Conc. Fundam. Estudo de soldagem e junção de materiais

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Soldagem a arco elétrico com eletrodo revestido, é um processo manual de soldagem que realizado com o calor de um arco elétrico mantido entre a extremidade de um eletrodo metálico revestido e a peça de trabalho. O calor produzido pelo arco elétrico funde o metal, a alma do eletrodo e seu revestimento de fluxo. Os gases produzidos durante a decomposição do revestimento e a escória líquida protegem o metal de solda da contaminação atmosférica durante a solidificação. Devido à sua versatilidade de processo e da simplicidade de seu equipamento e operação, a soldagem com eletrodo revestido é um dos mais populares processos de soldagem. O SMAW é amplamente utilizado na construção de estruturas de aço e na fabricação industrial. O processo é principalmente utilizado para soldar ferro e aço (incluindo o aço inoxidável), mas também podem ser soldadas com esse método ligas de níquel, alumínio e cobre.

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2.1.2 - Soldagem a gás:

A Soldagem Oxigás (OFW) inclui qualquer operação que usa a combustão de um gás combustível com oxigênio como meio de calor. O processo envolve a fusão do metal base e normalmente de um metal de enchimento, usando uma chama produzida na ponta de um maçarico. O gás combustível e o oxigênio são combinados em proporções adequadas dentro de uma câmara de mistura. O metal fundido e o metal de enchimento, se usado, se misturam numa poça comum e se solidificam ao se resfriar. Uma vantagem deste processo é o controle que o soldador exerce sobre o calor e a temperatura, independente da adição de metal. O tamanho do cordão, a forma e a viscosidade da poça são também controlados no processo. OFW é adequado para operações de conserto, para soldagem de tiras finas, tubos e tubos de pequeno diâmetro. Soldar seções espessas, exceto para trabalho de conserto, não é economicamente viável quando comparada com outros processos disponíveis.

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2.1.3 - Soldagem por feixe eletrônico:

A soldagem por feixe de elétrons, conhecida também pela sigla EBW - Electron Beam Welding - é um processo chamado de alta intensidade porque uma grande quantidade de energia é emitida em curto espaço de tempo, de modo que o impacto dos elétrons sobre o material a ser trabalhado produz calor. Devido às diferentes possibilidades de aplicar o calor sobre a peça, convergindo-o ou espalhando-o por meio de mecanismos ópticos, é possível utilizar o feixe eletrônico de diferentes formas, como por exemplo: soldagem, corte, tratamento superficial e micro-usinagem. É importante destacar, porém, que os processos de corte, tratamento superficial e micro-usinagem por feixe de elétrons ainda não competem técnica e economicamente com os outros existentes. Por enquanto, o feixe de elétrons é utilizado quase que unicamente em soldagem.

Embora já se tenha conhecimento da teoria do bombardeamento eletrônico há anos, a utilização do processo precisou aguardar um maior desenvolvimento da área de vácuo, pois este é necessário para evitar a dispersão do feixe, e com isto, dar maior penetração à soldagem. O processo de soldagem por feixe de elétrons se desenvolveu, juntamente com a técnica de vácuo, no início da época de construções nucleares (anos 50), quando foi necessário soldar materiais reativos como titânio e zircônio, e se encontraram problemas de oxidação. Como os elétrons podem ser projetados no vácuo, passou- se a fazer as soldagens em câmaras de vácuo. O vácuo permitiu soldagens livres de oxidação, soldagens de zonas fundidas muito estreitas e de zonas afetadas pelo calor (ZAC) reduzidas, em consequência da grande convergência do feixe. Esta grande convergência resulta em uma interação feixe/matéria diferente das interações observáveis nos processos convencionais.

- Aplicação: O processo de soldagem por feixe de elétrons pode ser aplicado em quase todos os materiais, em juntas de metais dissimilares e em várias faixas de espessura, permitindo alta precisão e alta velocidade de soldagem.

- Vantagens: Uma das grandes vantagens do feixe de elétrons é o baixo "heat input" ou aporte de calor com que este processo efetua as soldagens. As outras vantagens da utilização do processo de soldagem por feixe de elétrons são: possibilidade de soldar materiais com espessuras elevadas; obtenção de cordão com pequena largura em relação à profundidade atingida; menores tensões residuais; qualidade metalúrgica da solda superior à de outros processos devido à ausência de ar e possibilidade de soldagem em locais de difícil acesso ou inacessíveis.

- Desvantagens: As desvantagens do processo de soldagem por feixe de elétrons são, dentre outras: emissão de raios X; exigência de vácuo; limitação do tamanho da peça, o qual está vinculado ao tamanho da câmara de vácuo.

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2.1.4 - Soldagem por ultrassom:

A soldagem por ultra-som tem como objetivo unir peças por meio de vibrações mecânicas na faixa ultra-sônica, associadas a aplicação de pressão. Este tipo de soldagem serve tanto para soldar metais quanto termoplásticos, além de materiais não terrosos, vidro ou mesmo cerâmica; a diferença entre a soldagem de metais e a de termoplásticos é que no caso dos metais, a soldagem acontece no estado sólido, sem fusão do material de base, enquanto que no caso dos termoplásticos, existe a fusão dos materiais. A soldagem por ultra-som produz uma solda limpa, de alta qualidade, não requer material de adição e tem um consumo baixo de energia.

- Aplicação: O processo é aplicado na soldagem de contatos de semicondutores resistentes à temperatura, como fios de alumínio ou ouro com silício; em ligações entre semicondutores e transistores e conexões elétricas dos mais diversos tipos; na soldagem de metais diferentes, como alumínio-cobre, níquel-berílio; soldagem de latão estanhado com lâminas de cobre, com espessuras entre 0,1 e 0,2mm, nos transformadores. No caso de materiais termoplásticos, aplica-se a soldagem por ultra-som na produção de componentes para a indústria de alimentos, de eletrodomésticos, de cosmética e eletrônica. As indústrias automobilísticas também são um dos grandes consumidores da soldagem por ultra-som, como também as indústrias de autopeças, na fabricação de painéis e pára-choques. A substituição de adesivos por equipamentos de soldagem ultra-sônica permite outras aplicações, como a união de componentes de telefones, de microcomputadores e a costura de produtos sintéticos.

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