TRABALHO MICHEL SOLDAGEM

Prévia do material em texto

CURSO: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO TURNO: Noturno
	DISCIPLINA: MANUFATURA MECÂNICA DATA:29/11/2016
	ATPS
	
	
	
	
	
Soldagem a Plasma – PAW
 DESCRIÇÃO DO PROCESSO
- Histórico
O processo de soldagem a Plasma (PAW) foi introduzido na indústria em 1964 como um processo que possuía um melhor controle de soldagem em níveis mais baixos de corrente
- Definições
- Plasma
Plasma é um gás que é aquecido a uma temperatura extremamente elevada e que também é ionizado, sendo que, a partir disso, ele se torna um condutor de eletricidade.
– Soldagem a Plasma
O processo de soldagem a arco com Plasma (PAW) é um processo de soldagem que produz coalescência dos metais, pelo aquecimento com um arco constrito entre o eletrodo e a peça de trabalho (arco transferido) ou entre o eletrodo e o bocal constrito da tocha (arco não transferido). A proteção é obtida do gás quente e ionizado, proveniente da tocha. Este gás é usualmente suprido por uma fonte auxiliar de gás de proteção. O gás de proteção deve ser um gás inerte ou uma mistura de gases inertes. O metal de adição pode ou não ser usado.
– Processo de funcionamento
O processo de soldagem a arco com Plasma, assim como o processo GTAW, usa eletrodo não consumível. A tocha tem um bocal que cria uma câmara de gás ao redor do eletrodo. O arco aquece o gás na câmara até uma temperatura em que se torna ionizado e conduz eletricidade. Este gás ionizado é definido como o Plasma, que sai do orifício do bocal a uma temperatura próxima de 16700C.
FIGURA 01	FIGURA 02
As figuras abaixo mostram as diferenças entre os processos GTAW e PAW.
FIGURA 03
FIGURA 04
A seguir será fornecida uma tabela comparativa de gastos entre o processo PAW e o processo GTAW. Os valores encontrados forma obtidos a partir da utilização de um mesmo modelo de fonte que pode ser utilizada para os dois processos.
	TEMPO
	TOTAL DE PEÇAS
	GTAW
	PAW
	
	
	TROCA DE ELETRODO
	TEMPO DE TROCA(min)
	PARTES PERDIDAS
	TROCA DE ELETRODO
	PARTES PERDIDAS
	GANHO
	HORA
	208
	1
	5
	17
	0
	0
	17
	DIA
	4992
	24
	120
	416
	3
	52
	364
	SEMANA
	24960
	120
	600
	2080
	15
	260
	1820
	MÊS
	108160
	520
	2600
	9013
	65
	1127
	7887
	ANO
	1297920
	6240
	31200
	108160
	780
	13520
	94640
	Horas trabalhadas/Dia
	24
	Dias trabalhados/Semana
	5
	Valor por peça(em dólares)
	1,00
	Ganho com Utilização do Processo PAW (em dólares)
	94.640,00
A figura 05 mostra uma comparação entre eletrodos utilizados nos dois processos após seus respectivos ciclos de trabalho.
FIGURA 05
OBS.:
Origem das informações:	THERMAL ARC
Máquina utilizada com referência:	ULTIMA 150
Este processo pode ser empregado para unir a maioria dos metais em todas as posições. Ele fornece um melhor controle direcional do arco e as menores zonas termicamente afetadas, se comparado com o GTAW. O maior problema é o custo relativamente alto dos equipamentos de controle, e um treinamento mais consistente do operador.
O processo de soldagem a arco com plasma é basicamente uma extensão do processo GTAW. Entretanto, tem maior densidade energética do arco e maior velocidade do gás de plasma em virtude do plasma ser forçado através o bocal de constrição causando um aumento significativo da temperatura no plasma. A figura 06 mostra uma comparação entre os níveis de temperatura alcançados na coluna de plasma dos processos GTAW e PAW.
FIGURA 06
O gás de orifício é aquele direcionado através a tocha para envolver o eletrodo, e se torna ionizado para formar o plasma e sai do orifício na forma de um jato de plasma. Para a maioria das operações, um gás auxiliar de proteção é fornecido através um bocal externo, semelhante ao GTAW. O objetivo do gás de proteção é isolar a área do arco na peça de trabalho e evitar a contaminação da poça de fusão. As figuras 01 e 02 mostram um corte transversal da tocha utilizada no processo PAW. O bocal pelo qual o plasma sai tem duas dimensões importantes: O diâmetro do orifício e o comprimento da garganta. O orifício pode ser cilíndrico convergente ou divergente. A distância do eletrodo com a saída do orifício é chamada de Setback. A distância da face externa do bocal e a peça de trabalho é conhecida como Standoff.
Como o jato de gás muito potente pode causar turbulência na poça de fusão, as taxas de escoamento de gás de orifício variam de 0.5 até 10ft3/h (0.25 até 5l/min). Os gases de proteção escoam a taxas variando de 20 até 60ft3/h (10 a 30l/min).
- Objetivos da Constrição do Arco
A constrição do arco pode produzir altas densidades de corrente e uma grande concentração de energia. As altas densidades de corrente resultam em maiores temperaturas do arco do plasma, conforme mostrado na figura 06. As maiores vantagens do arco com plasma são a sua estabilidade direcional e focalização proporcionados pela constrição, e a sua relativa insensibilidade com as variações do standoff.
Os parâmetros como o grau de colisão, a força do arco, e a densidade de energia sobre a peça de trabalho, e outras características são principalmente funções de:
A corrente do plasma;
O diâmetro e forma do orifício;
O tipo de gás de orifício;
A taxa de escoamento do gás de orifício;
O tipo de gás de revestimento.
Obs.: As diferenças fundamentais entre os processos de trabalho a arco com plasma dependem das combinações dos 5 fatores acima citados, que podem ser ajustados para obter energias termicamente muito altas ou muito pequenas.
Exemplo: Para o processo de corte, serão necessários: altas concentração de energia e velocidade do jato de plasma, consequentemente serão preciso, alta corrente, diâmetro de orifício pequeno, alta taxa de escoamento de gás de orifício com alta condutividade elétrica. Já para o processo de soldagem, é preciso um jato de plasma de baixa velocidade i.e., orifício maior, baixas correntes do arco e taxas de escoamento dos gases menores.
- Comprimento do Arco
Para um jato de plasma de forma cilíndrica, se o comprimento for variado dentro de limites razoáveis, a área de entrada do calor e a sua intensidade permanecerão praticamente constantes, enquanto no processo GTAW, se o arco tiver uma forma cônica, o calor que entra na peça de trabalho varia proporcionalmente ao quadrado do comprimento do arco.
O jato do plasma concentrado, permite o uso de uma distância maior da tocha para a peca, e reduz o nível de perícia do operador na manipulação da tocha. As dimensões usadas para soldar materiais com dimensões pequenas numa corrente de aproximadamente 10 A, chegam a 1/4in.(6.4mm) para o PAW e 0.06in. (1.5mm) para o processo GTAW.
- Ignição do Arco
O arco é iniciado com o auxílio de um gerador de alta freqüência. O bocal de constrição é conectado ao terminal positivo da fonte de potência, através de um resistor limitando a corrente. Um arco piloto de baixa corrente é iniciado entre o eletrodo e o bocal pelo gerador de alta freqüência e o circuito é fechado através o resistor. O gás ionizado do arco piloto forma um caminho de baixa resistência entre o eletrodo e a peça. Quando a fonte de potência é ligada, ocorre ignição do arco principal entre o eletrodo e a peça de trabalho. Depois de deste arco estabelecido, o arco piloto deve ser extinto.
FIGURA 07 - Detalhe para o circuito elétrico do processo PAW
- Sistema de Controle de Plasma:
É um esquema que controla o funcionamento do plasma. Ele consta de dispositivos para estabelecer o fluxo de gases do plasma e de revestimento, fornece uma entrada para tubulações de gases e água. Pode ou não fornecer um circuito de alta freqüência para ignição do arco piloto. Pode existir também um regulador da taxa de escoamento do gás do plasma, e um sistema de circulação de água.
– Aplicações
Os processos industriais nos quaiso processo PAW pode ser utilizado dependem do tipo de arco de Plasma. Alguns dos processos que o utilizam são citados logo a seguir:
Área automotiva
Fabricação de eletrodos
Industria de móveis
Fabricação de aviões
Industria aeroespacial
Fabricação de equipamentos clínicos
Solda de tubos
Os exemplos que são dados logo a seguir são referentes ao processo PAW chamado de Micro Plasma. No último caso é exibida uma soldagem PAW convencional.
FIGURA 08 - Baterias	FIGURA 09 - Marca Passos
FIGURA 10 - Interruptores	FIGURA 11 - Fórceps
�
FIGURA 12 - Solda de Tubos
– Equipamentos
Um sistema manual de soldagem a arco com plasma consiste numa tocha, um dispositivo de controle, fonte de potência, alimentação de gás de orifício, de gás de proteção, fonte de refrigeração da tocha e outros acessórios tais como, uma chave “on-off” , medidores de fluxo de gás, e um controle de corrente a distância, conforme mostrado na figura abaixo.
FIGURA 13 - Equipamento para soldagem PAW
Sistemas mecanizados são usados para soldar em altas velocidades com penetração profunda e altas correntes. Uma instalação mecanizada consta de uma fonte de potência, uma unidade de controle, uma tocha com carrinho para translação, fonte de refrigeração, gerador de alta e sistema de fornecimento de gás de proteção. Acessórios como o controle de tensão e o sistema de alimentação de metal de adição podem ser incluídos se necessário. Existem disponíveis tochas mecanizadas para soldagem acima de 500A em DCEN.
