Processos não convencionais de soldagem

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Objetivos
Módulo 1
Soldagem por eletroescória
Reconhecer as características da soldagem por eletroescória.
Acessar módulo
Módulo 2
Processos de brasagem e soldabrasagem
Identificar as principais características da brasagem e soldabrasagem.
Processos não convencionais
de soldagem
Prof. Kioshy Assis
Descrição
Abordagem de processos não convencionais de soldagem, como o que ocorre no processo de fusão do eletrodo
consumível a partir da elevada resistividade da escória protetora, a fusão a partir de processos com alta densidade de
energia (como laser e feixe de elétrons), a união de juntas a partir do atrito, a brasagem como processo de união entre
metais e descrição de processos de soldagem presentes na deposição de revestimentos metálicos resistentes ao
desgaste e à corrosão.
Propósito
Conhecer conceitos inerentes a processos não convencionais de soldagem, que se distanciam dos princípios
convencionais dos processos a arco elétrico e por resistência elétrica, é importante para saber lidar com equipamentos
mais complexos na prática desses processos, pois são utilizados em diversos setores industriais, como aeroespacial,
automobilística, eletroeletrônica e robótica.
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Módulo 3
Soldagem com alta densidade de energia, por atrito e de revestimento
Reconhecer os conceitos importantes e as aplicações da soldagem utilizando processos com alta densidade de energia e por atrito.
Acessar módulo
Introdução
Neste vídeo, você irá conhecer um pouco sobre os processos não convencionais de soldagem.
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Vamos começar!
Técnica de eletroescória
Neste vídeo, você conhecerá um pouco sobre a técnica de eletroescória.
Soldagem por eletroescória
Ao final deste módulo, você será capaz de reconhecer as características da soldagem por eletroescória.
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Principais características do processo de soldagem por eletroescória
Historicamente, pode-se atribuir toda fundamentação do processo de soldagem por eletroescória ao século passado. É um processo de soldagem
restrito à posição vertical. Desde o início dos anos 1900, a parte conceitual e teórica do processo já era conhecida; entretanto, somente a partir de
1950, o processo foi totalmente elaborado em termos práticos pelos russos dentro do Instituto de Soldagem Elétrica - Paton (Ucrânia).
A principal vantagem que o tornou motivo de estudo foi a eficiência, se comparado com o seu grande concorrente, o processo de soldagem a arco
submerso, na produção de soldas verticais para construção de vasos de pressão. É um processo em que não há dependência do calor proveniente
do arco elétrico, e sim do calor gerado pela resistividade imposta pela escória líquida à passagem de corrente elétrica.
No processo de soldagem eletroescória, a fusão do metal de adição ocorre por meio do calor gerado pela passagem da corrente elétrica pela
escória, de elevada resistividade, que se mantém fundida durante a operação. Um fluxo é adicionado e é o responsável pela formação da escória
líquida. Além de ser responsável pela fusão do metal de adição, o fluxo granulado tem a finalidade de proteger a poça de fusão do ataque de
impurezas e do ar atmosférico.
A refrigeração é comumente realizada utilizando água. As principais características desse processo são a elevada produtividade e a grande taxa de
deposição. Por isso, o processo é recomendado, sempre que possível, para soldagem de espessuras entre 25,4mm e 254mm.
O processo é muito utilizado dentro da indústria para fabricação de grande porte, principalmente dentro da área estrutural:
Fabricação de lingotes.
Indústria naval.
Vasos de pressão.
Máquinas e equipamentos pesados.
Soldagem de metais dissimilares.
Superposição e solda de ferramenta e matrizes.
Vantagens e desvantagens do processo de soldagem por eletroescória
Comentário
A soldagem dentro da região da solda ocorre desde o ponto mais interior do chanfro, e a poça de fusão é mantida até um ponto na região
média entre as sapatas de refrigeração, onde ocorre a solidificação completa do metal de solda. Logo, o metal fundido é mantido entre as
sapatas constituídas de grafite, cerâmica ou cobre e mantidas refrigeradas durante toda a operação.
