O que é soldagem de metais? Metais comuns, prós, contras e usos

“A soldagem de metal une permanentemente as peças, derretendo e formando a poça de fusão na posição de união. A junta resultante é forte, durável e resistente à corrosão.” 

Você sabe quais técnicas de união são utilizadas para montar componentes e produtos metálicos? A resposta depende do tipo de juntas necessárias; soldagem de metal, rebitagem e brasagem são alguns exemplos. No entanto, o Processo de Soldagem na Fabricação é a técnica mais popular para criar juntas permanentes entre peças metálicas.

Diferentes metais e ligas, como alumínio, aço, cobre, latão e titânio, podem ser soldados entre si usando uma técnica adequada. Neste artigo, iremos elaborar o procedimento, vantagens, desvantagens e áreas de aplicação da dobra de metal.

O que é soldagem de metais?

O processo de soldagem utiliza calor, pressão ou ambos para derreter e fundir o material na posição de união. No nível micro, os átomos na borda de uma parte chegam perto o suficiente dos átomos na borda de outra peça para atração interatômica e se tornam um único item. fonte. 

Posteriormente, este junção de metal o processo pode ser amplamente classificado em duas categorias; Soldagem por Fusão e Soldagem por Estado Soldado. Os métodos de soldagem por fusão aplicam calor intenso de uma fonte adequada para derreter o material e formar uma poça de fusão, que posteriormente solidifica e forma uma junta sólida durável. Por outro lado, a soldagem em estado sólido ou sob pressão envolve a união do metal com pressão e calor sem derreter e formar a poça fundida no local da união. 

1. Soldagem por Fusão

Fontes de soldagem (como arco elétrico, laser ou chama de gás) derretem o metal base e o metal de adição para formar a poça de fusão. A composição homogênea do material líquido une as peças em nível atômico. À medida que a poça fundida começa a esfriar, a nucleação inicia o crescimento do grão. Esses grãos se expandem e se encontram, criando limites de grãos, que são interfaces de alta energia que proporcionam resistência e tenacidade à solda. 

Mecanismo de soldagem por fusão. Cortesia: ResearchGate

• Soldagem a arco (MIG, TIG, SAW ou soldagem eletroeletrônica)
• Soldagem a Gás
• Soldagem por pontos
• Soldagem por feixe de laser
• Soldagem Plasma 

2. Soldagem em Estado Sólido 

Soldagem em estado sólido 

Em vez de derreter, a soldagem de metal no estado sólido aplica pressão suficiente aos materiais, o que causa deformação plástica e promove a difusão atômica na interface. A difusão ou ligação atômica das peças soldadas é realizada abaixo dos seus pontos de fusão. Como resultado, este tipo de Soldagem de chapa metálica O processo reduz significativamente o risco de defeitos térmicos nos componentes soldados.

• Soldagem por fricção
• Soldadura ultra-sónica
• Soldagem de Forja
• Soldagem por rolo

Quais metais podem ser soldados?

A seguir, quais são os tipos de metal utilizados na soldagem? A resposta direta é muitas. No entanto, alumínio, aço, cobre, titânio e latão são os metais e ligas comuns que podem ser unidos por soldagem de metal.

1. Soldagem de alumínio

O alumínio é um material leve que pode ser soldado tanto com métodos de fusão quanto de estado sólido. A soldagem pode unir peças de alumínio de diferentes formatos ou espessuras em um único item. TIG e MIG são os dois principais métodos de soldagem para união de componentes de alumínio. Consequentemente, sua condutividade térmica permite velocidades rápidas de soldagem para ligas de alumínio, 300-500 mm/min.

As considerações para soldagem de alumínio são as seguintes;

• Remova a camada de óxido refratário da superfície antes de soldar.
• Maiores aportes de calor são devidos à sua condutividade térmica para manutenção da poça de fusão.
• Proteção de gás inerte com argônio ou hélio para evitar oxidação durante o processo de soldagem do metal.

2. Soldagem de aço inoxidável

O alto teor de cromo e níquel no ferro, combinado com outros elementos de liga, formam o aço inoxidável. É um material altamente resistente à corrosão e com boa resistência, superior ao alumínio e ao ferro. As técnicas eficazes de soldagem de aço inoxidável são soldagem stick, laser, TIG e MIG.

As considerações para soldagem de aço inoxidável são;

• Qualquer ferrugem ou detritos na área de soldagem pode enfraquecer a resistência das juntas de soldagem.
• O risco de rachaduras é uma grande preocupação. A baixa capacidade de transferência de calor e a maior taxa de expansão térmica podem envolver ou rachar a área próxima ao ponto de soldagem. Assim, deve ser garantida uma entrada de calor adequada.
• Uma barra de enchimento apropriada é essencial para unir tipos diferentes de aço inoxidável ou outros metais com base nas diferenças em seus pontos de fusão.

3. Soldagem de cobre

O cobre e suas ligas apresentam alta condutividade térmica, o que significa que o calor recebido pode ser transferido imediatamente para o ambiente. Este é o principal desafio na soldagem de peças de cobre. No entanto, pode ser resolvido pré-aquecendo as peças de cobre antes de prosseguir com a soldagem.

As peças de cobre podem ser soldadas usando os métodos de soldagem TIG, MIG, Stic, GTAW e SMAW. Em seguida, a soldagem de metal no estado sólido, como a brasagem, também é adequada.