�
- Tochas
As tochas do processo PAW são mais complexas do que no GTAW conforme pode ser visto nas figuras logo a seguir. Uma série de passagens é necessária para alimentar a tocha, com gás de orifício, de proteção, o líquido de refrigeração para resfriar o conjunto do bocal de constrição.
Tocha manual
Ela é geralmente leve e tem uma maçaneta, algum dispositivo de segurança para posicionar o eletrodo de tungstênio e conduzir a corrente até ele, além das tubulações acima citadas. A tocha manual varia de 70 a 90 de ângulo e o bocal é feito de cobre.
Tocha mecanizada
É parecida com a tocha manual, exceto que ela é projetada com linhas retas e outras configurações de equilíbrio na fixação. É muito usada com a polaridade variável (ondas quadradas em AC) para soldar com alumínio.
FIGURA 14 - Detalhe para a tocha de soldagem PAW
�
- Fontes de energia
Para o processo PAW, as fontes de potência convencionais usadas são do tipo DCEN. Entretanto, retificadores são preferidos ao invés de geradores, devido às características elétricas de saída.
A fonte de potência DCEN é usada para a maioria das aplicações de soldagem a arco com plasma. O eletrodo de tungstênio ou tungstênio torinado (com óxido de tório) e o arco transferido são os mais usados. A corrente de soldagem varia entre 0.1 e 500 A. São comumente soldados com o processo PAW, os seguintes materiais:
Ligas de aço;
Aços inoxidáveis;
Ligas de níquel;
Titânio e suas ligas.
As fontes DCEP são reservadas para uso limitado de soldagem do alumínio mas um aquecimento excessivo do eletrodo limita o uso desta polaridade a níveis de correntes menores do que 100 A.
A corrente alternada com estabilização de alta freqüência pode ser usada para soldagem de alumínio e ligas de magnésio. A corrente varia entre 10 e 100 A pois maiores amperagens poderiam danificar o eletrodo durante o ciclo positivo da onda. A corrente AC é usada pois permite a remoção de óxidos na superfície da peça de alumínio que é bombardeada pelos íons positivos vindo do eletrodo, limpando assim a superfície da peça a ser soldada. Este fenômeno é chamado de “cathodic etching”.
Um retificador com tensão de abertura de circuito (OPEN CIRCUIT VOLTAGE -OCV) na faixa de 65 a 80v é satisfatório para este processo, com argônio ou com mistura de argônio e hidrogênio contendo acima de 7% de hidrogênio. Entretanto, se o hélio ou a mistura argônio/hidrogênio forem usados, uma tensão de abertura de circuito adicional é necessária para uma ignição do arco confiável.
Para certas aplicações, o uso de corrente pulsada é essencial. Nestes casos, a fonte de potência tem capacidade de pulsar altos níveis de corrente. Existem fontes de potência com corrente pulsada possuindo freqüências de pulso variáveis.
A soldagem do alumínio com a cratera tem sido feita com ondas quadradas de corrente AC com polaridade variável. Este tipo de onda, onde a duração e a magnitude de oscilações de corrente DCEN e DCEP podem ser controlados separadamente, pode ser obtido com tecnologia sólida. Com polaridade variável, não há necessidade de óxidos antes da soldagem.
	
�
– Alimentador de arame
Como boa parte das soldas realizadas são autogenas (sem adição de material) este equipamento é mais difícil de se ver. O conjunto que ilustra esta seção está sendo desenvolvido pela equipe do LABSOLDA da Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
FIGURAS 19 E 20 – Alimentador de arame
– Recirculador de água (interno ou externo)
Utilizado na refrigeração da tocha de soldagem
FIGURA 21
�
- Acessórios
Nesta categorias estão enquadrados vários equipamentos tais como medidores de fluxo de gás de proteção, proteções para as tochas quando da realização de solda sub aquática, afiador de eletrodos, etc.
FIGURA 22 - Protetor para solda subaquática	FIGURA 23 - Medidor de fluxo
- Consumíveis
– Metais de adição
Os metais abaixo listados seguem a norma AWS. Para todos os casos os mesmos podem ser fornecidos sob a forma de rolo ou arame. No caso do aço de médio teor o mesmo é utilizado na união de arames utilizados em outros processos de soldagem.
Cobre
Alumínio
Níquel
Titânio
Zircônio
Magnésio
Aços de médio teor
Cromo
– Gases Utilizados
No caso do processo PAW são utilizados dois gases: um que é utilizado na criação do Plasma e outro que é utilizado para a proteção da poça de soldagem.
Os mais utilizados são os seguintes:
�
Argônio
Hélio
Mistura de Argônio e Hélio
Mistura de Argônio e Hidrogênio
– Vantagens e Limitações
O processo PAW possui inúmeras vantagens, sendo que boa parte delas se aplicam em relação ao processo GTAW.
Eletrodo protegido, o que oferece longos intervalos entre sua manutenção
Capacidade de soldagem em baixa corrente
Densidade de energia de arco chega a ser três vezes mais alta do que no processo GTAW.
As velocidades de soldagem são maiores em algumas aplicações.
Baixas correntes são necessárias para produzir um determinado tipo de solda, gerando um menor encolhimento. As distorções são reduzidas de 50%.
A penetração pode ser controlada variando-se as variáveis de soldagem.
Solda em intervalos de até 5 mili-segundos
Alto volume de produção
Solda elementos de baixa espessura
A estabilidade do arco é comprovada;
A coluna do arco tem maior estabilidade direcional;
Cavidades estreitas (razão entre profundidade e largura) para uma dada penetração, resultando em menor distorção;
A necessidade de fixação da tocha é menor em algumas aplicações;
Variações no standoff têm pouco efeito sobre a largura da solda ou a concentração de calor na peça.
Menor zona termicamente afetada.
Em relação às limitações podemos dizer o seguinte:
Necessário grande conhecimento do processo
A tocha utilizada é de construção mais difícil
Pequena tolerância para desalinhamento da junta de solda, devido ao arco estreito;
As tochas de soldagem manual com plasma são geralmente difíceis de serem manipuladas se comparar com as tochas GTAW;
Para uma qualidade consistente da solda, o bocal de constrição deve ser bem mantido e regularmente inspecionada para detectar sinais de deterioração.
– Qualidade da Solda
Para realização da solda são utilizados duas formas de arco: o transferido e o não transferido.
Arco Transferido
O Arco elétrico é estabelecido entre o eletrodo e a poça de soldagem. O arco transferido produz um aquecimento entre o ânodo e o fluxo de plasma. Este modo é utilizado para a soldagempropriamente dita devido à maior energia transferida para a peça.
�
Arco não Transferido
O arco elétrico é estabelecido entre o eletrodo e o bocal de constrição. Este modo é mais utilizado no processos de corte e na união de peças de material não condutor ou para aplicações onde se deseja baixa concentração de energia.
FIGURA 24 - Tipos de arco s do processo PAW
Obs.: Se o fluxo de gás de orifício for insuficiente, ou tiver uma corrente excessiva para uma dada geometria do bocal, ou se o bocal for encostado na peça, este pode ser danificado devido a um fenômeno chamado arco duplo ou double arcing. Neste caso, o bocal forma uma parte do caminho de retorno da corrente, do eletrodo para a fonte de potência. Assim, tem-se dois arcos, um do eletrodo para o bocal, e o outro do bocal para a peça de trabalho.
Em relação à sua utilização também é feita uma classificação em virtude das correntes utilizadas.
Micro Plasma
O arco do Micro Plasma pode ser operado com baixas correntes de soldagem. A coluna do arco permanece estável mesmo quando o comprimento do arco é variado até 20mm. A faixa de corrente utilizada situa-se entre 0,1 e 15 Ampères.
Plasma de média corrente
Esta forma de arco plasma possui corrente de soldagem na faixa entre 15 e 200 Ampères. Suas características de processos são bem similares ao processo GTAW.
Processo Keyhole
O processo PAW é um dos processos de soldagem com proteção gasosa operado com a formação de Keyhole (cratera). Este tipo de poça é característico do processo PAW e pode ser visto nas figuras 25 e 26. Ela é obtida na posição vertical, em materiais de espessura variando de 1/16 a 3/8 in.(1.6 a 9.5mm). Na operação, o metal fundido é deslocado para
�
superfície da poça pelo fluxo do plasma para formar a cratera. Sua faixa de corrente é acima de 100Amperes.
Através do incremento da corrente de soldagem e do fluxo de gás para geração do Plasma, um poderoso jato de Plasma é criado e este pode alcançar penetração total em um material com o metal fundido fluindo para trás de si para formar a junta soldada. Este processo pode ser utilizado para soldar materiais em um único passe.
FIGURA 25 E 26 - Keyhole
As vantagens do processo PAW com formação de Keyhole são:
A cratera aberta ajuda a remover gases que, em outras circunstâncias, seriam aprisionados como porosidades no metal fundido.
A zona de fusão simétrica da solda com cratera reduz a tendência a distorções transversais.
Maior penetração na junta reduz o número de passos necessários, muitas soldas podem ser completadas num único passo.
Existem algumas limitações tais como:
Os procedimentos de soldagem envolvem mais variáveis de processo, restringindo ainda mais a operação;
Maior habilidade do soldador é necessária em operação manual.
A tocha deve ser bem mantida para uma operação consistente.
3.1 - Descontinuidade no Processo de Solda PAW
Existem 2 tipos de descontinuidades que devem ser controlados: As descontinuidades superficiais e as abaixo da superfície. Como descontinuidades superficiais, existem os reforços na superfície, o enchimento ruim na raiz, o péssimo encaixe das partes da junta, e as bordas do solda mal acabadas. Este defeitos são associados aos contornos da solda e ao alinhamento da junta. São facilmente detectáveis e dimensionáveis. A falta de penetração também pode ser observada assim como as trincas na superfície. A insuficiência de gases de proteção pode favorecer a contaminação da superfície.