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Uma vez que explicitamos as principais características do processo e os princípios básicos, iremos apresentar as principais vantagens e
desvantagens inerentes ao processo de soldagem por eletroescória. Como principais vantagens, podemos destacar:
Elevada taxa de deposição – até 20kg/h.
O processo é altamente estável, independentemente do tipo de corrente empregada.
Alterações decorrentes de oscilação nas variáveis de soldagem são desprezíveis.
Consumo de escória baixa.
Baixa distorção.
Espessura ilimitada de trabalho.
O processo não exige preparação rigorosa das juntas.
O processo lento de solidificação é favorável, pois o metal depositado consegue se solidificar lentamente, ficando livre de poros.
Alta velocidade: 500 a 1500mm/h.
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Já como principais desvantagens, devemos citar:
Desenvolvimento de uma região termicamente afetada pelo calor de grandes extensões.
Estrutura de grãos grosseiros da solda.
Baixa tenacidade da solda.
Apenas a posição vertical é possível.
Alto custo dos equipamentos de soldagem.
Solda seções acima de 19mm.
Baixa resistência ao impacto, necessário tratamento térmico após a solda.
Qualquer interrupção durante a soldagem no processo ESW é considerada crítica, pois, uma vez que o processo é reiniciado, pode provocar
defeitos na solda.
Exige um controle mais apurado da metalurgia física da junta soldada, devido à alta tendência à formação de estruturas brutas de fusão
(microestrutura dendrítica).
Equipamentos
O equipamento básico para realização da soldagem por eletroescória e as suas principais partes são descritos a seguir:
No processo ESW, não é requerido uma grande habilidade do soldador.
O processo é muito econômico quando aplicado a chapas de grande espessura.
O processo possui alto nível de automatização.
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Esquemático do processo de soldagem por eletroescória. Composição básica do equipamento.
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Ilustração do processo.
Confira mais alguns detalhes sobre o processo de soldagem por eletroescória:
Fonte de energia 
Equipamento de alimentação 
Dispositivo de oscilação de eletrodo 
Tubos guias do eletrodo 
Sapatas móveis de resfriamento 
Cabeçote de soldagem 
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A soldagem por eletroescória requer o uso de equipamentos de grande porte e pesados e, por isso, a instalação requer aparato robusto. A
montagem, geralmente, requer:
Medidores de corrente e tensão em todas as fontes de soldagem.
Controle remoto para regulagem de tensão e corrente de soldagem.
Controle de velocidade de alimentação do eletrodo.
Controle da movimentação do cabeçote de soldagem.
Como parte operacional do equipamento, estão as variáveisde soldagem. Essas variáveis devem ser selecionadas de modo a se estabelecer uma
operação estável, penetração adequada, fusão completa e ausência de defeitos de soldagem. Desse modo, algumas variáveis merecem atenção
especial:
Vem que eu te explico!
Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Módulo 1 - Vem que eu te explico!
Equipamento de eletroescória
Módulo 1 - Vem que eu te explico!
Variáveis operacionais
Fator de forma 
Corrente de soldagem 
Tensão de soldagem 
Profundidade do banho de escória 
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Questão 1
Na soldagem, a utilização da escória, no processo de eletroscória, serve para unir as partes desejadas, além de atuar
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Vamos praticar alguns conceitos?
Falta pouco para atingir seus objetivos.
A protegendo o processo de uma possível contaminação pelo meio ambiente.
B fundindo as partes a serem unidas, permitindo uma solda sem marcas.
C protegendo a poça de escória da corrente elétrica.
D fundindo a poça de escória por adição de contaminação do meio ambiente.
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Questão 2
Sobre as vantagens do processo de soldagem por eletroescória, observe as afirmativas abaixo e marque a alternativa correta.
I. Elevada taxa de deposição.
II. Baixa distorção.
III. Baixa tenacidade da solda.
2
E refrigerando o processo de soldagem, garantindo alta resistência mecânica.
Responder
A Somente a afirmativa I está correta
B Somente a afirmativa II está correta.
C Somente a afirmativa III está correta
D As afirmativas I e II estão corretas.
E As afirmativas II e III estão corretas.
