Soldagem - 11 tipos para você ficar por dentro de um dos procedimentos mais utilizados na indústria.
Soldagem é um processo que visa a união de dois materiais metálicos, usando uma fonte de calor, onde pretende-se garantir a continuidade das propriedades físicas e químicas de um material e a coalescência (união localizada) do metal de base com o de adição. É um processo de grande importância, que é largamente utilizado no meio industrial devido a sua aplicabilidade e processos envolvidos.
A soldagem pode ser dividida em dois grupos grandes, que se baseiam no método pelo qual se obtém a solda (resultado da operação de soldagem): soldagem por pressão e soldagem por fusão. O primeiro grupo inclui os processos de forjamento, difusão, explosão, fricção, ultrassom, dentre outros, estes se caracterizam por ocasionar uma tensão localizada no material de base obtendo a solubilização da fase sólida. O segundo grupo possui os destaques e os processos mais utilizados no meio industrial, que são os de soldagem elétrica ou a arco voltaico, à chama e oxi-gás, estes identificam-se pela utilização de uma fonte de calor para a fusão da junta de solda com descarga elétrica em meio gasoso (arco elétrico), entre um ou mais eletrodos e a peça. O processo de soldagem também pode ser classificado quanto a fonte de energia usada no procedimento, podendo ser: mecânica, química, elétrica e radiante. Abaixo temos uma relação simples de processos de soldagem que fazem parte desses dois grandes grupos:
Soldagem por eletrodo revestido (Shielded Metal Arc Welding - SMAW)
É um dos processos mais conhecidos, que consiste na união dos metais obtida pelo aquecimento destes com um arco estabelecido entre um eletrodo especial revestido e a peça. O eletrodo é formado por um núcleo metálico que chamamos de alma, recoberto por um revestimento, que são camada de minerais e/ou outros materiais. o núcleo do eletrodo conduz a corrente elétrica e serve como metal de adição ( material que será depositado e posteriormente será o cordão de solda). O revestimento gera escória e gases que protegem da atmosfera a poça de solda e estabilizam o arco. O revestimento pode ainda conter elementos que são incorporados a solda, influenciando assim nas suas propriedades metalúrgicas e temperatura de solidificação da poça.
Vantagens: Equipamento portátil, simples e relativamente barato. Processo versátil. Não precisa de fluxo ou atmosfera de proteção
Desvantagens: Produtividade baixa. Aplicação difícil para materiais reativos. Necessária limpeza após cada passe de solda realizado devido à escória.
Soldagem com eletrodo de tungstênio (Gas Tungsten Arc Welding - GTAW/ Tungsten Inert Gas - TIG)
É o processo no qual a união dos metais é obtida pelo aquecimento destes por um arco estabelecido entre um eletrodo não consumível de tungstênio e a peça. A proteção do eletrodo e da poça de solda é feita por um gás inerte, comumente o argônio, ou mistura de gases inertes argônio e hélio (Ar e He). Metal de adição pode ser utilizado ou não.
Vantagens: Excelente controle da poça de fusão. Soldas de alta qualidade e excelente acabamento. Gera poucos respingos durante o procedimento
Desvantagens: Custo de consumíveis e equipamentos relativamente alto. Produtividade baixa.
Soldagem a arco (Gas Metal Arc Welding - GMAW)
Produz união dos metais pelo aquecimento destes com um arco elétrico estabelecido entre um eletrodo metálico contínuo consumível e a peça. A proteção da poça de fusão e do arco durante esse processo de soldagem é feita por um ou mais gases misturados, podendo estes serem ativos ou inertes. Os gases ativos interagem com a poça de solda, popularmente esse procedimento usando esse tipo de gás é conhecido como soldagem MAG (Metal Active Gas), e os gases inertes como o próprio nome diz não interagem com a poça de solda e são conhecidos como soldagem MIG (Metal Inert Gas).
Vantagens: Permite soldagem em qualquer posição e exige menor habilidade do operador de solda se comparada a popular soldagem SMAW. Elevada penetração e taxa de deposição. Precisa de pouca limpeza após o procedimento de soldagem.
Desvantagens: Equipamento caro e complexo. Elevada quantidade de respingos. Proteção do arco é sensível às correntes de ar.
Soldagem com Arame Tubular (Flux Cored Arc Welding - FCAW)
União dos metais é obtida pelo aquecimento destes por um arco entre um eletrodo tubular contínuo e a peça. O eletrodo tubular apresenta internamente um fluxo que desempenha as funções de estabilizar o arco e ajustar a composição da solda, quando é utilizado apenas esse fluxo, chamamos de auto- protegida, quando é usado gases de proteção, semelhantes aos GMAW chamamos de soldagem com proteção gasosa.
Vantagens: Soldas de boa qualidade e aparência. Alta produtividade. Soldagem em todas as posições.
Desvantagens: Necessário limpeza após o procedimento. Equipamento caro. Elevada quantidade de fumos (Gases tóxicos durante o procedimento).
Soldagem a Arco Submerso (Submerged Arc Welding - SAW)
União dos metais é produzida pelo aquecimento destes com um arco estabelecido entre um eletrodo metálico contínuo e a peça. O arco é protegido por uma camada de material fusível granulado (fluxo) que é colocado sobre a peça enquanto o eletrodo é alimentado continuamente. O material fusível granulado na região próxima ao arco é fundido, protegendo a poça de fusão e formando, uma camada sólida de escória sobre o cordão de solda ajudando a estabilizar o arco e desempenhando uma função purificadora sobre o metal fundido. Como o arco ocorre sob a camada de fluxo, ele não é visível, o nome do processo surge dessa conjunção que se desenvolve a solda.