�
A descontinuidades abaixo da superfície são detectadas por radiografia e testes de ultra-som. São as porosidades devido ao desalinhamento da tocha ou pela combinação imprópria das variáveis de soldagem ou mesmo a velocidade de percurso inadequada. Pode ocorrer fusão incompleta devido ao calor insuficiente, e a contaminação sob superfície por causa da transferência do cobre do bocal para a poça de fusão, na ocorrência do arco duplo.
– Considerações Quanto à Segurança
O arco formato entre o eletrodo de tungstênio o a poça de fusão é formado por um gás inerte. Como o metal de adição é adicionado diretamente na poça de fusão, o metal não passa através do arco então é considerável menor a emissão de fumos. Em locais de trabalho
abertos, a exposição a partículas de fumo normalmente será menor que o Limite de Exposição Ocupacional (OEL em Inglês), que é de 5mg/m3.
No caso da soldagem de alumínio ou de aço inox são gerados níveis inaceitáveis de ozônio. Por causa disso, devem ser providenciados meios para que o mesmo seja retirado do ambiente de trabalho.
Também deverão ser povidenciados cuidados quanto aos campos elétricos e magnéticos que são gerados.
Referências Bibliográficas
Bracarence, Alexandre Q.: Processo de Soldagem PAW, editado pelo autor Belo Horizonte, 2000
AWS : Welding Handbook, editado nos USA, 1991
I 
SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
DESCRIÇÃO GERAL DA SOLDAGEM POR ARCO SUBMERSO
Definição
Soldagem por arco submerso é um método no qual o calor requerido para fundir o metal é gerado por um arco formado pela corrente elétrica passando entre o arame de soldagem e a peça de trabalho. A ponta do arame de soldagem, o arco elétrico e a peça de trabalho são cobertos por uma camada de um material mineral granulado conhecido por fluxo para soldagem por arco submerso.
Não há arco visível nem faíscas, respingos ou fumos.
Escopo geral
Corrente de soldagem — correntes até 2.000 A, CA ou CC, com um único arame.
Espessuras — soldagem monopasse até 16 mm de espessura e soldagem multipasse sem limite de espessura.
Velocidade de soldagem — até 400 cm/min com um único arame.
Maiores velocidades podem ser alcançadas com vários arames na mesma poça de fusão.
Posição — a alta corrente de soldagem aliada ao alto aporte térmico cria uma grande poça de fusão. Sob tais condições, as soldas devem ser mantidas na horizontal para evitar escorrer. Soldas com pequenas poças de fusão podem ser inclinadas por até 15° da horizontal sem grande dificuldade. Se o tamanho dos passes for limitado, soldas horizontais podem ser executadas em superfícies verticais, desde que seja providenciado um suporte adequado para o fluxo.
Vantagens do processo
elevada velocidade de soldagem;
maiores taxas de deposição;
boa integridade do metal de solda;
processo de fácil uso;
melhor ambiente de trabalho e maior segurança para o operador.
Limitações do processo
O processo de soldagem por arco submerso é limitado às posições de soldagem plana e horizontal em ângulo.
Elementos da soldagem por arco submerso
Cinco elementos estão presentes na execução de uma solda por arco submerso:
calor gerado pela passagem de uma corrente elétrica através de um arco;
arame para soldagem — consumível;
as peças a serem soldadas;
fluxo para arco submerso - um composto mineral granulado para soldagem;
o movimento relativo entre o cabeçote de soldagem e as peças de trabalho.
Seqüência geral de atividades
Reduzindo a soldagem por arco submerso aos seus termos mais simples, considerando o equipamento já montado e em uso, a seqüência geral de atividades para fazer uma solda por arco submerso é a seguinte:
Ajuste do equipamento de soldagem
Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 1.
O cabeçote de soldagem deve ser montado em conformidade com as instruções fornecidas.
O cabeçote, o painel de controle e o carretel são montados em um dispositivo móvel.
O caminho a ser percorrido pelo equipamento deve estar livre e disponível.
A fonte de soldagem é conectada à rede elétrica. São conectadas, através de cabos elétricos, a fonte de soldagem ao cabeçote e à peça de trabalho.
Figura 1 - Equipamento de soldagem
Preparação das peças de trabalho
Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 2.
Determina-se o tipo de junta mais adequado para a soldaa ser executada. Preparam-se e limpam-se as regiões a serem soldadas.
Se aplicável, coloca-se o cobre-juntas.
As peças a serem soldadas são colocadas em posição para soldagem. Normalmente elas são ponteadas ou presas por dispositivos auxiliares para mantê-las na posição desejada.
Figura 2 - Preparação das peças de trabalho
Preparação para a soldagem
Para os detalhes descritos a seguir, veja a Figura 3.
Cada elemento da soldagem por arco submerso tem um efeito sobre a solda concluída. Os valores para a tensão e corrente de soldagem, a composição e o diâmetro do arame de soldagem para o tipo de junta escolhida e o material a ser soldado são determinados das tabelas aplicáveis. É responsabilidade do operador ajustar e verificar as condições adequadas de soldagem e ajustar o equipamento para manter as condições pré-ajustadas e produzir a solda.
A bobina de arame de soldagem é instalada no carretel. A extremidade da bobina é inserida nas roldanas do dispositivo de alimentação de arame e alimentada até alcançar as peças de trabalho. O cabeçote de soldagem é então posicionado de forma que o arame fique pronto para iniciar a solda.
O fluxo requerido é colocado no silo do cabeçote de soldagem. Uma quantidade do fluxo é depositada até cobrir a região de soldagem no ponto inicial da solda.
Os controles são ajustados para estabelecer as condições adequadas de soldagem: corrente, tensão e velocidade de soldagem.
Figura 3 - Preparação para a soldagem
A atividade de soldagem
Quando o equipamento de soldagem é ajustado para operação, vários fatos ocorrem em uma rápida seqüência:
um arco elétrico é estabelecido quando a corrente flui entre o arame e a peça;
o dispositivo de alimentação do arame começa a empurrar o arame a uma velocidade de alimentação controlada;
o carro inicia seu deslocamento ao longo do cordão de solda (manual ou automaticamente);
o fluxo para soldagem por arco submerso é alimentado através do tubo do silo e distribui-se continuamente sobre o cordão de solda por uma pequena distância à frente da região de soldagem.
O enorme calor desenvolvido pela passagem da corrente de soldagem através da zona de soldagem funde a extremidade do arame e as bordas adjacentes das peças de trabalho, criando uma poça de metal fundido. Esta poça está em um estado líquido bem fluido e é turbulenta. Por essas razões, qualquer escória ou quaisquer bolhas de gás são prontamente varridas para a superfície. O fluxo para soldagem por arco submerso protege completamente a região de soldagem do contato com a atmosfera. Uma pequena quantidade de fluxo se funde. Essa porção fundida tem várias funções: ela cobre completamente a superfície da solda, evitando a contaminação do metal de solda por gases atmosféricos; dissolve e portanto elimina as impurezas que se separam do metal fundido e flutuam em sua superfície; e também pode ser o agente de adição de certos elementos de liga. A combinação de todos esses fatores resulta em uma solda íntegra, limpa e homogênea.
Figura 4 - O processo de soldagem por arco submerso
À medida que o cordão de solda é constituído, a parte fundida do fluxo se resfria e endurece, formando um material duro e vítreo, que protege a solda até seu resfriamento, sendo normal seu completo destacamento da solda.
Desde que adequadamente executadas, as soldas por arco submerso não apresentam fagulhas, tornando desnecessários equipamentos de proteção contra a radiação. Não há respingos a serem removidos.
Princípios básicos - teoria de controle de alimentação do arame de soldagem
As altas velocidades de soldagem e altas taxas de deposição que são características do processo de soldagem por arco submerso requerem um controle automático do motor que alimenta o arame de soldagem à solda. Nenhuma mão de soldador seria capaz de alimentar suavemente o arame de soldagem a velocidades comparáveis às de uma máquina de soldagem por arco submerso. Tampouco ele poderia manter o controle preciso das mesmas condições de soldagem.
O sistema de controle automático e a fonte de energia empregados na soldagem por arco submerso atuam para manter constantes a tensão e a corrente de soldagem.
Relação entre a tensão de soldagem e a distância entre o arame e a peça de trabalho
A tensão de soldagem é proporcional ao comprimento do arco:
se a distância entre o arame e a peça aumentar, a tensão de soldagem aumentará;
se a distância entre o arame e a peça diminuir, a tensão de soldagem diminuirá;
se a distância entre o arame e a peça se mantiver constante, a tensão de soldagem permanecerá constante;
Taxa de fusão versus taxa de alimentação do arame Fonte de corrente constante
se, por um curto período de tempo, a corrente fluindo através da região de soldagem fundir o arame a uma taxa maior que a de sua alimentação, a distância entre o arame e a peça aumentará e a tensão de soldagem aumentará;
inversamente, se, por um curto período de tempo, o arame for alimentado mais rapidamente que sua taxa de fusão, a distância entre o arame e a peça diminuirá e a tensão de soldagem diminuirá;
uma tensão de soldagem constante pode ser mantida se for empregada uma unidade de controle que automaticamente varie a taxa de alimentação do arame à medida que a tensão de soldagem se altere.
Fonte de tensão constante
com uma fonte de tensão constante, a tensão do arco é mantida pela fonte. A corrente do arco é controlada pela velocidade de alimentação do arame, de modo que um aumento nesse parâmetro produzirá um aumento da corrente;
portanto, o sistema de alimentação do arame é simplificado para um dispositivo de velocidade constante e o controle do arco é realizado pela fonte de energia.
SELEÇÃO DO ARAME E DO FLUXO
O processo de soldagem por arco submerso
Dois materiais devem ser escolhidos para a soldagem por arco submerso: o arame de soldagem e o fluxo, os quais devem satisfazer em termos de qualidade e de economia aos requisitos das soldas a serem executadas (veja a Figura 5).
