Tipos de Solda - Processo de Soldagem
Tipos de Solda: Pinos, Eletrodo Revestido, TIG, MIG, por Resistência Elétrica, Arame Tubular, Arco Submerso e Plasma
Processos de Soldagem
A soldagem é usada para unir materiais, similares ou não, de forma permanente, sendo que sua aplicação varia de acordo com os diversos métodos existentes e características de juntas apresentadas, como, basicamente: a forma,a espessura e geometria das pessas;o tipo de material usado;e o tipo de desempenho esperado.
A solda busca proporcionar forte aderência mecânica dos materiais, ou a mínima resistência elétrica quando se tratam de materiais eletrônicos.Tambem é um processo que envolve muitos procedimentos da metalurgia como, por exemplo, a fusão e a solidificação, que podem trazer problemas práticas no desenvolvimento do processo.
Isso, na verdade, é uma das maiores dificuldades encontradas para se trabalhar com soldagem, pois os metais reagem muito rápido à atmosfera quando recebem calor. Mesmo assim, esse é o processo mais utilizado na indústria para unir partes metálicas.
A soldagem nada mais é que a junção de duas partes metálicas feita a partir de uma fonte de calor, podendo ou não utilizar pressão. E como questões principais do processo de soldagem, tem-se: cuidado para evitar o contato do material aquecido com o ar atmosférico; a remoção de resíduos que estão nas superfícies dos materiais; e, o controle das transformações de fase nas juntas soldadas.
Tipos de soldagem
Primeiro, é importante saber quais os diversos tipos de soldagem, como eles podem ser classificados de acordo com a fonte de energia utilizada ou de acordo pela natureza da união.
Para compreender melhor todo o processo executado durante o processo de soldagem, é importante saber como funciona o conceito de intensidade de fonte de energia. Por exemplo, quando o processo exige alta intensidade de energia, há redução no tempo, o que evita ou minimiza efeitos desagradáveis, como a distorção, por exemplo. Isso acontece porque a intensidade da energia transferida acontece de forma muito rápida, dentro de uma área muito limitada, permitindo a fusão quase que instantaneamente.
A soldagem feita em tstado sólido envolve energia mecânica para poder aproximar a estrutura dos materiais, gerando uma atração atômica, podenso ser através de ação, fricção, impacto ou pressão.
Outro tipo de soldagem existente é aquele pelo processo de fusão, onde há o aumento localizado da temperatura do material, o aquecimento deve ultrapassar a temperatura de fusão do metal do metal e, posteriormente, as partes sofrem solidificação.
Processos de soldagem
Soldagem de pinos:
É conhecido como soldagem a arco elétrico,unindo pinos ou peças parecidas por aquecimento e fusão do metal base e parte da ponta do pino, seguido de imediata pressão, o que garante melhor união entre as peças e maior solidificação. A energia elétrica e a força mecânica são transmitidas através de um porta-pinos num dispositivo de elevação, e protegidos por uma cerâmica, que tem como função a proteção contra os respingos, contaminação atmosférica, além de conter o metal líquido.
O arco elétrico é obtido através da operação de toque e retração de pino. O anel de cerâmica concentra o arco voltaico, protege contra a atmosfera e limita o banho de fusão.
As fontes de energia empregadas no processo convencional são semelhantes às usadas para o processo de eletrodo revestido, podendo ser usado tanto geradores ou retificadores.
Esse tipo de soldagem pode ser encontrado em: colocação de pinos em tubos de trocadores de calor e fixação de ancoragem para isolamento; em fixação de buchas e ancoramento de concreto; na substituição de uniões roscadas complicadas em construções elétricas; em fixadores para mantas isolantes e fixadores de cabos; e na fixação de armações e revestimentos para a indústria automobilística.
Soldagem com eletrodo revestido:
Este é um processo a arco elétrico produzido entre um eletrodo revestido e a peça a ser soldada. Assim, o eletrodo é consumido à medida que vai se formando o cordão de solda, cuja proteção contra contaminações do ar atmosférico é feita por atmosfera gasosa e escória, proveniente da fusão do seu revestimento.
Esse revestimento tem como função estabilizar o arco elétrico, gerar gases de proteção da poça de fusão e do cartão de solda, produzir escória para evitar contaminação, adicionar elementos de liga, facilitar a soldagem fora de posição e facilitar a fabricação de eletrodos revestidos.
Isso garante baixo custo ao processo e soldagem em locais de difícil acesso, no entanto, há também limitações, como a baixa produtividade devido à taxa de deposição, há a necessidade de remoção da escória, e não é um processo automatizável e a posição de soldagem é muito restrita.
Soldagem TIG:
O processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas) é definido como o processo de soldagem a arco elétrico estabelecido entre um eletrodo não consumível (a base de tungstênio) e a peça a ser soldada. A poça de fusão é protegida por um fluxo de gás inerte.
Em solda TIG, o arco elétrico é acionado por um gerador de faísca entre o eletrodo e a peça. O eletrodo representa apenas o terminal de um dos polos e não é adicionado à poça de fusão. Consequentemente, são utilizados eletrodos de material de alto ponto de fusão e de alta emissão termiônica. Para solda de aço, cobre, níquel, titânio, etc., é utilizada corrente contínua com polaridade diretaaquecendo menos o eletrodo se comparado com a polaridade inversa. Alumínio e suas ligas são normalmente soldados com corrente alternada, mas também pode ser soldado com corrente contínua, polaridade direta, com o uso de Hélio como gás de proteção.