4. Outros metais

Vários outros metais e ligas também são usados ​​na soldagem de metais, e suas peças são unidas por meio de processos de soldagem distintos para atingir a forma ou geometria desejada. 

• Aço carbono
• Titânio
• Níquel
• Resina
• Bronze

Soldagem de Metais Dissimilares 

Soldagem de cobre e alumínio 

As técnicas de soldagem podem unir classes ou materiais diferentes com um enchimento adequado, mas precisam ser metalurgicamente compatíveis. Além disso, seria melhor se você analisasse a soldabilidade das peças.

Tabela: Soldagem Metálica Dissimar 

Quais são as vantagens da soldagem de metais?

A união de componentes metálicos com o processo de soldagem oferece diversas Benefícios da soldagem em resistência, durabilidade e custo. Aqui estão as vantagens desta técnica de união permanente;

• Juntas Permanentes e Duráveis: As juntas soldadas de metal oferecem resistência quase semelhante aos materiais originais. Além disso, são altamente duráveis ​​em comparação com outras técnicas de união de metais, como aderências ou rebites. Sua expectativa de vida geralmente varia de 10 a 25 anos.
• Soldagem de metais diferentes: Um enchimento apropriado pode ser usado para soldar metais diferentes, como alumínio e aço, cobre e bronze e outras combinações. 
• Precisão conjunta: Técnicas de soldagem como soldagem a arco de gás tungstênio proporcionam excelente controle sobre a velocidade de soldagem e a entrada de calor e mantêm tolerâncias tão baixas quanto ±0.005 polegadas. 
• Custo efetivo: A soldagem envolve a fusão de duas peças de metal, o que significa que é necessário menos material para criar uma junta do que outros métodos e menos custo geral. Entretanto, a sua velocidade de soldadura também ajuda a reduzir custos. 
• Integridade Estrutural ou Peças: Ao contrário dos parafusos e rebites, as peças metálicas soldadas mantêm sua integridade estrutural sem usinagem ou processos extras.

Quais são as desvantagens da soldagem de metais?

• A zona afetada pelo calor é o principal custo do processo de soldagem metálica; o intenso calor usado para derreter o material na posição de soldagem também afeta as propriedades térmicas dos materiais circundantes. 
• Outra limitação é a espessura, que normalmente se aplica a peças acima de 0.5 mm.
• A habilidade dos operadores influencia fortemente o nível de habilidade do operador.
• As vibrações em veículos automotivos, componentes de processos industriais e outras aplicações podem afetar a resistência das juntas metálicas.

Aplicações de soldagem de metal? Componentes e produtos de solda

A soldagem de metal fornece conexões essenciais para integridade estrutural, função mecânica e durabilidade. É usado na fabricação industrial, construção, automotiva, aeroespacial e em inúmeras outras áreas para juntas fortes e confiáveis.

Exemplos de aplicação:

• Carrocerias e quadros de automóveis
• Soldagem de sistemas de exaustão e tanques de combustível
• Montagem de componentes do motor
• Fabricação de componentes e sistemas de plantas industriais
• Construção de fuselagens e asas de aeronaves
• Soldagem de diferentes componentes na construção naval (casco, convés, etc)
• Bens de consumo, utensílios de cozinha e equipamentos agrícolas
• Reparação e manutenção de peças metálicas, produtos e sistemas.
• Gabinetes elétricos e estruturas de quadros 

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Resumindo 

A soldagem é a tecnologia chave para criar juntas permanentes entre peças de metal e liga, como alumínio, aço inoxidável, cobre, titânio, latão, etc. A técnica de soldagem a ser usada depende inteiramente do tipo de metal da peça, da posição de soldagem e da resistência necessária. . No entanto, a soldagem TIG, MIG, plasma e eletrodo são as mais comuns. Às vezes, podem ser necessários enchimentos para unir metais com propriedades distintas.

No geral, soldagem de metal cria juntas robustas, duráveis ​​e uniformes em peças metálicas para indústrias automotiva, aeroespacial, eletrônica, processamento industrial e outras indústrias. 

Perguntas Frequentes

Q-1: Posso soldar alguma peça metálica?

Nem todas as peças metálicas podem ser soldadas. Depende da composição química, propriedades físicas e compatibilidade das peças. Por exemplo, os aços com alto teor de carbono são propensos a rachar durante a soldagem.

Q-2: A soldagem pode unir metais ou ligas diferentes?

Sim, a soldagem pode unir metais ou ligas diferentes. No entanto, cargas especializadas são necessárias para resolver diferenças nos pontos de fusão, expansão térmica e propriedades químicas de metais diferentes.

Q-3: Quão duráveis ​​são as peças metálicas soldadas?

Sim! A soldagem de metal une permanentemente as peças. A vida útil de uma junta soldada específica depende da qualidade da solda, das condições ambientais, do tipo de metal, etc.

Q-4: Qual método de soldagem é melhor para aço inoxidável?

A soldagem TIG e MIG são frequentemente consideradas os melhores métodos para aço inoxidável devido à sua precisão e controle, que resultam em soldas limpas e fortes.

Q-5: Qual método de soldagem é melhor para o alumínio?

A soldagem TIG é ideal para alumínio, pois proporciona excelente controle sobre o processo de soldagem e produz soldas de alta qualidade.

Q-6: O que devo considerar ao escolher um método de soldagem para componentes metálicos?

Ao escolher um método de soldagem para componentes metálicos, considere os tipos de metais a serem soldados, sua espessura, a resistência desejada da junta e a posição de soldagem.