Figura 5 - Seleção do arame e do fluxo
Dois fatores influenciam a escolha do fluxo:
características de desempenho;
propriedades mecânicas.
Para muitas soldas, as características de desempenho ditam que fluxos podem ser empregados. As características de desempenho incluem facilidade de remoção da escória, capacidade de remoção de óxidos e carepa, capacidade de condução de corrente elétrica, possibilidade de uso de vários arames e possibilidade de aplicação de corrente alternada.
As propriedades mecânicas são de importância primária para muitas aplicações críticas tais como vasos de pressão e serviços a baixas temperaturas. Para essas soldas, deve haver um compromisso das características de desempenho para satisfazer às propriedades mecânicas requeridas.
O principal fator que governa a escolha do arame de soldagem é sua influência na composição química e propriedades mecânicas da solda.
As propriedades mecânicas e químicas de uma solda por arco submerso são determinadas principalmente por quatro fatores:
a composição do metal de base;
a composição do arame empregado;
o fluxo empregado
as condições de soldagem.
A composição do metal de base é o fator mais importante em quatro a cinco passes, já que a razão entre o metal de base fundido e o metal de adição pode ser tão alta como 2:1 (veja a Figura 6). Na maioria dos outros processos de soldagem por fusão, os procedimentos de soldagem multipasse devem ser empregados, minimizando a influência da composição química do metal de base.
Fluxos para soldagem por arco submerso são escolhidos para muitos trabalhos por suas características de desempenho, isto é, facilidade de remoção da escória, capacidade de remoção de óxidos e carepa, capacidade de condução de corrente elétrica, possibilidade de uso de vários arames e bons resultados no emprego de corrente alternada. Para algumas aplicações críticas e para a maioriadas soldas multipasse em peças com espessuras acima de 25 mm, as propriedades mecânicas são prioritárias, obrigando ao uso de uma classe determinada de fluxos.
Figura 6 - Composição do metal de solda
Arames para soldagem por arco submerso são escolhidos por sua influência nas propriedades mecânicas e/ou na composição química requerida para o metal de solda.
Fluxos para soldagem por arco submerso
Os fluxos para soldagem por arco submerso são compostos minerais granulares e fusíveis que cobrem o arco e produzem proteção, limpeza e controle da geometria do cordão de solda. Eles influenciam fortemente a usabilidade e as propriedades mecânicas do metal de solda. Muitos fluxos diferentes estão disponíveis, cada um oferecendo suas características peculiares de desempenho, permitindo otimizações de processo para os diferentes requisitos de aplicação.
Fluxos aglomerados
Os fluxos aglomerados são fabricados através da mistura seca de seus ingredientes, que são aglomerados com uma solução aquosa de silicato de sódio e/ou de potássio (veja a Figura 7). A massa resultante é pelotizada, seca e reduzida mecanicamente a partículas que são peneiradas e classificadas para obter:
melhor desempenho na remoção de óxidos e carepa;
menor consumo de fluxo — 30 - 40% menor que fluxos fundidos;
baixo custo de fabricação;
bom	desempenho	sobre	uma	gama	de	aplicações	com	uma	única	distribuição granulométrica;
podem ser ligados;
soldas livres de porosidade mesmo com óxidos e carepa.
Figura 7 - Aspecto dos grãos de fluxos aglomerados
�
Figura 8 - Fábrica de fluxos aglomerados
Figura 9 - Fluxograma de fabricação de fluxos aglomerados
Como as partículas dos fluxos aglomerados não são quimicamente homogêneas, a remoção de finos pode alterar a composição química do metal depositado e conseqüentemente suas propriedades mecânicas.
Fluxos fundidos
Os fluxos fundidos são fabricados através da mistura seca de seus ingredientes, que são então fundidos em um forno elétrico (veja a Figura 10). O banho é vazado e sofre um choque térmico, que reduz o fluxo a partículas de tamanhos variados (veja a Figura 11), que são peneiradas e classificadas para obter (veja a Figura 12):
composição química apropriada (requerida);
material (produto) homogêneo;
custo de fabricação elevado;
não higroscópico (não contém água quimicamente ligada);
soldas mais consistentes com menor risco de trincas por hidrogênio;
maior estabilidade do arco, mesmo em correntes elevadas;
maiores velocidades de soldagem e possibilidade de reciclagem.
�
Figura 10 - Forno elétrico para a fabricação de fluxos fundidos
Figura 11 - Forno elétrico e mesa resfriadora empregados na fabricação de fluxos fundidos
Figura 12 - Aspecto dos grãos de fluxos fundidos
�
Fluxos neutros x fluxos ativos
As expressões neutro e ativo são freqüentemente utilizadas para descrever o comportamento do fluxo e geralmente referem-se ao teor de manganês e/ou de silício que será transferido do fluxo para o metal de solda (veja a Figura 13). Esses são termos relativos que dependem da composição do fluxo, da composição química do arame e da razão entre a escória e o arame fundido.
Figura 13 - Fluxo ativo x fluxo neutro
Fluxos neutros são definidos pelo ASME/AWS como "aqueles que não produzem alterações significativas na composição química do metal depositado como resultado de grandes mudanças na tensão do arco e, portanto, no comprimento do arco". Conseqüentemente, a resistência mecânica do depósito de solda não é significativamente alterada pela quantidade fundida de fluxo, que varia com a tensão de soldagem. O uso principal dos fluxos neutros é em soldas multipasse de peças com espessuras acima de 25 mm. Esses fluxos apresentam maior sensibilidade à porosidade e às trincas.
Fluxos ativos são definidos pelo ASME/AWS como "aqueles que contêm pequenas quantidades de manganês, silício ou ambos, que são desoxidantes adicionados ao fluxo para melhorar a resistência à porosidade e a trincas causadas pelos contaminantes no metal de base ou dele provenientes". Normalmente, o uso desses fluxos fica restrito a peças com espessuras menores que 25 mm, sendo aplicável a soldas monopasse ou com poucos passes. Maiores tensões de soldagem causam aumento significativo do consumo de fluxo, aumentando os teores de manganês e/ou de silício no depósito de solda e, conseqüentemente, aumentando também sua resistência mecânica e dureza e diminuindo sua tenacidade.
Fluxos ligados
Fluxos ligados podem ser definidos como aqueles que contêm, além de manganês e silício, elementos de liga tais como:
cromo
níquel
molibdênio
cobre
As principais aplicações dos fluxos ligados são aços de baixa liga e revestimento duro.
SOLDAGEM POR PRESSÃO (DEFORMAÇÃO)
Energia é aplicada para provocar uma tensão no material de base, capaz de produzir a solubilização na fase sólida, caracterizando a soldagem por pressão.
Há casos onde não é nítida a diferença da soldagem por fusão e por pressão.
Abaixo os principais processos de soldagem, considerando os dois grandes grupos:
SOLDAGEM POR FRICÇÃO
INTRODUÇÃO
A soldagem por fricção é um processo de soldagem que ocorre para o estado sólido, no qual a junção das peças metálicas (ou outros materiais) ocorre através de aquecimento gerado no atrito entre as duas peças.
Essa modalidade de processo de soldagem possui muitas vantagens operacionais, apesar de ter também as limitações inerentes. Porém, foi um processo que em pouco tempo recebeu grandes investimentos no aprofundamento dos estudos das técnicas de soldagem, e hoje possui diversas aplicações nas várias indústrias do mercado.
A operação das máquinas é bastante simples, e tem sofrido grande avanço na facilitação de operação, em especial com a introdução da robótica a este método, exigindo do soldador cada vez menos capacidade manual devido aos altos investimentos na automatização.
As aplicações desse método estão espalhadas no nosso dia-a-dia. Estruturas que precisam suportar choques mecânicos muito fortes, peças que necessitam de dureza maior e outros fatores são satisfeitas como este método, cuja maioria das aplicações aumentam a resistência mecânica do cordão de solda.
BREVE HISTÓRICO
Apesar da força de fricção (ou atrito) ser conhecida de tempos bastante antigos pela humanidade, a história da soldagem utilizando este recurso é bastante recente. De acordo com a American Welding Society (AWS), a origem do processo de soldagem por fricção é conhecida desde o ano de 1891, quando o primeiro processo desta natureza foi patenteado nos Estados Unidos. Outros processos foram patenteados ao redor da Europa, principalmente na Inglaterra, entre os anos 1920-1944, e na União Soviética em 1956.
Na década de 60, os avanços na soldagem por fricção foram favorecidos pelo interesse de diversas empresas americanas em desenvolver esta técnica, como a AMF, Caterpillar e a Rockwell International, que construiu máquinas para soldar eixos de caixas de engrenagem para caminhões. A AMF produziu máquinas para soldar árvores sem-fim, enquanto a Caterpillar investiu em máquinas para soldar turbocompressores e cilindros hidráulicos.
A partir do crescimento alcançado, outros países com setor industrial desenvolvido começaram a estudar e a aprimorar as técnicas do processo de soldagem por fricção para ampliar e melhorar suas aplicações.
O método de soldagem por fricção não é um processo disseminado na indústria brasileira, chando-se ao ponto de não se encontrar relato algum de uso dessas máquinas no Brasil. Muito desta dificuldade é explicada pelo fato dos equipamentos possuem valores muitos mais elevados do que os equipamentos de soldagem ao arco elétrico (eletrodo revestido, MIG/MAG). O processo de soldagem por fricção se limita a países que possuem avanços na automatização da indústria, como os EUA, Japão, Tigres Asiáticos,etc.
MÉTODOS DE FORNECIMENTO DE ENERGIA PARA SOLDAGEM
Existem dois processos de fornecimento de energia para esta tecnologia, que são:
Soldagem por arraste contínuo (ou fricção convencional).