Como vantagem é possível dizer que as soldas TIG possuem soldas de excelente qualidade, com acabamento de cordão de solda, há também menor aquecimento da peça soldada, além disso, há menor risco à corrosão granular e pode ser automatizado. Em contrapartida, é um processo de difícil uso com corrente de ar, sendo inadequado para a soldagem de chapas de mais de 6 mm, também possui baixa produtividade devido à alta taxa de deposição.
Soldagem MIG:
No processo de soldagem MIG (Metal Inert Gas) o arco elétrico é aberto entre um arame alimentado continuamente e o metal de base. A região fundida é protegida por um gás inerte ou mistura de gases.
A soldagem MIG é um processo em que o arco elétrico, obtido por meio de uma corrente contínua, é estabelecido entre a peça e um arame de alumínio ou liga de alumínio, que combina as funções de eletrodo e metal de adição, numa atmosfera de gás inerte. Além disso, ao se usar versões automática e semiautomática, é possível soldar o alumínio desde espessuras finas, cerca de 1 mm, até espessuras sem limite. Tal como no processo TIG, o gás inerte protege a região do arco contra a contaminação atmosférica durante a soldagem.
Neste processo há uma boa facilidade de operação, alta produtividade, também pode ser automatizado, oferece baixo custo, não forma escória, cordão de solda com bom acabamento e garante boas soladas. Porém, este processo exige uma regulação bastante complexa e também não deve ser feito na presença de corrente de ar, há também produção de respingos e necessita de manutenção mais trabalhosa. Sem falar que há uma alta probabilidade de se criar porosidade no cordão de solda.
Soldagem por resistência elétrica:
Ao contrário dos outros processos, a soldagem por resistência elétrica utiliza o aquecimento por efeito Joule para realizar a fusão da face comum entre as duas peças. O efeito Joule ocorre pela geração de calor através da passagem de corrente elétrica em uma resistência.No caso da soldagem de chapas, a maior resistência está localizada exatamente na superfície interna das chapas, ao se utilizar as condições corretas de soldagem. Com aplicação da pressão pelos eletrodos de cobre e a posterior passagem de corrente, ocorre a fusão desta face em comum.
Esse é um procedimento muito interessante para ser utilizado em chapas finas. Além disso, oferece grande facilidade e velocidade na operação e a sua manutenção é bem simples. Mas, como ponto negativo, não aceita peças com formatos muito complexos e pesadas.
Soldagem com arame tubular:
O processo de soldagem com arame tubular tem seu início com os processos TIG e MIG, mas só na década de 60 que o arame autoprotegido foi introduzido porpesquisadores e engenheiros.
A utilização de arame tubular deu uma alta qualidade ao metal de solda depositado, excelente aparência ao cordão de solda, boas características de arco, além de diminuir o número de respingos e possibilidade de solda em todas as posições, tendo ganho popularidade para soldagem de aços carbono e baixa liga, em chapas de espessura grossa e fina. Muitas vezes é utilizado em fortes espessuras onde a geometria de junta e posição de soldagem não permitia a aplicação de outros processos de alto rendimento tal como arco submerso ou eletroescória.
O processo de soldagem por Arame Tubular tem duas variantes, podendo ser protegido por gás inerte, por gás ativo ou mistura destes ("dualshield") ou autoprotegido, sem a utilização de gases de proteção ("innershield").
Atualmente, a utilização de arames tubular autoprotegido tem tido grande interesse pelo fato da sua versatilidade e possibilidade de aplicação em ambientes sujeitos a intempéries.
O processo de soldagem por Arame Tubular é definido como um processo de soldagem por fusão, onde o calor necessário à ligação das partes é fornecido por um arco elétrico estabelecido entre a peça e um Arame alimentado continuamente.
Soldagem por arco submerso:
O processo de soldagem por arco submerso é um processo no qual o calor para soldagem é fornecido por um (ou alguns) arco(s) desenvolvido(s) entre eletrodos de arame sólido ou tubular e a peça da obra. O arco fica protegido por uma camada de fluxo granular fundido que o protegerá, assim como o metal fundido e a poça de fusão, da contaminação atmosférica. Como o arco elétrico fica completamente coberto pelo fluxo, este não é visível, e a solda se desenvolve sem faíscas, luminosidades ou respingos, que caracterizam os demais processos de soldagem em que o arco é aberto.
Além disso, o fluxo, na forma granular, funciona como um isolante térmico, garantindo uma excelente concentração de calor que caracteriza a alta penetração que pode ser obtida com o processo.
A maior limitação deste processo de soldagem é o fato que não permite a soldagem em posições que não sejam a plana ou horizontal. Ainda assim, a soldagem na posição horizontal só é possível com a utilização de retentores de fluxo de soldagem.
Soldagem plasma:
O processo de soldagem plasma assemelha-se muito ao processo TIG, pelo fato de utilizar eletrodos não consumíveis e gases inertes. As diferenças são tipo de tocha, tensão do arco elétrico, e também envolve os recursos necessários à fonte de energia.
É importante notar que os dois processos possuem regiões com as mesmas temperaturas máximas, porém, com a construção do arco, obtém-se uma substancial modificação da concentração de calor na superfície da peça, tornando-a mais favorável ao processo de soldagem.
O gás de plasma recombinado não é suficiente para a proteção da região soldada e da peça de fusão, deste modo, é fornecido um fluxo gasoso suplementar e independente para proteção contra a contaminação atmosférica.
