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SOLDAGEM DE MATERIAIS METÁLICOS, CERÂMICOS E POLIMÉRICOS 1
Review sobre técnicas de soldagem de alguns materiais comuns.
1 - MATERIAIS FERROSOS
Aço ASTM A36 (NBR 7007 MR 250)
É um Aço Estrutural, de baixo percentual de carbono (até 0,23%), com média resistência mecânica, limite de escoamento de 250 MPa, utilizado em construção mecânica; estruturas metálicas, construção civil, elementos sujeitos a carregamento, plataformas, pilares, torres, entre outros.
Um processo de soldagem mais comumente utilizado é o GMAW (Gás Metal Arc Welding) ou também chamado MIG/MAG (Metal inerte gás / Metal ativo gás).
Nesse caso, como trata-se de um material ferroso - aço carbono - utiliza-se um gás ativo ou com características ativas pois o processo exige oxidação da poça de fusão, ou seja, processo MAG. Os gases utilizados: Gás Carbônico e Oxigênio e Nitrogênio. O Gás Carbônico também pode ser misturado com um gás inerte, como o Argônio. O Oxigênio pode ser empregado apenas como mistura. Porém a Gás Carbônico quando usado puro torna o arco muito agressivo, gerando muitos respingos.
Em síntese, o aço ASTM A-36 poderá ser soldado com duas especificações de gases, são elas: AWS A5.32 SG-C (100%CO2); ou AWS A5.32 SG-AC- (75%argônio e 25%CO2).
O consumível utilizado poderá ser o arame sólido, ER 70S-6 (480 MPa) com diâmetro entre 0,8 e 1,6mm, não excluindo outros diâmetros. Esse arame possui composição semelhante ao metal base, com %C (0,07 - 0,15), Mn (1,4 -
(^1) Wiliam Jeremias dis Santos. Eng. de Materiais/ Esp. Eng. da Qualidade/ Esp. Eng. Metalúrgica
1,8), Si (0,8 - 1,15). O silício atua como desoxidante da poça de fusão, formando Silicato de Manganês.
A técnica de soldagem para posições plana e filete poderá ser empurrando ou puxando, se for utilizado puxando, maior é a concentração de calor na poça de fusão e maior é a penetração, devido ao maior aporte térmico.
Quanto maior for o Stickout (distância do bico à peça), maior é a tensão e menor é a corrente, por conseguinte, menor é a penetração. Em contrapartida, quando menor for o Stickout, maior é a corrente e a penetração.
Também são importantes as técnicas de soldagem (tecitura do cordão) o operador deve trabalhar o cordão, mas não de forma excessica, fazer pausas entre o tecimento e translado da tocha.
Também pode ser utilizado o processo por SMAW Eletrodo Revestido, ou o FCAW (Flux-Cored Arc Welding) conhecido industrialmente como arame tubular, podendo ser com ou sem gás de proteção (modo autógeno) e outros processos.
Aço Inoxidável Austenítico 304
Aço Inox ou Aço Inoxidável é uma liga metálica constituída basicamente de uma mistura de Ferro com no mínimo 10,5% de Cromo, podendo conter Níquel e Molibdênio e outros elementos, sua principal característica é de se oxidar instantâneamente quando em contato com Oxigênio gerando um filme protetor muito estável que protege o metal contra corrosão.
Os aços inoxidáveis podem ser austeníticos, ferríticos, martensíticos ou endurecíveis por precipitação. O aço inox 304 possui boa soldabilidade, alta resistência a corrosão, usado em equipamentos hospitalares, indústria farmacêuticas, petroquímicas e químicas, pois evitam a formação de ferrugem, a qual pode alterar a composição dos produtos.
Para soldagem utiliza-se o processo MAG (Metal Ativo Gás), levemente
caso ocorre a soldagem no modo autógeno.
A limpeza e preparação da superfície é fundamental, como em todos os processos de soldagem a superfície deve estar isenta de impurezas, sujeira, graxas, óleos, carepas, etc., a qualidade da soldagem está atrelada a preparação das superfícies, que pode ser realizada através de escovação e também com o uso de substâncias químicas.
Ligas de Cobre
As ligas de cobre podem ser encontradas como produtos trabalhados mecanicamente, fundidos e metalurgia do pó. As ligas do grande grupo do cobre sao:· Cobre comercialmente puro; Ligas de alto teor de cobre; Latões;Bronzes;Ligas de Cobre-níquel e Ligas de Cobre-níquel-zinco.