Soldagem por inércia.
Soldagem por arraste contínuo (convencional)
Neste processo, as peças de trabalho são fixadas nas garras da máquina de soldar. Uma das peças é acelerada por uma unidade motora, girando até a velocidade de soldagem pré-determinada pelo projeto. A outra peça, restringida de rotação, é deslocada até tocar a peça girante, aplicando-se uma força axial de atrito a ela.
Quando as superfícies em contato das peças alcançam a temperatura de forjamento, a unidade motora é desconectada e a peça fica em repouso por atuação de um freio. Então, o módulo da força axial é aumentado, atingindo a força axial de forjamento. Quando esta intensidade é alcançada, o regime é mantido até que as juntas estejam soldadas. O processo pode ser ilustrado da seguinte maneira:
Etapa 1: uma peça é posta para girar e
outra é deslocada linearmente até o contato
Etapa 2: a rotação e a força axial geram o
aquecimento da superfície de solda.
Etapa 3: rotação é parada, e a força é elevada até
o módulo de forjamento, completando a solda.
Existem duas formas de controlar o fim da soldagem por arraste contínuo: o primeiro é terminar a solda no período pré-determinado pelo projeto através de parâmetros constantes; o segundo é levando em consideração a quantidade total de deslocamento, que determina o fim do processo. Uma alternativa que tem sido aplicado é o controle através da temperatura das junções soldadas.
Fig. 1 – esquema de máquina para soldagem por fricção convencional
Soldagem por inércia
Neste processo de fornecimento de energia, as duas peças de trabalho são fixadas às garras da máquina de soldar, mas uma delas é conectada a um volante acumulador de energia, enquanto a outra é restringida de rotação. O volante é acelerado até a velocidade rotacional pré-determinada, armazenando a energia requerida. O motor é, então, desconectado e as peças são postas em contato, gerando um atrito entre as superfícies sob forças axiais de compressão.
A partir daí, a energia cinética acumulada pela inércia do volante é dissipada em forma de calor na junta soldada, de acordo com que a velocidade do volante diminui. Pode-se aplicar um aumento na força de fricção, alcançando o módulo da força de forjamento, que é mantida por um tempo após o repouso do volante, completando o processo de soldagem. As etapas do processo são muito similares ao método convencional, porém a tecnologia do método é diferente.
Fig. 2 – esquema de máquina para soldagem por fricção por inércia
A soldagem por inércia possui vantagens sobre o processo convencional de soldagem por fricção no que diz respeito a:
Tempo mais curto de soldagem, podendo ser aplicada em indústrias de produção elevada.
Devido ao próprio tempo de soldagem ser mais curto, a zona termicamente afetada (ZTA) é mais estreita.
Esquema da soldagem por fricção inercial
com a presença do volante e os esforços atuantes
Ao final do processo de soldagem nas duas situações (método convencional e inercial), encontra-se o “colar” (uma camada de material abrasivo gerado sobre a região da solda). Após um curto período, a camada é esfriada pela temperatura ambiente, a máquina de soldagem é ligada e faz com que as peças já soldadas girem novamente. Com o auxílio de uma ferramenta de corte (uma lâmina), o colar é facilmente destacável da peça acabada, fazendo com que a superfície da solda fique lisa.
Camada de material abrasivo
ao redor da solda
VARIAÇÕES DO MÉTODO CONVENCIONAL
As variações do método convencional de soldagem por fricção convencional podem ter as seguintes configurações:
Configuração básica: uma peça é posta em rotação e a outra é restringida de rotação.
Rotação contrária: ambas as peças de trabalho são postas em rotação, mas em sentidos contrários.
Centre drive: a peça do centro é posta em rotação, enquanto as outras duas são impulsionadas por forças axiais, gerando duas soldas e aumentando a produtividade.
Twin weld: geram duas soldas como no caso anterior, porém são as peças das extremidades que são postas em rotação.
Soldagem radial: uma peça cilíndrica é soldada por uma combinação de carregamentos de compressão radiais e axiais a duas outras peças cilíndricas de menor diâmetro. É comum este tipo de trabalho no reparo de oleodutos.
CONTROLE DO TEMPO DE SOLDAGEM
Uma atividade que precisa ser bem desenvolvida no âmbito da soldagem por fricção é o controle do tempo de soldagem. Como a taxa de transferência de energia em forma de calor é grande, períodos longos podem gerar zonas termicamente afetadas muito extensas, perdendo a vantagem que este método possui.
Basicamente, existem duas maneiras de controle de tempo da solda por fricção:
Controle por comprimento total de deslocamento
O fim do processo é determinado a partir da medição da distância percorrida pela peça submetida diretamente ao esforço axial, tanto no processo convencional quanto no inercial. Quando certa distância pré-determinada pelo projeto de soldagem é percorrida, a máquina provoca o fim da soldagem, não havendo mais fornecimento de energia para a junta soldada. Geralmente, este tempo coincide com o momento em que a força de forjamento é aplicada.
Controle por parâmetros constantes
O método mais preciso para controlar o tempo de soldagem é através dos parâmetros constantes, que exige uma especialização maior do operador por ser mais complexo. Na solda convencional, existem muito mais parâmetros para determinar o tempo de soldagem, a saber:
Frequência angular do eixo (rpm)
Pressão de aquecimento / soldagem (MPa)
Tempo de aquecimento / frenagem / espera / forjamento (s)
Esses parâmetros são aplicados ao sistema KUKA PCD, uma ferramenta de monitoramento do processo de soldagem integrado à máquina que pode ser visualizado na interface da máquina e operado via mouse.
Os limites de tolerância são ajustados pelo monitorador da solda na própria interface de visualização, usando-se o mouse. Além disso, os parâmetros são visualizados após cada ciclo da máquina, arquivando todos os momentos anteriores e visualizando os seguintes, obtendo-se a análise completa do processo de soldagem.
Além deste controle, existe uma ferramenta de diagnóstico de processo instalada na máquina. Com esta ferramenta, qualquer falha que ocorra no sistema pode ser detectada e corrigida diretamente na máquina.
MÁQUINA DE SOLDAGEM POR FRICÇÃO
Máquina de soldagem por fricção
Uma máquina de soldagem por fricção possui os seguintes componentes principais:
Unidade central: é o componente responsável por gerar eletricidade para rotacionar o motor de acionamento. Sua função é transformar a corrente alternada da rede em uma forma de corrente que possa atender os parâmetros da máquina, funcionando como um transformador.
Motor de acionamento: máquina que gera a rotação do eixo girante durante o processo de soldagem. O eixo girante está acoplado ao motor de acionamento.
Painel de controle: possui as opções de função da máquina, podendo-se aumentar ou diminuir a velocidade de rotação, aumentar a força axial, etc.
Interruptores: são responsáveis pelo desligamento da máquina, caso uma corrente de curto-circuito seja gerada na alimentação da máquina.
Carcaça de aço leve: estrutura que sustenta e abriga os componentes elétricos da máquina. É fabricado em aço leve para facilitar o transporte.
Existem vários tipos de máquinas de soldagem, porém elas se encontram distribuídas em dois grupos principais: as máquinas de soldagem convencionais (onde estão as máquinas de fricção radial) e as máquinas de soldagem por fricção inercial. Eis algumas vantagens para aplicação de uma ou outra:
Máquina de soldagem convencional
A máquina de soldagem por fricção convencional possui vantagens consideráveis,como:
Pelo fato de utilizar um motor elétrico para rotação da peça, evita os picos de torque instantâneos que são gerados nas máquinas por inércia quando ocorre uma parada abrupta. Tais ocorrências são responsáveis por custos maiores na fabricação das peças da máquina, o que não ocorre na máquina de método convencional.
O processo de estabilização da velocidade de rotação é mais rápido do que no processo inercial, exigindo menos esforços devido à ausência do volante.
A zona termicamente afetada é bem menor do que nos métodos de soldagem a arco elétrico, mantendo as características do metal de base ao redor da junta soldada.
Máquina de soldagem por fricção (convencional): máquina para soldagem de peças com menores dimensões
Máquina de soldagem por fricção inercial
A máquina de soldagem por fricção inercial possui várias vantagens, como:
Produz soldas fortes para peças de dimensões muito grandes (barras, tubos, placas, discos, etc.), podendo desenvolver peças que teriam confecção muito complicada e muito mais cara utilizando outra tecnologia.
A utilização do volante causa um fluxo de solda helicoidal na junta soldada, fazendo com que a resistência mecânica da solda aumente.
O controle de qualidade do processo é muito mais simples do que o processo de soldagem por fricção convencional, pois depende somente de dois parâmetros: a frequência de rotação do volante e a pressão exercida pela peça sem movimento rotativo. Isso exige menos habilidade do operador.
É um processo mais curto do que o convencional, produzindo uma área termicamente afetada bem menor, além de favorecer a produção em grande escala.
Máquina de soldagem por fricção (inércia): máquina para soldagem de peças mais robustas
CARACTERÍSTICAS DOS EQUIPAMENTOS BÁSICOS PARA SOLDAGEM
As faixas de limites abaixo relacionadas foram montadas de acordo com informações disponibilizadas pela INFOSOLDA.
Soldagem convencional
Rotação do eixo: 1000 – 3000 (rpm)
Força de forjamento: 60 – 1350 (kN)
Diâmetro do sólido: 25 – 120 (mm)
Área tubular: 6690 – 12900 (mm²)
Soldagem por inércia
Rotação do eixo: 500 – 60000 (rpm)
Força de forjamento: 2 – 20000 (kN)
Área tubular: 45 – 150000 (mm²)
Como reparado nos limites de operação das máquinas, verifica-se que o processo inercial possui uma faixa de aplicação bem maior do que o método convencional, que possui uma faixa bem limitada se comparada ao método inercial.
