Tensile and Flexural Strength of Commercially Pure Titanium Submitted to Laser and Tungsten Inert Gas Welds

ABSTRACT

This study evaluated the tensile and flexural strength of tungsten inert gas (TIG) welds in specimens made of commercially pure titanium (CP Ti) compared with laser welds. Sixty cylindrical specimens (2 mm diameter x 55 mm thick) were randomly assigned to 3 groups for each test (n=10) no welding (control), TIG welding (10 V, 36 A, 8 s) and NdYAG laser welding (380 V, 8 ms). The specimens were radiographed and subjected to tensile and flexural strength tests at a crosshead speed of 1.0 mm/min using a load cell of 500 kgf applied on the welded interface or at the middle point of the non-welded specimens. Tensile strength data were analyzed by ANOVA and Tukey's test, and flexural strength data by the Kruskal-Wallis test (α=0.05). Non-welded specimens presented significantly higher tensile strength (control=605.84±19.83) (p=0.015) and flexural strength (control=1908.75) (p=0.000) than TIG- and laser-welded ones. There were no significant differences (p>0.05) between the welding types for neither the tensile strength test (TIG=514.90±37.76; laser=515.85±62.07) nor the flexural strength test (TIG=1559.66; laser=1621.64). As far as tensile and flexural strengths are concerned, TIG was similar to laser and could be suitable to replace laser welding in implant-supported rehabilitations.

RESUMO

Este estudo avaliou a resistência à tração e à flexão de soldas feitas com gás inerte de tungstênio (TIG) em amostras de titânio comercialmente puro (Ti CP) em comparação com a solda a laser. Sessenta amostras cilíndricas (diâmetro de 2 mm e espessura de 55 mm) foram distribuídas aleatoriamente em três grupos para cada ensaio (n=10) sem solda (controle), solda TIG (10V, 36A, 8 s) e solda com laser de NdYAG (380 V, 8 ms). As amostras foram radiografadas e submetidas aos testes de resistência à tração e à flexão em máquina de ensaios mecânicos à velocidade de 1mm/min com célula de carga de 500 kgf aplicada na interface soldada ou no ponto médio das amostras controle. Os dados de resistência à tração foram analisados estatisticamente por ANOVA e teste de Tukey e os dados de resistência à flexão pelo teste de Kruskal-Wallis (α=0,05). Espécimes não-soldados apresentaram resistência à tração (controle=605,84±19,83) (p=0,015) e resistência à flexão (controle=1908,75) (p=0,000) significantemente maiores que os solados com TIG ou laser. Não houve diferença estatisticamente significante (p>0.05) entre os tipos de solda no teste de resistência à tração (TIG=514,90±37,76; laser=515,85±62,07) nem no teste de resistência à flexão (TIG=1559,66; laser=1621,64). As resistências à tração e à flexão foram similares quando as amostras foram soldadas com TIG e a laser.