Análise comparativa do efeito da fadiga por fretting nos fios de cabos condutores formados pelas ligas de alumínio 1120 e AA 6201

Abstract

Com a necessidade de aperfeiçoamento do processo de transmissão e distribuição de energia elétrica, são necessários estudos sistematizados no principal componente de uma linha de transmissão, o cabo condutor. Um dos problemas mecânicos que mais afetam a vida de um condutor é o fenômeno de fadiga por fretting. Neste contexto o objetivo desta dissertação foi analisar de forma comparativa a vida em fadiga entre os fios de liga AA 6201 T81 e AA 1120 através um programa experimental, que permitisse isolar o fenômeno de fretting sob condições controladas. Para alcançar tais fins, foi elaborado um programa de testes nos laboratórios de ensaios mecânicos da Universidade de Brasília. O programa baseou-se em três etapas. Na primeira houve a caracterização dos materiais através de ensaios estáticos de tração e dinâmicos de fadiga. Na segunda etapa houve os ensaios de indução de fretting sob condições controladas, tais condições foram determinadas pelo ângulo de contato de 29 o e cargas de contato normal de 250 N, 500 N, 750 N e 1000 N. A terceira etapa foi constituída por análises microscópicas das regiões de contato entre os fios, além das superfícies de falha. Por fim, com os resultados obtidos, pôde-se verificar que a indução de fretting, gerou dois cenários distintos, o primeiro, o desgaste, e o segundo, a fadiga por fretting, essas características foram comprovadas através da observação das falhas através da microscopia. Para os fios da liga AA 6201 T81 observou fadiga por fretting nos ensaios de 750 N e 1000 N, na carga de 250 N comprovou que houve o desgaste, para a carga de 500 N, notou-se uma mescla dos tipos de falhas, o que pode indicar que para essa força existe uma região de transição. Por outro lado, todas as curvas referentes aos fios da liga AA 1120 tiveram suas falhas classificadas com fadiga por fretting. Na comparação entre as curvas que ocorreram fadiga por fretting para ambas as ligas (750 N e 1000 N), constatou-se que os fios da liga AA 6201 T81 foram mais sensíveis ao fretting, apesar de possuírem maior resistência mecânica estática e de fadiga.