Responder

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Vamos começar!
Brasagem e soldabrasagem
Neste vídeo, você conhecerá um pouco sobre brasagem e soldabrasagem.
Processos de brasagem e soldabrasagem
Ao final deste módulo, você será capaz de identificar as principais características da brasagem e soldabrasagem.
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Introdução aos processos de brasagem e soldabrasagem
O processo de brasagem pode ser dividido de três formas: brasagem, soldabrasagem e brasagem branca. A principal diferença do processo de
brasagem para os demais processos de soldagem está relacionada ao fato de, na brasagem, haver somente a fusão do metal de adição, sendo
mantido o metal que receberá o metal de adição completamente no estado sólido. Logo, a região do metal de solda termicamente afetada será
mantida em uma faixa de temperatura em que não ocorrerá transformações microestruturais significativas, preservando, assim, as propriedades
mecânicas do metal a ser soldado.
Sabendo que não há fusão do metal de base, mas somente do metal de solda, a temperatura de fusão do metal de adição é bem inferior à do metal
de base. As faixas de temperatura de fusão do metal de adição, nas técnicas de brasagem, soldabrasagem e soldagem por brasagem branca são:
Na brasagem, o metal de adição apresenta temperatura de fusão abaixo da temperatura de fusão do metal de base, porém acima de 400°C.
A soldagem por técnica de brasagem é realizada com temperaturas entre o ponto de fusão do metal e 400°C.
A soldagem branca é realizada a temperaturas abaixo do ponto de fusão do metal de adição, mas respeitando o limite de 400°C.
O termo soldagem branca está diretamente relacionado ao fato de serem utilizados estanho e chumbo geralmente como metal de adição; após
solidificada, a solda apresenta-se na cor branca.
Exemplos de soldagem branca e brasagem. Soldagem branca.
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Brasagem.
A preparação das juntas para brasagem e soldagem branca é realizada de modo a permitir a penetração máxima do metal de adição por
capilaridade entre as partes a serem unidas, sem modificação da forma dessas peças pela retirada de material por usinagem. Contudo, quando a
preparação da junta ocorre de forma semelhante à exigida para os processos de soldagem por fusão, o processo denomina-se soldabrasagem.
Como não há fusão do metal de base, podem surgir dúvidas quanto à aderência da solda nas faces de contato, principalmente, quanto à resistência.
Na verdade, a aderência é obtida pela difusão atômica entre o metal de adição na fase líquida e o metal de base na fase sólida.
De modo geral, o processo de brasagem é utilizado em situações em que os requisitos mecânicos da região de união não são a prerrogativa
máxima de qualidade. Ou seja, utiliza-se esse processo de união entre dois metais quando não existem esforços mecânicos atuantes significativos,
prevalecendo, assim, o fluxo de um fluido pela região soldada (como, por exemplo, em tubulações de cobre e suas ligas utilizadas em sistemas de
refrigeração) ou até mesmo o escoamento de calor pela região de união.
Brasagem
A brasagem engloba um grupo de processos que possuem como principal característica a condição de que o processo de união é obtido utilizando
metais de adição com temperatura de fusão superior a 450°C, entretanto a temperatura de fusão do metal de adição é inferior à do metal de base.
Logo, além do fato de não haver fusão do metal de base, a união é realizada com o preenchimento da região da junta por capilaridade, ou seja, o
metal líquido completa os espaços vazios que estão presentes nas superfícies a serem soldadas.
O fator determinante da força de união da brasagem é a temperatura de fusão do metal de adição. Se a temperatura de fusão do metal de adição for
superior a 450°C, o processo de brasagem é considerado forte. Já em situações em que a temperatura de fusão seja inferior a 450°C, o processo é
considerado fraco.
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A qualidade da junta brasada é avaliada em função da facilidade com que o metal de adição molha as superfícies dos metais a serem soldados.
Dessa forma, é fundamental que as superfícies em que serão realizadas a brasagem estejam limpas e isentas de impurezas, como óxidos, graxas
etc. O procedimento de limpeza é realizado, na maioria dos casos, utilizando produtos químicos ou ação mecânica.