VANTAGENS E DESVANTAGENS DO MÉTODO DE SOLDAGEM POR FRICÇÃO EM RELAÇÃO AOS DEMAIS MÉTODOS
A soldagem por fricção foi um método que pareceu muito atrativa à indústria automobilística, área na qual sua aplicação é mais extensa. Ela apresentava algumas vantagens sobre os outros métodos, especialmente a soldagem a arco elétrico, principal método do mercado de soldagem. Eis algumas vantagens:
O processo não exige metal de solda, fluxo e gás de proteção. Além disso, é um processo muito seguro que exige menos dos EPI’s, pois não emite radiação, faísca, fumaça (no nível dos processos ao arco elétrico) e não apresenta riscos de acidentes elétricos para o soldador, que pode até operar a máquina a distância.
Por não apresentar o fenômeno da solidificação (os metais não chegam a ser fundidos), os problemas de porosidade e segregação (efeitos ligados à solidificação) não correm risco de ocorrer no cordão de solda.
O colar é facilmente removido durante a soldagem com auxílio de uma lâmina automática, não havendo necessidade de limpeza da superfície, característica dos processos ao arco elétrico.
É capaz de soldar materiais que são impossíveis de serem soldados por qualquer outro método, como é o caso de metais refratários.
A zona termicamente afetada é relativamente estreita, se comparada aos outros métodos. Pode ser ainda menor quando aplicado o método por inércia.
Por não apresentar dispositivos de ignição, as máquinas de soldagem podem ser usadas livremente em áreas da indústria petroquímica, sem necessitar de que os aparelhos sejam desligados por risco de acidentes.
Na maior parte das aplicações, a junta soldada possui propriedades mecânicas iguais ou até superiores às dos metais componentes das peças.
O custo de operação é baixo e pode ser facilmente automatizado, exigindo pouca ou nenhuma habilidade manual do soldador.
O processo de soldagem pode ser controlado a distância (atualmente, até 4 km de distância da unidade de soldagem), o que facilita sua aplicação em indústrias de produtos perigosos ou até de grandes dimensões.
Apesar das inúmeras vantagens, o processo também possui algumas limitações, tais como:
Apesar de produzir peças para usos abrangentes e com certa variedade de geometrias, é obrigatório que uma das peças da solda seja cilíndrica.
Limita-se à soldagem de juntas de topo planas, angulares e cônicas.
Um dos materiais deve ser plasticamente deformável sob as condições de soldagem, necessariamente.
O atrito e aquecimento das peças deve ser preciso, pois é um fator crítico para a distribuição térmica uniforme na junta soldada.
O custo das máquinas e das ferramentas é relativamente alto, se comparado aos processos a arco elétrico.
As ligas usinadas são difíceis de serem soldadas.
Não pode soldar peças de ferro fundido, pois o grafite atua como lubrificante. O mesmo efeito é gerado em peças metálicas com baixo coeficiente de atrito.
Aços com inclusões de sulfeto de manganês causam formações de áreas frágeis na solda.
APLICAÇÕES DA SOLDAGEM POR FRICÇÃO
A principal aplicação da soldagem por fricção está na indústria automobilística, sendo empregada quando uma peça precisa ser composta por dois componentes de metais diferentes. Assim, quando os componentes são soldados, aproveita-se a propriedade dessa tecnologia de que a zona termicamente afetada é bem menor do que nos processos de soldagem a arco elétrico. Geralmente, essa técnica é empregada para peças que são muito solicitadas, com grande risco de serem afetadas por falhas de fadiga.
Válvula bimetálica
Válvulas que possuem a ponta e a cabeça fabricadas em material diferente do corpo são projetadas para terem maior durabilidade através do aumento de dureza. Por ser uma peça muito solicitada nos motores de combustão interna, pois está exposta a esforços gerados pela pressão dentro do cilindro, a força da mola, impactos causados no contato da cabeça do cilindro com os limitadores de movimento, etc, deve-se ter cuidado para que a solda gerada seja dúctil (resiste à deformação plástica) e dura, sendo que a solda não pode gerar uma zona termicamente afetada grande, por isso a escolha da soldagem por fricção.
Por se tratar de peças pequenas, o método usado é a soldagem por fricção convencional, que em alguns segundos é capaz de soldar as partes da válvula bimetálica.
Detalhe do DCL simplificado de uma válvula de MCI; extremos da válvula bimetálica, mais dura do que as convencionais
Eixo de pinhão em veículos com MCI dianteiro e tração traseira
O conjunto pinhão-coroa é responsável por reduzir a rotação cedida ao eixo do pinhão (proveniente do volante, que gira a rotações muito altas) para rotações compatíveis aos semi-eixos das rodas, transmitindo a rotação à coroa. O pinhão de ataque é uma engrenagem cônica, responsável pela rotação da coroa, que é uma engrenagem maior cujos semi-eixos rotacionam a velocidades menores devido à redução. Porém, como o eixo do pinhão deve suportar altas rotações do volante (logo, está exposto a tensões muito altas), o processo de soldagem do chanfro e de outras partes soldáveis devem ser executadas por fricção, para que ocorra aumento da resistência mecânica do conjunto.
Esta técnica é mais comumente aplicável no caso de eixos para caminhões, e não para veículos de porte pequeno, pois as dimensões são maiores (peças muito grandes demoram para serem soldadas na maioria das tecnologias convencionais de soldagem), encurtando o tempo de soldagem. Além disso, as tensões geradas na rotação de um eixo de caminhão são bem maiores,justificando a aplicação.
Os semi-eixos das rodas também podem ser soldados por meio de fricção. Para que o tempo de modelagem do eixo seja menor, o diferencial é posicionado estaticamente entre duas máquinas de soldagem, que aproximam os dois semi-eixos animados de movimento rotativo, realizando duas soldas ao mesmo tempo.
Localização do eixo do pinhão
Visão geral do diferencial traseiro de um veículo com MCI dianteiro e tração traseira (caminhões)
Eixo Central de Motores Wankel
O motor Wankel é um MCI rotativo com um rotor de três lados, que realiza em uma só rotação a aspiração, compressão, ignição e descarga dos gases da combustão, além de gerar muito menos vibrações na estrutura do motor por causa da sua geometria. Este rotor está acoplado a um eixo central, que também é chamado de eixo excêntrico (devido ao movimento impresso pelo rotor, que possui certa excentricidade), e suporta tensões muito altas devido à rotação dos motores Wankel serem elevadas, bem maiores do que os MCI alternativos de mesmo porte. Para aumentar a resistência mecânica nas regiões de acoplamento do eixo excêntrico, aplica-se a soldagem por fricção destes.
Eixo excêntrico: “a” e “b” são os acoplamentos dos rotores do motor Wankel
Rotor do motor Wankel acoplado ao eixo excêntrico e o eixo fora do motor
Tubos de perfuração
Os tubos de perfuração (vazados) são usados como brocas na indústria petrolífera para perfuração de poços. Para que se tornem úteis, é necessário que se forme um cordão de vários tubos, podendo pesar cerca de 3 ton. Como são peças muito robustas e que necessitam de elevada dureza, a soldagem por fricção inércia é excelente para a produção desses tubos. De acordo com as especificações da RDC (Ramde de Colombia Ltda.), os tubos são fabricados em liga aço-cromo-molibdênio 4145, que podem alcançar módulos de dureza na faixa 285-341 Bhn.
Além da soldagem por fricção (que pode ser por método convencional ou por inércia), outros processos de usinagem, conformação plástica (como a laminação a frio) e tratamentos químicos são aplicados para aumentar as propriedades mecânicas dos cordões de tubos, pois precisam ser muito resistentes para suportar as tensões de trabalho.
Processo de soldagem convencional de tubos de perfuração e perfil dos tubos
Trem de pouso de aviões
Nos aviões, a estrutura que absorve o impacto do trem de pouso é soldada por fricção. As juntas sofrem cargas muito altas quando o avião pousa, gerando tensões de módulos muito altos. Assim, as peças são forjadas através da soldagem por fricção, proporcionando maior resistência ao impacto do pouso.
Estrutura para absorção de impactos na aterrissagem de aviões.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
www.highperformancepontiac.com/.../photo_02.html - caixa de marcha de alto desempenho Pontiac
http://hiltonenterprise.tradeindia.com/Exporters_Suppliers/Exporter15011.240864/Bimetallic-Engine-Valve.html - válvula bimetálica
http://www.cj-3a.com/fig27.jpg - eixo de pinhão
http://www.nctfrictionwelding.com/applications.php# - aplicações da soldagem por fricção
	www.mme.iitm.ac.in/activities/node/227 - máquina de fricção
http://www.mtiwelding.com/equipment/1/Direct-Drive-Friction-Welding - máquina convencional de fricção.
http://www.mtiwelding.com/equipment/1/Inertia-Friction-Welding - vantagens da soldagem por fricção inercial.
http://www.wnplace.com/index_arquivos/friction01.htm - vantagens e desvantagens de método de soldagem por fricção.
www.nctfrictionwelding.com/process.php - histórico de soldagem por fricção.
Apostila de soldagem por fricção – Autores: Fernanda Laureti T. da Silva e Luiz Gimenes Júnior
http://www.wnplace.com/index_arquivos/friction02.htm
http://www.aws.org/wj/may01/feature.html - material de apoio
http://www.bassoassist.com.ar/portugues/estec05.htm - DCL simplificado de uma válvula de MCI.
