e de 48% para as juntas 5052-5052 e 3104-5052.The aluminum industry has been seeking to optimize the overall production efficiency, mainly in terms of energy efficiency and consequent carbon footprint reduction. One highlight of aluminum is the recyclability without loss of physical/chemical properties, that makes this metal an excellent choice. The recycling process, beyond to collaborate to environmental preservation, has energy savings as one of its greatest advantages, as it uses only 5% of the energy needed to produce the primary metal. Aluminum alloys with high recycled content, such as the 3104 alloy in Brazil, are gaining more and more prominence in this scenario. Alloy 5052, one of the most traditional alloys used in the aluminum market, uses predominantly primary aluminum as raw material. The replacement of alloys that basically use primary aluminum for alloys with high recycled content, more specifically 3104, is a step forward in terms of sustainability, motivating studies to support this replacement in several market segments, including fatigue strength studies for aluminum welded joints. This work presents the study of mechanical properties and high cycle fatigue behavior of the aluminum alloys 3104 H32 and 5052 H32, in unwelded and welded joints using TIG process, as well as the microstructural and fractographic analysis of the materials. The results showed a great similarity between the two alloys in all analyzed conditions, with fatigue strength results for parent metal in terms of maximum stress cycle of 164 MPa for 3104 and 156 MPa for 5052, considering 2 million cycles of fatigue life. It was observed that there was a drop in fatigue life of 41% to joint 3104-3104 and 48% to joints 5052-5052 and 3104-5052