Exemplo de brasagem por chama.
Dentro da variação do processo de brasagem por chama, o procedimento é realizado utilizando uma ou mais tochas para o aquecimento.
Dependendo da temperatura e da quantidade de calor, pode ser também utilizado gás combustível, como acetileno, propano, gás natural etc.
Com relação ao metal de adição, ele pode ser colocado previamente na região a ser soldada ou alimentado manualmente, como mostra a imagem
anterior.
Para realizar a brasagem por indução, produz-se calor induzindo uma corrente elétrica nas partes a serem unidas. Esse calor é gerado com o auxílio
de uma bobina. Nessa bobina, circula uma corrente alternada que induz uma variação de fluxo magnético no interior da bobina, que induz uma
corrente elétrica nas partes a serem soldadas que se encontram no interior da bobina.
Comentário
A classificação dos processos de brasagem é feita levando em consideração métodos de aquecimento. Dentro da indústrias, os métodos
de maior aplicação e destaque são: brasagem por chama, em forno, por indução, por resistência, por imersão e por infravermelho.
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Essa corrente elétrica, ao circular pelos metais a serem soldados, gera calor o suficiente, por efeito Joule, para promovera solda e, assim, a união
das partes. Mas e o metal de adição para promoção da solda, onde fica?
Exemplo de soldagem por indução.
No processo de brasagem por imersão, a brasagem pode ser realizada por banho químico ou em metal fundido. Em banho químico, o metal de
adição é previamente adicionado na região da junta a ser soldada, e todo o conjunto é imerso em banho de fluxo fundido com aquecimento
realizado por resistência elétrica.
Nesses casos, a proteção é realizada pelo próprio banho ou, eventualmente, com a utilização de fluxo adicional.
Na situação de imersão em metal fundido, as partes são imersas em um banho fundido constituído do metal de adição, especialmente retido em
recipiente adequado. Finalizando os tipos de brasagem, vamos abordar a brasagem por infravermelho, em que a fonte de calor é a radiação
infravermelha emitida, em geral, por lâmpadas de quartzo (com capacidade de 5000W), e a proteção é geralmente realizada com fluxo.
Resposta
Esse metal fica posicionado entre as duas partes metálicas a serem soldadas, no interior da bobina.
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Atualmente, o processo de brasagem apresenta grande aplicação industrial em processos de união de juntas dissimilares, soldagem de peças de
pequenas espessuras que poderiam apresentar deformação excessiva se utilizadas em processos de soldagem convencionais, soldagem de união
de ligas tratadas termicamente, principalmente por evitar alterações metalúrgicas na região soldada, e soldagem de união entre metal e cerâmicos.
Soldabrasagem
No processo de soldabrasagem, assim como na brasagem, o metal de adição é fundido enquanto o metal de base permanece no estado sólido. Na
soldabrasagem, entretanto, o metal de adição não penetra por capilaridade e, com isso, os tipos de juntas soldadas são semelhantes aos usados
nos processos convencionais de soldagem por fusão, como chanfros usinados. A resistência da solda é consequência da aderência obtida pela
difusão entre o metal de adição líquido e o metal de base sólido. O processo de soldabrasagem pode ser utilizado para obtenção de produção
seriada, ainda que a maior aplicação seja em reparos e manutenção de equipamentos. O método de aquecimento utilizado é por meio de maçarico
com chama do tipo oxigás, em que a oxiacetilênica é a mais utilizada.
Os metais de adição para metais de base constituídos de aços e ferros fundidos são ligas de cobre-zinco ou cobre-zinco-níquel. Para
soldabrasagem de alumínio e suas ligas, utilizam-se ligas de alumínio-silício. Para as ligas de cobre, também se empregam ligas com baixo pontos
de fusão.
A soldabrasagem tem necessidade de utilização constante de fluxo de proteção, principalmente para garantir a completa aderência do metal de
adição no metal de base. O uso de fixadores, visando ao correto posicionamento das peças a serem soldadas, é imprescindível para evitar ao
máximo que as partes se desloquem durante o processo. Nessas situações, a chama utilizada sempre será neutra para aços convencionais e
levemente oxidante para soldabrasagem de ferros fundidos. O pré-aquecimento das peças é um recurso técnico que pode ser utilizado para
aumentar a produtividade.
