Junta soldada por brasagem

As Figuras 20 e 21, a seguir, mostram a região de interface entre o metal de base e a zona de fusão de uma junta soldada pelo método de brasagem. O método de soldagem por brasagem caracteriza-se por não levar à fusão o metal de base, mas somente o metal de adição, que irá preencher a região de solda por capilaridade, pois possui menor temperatura de fusão. Podem ser observadas duas regiões bem distintas, o que caracteriza uma heterogeneidade entre as microestruturas do metal de base e da zona fundida (metal de adição). Tal heterogeneidade encontrada na junta soldada poderá tornar esta região mais frágil e suscetível à falha mediante as tensões oriundas do processo de mastigação.

Figura 20 – Aspecto micrográfico da zona termicamente afetada (ZTA) da junta soldada por brasagem. Ataque: HF, aumento 800x: amostra 1.

Figura 21 – Aspecto micrográfico da zona termicamente afetada (ZTA) da junta soldada por brasagem. Ataque: HF, aumento 800x: amostra 2.

As Figuras 22 e 23 apresentam os aspectos micrográficos obtidos da região do cordão de solda (zona de fusão).

Figura 22 – Aspecto micrográfico da zona de fusão de juntas soldadas por brasagem. Ataque: HF, aumento 800x: amostra 1.

Figura 23 – Aspecto micrográfico da zona de fusão de juntas soldadas por brasagem. Ataque: HF, aumento 800x: amostra 2.

A morfologia dendrítica grosseira de uma segunda fase entremeando uma matriz à base de níquel–cromo foi observada para todas as amostras analisadas no método de brasagem. As grandes diferenças morfológicas entre o metal de base e as juntas soldadas podem favorecer as diferenças de distribuição de tensões internas, o que pode provocar o início de trincas e a sua propagação durante os carregamentos ao longo da utilização do dispositivo odontológico. (SAITO, 1972).

A análise química semiquantitativa por EDS foi realizada nas regiões do cordão de solda especificadas pelas Figuras 24, abaixo, e 26 (folha 47) e os resultados obtidos são apresentados pelos respectivos espectros característicos nas Figuras 25 (folha 47), 27 e 28 (folha 48). Muito embora a junta soldada pelo método brasagem tenha apresentado regiões distintas nas microestruturas, a análise química mostrou-se bastante semelhante aos resultados obtidos para o metal de base.

Figura 24 – Aspecto micrográfico da junta soldada por brasagem na região de fusão, MEV, módulo BSE. Spectrum 1: Região onde foi realizado o EDS.

Figura 25 – Análise química semiquantitativa de EDS. Os picos de energia característicos dos elementos Ni, Cr, Mo e Al (pequena quantidade) foram identificados na região analisada conforme mostrado na Figura 24.

Figura 26 – Aspecto micrográfico da junta soldada por brasagem na região de fusão MEV, módulo BSE. Spectrum 1 e 2: Regiões onde foram realizados os testes de EDS.

Figura 27 – Análise química semiquantitativa de EDS. Os picos de energia característicos dos elementos Ni, Cr e Al (pequena quantidade) foram identificados na região analisada, mostrada na Figura 26 como “spectrum 1”.

Figura 28 – Análise química semiquantitativa de EDS. Os picos de energia característicos dos elementos Ni, Cr, Mo e Al (pequena quantidade) foram identificados na região analisada, mostrada na Figura 26 como “spectrum 2”.

Os mesmos resultados para aspectos microestruturais foram obtidos por Souza et al. (2000), que investigaram uma liga de Ni-Cr soldadas com brasagem e à laser. Verificou-se que na brasagem o metal de base e o cordão de solda apresentaram microestruturas distintas. A região da solda por brasagem apresentou uma morfologia dendrítica grosseira com a presença de precipitados e porosidades.

Para comparar os resultados de microdureza nas três regiões dos corpos de prova foram preparados 27 dados amostrais. Por serem quantidades pequenas (n<30) adotou-se a verificação por Teste de Hipótese para pequenas amostras por Distribuição t de Student (teoria das pequenas amostras – Callegari-Jacques (2006). A Hipótese Nula para os dois tipos de soldagem era de que: H0 - O metal de base teria o mesmo comportamento mecânico (microdureza) da zona termicamente afetada (de transição) e da zona de fusão. A análise estatística demonstrou que:

- n = 27, média = 83,501 e s = 12,175; - nível de significância α = 0,01;

- os valores críticos indicam que, para aceitação da H0: μ ≥ - 2,479; - t (zona termicamente afetada) = -1,827 e;

- t (zona de fusão) = -18,787, tem-se que:

A Hipótese Nula pode ser rejeitada e pode-se afirmar que não há uniformidade no comportamento da microdureza entre a zona de fusão da solda e o metal de base.

O Gráfico 1, a seguir, apresenta os resultados obtidos para os testes de microdureza Vickers realizados nas juntas soldadas por brasagem.

Gráfico 1 - Dureza Vickers das juntas soldadas por brasagem.

O eixo na posição horizontal representa a região da amostra onde foi realizado o ensaio de microdureza: de 0,0 a 0,8 e de 4,2 a 5,0 => metal de base; de 1,8 a 3,2 => zona de fusão (cordão de solda); de 1,0 a 1,6 e de 3,4 a 4,0 => Zona Termicamente Afetada (ZTA).

Alguns autores relatam que ensaios de microdureza Vickers realizados com carga inferior a 300 gf, podem prejudicar a medida das diagonais devido a uma recuperação elástica do material Paula (2007) e Elias e Lopes (2007). As medidas neste trabalho foram realizadas com carga de 100gf o que pode justificar os valores de microdureza um pouco abaixo dos valores encontrados por Bezzon et al. (1995), Souza et al. (2000), Bauer et al. (2006) e Lin et al. (2008).

O ensaio de microdureza Vickers revelou que, nos corpos de prova unidos pelo processo de brasagem, a dureza no metal de base é menor que na região fundida (cordão de solda). Souza et al. (2000) constataram um comportamento da dureza semelhante na região da junta soldada pelo mesmo processo e observaram que a maior dureza na solda foi devida à oxidação que ocorreu durante o processo de soldagem e a presença de precipitados, que podem ter causado um endurecimento por nessa região.

Essa variação da dureza do material pode proporcionar uma má distribuição das tensões, que poderá provocar o surgimento de trincas durante o carregamento ao longo da utilização do dispositivo odontológico. Este fato pode justificar os resultados de baixa resistência à fadiga apresentados por diversos estudos, entre eles os de S. D. Tylman e S. G. Tylman (1970), Mendonça (1988), Sobieralsky, Schelb e Prihoda (1990), Lima Verde e Stein (1994), Wiskkot et al. (1997), Mansano (2007).

O espaço utilizado para brasagem é um fator importante a ser considerado, pois permite que o metal de adição, quando fundido, escoe por capilaridade promovendo assim uma perfeita união ao metal de base. Vários estudos correlacionam este fator a alterações dimensionais e propriedades mecânicas de estruturas protéticas em diversas ligas. Neste estudo foi utilizado um espaço de 0,30mm (STACKHOUSE, 1967; TYLMAN, S. D.; TYLMAN, S. G., 1970; STADE; REISBICK; PRESTON, 1975; RASMUSSEN; GOODKIND; GERBERICH, 1979; WILLIS; NICHOLLS, 1980; MENDONÇA, 1988; TAYLOR et al., 1998; MANSANO, 2007).