Title

DETERMINAÇÃO DA PERDA DE RESISTÊNCIA A TRAÇÃO EM CORPOS DE PROVA COM LINHAS DE SOLDA

DETERMINATION OF WELD LINE STRENGTH IN INJECTION MOLDED

Authorship

Bom, Ricardo Pedro; Kalnin, Flávio Alexandre

Bom, Ricardo Pedro

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Kalnin, Flávio Alexandre

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DOI

10.5151/2594-5327-0064

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Abstract

Neste trabalho objetivou-se determinar a perda de resistência à tração de corpos de prova com linhas de solda. Os corpos de prova ASTM foram moldados pelo processo de injeção com diferentes temperaturas de plastificação (180 oC a 280 oC). O material utilizado foi o polímero termoplástico Polystyrol 158 K da Basf. Este estudo relaciona as linhas de solda em produtos moldados por injeção com a redução da resistência mecânica devido a fragilização na região da linha de solda. Para o desenvolvimento deste trabalho foi projetado e desenvolvido um molde de injeção com uma cavidade em forma de corpo de prova com canal de ataque pelas extremidades, desta forma no momento da junção dos fluxos obtêm-se uma linha de solda no centro do corpo de prova. Os parâmetros do processo de injeção foram determinados a partir de um aplicativo comercial. A temperatura do molde e o tempo de injeção permaneceram constantes. O tempo de solidificação do material foi determinado analiticamente, considerando-se o centro do corpo de prova como referência. Foram injetados dez corpos de prova em cada uma das temperaturas. Foi observada de forma clara a existência de linhas de junção no centro da peça, e as condições de processo utilizadas não permitiram a formação de linha de solda fria. Após a realização dos ensaios de tração, foi determinado que a tensão de ruptura decresce nas seguintes condições: com a diminuição da temperatura de injeção e do tempo de solidificação, e com o aumento da trinca. A ruptura sempre ocorreu na linha de solda.

In this paper, the purpose is to determine the weld line strength in injection molded samples. The ASTM standard dogbone-shaped samples were molded over a range of melt temperatures (180 oC up to 280 oC). The plastic used was a commercial grade of polystyrene (PS), BASF Polystyrol 158K. This study links weld lines in parts by injection molding with mechanical strength reduction due to embrittling effect in weld-line region.A single-cavity mold double-gated was used to generate ASTM D638 Type I tensile specimens. The double- gated and runner allow the parts to be molded with weld line. The injection process parameters were determined by imputing resin, machine and geometry information into a CAE software package. The mold temperature and fill time were maintaining the same. The frozen time was determined by analytic equation, which considers the center of the thickness as reference. For each melt temperature 10 samples were tested. The weld line was clearly noted in the centre of the samples and the process condition set avoided the cold weld line. By the strength tests were possible to realize that lower the injection temperature lower the frozen time and higher the length of the crack. Then low injection temperature leads to low maximum strength. The fracture always occurs in the weld line.

Keywords

Ensaio de tração; Tempo de resfriamento; Linha de solda; Soldagem por injeção.

Strength test; Cooling time; Weld line; Injection molding.