Atenção!
Antes da soldabrasagem, as superfícies da junta devem ser preparadas. A preparação envolve a limpeza com lixamento, esmerilhamento,
escovamento, uso de solventes para remoção de óxidos superficiais e de gorduras depositadas e/ou de outras sujeiras eventualmente
presentes. Quando os chanfros são preparados com maçaricos de corte, o uso de da limpeza mecânica é indispensável. As superfícies
podem ainda requerer limpeza com a chama do maçarico e/ou jato de areia.
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Momento da conclusão de uma soldabrasagem.
Para realizar a soldagem por aplicação de fluxo, é necessário pré-aquecer o metal de base e o metal de adição. Em seguida, aproxima-se o metal de
adição da região a ser soldada e realiza-se a fusão da vareta, dando início à deposição nas paredes do metal de base. O procedimento descrito é
realizado de forma sucessiva até o completo preenchimento do chanfro.
Tendo em vista que a soldabrasagem constitui um processo de junção de peças com baixo custo operacional se comparado com a brasagem,
principalmente devido à menor complexidade na preparação das juntas e devido aos tipos de metal de adição utilizados, pode-se ainda utilizar a
soldabrasagem como substituta da soldagem por fusão oxiacetilênica, com a vantagem principal de utilizar menores temperaturas de trabalho, o
que reduz drasticamente as tensões térmicas responsáveis por causar distorções dimensionais ou fissuramentos, além de apresentar como
resultado final uma solda mais dúctil e com menores tensões residuais.
Comentário
Como principal concepção de juntas utilizadas em soldabrasagem, a configuração em “V” com ângulos entre 90° e 120° é a mais utilizada.
Esse fato está relacionado à maior área de contato para peças com espessuras maiores que 2mm. Quando a soldabrasagem é utilizada
para soldagem de espessuras menores que 2mm, não há necessidade de preparação e confecção de chanfros. Em geral, a preparação das
juntas para soldabrasagem segue o mesmo processo que a utilizada para soldagem por oxigás.
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Vem que eu te explico!
Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Módulo 2 - Vem que eu te explico!
Brasagem
Módulo 2 - Vem que eu te explico!
Soldabrasagem
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Questão 1
A brasagem por indução obtém calor por ____________________ proveniente das peças a unir. Marque a alternativa que completa a frase.
Questão 2
A diferença entre a brasagem e a soldabrasagem está no fato de o _____________________ não penetrar por capilaridade no metal de base.
Marque a alternativa que completa a frase.
Vamos praticar alguns conceitos?
Falta pouco para atingir seus objetivos.
A resistência elétrica acoplada.
B arco elétrico.
C chama de oxigás.
D um feixe de íon.
E uma corrente induzida.
Responder
A arco elétrico.
B fluxo de gás.
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3
Vamos começar!
C oxigás.
D metal de adição.
E calor.
Responder

Soldagem com alta densidade de energia, por atrito e de revestimento
Ao final deste módulo, você será capaz de reconhecer os conceitos importantes e as aplicações da soldagem utilizando processos com
alta densidade de energia e por atrito.
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Processos de soldagem por densidade de energia e por atrito
Neste vídeo, você conhecerá um pouco sobre processos de soldagem por densidade de energia e por atrito.
Alta densidade de energia
Soldagem com processos de alta densidade de energia ou alta intensidade são processos caracterizados por fornecer uma grande quantidade de
energia em tempos muito curtos e em uma área bem reduzida para que dois metais sejam soldados. Existem basicamente dois processos não
convencionais que podem ser considerados de alta densidade de energia: laser (LBW – laser beam welding) e por feixe de elétrons (EBW – electron
beam welding). O processo plasma, dependendo das condições operacionais, também pode ser considerado um processo de alta densidade de
energia.
