Pesquisadores da UEPG estão desenvolvendo solda especial

Laser é utilizado para o tratamento superficial dos metais, que ganha em resistência em ambientes inóspitos

Pesquisadores da Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG) realizam estudo inédito para tratamento de superfície. A nova tecnologia poderá ser utilizada no setor aeronáutico, automobilístico e dutos de petróleo ou gases, entre outros. Os pesquisadores realizam soldas em superfícies metálicas por refusão a laser. Segundo os autores, o sistema melhora as propriedades mecânicas e resistência à corrosão e será um grande avanço para a indústria nacional.

As ligas de alumínio são muito utilizadas em aplicações específicas da indústria devido ao baixo peso e boa resistência mecânica a corrosão. Porém, quando as peças de metal enfrentam situações críticas, essas ligas têm certas limitações quando comparadas com outros materiais. "Neste projeto, foram verificadas que nas amostras tratadas por refusão a laser houve uma melhora considerável em resistência mecânica e também na resistência a corrosão em meio ácido sulfúrico", revelou professor doutor da UEPG Moisés Meza Pariona, autor do projeto.

Ele explica que estes setores da indústria têm problemas com as ligas de alumínio, como, por exemplo, em juntas soldadas onde há esforços ao mesmo tempo em que estão sujeitas a meios agressivos (água estagnada ou meio líquido corrosivo). Essas condições limitam muito a vida média dos componentes. "Por isso acreditamos que a liga refundida a laser é uma boa alternativa para estes casos", afirma. Além da metalurgia, o sistema também tem aplicação no setor de microeletrônica.

Segundo os autores, a pesquisa é inédita no mundo inteiro. O laser já é utilizado em diferentes ramos da ciência tecnológica, tanto na medicina, odontologia, física, química e engenharia, nos mais diversos equipamentos e aplicações. Na metalurgia, vem sendo estudando desde o ano 2000 e no Brasil em torno de 2004. A indústria nacional e do exterior vem utilizando o laser para cortes de peças metálicas de forma bastante precisa e com acabamento superior. "Pesquisamos na literatura internacional e não foi encontrado nada sobre este tipo de recobrimento", garante Pariona. Para atrair interesse das indústrias, a equipe mostrou os resultados obtidos na Inovatec (Feira Paranaense de Negócios entre Empresas Universidades e Instituições de Pesquisas), que aconteceu em Curitiba, no mês de maio.

Próximo passo - O projeto iniciou em junho de 2010. O material utilizado na pesquisa foi preparado nos laboratórios da Unicamp, onde foram fundidas, cortadas e disponibilizadas para a refusão a laser. Esta fase foi realizada no Instituto de Estudos Avançados (IEAv) do Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial (DCTA), de São José dos Campos/SP, pelo pesquisador responsável Professor Doutor Rudimar Riva.

A superfície tratada é modificada superficialmente na ordem de mícron (equivale a um milésimo de milímetro) e esta espessura pode ser controlada variando a potência, velocidade do laser e com a utilização de gás de proteção. Nesta superfície tratada, ocorre uma solidificação rápida com altas taxas de extração de calor na ordem de um milhão a um bilhão de graus Celsius por segundo. Devido a este fenômeno, acontece a modificação da superfície tratada com a formação de diferentes microestruturas, o que não ocorre nos processamentos convencionais, e tornam a superfície mais resistente ao desgaste e à corrosão.

A caracterização das amostras tratadas por laser, tais como da microestrutura, microdureza, microrugosidade, corrosão e pela simulação numérica pela técnica por elementos finitos, estão sendo pesquisadas na UEPG. O próximo passo é a publicação de resultados em congressos e revistas nacionais e internacionais. Já foram submetidos vários artigos para revistas internacionais de alto impacto e dois trabalhos serão apresentados neste ano durante o 66° Congresso da ABM (Associação Brasileira de Metalurgia, Mineração e Materiais). "Estas publicações são nosso canal para mostrar os resultados e atrair o interesse da comunidade industrial", revela o pesquisador Moisés Meza Pariona. Também este projeto será integrado com a Universidade Tecnológica Federal de Paraná (UTFPR), onde serão fundidas novas ligas que serão tratadas por laser. Assim os autores pretendem abranger mais profissionais em áreas multidisciplinares nesta região de Paraná.