O processo MIG (Metal Inerte Gás) é indicado, pois deve ser empregado nos casos onde existe elevada oxidação da poça de fusão, mas também pode ser utilizado o processo TIG.
Para o Cobre desoxidado utiliza-se como gás de proteção Argônio puro, o diâmetro do arame é de 0,89 mm até 8,60 mm, corrente mínima de aerosol de 180 a 310 A. O Argônio possibilita alta estabilidade do arco no modo de transferência por aerosol, boa penetração e ótimo perfil do cordão na soldagem de não ferrosos. A transferência por curto circuito também é usada em casos onde a espessura do material é pequena.
A maioria dos arames de cobre contém elementos de liga. Embora esses elementos geralmente reduzam a condutividade do cobre puro, eles aumentam a resistência mecânica, desoxidam o metal de solda e combinam com a composição química do metal de base.
A soldagem do cobre fica restrita a posição plana, devido a grande poça de fusão que impossibilita outras posições.
Em relação ao equipamento, é o mesmo utilizado no processo MAG, porém
com configuração diferente, portanto segue a mesma lógica para os parâmetros de soldagem, limpeza da superfície, equipamentos de segurança, etc.
3 - CERÂMICOS
Nitretos, carbetos, boretos e outros
Materiais cerâmicos compreendem todos os materiais inorgânicos, não metálicos, obtidos normalmente após tratamento térmico em temperaturas elevadas. Incluem fritas cerâmicas, vidros, refratários, loucas, sanitarios, cerâmica técnica, cerâmica avançada, isolantes elétricos, cimento, cal, etc.
Pode-se unir cerâmicas a elas mesmas, outras cerâmicas, cermets (compósitos de cerâmica com metal) e uma ampla gama de materiais metálicos através de brasagem como alumina, nitreto de silício, carbeto de boro, nitreto de boro (hexagonal e cúbico), safira, carbeto de silício, zircônia, nitreto de alumínio, diamante, vidros e grafite.
A brasagem consiste no uso de um metal de adição com ponto de fusão superior a 450° C, porém menor do que o ponto de fusão do metal base. O material em estado líquido preenche a junta por capilaridade.
Um elemento ativador desenvolve uma camada metalizada no momento em que ocorre a brasagem, isto é, o elemento reage com o material cerâmico e vai formando fases intermetálicas complexas, as quais revestem a superfície da cerâmica e têm afinidade com o metal de adição, sendo molhadas pelo mesmo.
A consequente ativação da liga de brasagem ocorre apenas a temperaturas acima de 750°C, dependendo da composição da cerâmica a ser unida.
A molhabilidade, formação de fase líquida pela liga adicionadola a junta, é a condição fundamental para ocorrer brasagem, normalmente os nitretos e carbetos são molhados mais eficientemente pelos metais de adição do que as cerâmicas óxidas.
outros materiais.
O processo de união ocorre quando o feixe de luz atravessa uma camada de material e atinge a interface entre as partes que converte essa energia em calor, atingindo a temperatura de fusão do polímero.
A pressão de adesão e a transferência térmica, associadas à fusão do polímero, resultam em uma linha de solda após o resfriamento.
A soldagem por Raio laser emite alta densidade de frequência e como resultado, uma pequena zona térmica é afetada.
Durante o processo de soldagem o raio laser atinge o laser-transparente. Este é irradiado no componente de absorção, a energia do laser é convertida em calor. O plástico absorvente é transformado no estado plástico.
O mesmo ocorre com a parte transparente do laser e causa uma pressão de adesão e a transferência termica. Os dois materiais são combinados e após a fusão e resfriamento se convertem e apresentam linhas de solda.
É possível soldar materiais iguais ou dissimilares, como: ABS-ABS, PP-PP, ABS-PMMA, PE-TPE, e outros mais.
REFERÊNCIAS
ESAB. Apostila de soldagem MIG/MAG. Rev. 25/01/2015.
SATC. Soldagem. Fabricação Mecânica. 2016.
http://www.cbca-acobrasil.org.br/site/construcao-em-aco-acos-estruturais.php
http://www.arinox.com.br/blog/os-tipos-de-aco-inox/
http://www.alusolda.com.br/conteudo/como-soldar-aluminio-da-maneira-correta- aprenda-aqui.html
http://www.arandanet.com.br/revista/pi/guia/400-Soldagem-a-laser---Maquinas
https://www.cemasdobrasil.com/info
http://engenheirodemateriais.com.br/2016/04/27/e-possivel-soldar-metal-com-c eramica/
https://abceram.org.br/definicao-e-classificacao/