Após a teoria da relatividade, Einstein, em 1917, publicou uma pesquisa descrevendo o terceiro processo de integração da matéria, a
emissão estimuladada matéria, e assim forneceu princípios sólidos para um novo tipo de luz.
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O desenvolvimento do LASER é um marco revolucionário na ciência e tecnologia de equipamentos. A evolução dessa tecnologia resultou em dois
tipos de LASER comercialmente disponíveis e utilizados em soldagem: o de CO2 e o de Nd:YAG (neodymiun – yttrium aluminum granet). Ambos os
tipos emitem radiação eletromagnética em comprimentos de onda entre o ultravioleta e infravermelho. Apesar de nem todo LASER emitir radiação
visível ao olho humano (400nm – 750nm), esse tipo de radiação é designado como luz.
Posteriormente, outro cientista, conhecido como Gold, chamou esse processo de ligth amplification by stimulated emission of
radiation (traduzido para Amplificação da Luz por Emissão Estimulada de Radiação) e o processo ficou comumente conhecido pela
sigla LASER.
A radiação LASER surge quando átomos de uma estrutura recebem energia externa, levando-os a um estado energicamente mais
excitado. Desse modo, para retornar à forma de mais baixa energia, a estrutura libera energia na forma de fótons.
Em termos tecnológicos, esse processo pode ser repetido e a luz refletida dentro de um cubo espelhado, o que resulta em uma cadeia
de emissão de fótons em uma forma amplificada relativamente a emissão inicial.
A radiação emitida é do tipo monocromática, ou seja, os fótons emitidos possuem sempre o mesmo comprimento de onda e energia.
Tal fato somente é possível porque os elétrons nos átomos só podem ter níveis quantizados e discretos de energia ao serem
excitados.
Nesse sentido, quando excitados, os eletróns saltam de um nível mais baixo para outro mais alto e, ao retornarem ao estado inicial
original, a diferença de energia entre esses níveis será liberada com a emissão de um fóton.
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Exemplo de um feixe de LASER incidindo sobre uma superfície metálica.
Desse modo, o processo de soldagem LASER é caracterizado pela fusão localizada da junta por meio do bombardeamento por feixe de luz
concentrada, de alta intensidade, capaz de fundir, ou até mesmo vaporizar parcialmente, o metal da junta no ponto de incidência.
A soldagem LASER é uma ferramenta poderosa que pode ser utilizada para fabricação de peças complexas, para união de diversos tipos de metais,
em juntas soldadas formadas a partir de peças de mesma composição química e mesma espessura ou materiais diferentes e espessuras
diferentes. Com a densidade de energia é alta, o volume de metal afetado pelo calor de soldagem é reduzido, bem como a energia total necessária
para produzir a peça.
O equipamento utilizado no processo de soldagem é constituído de uma fonte de energia e controles, a fonte do LASER e o sistema de refrigeração.
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Sistema básico para soldagem LASER.
Na fonte, existe uma cavidade chamada de cavidade ressonante, responsável pela amplificação da radiação. Nessa cavidade, estão os espelhos
responsáveis pela amplificação do feixe LASER. Um desses espelhos é totalmente refletor e o outro possui uma cavidade central com área
aproximadamente da área total do espelho. Eles são montados um de frente para o outro e, entre eles, é montado o meio ativo ou Nd:YAG
.
Ainda sobre a soldagem com alta densidade de energia, iremos agora abordar a soldagem por feixe de elétrons.
Um feixe de elétrons pode ser obtido dentro de um dispositivo chamado canhão eletrônico. Esse equipamento consiste em um filamento
(geralmente tungstênio) capaz de emitir elétrons quando aquecido e de um ânodo tubular, em geral de cobre. Os elétrons emitidos pelo cátodo são
acelerados em direção ao ânodo por um forte campo elétrico, passam por ele, são focados e atingem a peça a ser soldada com velocidade de
incidência entre 0.3 – 0.7 a velocidade da luz, em uma área bem reduzida. Esse conjunto é montado dentro de um sistema de vácuo, principalmente
para evitar a desaceleração do feixe de elétrons devido a colisões com impurezas da atmosfera.
1% (CO2
)
Atenção!