Apostila de Introdução ao projeto de Aernaves – Autor: Luiz Eduardo Miranda
http://www.oficinaecia.com.br/bibliadocarro/biblia.asp?status=visualizar&cod=97 – teoria do eixo do pinhão e figuras.
http://www.prelovac.com/vladimir/wankel-engine - motores Wankel e eixo excêntrico
http://www.ramdeinternational.com/rdc.htm - tubos de perfuração RDC
WWW.nartube.com – vídeos de soldagem por fricção
SOLDAGEM POR ULTRASSOM 
Características do processo
A soldagem por ultra-som tem como objetivo unir peças por meio de vibrações mecânicas na faixa ultra-sônica, associadas a aplicação de pressão. Este tipo de soldagem serve tanto para soldar metais quanto termoplásticos, além de materiais não terrosos, vidro ou mesmo cerâmica; a diferença entre a soldagem de metais e a de termoplásticos é que no caso dos metais, a soldagem acontece no estado sólido, sem fusão do material de base, enquanto que no caso dos termoplásticos, existe a fusão dos materiais.
 
A soldagem por ultra-som produz uma solda limpa, de alta qualidade, não requer material de adição e tem um consumo baixo de energia.
Aplicação
O processo é aplicado na soldagem de contatos de semicondutores resistentes à temperatura, como fios de alumínio ou ouro com silício; em ligações entre semicondutores e transistores e conexões elétricas dos mais diversos tipos; na soldagem de metais diferentes, como alumínio-cobre, níquel-berílio; soldagem de latão estanhado com lâminas de cobre, com espessuras entre 0,1 e 0,2mm, nos transformadores.
No caso de materiais termoplásticos, aplica-se a soldagem por ultra-som na produção de componentes para a indústria de alimentos, de eletrodomésticos, de cosmética e eletrônica. As indústrias automobilísticas também são um dos grandes consumidores da soldagem por ultra-som, como também as indústrias de autopeças, na fabricação de painéis e pára-choques. A substituição de adesivos por equipamentos de soldagem ultra-sônica permite outras aplicações, como a união de componentes de telefones, de microcomputadores e a costura de produtos sintéticos.
vantagens
As vantagens em soldar metais pelo processo de ultra-som são a possibilidade de soldar chapas pintadas ou oxidadas sem preparação prévia das superfícies, reduzindo, assim, o tempo e o custo de mão-de-obra; dada a fraca liberação de calor, não existem problemas de deformação, fragilização e formação de compostos intermetálicos de alta resistência nas juntas de metais diferentes; a ligação entre alumínio e cobre, utilizada nos terminais de cobre ou latão dos condutores elétricos, é perfeita, fato que seria impossível pelo método de soldagem por resistência. Deve-se salientar, ainda, que este processo é particularmente adequado para a soldagem automatizada.
No caso dos termoplásticos, as vantagens são o elevado ritmo de produção, que pode chegar a 2 000 peças/hora; a possibilidade de soldagens limpas, custo baixo de mão-de-obra, durabilidade das ligações e ausência de riscos para o operador.
A soldagem de termoplásticos por ultra-som permite substituir fixações mecânicas tais como porcas e parafusos, melhorar o "design", proporcionar maior segurança na união e redução de risco da ação química do adesivo sobre o plástico, soldar materiais dissimilares e trabalhar com rapidez.
desvantagens
Na soldagem de termoplásticos, as desvantagens são a presença de desmoldantes, principalmente os de silício, formadores de uma película lubrificante que impede o atrito relativo; a diminuição da rigidez dos materiais por ação do butadieno, o que torna as peças mais absorventes e dificulta a soldagem; o aumento do tempo de soldagem, que é duplicado devido ao óxido de titânio; a diminuição da soldabilidade provocada pelos efeitos de oxidação e umidade em junta mal colocada.
Fundamentos do processo
O processo de soldagem por ultra-som é realizado por meio de um gerador de energia elétrica de alta freqüência que alimenta transdutores piezelétricos, responsáveis por transformar a energia elétrica em oscilações mecânicas ou vibrações, as quais são transmitidas à peça por meio de um sonotrodo. As vibrações ea força de compressão aplicadas à peça provocam um campo de tensões que, por sua vez, dá origem a uma deformação elastoplástica.
Sabe-se que toda superfície apresenta sempre pequenas rugosidades, observáveis em microscópio; durante a soldagem, ocorrem tensões de corte que vão eliminando as rugosidades, até que as superfícies se tocam completamente e então acontece a soldagem. As chapas a soldar são fixadas num suporte chamado bigorna.
A energia, relacionada com a dureza Vickers e a espessura das peças em contato com o sonotrodo, é o parâmetro principal no processo por ultra-som. Para calcular a energia necessária à soldagem por ultra-som costuma-se usar uma fórmula empírica:
sonotrodo
O sonotrodo transmite oscilações tangenciais de alta frequência para a peça. Se a força de pressão e a amplitude dos movimentos relativos entre as superfícies a soldar forem suficientemente fortes, ocorre fluidificação. Os filmes de sujeira, água e óxido são rompidos; as superfícies aquecidas e aplainadas se aproximam e forças de ligação de superfície entram em ação.
tipos de soldagem por ultra-som
A soldagem por ultra-som pode ser feita segundo quatro tipos: por pontos, anelar, linear e contínua.
Na soldagem por pontos, a energia vibratória produz pontos de soldagem nas chapas pressionadas uma contra a outra.
A soldagem anelar é utilizada nas formas circulares; no entanto, este tipo de soldagem também admite outras geometrias, como as quadrangulares, retangulares ou ovais.
A soldagem linear é semelhante à soldagem por pontos; neste caso, as peças são pressionadas uma contra a outra por meio de um suporte e de um eletrodo com extremidade linear.
O último tipo, soldagem contínua, é utilizado com um sonotrodo rotativo e um suporte também rotativo; as peças sáo sobrepostas e passam entre o sonotrodo e a bigorna.
soldagem de metais
Durante a soldagem de um material metálico, as vibrações provocadas pelo sonotrodo criam tensões de cisalhamento no material; enquanto essas tensões se encontram abaixo do limite de elasticidade do material, há apenas uma deformação elástica; porém, quando o limite de elasticidade é ultrapassado, ocorre um escorregamento superficial e a deformação plástica decorrente faz os óxidos metálicos superficiais se quebrarem, facilitando o aumento da área em contato e produzindo a soldagem.
Quando se soldam metais, o aquecimento é limitado a uma camada muito fina e a soldagem se faz a frio, em fase pastosa ou sólida; os átomos das interfaces das peças se combinam devido a forças interatômicas de atração. No entanto, se as quantidades são grandes, a soldagem a ponto por resistência algumas vezes se torna mais viável.
Entre os principais metais que admitem a soldagem por ultra-som, destacam-se: alumínio, cobre, ouro, magnésio, molibdênio, níquel, paládio, platina, prata, tântalo, estanho, titânio, tungstênio, zircônio, nióbio, além de aços; a soldagem de metais é feita no estado sólido, sem fusão do material de base. Soldam-se chapas finas, folhas e fios, com espessuras que variam de 0,003 até 2mm, de metais macios como alumínio, ouro e chapas espessas de aço.
soldagem de termoplásticos
O crescimento do uso do plástico na indústria tem exigido também um aprimoramento nos processo de fabricação, principalmente na união de materiais plásticos. Basicamente as uniões são feitas por adesivos que podem causar ataque químico ao plástico, fato muito freqüente em colagens. A soldagem ultra-sõnica substitui a colagem com vantagens de rapidez e evita tais riscos. No entanto, para que a soldagem seja viável, essa substituição exige pequenas modificações no projeto, como a utilização de ciclos da ordem de 20 a 40kHz, uma vez que as partes a soldar precisam estar em contato e sob pressão.
Os principais plásticos soldáveis por ultra-som são: ABS, sigla de acrilonitrila-butadieno-estireno, acrílico, náilon, policarbonato, poliéster, polipropileno, poliestireno e PVC, sigla de policloreto de vinila. A soldagem entre plásticos dissimilares, isto é, entre materiais plásticos diferentes, depende muito da resina empregada.
A soldagem de termoplásticos admite dois tipos: a soldagem próxima e a soldagem afastada.
soldagem próxima
A soldagem próxima é aquela em que o sonotrodo é colocado muito perto das juntas, de modo a permitir a soldagem de plásticos mau condutores de energia ultra- sonora, como por exemplo, náilon, acetatos e polipropileno.
soldagem afastada
A soldagem afastada acontece quando o sonotrodo é colocado relativamente longe da área de soldagem; este tipo serve para soldar plásticos com elevada elasticidade, em que as vibrações se propagam sem problemas; é o caso de materiais como policarbonatos, ABS e poliestirenos.
Parâmetros de soldagem
Os parâmetros de soldagem do processo por ultra- -som são a pressão aplicada, o tempo de soldagem e a amplitude da onda de ultra-som na ponta do sonotrodo. A pressão pode variar entre 40 e 60Kgf/cm2 no caso de plásticos e entre 60 e 120Kgf/cm2para metais. O tempo de soldagem varia entre décimos de segundo e alguns segundos. A amplitude da onda de ultra-som é produto da vibração do sonotrodo, alimentado pela energia elétrica de alta frequência.
Na implantação do processo também devem-se considerar o ponto de fusão a ser empregado, a geometria e as dimensões da peça.
Equipamento
O equipamento para soldagem por ultra-som é composto das seguintes partes: sistema de deslocamento do cabeçote de soldagem, que permite a aplicação de pressão sobre as peças a soldar, um gerador de corrente que fornece energia de alta frequência para fazer vibrar o sonotrodo e um conjunto constituído de transdutor, amplificador e sonotrodo. O transdutor é a parte que transforma a energia elétrica em energia vibratória; o amplificador, geralmente feito de titânio ou duralumínio, é responsável pelo aumento das vibrações fornecidas pelo transdutor, que são muito fracas; o sonotrodo está ligado ao transdutor e é a parte que transmite a energia mecânica para as peças de trabalho. A pressão aplicada pode variar entre 40 e 60Kgf/cm2 quando se trata de soldar plásticos, e entre 60 e 120Kgf/cm2 no caso de metais.