Vantagens: Ausência de respingos e fumos. Alta velocidade de soldagem e taxa de deposição. Facilmente mecanizado
Desvantagens: Limitada às posições plana, filete e horizontal. Necessidade de retirada de escória entre passes. Necessário captação de fluxo após o procedimento
Soldagem por feixe de elétrons ( Electron Beam Welding - EBW )
É um processo de alta intensidade pois uma grande quantidade de energia é emitida em curto espaço de tempo, de forma que o impacto dos elétrons sobre o material a ser trabalhado produza calor. O procedimento surgiu junto com a técnica á vácuo no início da década de 50, com o intuito de soldar materiais reativos como zircônio e titânio.
Vantagens: Aplicação em todos os materiais, inclusive em juntas de soldas de materiais distintos. Possibilidade de soldar materiais de grandes espessuras. Pouca tensão residual.
Desvantagens: Emissão de raio X. Necessidade de vácuo. Tamanho da peça a ser soldada depende do tamanho da camara de vácuo
Soldagem a plasma (Plasma Arc Welding - PAW)
Procedimento onde a união dos metais é provocada por um arco elétrico constringido, estabelecido entre um eletrodo de tungstênio não consumível e a peça a ser trabalhada. O plasma que denomina esse processo é referente ao gás que é ionizado durante o procedimento. O arco é chamado constringido porque é cerceado por um bocal que limita o diâmetro do arco e aumenta a intensidade da fonte de calor. Esse arco é protegido por uma atmosfera gasosa constituída de dois gases, o primeiro é o gás plasma, que sai do bocal constrictor em forma de jato superaquecido, o segundo é um gás de proteção de poça de solda.
Vantagens: Maior continuidade das constituintes do cordão de solda. Velocidade de soldagem alta. Arco mais homogêneo.
Desvantagens: Equipamento de alto custo. Consumo alto de gases. Operadores tem que ter maior conhecimento sobre o procedimento.
Soldagem por ultrassom (Ultrasonic welding - USW)
Consiste na união de peças por meio de oscilações mecânicas na faixa ultra-sônica, associadas a aplicação de pressão. Utilizada para soldar metais e termoplásticos, além de materiais cerâmicos.
Vantagem: Possibilidade de soldar sem preparação prévia. Não apresenta deformidades e ou descontinuidades devido ao baixo nível de calor. Não precisa de material de adição.
Desvantagem: Alto tempo de soldagem. Deixa a junta de solda, inapropriada para outros processos.
Soldagem por fricção (Friction Welding - FRW)
A soldagem por fricção é um processo de união dos materiais ainda no estado sólido, que visa soldagem das partes metálicas através de caldeamento, obtido pelo calor gerado, por pressão e através do atrito provocado por oscilação das superfícies em contato.
Vantagens: Não precisa de metal de adição. Não é necessário preparação prévia. Possibilidade de soldar materiais diferentes.
Desvantagens: Área de soldagem com boa simetria. Custo alto de equipamento. Limitado a juntas de topo ou angulares.
Brasagem (Arc Brazing - AB)
A brasagem é um procedimento que tem como influência a solda forte, popularmente conhecida como ¨brazing", é o processo onde o metal de base não se funde formando uma coalescência de metais durante o procedimento, o único a ser derretido é o metal de adição a uma temperatura superior a 450 °C.
Vantagem: Necessita de uma menor temperatura de fusão. Baixa tensão residual no metal de adição. Equipamento simples e de fácil manuseio.
Desvantagens: Baixa resistência de solda. Pode ocorrer corrosão galvânica na junta soldada.
Soldagem de pinos (Stud welding- SW)
É um procedimento de soldagem a arco elétrico que une peças semelhantes por meio de pinos e uma pressão localizada. A energia e força do processo são transmitidas através de um porta pinos colocados em um equipamento envolto por um anel de material cerâmico. Esse anel tem a função de proteger da contaminação do ar e conter respingos provenientes do metal liquefeito.
Vantagens: Baixo custo em insumos e mão de obra. Rápida aplicação. Não necessita de limpeza após o procedimento.
Desvantagens: Limitação quanto a espessura dos pinos. Não versátil.
Esses são alguns procedimentos de soldagem, os diversos tipos de operação podem ser utilizados na fabricação ou na manutenção de produtos com estruturas metálicas como: Prédios, veículos espaciais, maquinário, dentre outros. O importante é saber a gama e aplicabilidade desse procedimento tão comum e necessário no dia a dia da engenharia. Lembrando que por mais que a soldagem e fundição tenha muita aplicabilidade na indústria nacional desde seu surgimento, ainda assim temos poucas literaturas brasileiras sobre o assunto. Então, sempre que possível dê preferência às siglas e nomenclaturas em inglês, pois assim fica mais fácil a procura sobre um procedimento específico já padronizado pela Sociedade Americana de Soldagem (American Welding Society- AWS). Espero que esse artigo tenha sido útil aos seus estudos, e que você tenha descoberto algum procedimento de soldagem que ainda não tinha conhecimento. Até breve!