Soldagem

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aditivos para aumentar a fluidez do material e diminuir a temperatura de solidificação da escória.

De acordo com o Prof. Dr. Kléber Mendes de Figueiredo (2005), a reação de elementos metálicos fortemente redutores, tais como o alumínio, adicionado ao óxido de ferro, libera uma grande quantidade de energia capaz de fundir o ferro produzido, conforme Equação 2 mostrada acima.

A reação é processada em um cadinho de revestimento refratário e elementos de liga podem ser adicionados à mistura aluminotérmica (Figura 1). A reação é auto-sustentável, mas necessita de uma temperatura de ignição de aproximadamente 1200°C a 2500°C, podendo serem obtidas com a adição de magnésio em pequenas quantidades. (FIGUEIREDO, 2005).

Figura 1: Cadinho no processo de soldagem aluminotérmica

Fonte: Figueiredo, 2005

Depois de ocorrer a fundição, o material de adição é vazado sobre a junta de solda e por conta das elevadas temperaturas, uma parte do material base também se funde.

Fundamentos da soldagem por aluminotermia

Segundo a empresa Longhi (2014), o processo aluminotérmico pode ser comparado a outros processos, como por exemplo a queima do carvão. Porém, na aluminotermia o oxigênio necessário à combustão é retirado de um óxido metálico e não do ar, como ocorre na queima do carvão.

Fundamentalmente, o processo aluminotérmico consiste em que após uma inflamação inicial, uma mistura de alumínio e óxido de ferro pesado reage exotermicamente, sob temperatura relativamente alta. Por causa do calor desenvolvido, esta reação se expande espontaneamente em um curto espaço de tempo sobre a mistura. Como resultado, ocorre a precipitação de um metal puro e liquefeito e de escória de óxido de alumínio líquida, localizando-se acima do perfil a ser soldado, por ser mais leve (LONGHI, 2014).

Ainda segundo a empresa Longhi (2014), o metal em fusão obtido através da reação, é recolhido, envolvendo as extremidades a serem soldadas. Estas extremidades são previamente limpas e aquecidas a uma determinada temperatura.

Portanto como fundamento do processo de soldagem por aluminotermia temos que, a fusão do metal base é obtida através do calor gerado numa reação altamente exotérmica de uma mistura de alumínio com óxido metálico após ignição.

Ultrassom

Segundo JR GIMENES e TREMONTI (1997), a soldagem por ultrassom tem o objetivo de unir peças por meio de vibrações mecânicas na faixa ultrassônica, associadas a aplicação de pressão. Esse tipo de soldagem serve tanto para soldar metais, quanto termoplásticos, além de metais não ferrosos, vidros e até mesmo cerâmicas.

Nos metais a soldagem por ultrassom acontece no estado solido, sem que aconteça a fusão do material base.

Esse tipo de soldagem produz uma solda limpa, de alta qualidade e não requer adição de material, além de apresentar baixo consumo de energia.

Fundamentos Do Processo

O processo é realizado através de um gerador de energia elétrica de alta frequência que alimenta transdutores piezelétricos, responsáveis por transformar a energia elétrica em oscilações mecânicas, ou seja em vibrações, as quais são transmitidas para os materiais por meio de um sonotrodo. As vibrações e a força de compressão aplicadas à peça provocam um campo de tensão que dá origem a deformação elastoplástica.

Toda superfície, menos que muito pequena e apenas observáveis em microscopio, apresenta rugosidades, que durante o processo de soldagem são eliminadas através das tensões de cortes, até que as superfícies se tocem completamente, acontecendo assim a soldagem.

A energia utilizada para a soldagem está relacionada com a espessura e com a dureza Vickers das peças em contato com o sonotrodo, esse é o principal parâmetro do processo de ultrassom.

Características principais do processo

Aluminotermia

Segundo Figueiredo (2005), utilizando-se da técnica de soldagem por aluminotermia, tem-se como resultado um processo barato, pois utiliza de equipamentos simples, sem consumo de eletricidade.

O metal depositado é homogêneo e a solda tem uma boa qualidade, o que resulta numa baixa distorção.

O tempo de execução do processo é curto e eficiente. Porém, no caso de peças grandes precisarem ser soldadas, é necessário um pré-aquecimento para um processo mais preciso.

O uso de moldes específicos para cada tipo de aplicação demandada também é uma necessidade.

Esta técnica é aplicada na soldagem de trilhos de trens, cabos de cobre e outras aplicações que necessitem de grandes quantidades de metais de solda, tais como grandes seções de estruturas de navios.

Ultrassom

Durante a soldagem de um material metálico, as vibrações ocasionadas pelo sonotrodo criam tensões de cisalhamento no material, enquanto essas vibrações são pequenas, e as tensões ainda se encontram abaixo do limite de elasticidade do material, existe apenas deformação plástica, porem quando esse limite e rompido, ocorro um escorregamento superficial e a deformação plástica oriunda faz com que os óxidos metálicos se quebrem, aumentando a área de contato, produzindo assim a soldagem por ultrassom.

Na soldagem dos metais o aquecimento é limitado a uma camada bem fina, e a soldagem se faz a frio (não fundido o material base), ou seja, o material está em fase solida ou pastosa. Os átomos das interfaces das peças se combinam devidos a força interatômicas de atração.

A SOLDAGEM DOS METAIS

Durante a soldagem de um material metálico, as vibrações ocasionadas pelo sonotrodo criam tensões de cisalhamento no material, enquanto essas vibrações são pequenas, e as tensões ainda se encontram abaixo do limite de elasticidade do material, existe apenas deformação plástica, porem quando esse limite e rompido, ocorro um escorregamento superficial e a deformação plástica oriunda faz com que os óxidos metálicos se quebrem, aumentando a área de contato, produzindo assim a soldagem por ultrassom.

Na soldagem dos metais o aquecimento é limitado a uma camada bem fina, e a soldagem se faz a frio (não fundido o material base), ou seja, o