Uma importante característica do LASER de é a possibilidade de se alterar a densidade de energia na superfície do material, variando
a potência e o foco do feixe. LASERS de de alta potencia são utilizados tanto para soldagem quanto para o corte de precisão.
Equipamentos de LASER Nd: YAG produzem feixe contínuo, mas apresentam menor consumo de energia e são empregados em aplicações
em que se exigem menores temperaturas.
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CO2
CO2
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Esquemático do processo de soldagem por feixe de elétrons.
O processo de soldagem por feixe de elétrons produz cordões de soldagem estreitos, com grande penetração e distribuição de calor bastante
concentrada, que resulta em pequenas alterações metalúrgicas, baixo nível de tensões residuais e baixo nível de distorções da peça soldada. Desse
modo, obtém-se uma junta soldada de alta qualidade e com excelente tolerância dimensional, além de excelentes propriedades mecânicas.
O processo de soldagem por feixe de elétrons pode ser realizado em alto, médio e baixo vácuo ou até mesmo em pressões atmosféricas, sendo que
o tipo de equipamento deve ser especificado em função do dimensional a ser soldado, número de peças e da precisão, pois, do alto vácuo até a
pressão atmosférica, ocorre perda substancial de precisão.
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Soldagem com feixe de elétrons. Ilustração do processo com feixe focado.
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Precisão da soldagem realizada.
Uma comparação com os processos convencionais de soldagem merece ser realizada. Utilizando processos com alta densidade de energia, é
possível realizar a soldagem de peças que são comumente soldadas com processos convencionais a arco elétrico, utilizando menos energia de
soldagem, devido à transferência localizada de energia. Já uma desvantagem em relação aos processos convencionais são os custos dos
equipamentos e a maior necessidade de qualificação de mão de obra, conforme imagem anterior.
Soldagem por atrito e soldagem de revestimento
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Soldagem por atrito
A soldagem por atrito ou por fricção é um processo de soldagem que ocorre no estado sólido, no qual a coalescência entre as partes metálicas é
obtida pelo aquecimento das partes e da ferramenta e aplicação da pressão. No processo convencional, uma das peças a serem soldadas é girada
com alta rotação enquanto a outra permanece parada. Assim que se atinge a rotação ideal, aplica-se uma pressão entre as partes e a soldagem é
realizada. Existem duas variações do processo: por arraste contínuo e por inércia.
Variações do processo de soldagem por atrito. Arraste contínuo
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Inércia.
Existe a soldagem por fricção com arraste contínuo, em que as peças são fixadas em garras, uma delas é colocada em alta rotação e a outra
permanece parada até que, com uso de um sistema hidráulico ou pneumático, a peça em alta rotação seja pressionada sobre a outra peça até que
haja a união. Há semelhança desse processo com o da soldagem por inércia, com uma diferença relacionada ao modo de rotação, que nesse caso
quem se desloca é a peça queestá parada.
Nessa variação, pode-se aplicar ou não uma pressão durante a soldagem. A grande aplicabilidade dessa variação está em ser possível aplicar a
soldagem por atrito para soldagem de chapas, o que permite obter soldagem no estado sólido, ou seja, sem que haja a formação de uma zona
termicamente afetada pelo calor.
Atenção!
Uma variação do processo de soldagem por atrito e que foge aos processos convencionais é o chamado friction stir welding – FSW. Essa
variação da soldagem por atrito utiliza uma ferramenta não consumível em alta rotação para produzir o calor necessário pela soldagem ao
tocar as peças a serem soldadas.
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Exemplo da soldagem por fricção. Equipamento
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Soldagem de chapas.
Soldagem por revestimento
Em se tratando da soldagem de revestimento, a gama de processos e aplicações é abrangente. O enquadramento desse processo como não
convencional está no fato de se utilizar os processos de soldagem convencionais, como os de soldagem a arco elétrico, para aplicação de
revestimentos, seja de alta resistência ao desgaste, seja de alta resistência à corrosão sobre aços considerados estruturais.
