Processos de Soldagem: Explosão, Atrito, Laser e Ultrassom

Soldagem por Explosão

Definição

Processo de soldagem no estado sólido onde a coalescência ocorre pela interação de alta velocidade das peças de trabalho, produzida por uma explosão controlada.

Componentes Necessários

• Metal Base
• Primeiro Componente
• Explosivo

Vantagens

• Não possui Zona Afetada pelo Calor (ZAC)
• Pequenas fusões
• Soldagem de materiais com diferentes pontos de fusão

Variáveis do Processo

• Velocidade de colisão
• Ângulo de colisão
• Velocidade de detonação

Aplicações do Processo

• Qualquer metal com resistência e ductilidade suficientes pode ser unido.
• O revestimento de placas planas constitui a principal aplicação comercial.
• Pode ser usado para revestir cilindros na superfície interior ou exterior.
• Juntas de transição podem ser feitas.
• Tubos para articulações e folhas de tubo em trocadores de calor.

Soldagem por Atrito

Definição

É um processo de soldagem no estado sólido que visa unir as partes através de caldeamento, obtido pelo calor gerado durante o atrito e a pressão.

Como o Calor é Gerado no Processo?

Devido ao atrito entre as partes, a energia cinética é convertida em calor, sendo absorvida pela região imediatamente próxima às superfícies em contato.

Aplicações

• Usado na indústria automotiva para a fabricação de engrenagens, válvulas de motores e amortecedores.
• Usado para unir as peças do compressor de motores a jato.

Tipos de Soldagem por Atrito

Soldagem por Atrito Contínuo

Uma das peças de trabalho é ligada a um acionamento do motor rotativo, enquanto a outra é fixada em um sistema de movimento axial. É aplicada uma força axial ou radial.

Soldagem por Atrito Inercial

Variáveis da Soldagem por Atrito Contínuo

• Velocidade de rotação
• Aquecimento na pressão
• Deformação na pressão
• Tempo de aquecimento
• Tempo de frenagem
• Tempo de deformação

Friction Stir Welding (FSW)

A ferramenta rotativa produz atrito com as partes, gerando calor e deformação suficientes para soldar as peças unidas.

Variáveis da Soldagem por Atrito Inercial

• Momento de inércia do volante
• Velocidade inicial do volante
• Pressão axial
• Pressão de forjamento

Soldagem a Laser

O Que é Laser?

Amplificação de luz por emissão estimulada de radiação.

Influência dos Parâmetros

• Tensão: Influencia a profundidade do cordão com menor fusão.
• Diâmetro do Laser (Focagem): Influencia a largura e a profundidade do cordão.
• Duração do Pulso: Influencia na largura e profundidade do cordão.

Heat Surface Weld Cut

Soldagem por Ultrassom

Definição

Soldagem no estado sólido onde a coalescência é produzida nas superfícies de contato pela aplicação de energia vibratória de alta frequência.

Como o Calor é Gerado no Processo?

A frequência do transdutor é convertida em energia de vibração.

Componentes do Processo

• Transdutor
• Sonotrodo
• Bigorna

Variáveis do Processo

• Energia ultrassônica
• Força de fechamento ("Pressão")
• Tempo de soldagem
• Frequência
• Amplitude de vibração linear

Vantagens do Processo

• Pequena Zona Afetada pelo Calor (ZAC) e não ocorre fusão.
• Permite a soldagem de seções finas a espessas.
• A soldagem pode ser feita através de alguns revestimentos de superfície.
• As pressões utilizadas são menores, os tempos de soldagem são mais curtos e as espessuras das regiões deformadas são mais finas do que na soldagem a frio.

Limitações do Processo

• A espessura do componente adjacente à ponta do sonotrodo não deve exceder calibres relativamente finos devido a limitações de potência do equipamento.
• O processo é limitado a juntas de sobreposição.
• Soldas de topo não podem ser feitas porque não há meios de apoiar as peças e aplicar força de aperto.

Aplicações

• Montagem de componentes eletrônicos, como diodos e semicondutores com substratos.
• Conexões elétricas para dispositivos que transportam corrente, incluindo motores, bobinas de campo e capacitores.
• Encapsulamento e acondicionamento.
• Peças de plástico.

Interações na Interface

• Temperaturas localizadas são resultantes de deslizamento interfacial e deformação plástica.
• A temperatura também é influenciada pela força, força de aperto e pelas propriedades térmicas do material.
• Deformação plástica localizada.
• Fenômenos metalúrgicos, como recristalização, transformação de fase, etc., podem ocorrer.

Tipos de Processos

• Solda ponto
• Soldagem circunferencial
• Soldagem Linear (Sonotrodo Linear)
• Soldagem de Costura Contínua (Sonotrodo de Rolo)
• Soldagem Microminiatura