Os diversos tipos e modelos de equipamentos apresentam potências que variam de 800 a 3000W. Os equipamentos de menor potência destinam-se a aplicações mais delicadas, ocupam menor espaço e não exigem isolamento acústico.
JUNÇÃO POR BRASAGEM
BRASAGEM
A brasagem (brazing) é o processo de soldagem onde se utiliza a adição de um metal diferente dos metais base. A particularidade do processo está na ação de capilaridade que o material a adicionar exerce sob a junta. As partes são fixadas muito próximas e o trabalho é realizado através de uma junção molecular entre as superfícies do metal, não havendo fusão entre o material base e o de adição. Há atualmente uma série de varetas de adição contendo muitas ligas com níquel, prata, ouro, etc. A vareta de adição possui um ponto de fusão e a aplicação de fluxo é necessária para permitir uma boa capilaridade da vareta durante a brasagem.
Como o ponto de fusão dos materiais de adição geralmente são baixos, a brasagem pode ser feita se usando misturas de gases combustíveis e ar atmosférico de baixa transferência de calor. Estes equipamentos são conhecidos como do tipo ar-gás e geralmente são usados em serviços em tubulações e em equipamentos de refrigeração.
A brasagem utiliza uma vareta de adição que funde a temperaturas acima de 450cº, podendo variar de acordo com a liga e os metais base da junção podem ser de natureza diferentes.
A brasagem pode utilizar tanto chama ar-combustível quanto oxicombustível.
Em processos industriais de altas escalas de produção como produção de ar condicionado, geladeiras, radiadores, etc... utiliza-se estações automatizadas de brasagem.
SOLDAGEM POR BRASAGEM
A solda por brasagem difere-se da oxisolda na temperatura de fusão do metal adicionado e do material base a ser unido. A solda por brasagem ocorre à temperaturas abaixoda fusão do metal base, mas em temperaturas iguais ou acima da de fusão do material a adicionar. 
A solda por brasagem difere da brasagem comum porque o formato do chanfro de solda é parecido ou igual ao do chanfro para soldagem por chama. A ação capilar não é um fator na formação da junta. Enquanto a chama oxiacetilênica é sempre necessária para a soldagem por chama, a soldagem por brasagem pode ser realizada por outros gases combustíveis como o propano, gás natural, propileno, etc. Isso ocorre porque na brasagem há a adição de um fluxo com funções de pré-limpeza e desoxidação similares a da chama oxiacetilênica.
A soldagem por brasagem é mais aplicada em juntas de aço, e o material de adição usado é o bronze, fornecido em varetas que podem ser imersas no fluxo ou que já possuam o fluxo em uma camada superficial.
Na prática, o aço a ser unido é aquecido a uma coloração avermelhada no ponto onde o material de adição possa fundir, e a ação do fluxo crie uma camada de adesão resistente.
Geralmente a resistência de uma junta soldada por brasagem é menor que a soldada por oxichama.
As vantagens da solda por brasagem são:
A aplicação de temperaturas mais baixas implica em menor empeno da peça;
As peças de aço a serem soldadas não precisam ser totalmente fundidas para gerar a união;
Materiais base de diferentes natureza podem ser soldados, o que não é possível na soldagem por oxichama.
�
JUNÇÃO POR ADHESIVE BONDING 
JUNÇÃO POR ASPERÇÃO TÉRMICA
A metalização ou aspersão térmica consiste de um grupo de processos nos quais partículas finamente divididas de materiais para revestimentos, metálicos ou não metálicos, são depositadas sobre uma superfície previamente preparada, na condição fundida ou semifundida, para formar um revestimento. O calor necessário para a operação é gerado numa pistola de metalização e pode vir da queima de um gás combustível através do processo por chama a gás (flame spray) ou por um arco elétrico (arc spray).
Revestimento a frio
Um forte jato de ar faz pulverizar o metal fundido e este, ao bater contra a superfície, é esfriado de tal forma que o revestimento não aquece em demasia a peça, evitando alterações morfológicas de sua estrutura.
Processo por chama a gás (flame spray)
No processo de metalização por chama a gás ou flame spray, um metal em forma de arame ou pó se funde pelo calor da chama gerado pela queima dos gases combustível (acetileno, gás natural, GLP ou gás propano) e oxigênio. Através de um forte jato de ar (ar comprimido), as partículas derretidas são pulverizadas chocando-se sobre a superfície da peça, previamente preparada.
Processo por arco elétrico (arc-spray)
Já no processo de metalização por arco elétrico ou arc spray, o arco elétrico é obtido no bico de uma pistola aonde chegam dois arames do material de deposição. Provoca-se um diferencial de potencial abrindo o arco elétrico, que funde os arames. Um sistema mecânico ou elétrico puxa os arames continuamente ao mesmo tempo em que um forte jato de ar comprimido é dirigido na região, pulverizando o metal fundido contra a superfície da peça.
Revestimento anticorrosivo
Crescem no país aplicações anticorrosivas utilizando processos de aspersão térmica ou simplesmente, metalização. O baixo custo dos equipamentos, facilidade para aplicar, domínio da tecnologia e a eficiência nos resultados são fatores decisivos para utilizar a metalização em aplicações anticorrosivas.
Os revestimentos de metalização garantem excelente proteção contra a corrosão. Aplicando uma camada de 0,3 mm de zinco numa estrutura metálica, a duração contra a corrosão é de 30 a 40 anos, sob ação atmosférica (veja gráfico abaixo).
��
Uma das maiores vantagens deste processo é a possibilidade de aplicar camadas de zinco, alumínio ou liga destes metais sem restrição quanto à sua espessura, sendo ainda um processo rápido, econômico e que pode ser executado com o equipamento em movimento, em peças de qualquer tamanho, sem que haja transferência de temperatura em excesso.
Em peças galvanizadas, aplica-se a metalização para reparar áreas onde a galvanização não pode revestir, nas partes que tiveram que sofrer cortes ou qualquer ação que desbastou o revestimento galvanizado e principalmente nas áreas de emendas com solda.
Aplicações anticorrosivas, através da metalização, são empregadas com sucesso em cascos de navios, pontes, esquadrias, postes, comportas de hidroelétrica, tubulações entre outras inúmeras estruturas e peças metálicas sujeitas à corrosão por atmosferas rurais, industriais ou marítimas.
��� INCLUDEPICTURE "http://wwwo.metalica.com.br/images/stories/id1612/metalizacao-4.jpg" \* MERGEFORMATINET ��
Metalização para recuperação e/ou beneficiamento de peças
Prevenção de áreas de maior desgaste
Os fabricantes utilizam a metalização a fim de obterem maiores vantagens aos seus produtos. Quer seja para aumentar a vida útil da peça fabricada, para proporcionar benefícios no aumento de resistência ao desgaste e/ou as temperaturas em peças que devem ter condutividade elétrica, ou ainda, aquelas que devem ter resistência a interferência da radiofrequência etc.
��� INCLUDEPICTURE "http://wwwo.metalica.com.br/images/stories/id1612/metalizacao-8.jpg" \* MERGEFORMATINET ��
��� INCLUDEPICTURE "http://wwwo.metalica.com.br/images/stories/id1612/metalizacao-10.jpg" \* MERGEFORMATINET ��
��� INCLUDEPICTURE "http://wwwo.metalica.com.br/images/stories/id1612/metalizacao-7.jpg" \* MERGEFORMATINET ��
Peças Automotivas com aplicação de revestimento anicorrosivo e alta dureza
Alguns exemplos de peças:
Automotivas: anéis dos pistões, cabeça dos pistões, anéis sincronizados, válvulas e garfos de câmbio.
Turbinas: pás, colos e conchas.
Siderurgia: top roll, conduct roll, pote roll e sinc roll.
��
JUNÇÃO POR DIFUSÃO
Características do processo
A soldagem por difusão é um processo que liga materiais por meio de aplicação simultânea de pressão e calor. Quando ocorre deformação plástica por ação de calor, as camadas de átomos que compõem a estrutura cristalina do metal vibram e se movimentam em várias direções, ocupando lugares diferentes nos planos cristalinos; a essa movimentação dá-se o nome de difusão. Uma temperatura definida é aplicada na região de soldagem ou em toda a peça, durante certo tempo, resultando em uma deformação plástica localizada. O contato entre as superfícies provoca difusão dos átomos, que se movimentam pelo interior das superfícies, promovendo a ligação perfeita das partes.
 
A operação pode ser feita no vácuo, sob proteção de gás ou fluido e, de preferência, sem material de adição. O processo por difusão é utilizado para unir materiais com composição química semelhante ou materiais dissimilares, predominantemente os metálicos, e foi desenvolvido originalmente para ser aplicado na construção de peças para a indústria aeronáutica e espacial; hoje em dia, outras áreas já fazem uso desta tecnologia.
Aplicação
A soldagem por difusão é aplicada preferencialmente nas situações em que a união por processos de soldagem convencionais, notadamente os processos por fusão a arco elétrico, não é possível. Como exemplos, podem-se destacar a soldagem de secções transversais com revestimentos anticorrosivos e a união de materiais diferentes e metalurgicamente incompatíveis, como o aço e o alumínio. A soldagem por difusão confere alta qualidade à junta, podendo alcançar valores de resistência mecânica semelhantes aos do material de base.
vantagens
As vantagens do processo de soldagem por difusão são várias; o processo não modifica o estado do material; permite montagens de grandes superfícies e montagens complexas, próximas ao estágio final; apresenta menores deformações, quando comparado à soldagem por fusão; trabalha com juntas múltiplas em uma só operação e permite união de metais e materiais considerados não soldáveis ou de difícil soldabilidade por fusão, como cerâmicas e ligas refratárias, além da união de metais dissimilares sob o aspecto