A aplicação de cromo duro em aços ferramenta utilizados em engrenagens de precisão que necessitam de elevada resistência ao desgaste é um
exemplo típico da aplicação da soldagem de revestimento com finalidades específicas, que não são de união de metais. Já a aplicação de ligas
resistentes à corrosão, como aços inoxidáveis e ligas de níquel sobre aços estruturais utilizados pela indústria de petróleo e gás e de componentes
estruturais, são exemplos clássicos do uso de processos convencionais de soldagem para soldagem de revestimento.
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Exemplos de soldagem de revestimento. Deposição de metal duro sobre as engrenagens de uma peça de precisão.
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Soldagem de revestimento utilizando ligas de níquel de componentes estruturais.
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Soldagem de revestimento utilizando aço inoxidável em aços estruturais.
A grande vantagem de utilizar a soldagem de revestimento, seja para aplicação de metal duro seja para aplicação de liga resistente à corrosão, está
no fato de a redução do custo estar associada com essa combinação, já que, muitas das vezes, a fabricação de um componente monolítico, seja de
metal duro seja de liga resistente à corrosão, tem um valor muito mais elevado.
Vem que eu te explico!
Os vídeos a seguir abordam os assuntos mais relevantes do conteúdo que você acabou de estudar.
Módulo 3 - Vem que eu te explico!
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05/04/2023, 15:16 Processos não convencionais de soldagem
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Alta densidade de energia de soldagem
Módulo 3 - Vem que eu te explico!
Soldagem por atrito e soldagem de revestimento
Questão 1
Em relação aos processos de soldagem, é correto afirmar que
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Vamos praticar alguns conceitos?
Falta pouco para atingir seus objetivos.
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Questão 2
A soldagem por atrito ou por fricção é um processo que ocorre no estado _________________, em que a coalescência entre as partes metálicas é
obtida ao aquecer as partes e a ferramenta, aplicando __________________. Marque a alternativa que completa a frase.
A a soldagem por feixe de elétrons produz soldagem com grandes distorções.
B a soldagem com processos de alta densidade de energia produz soldas com alta penetração.
C as principais fontes são o CO2 e o N2 na soldagem LASER.
D a densidade de energia da superfície do material é impossível de ser alterada na soldagem LASER de CO2.
E um feixe descontínuo é produzido na soldagem com LASER Nd:YAG.
Responder
A líquido / corrente elétrica.
B sólido / corrente elétrica.
C líquido / pressão.
D sólido / pressão.
E sólido / tensão de arco.
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Considerações �nais
Ao longo deste conteúdo, falamos sobre equipamentos utilizados em processos de soldagem, suas variáveis operacionais, além de tipos de
soldagem e as implicações inerentes aos processos de cada uma delas. Processos não convencionais de soldagem vêm sendo empregados por
setores industriais importantes como aeroespacial, automobilística, eletroeletrônica e robótica. As principais características estão relacionadas com
a elevada produtividade ou com a alta qualidade e precisão das juntas soldadas. Entretanto, os custos inerentes aos equipamentos e, em muitas
das vezes, à elevada qualificação de mão de obra ainda se colocam como entraves para a ampliação da utilização dentro do cenário tecnológico e
produtivo.
Podcast
Para encerrar, ouça sobre as principais características do processo de soldagem por eletroescória.
00:00 01:55
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Responder
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Referências
WAINER, E.; BRANDI, S. D.; DE MELO, F. D. H. Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: Edgard Blϋcher Ltda., 2004.
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Marques, P. V.; Modenesi, P. J.; Bracarense, A. Q. Soldagem fundamentos e tecnoclogia. Minas Gerais: Editora UFMG, 2011.
KOU, S. Welding metallurgy. [s.l]: John Wiley & Sons Inc., 2003.
Castro, R.; de Cadenet, J. J. Welding metallurgy of stainless steel and heat-resisting steels. Cambridge University Press, 1974.
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Aprenda mais a respeito dos processos não convencionais de soldagem lendo a obra:
WAINER, E.; BRANDI, S. D.; DE MELO, F. D. H. Soldagem: processos e metalurgia. São Paulo: Edgard Blϋcher Ltda., 2004.
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