O processo tecnológico de criação de uma conexão permanente de materiais homogêneos devido à formação de ligações atômicas é chamado de soldagem. Nesse caso, no ponto de contato, ocorre uma fusão densa de dois materiais em um. Apesar de essa conexão ser usada há muito tempo, a moderna soldagem de metais, os tipos e a tecnologia de sua implementação estão sendo constantemente aprimorados, o que permite unir vários produtos com maior confiabilidade e qualidade.
Recursos de soldagem de superfície
Todo o processo de soldagem de metais ocorre em duas etapas. Primeiro, as superfícies dos materiais devem ser aproximadas umas das outras pela distância das forças de coesão interatômica. À temperatura ambiente, os metais padrão não são capazes de se unir, mesmo quando comprimidos com força significativa. A razão para isso é sua dureza física, de modo que o contato ao se aproximar desses materiais ocorre apenas em alguns pontos, independentemente da qualidade do tratamento superficial. É a contaminação da superfície que afeta significativamente a possibilidade de adesão dos materiais, pois filmes, óxidos e camadas de átomos de impureza estão sempre presentes em condições naturais.
Portanto, criando contato entre as bordas das peçaspode ser obtido tanto devido a deformações plásticas que ocorrem como resultado da pressão aplicada, quanto no caso de fusão do material.
Na próxima etapa da soldagem do metal, a difusão de elétrons é realizada entre os átomos das superfícies unidas. Portanto, a interface entre as bordas desaparece e uma ligação atômica metálica, ou ligações iônicas e covalentes (no caso de semicondutores ou dielétricos) é obtida.
Classificação dos tipos de soldagem
A tecnologia de soldagem está constantemente melhorando e se tornando mais diversificada. Até o momento, existem cerca de 20 tipos de soldagem de metais, que são classificados em três grupos:
- A soldagem por pressão é realizada pela aplicação de energia mecânica, quando as ligações entre os cristais são obtidas pelo método de deformação plástica do material. Como resultado, o metal começa a fluir, movendo-se ao longo da linha de união das peças, levando consigo uma camada de impurezas contaminadas. O processo de deformação e conexão de superfícies sem pré-aquecimento é chamado de soldagem a frio para metal. Neste caso, ligações interatômicas são formadas, o que leva a um encaixe apertado das peças.
- A soldagem por fusão é realizada conectando os produtos sem aplicar pressão. As fontes de calor em tal soldagem de metal são chama de gás, arco elétrico, energia do tipo feixe. Durante a soldagem, as superfícies aquecem e derretem, formando ligações interatômicas entre os dois metais e o eletrodo, unindo-se em uma poça de solda comum. Após resfriamento e solidificação da composição, um vazamento contínuocostura.
- A soldagem termomecânica de metal é realizada usando calor e pressão. O local de união do material é primeiro aquecido e depois pressionado. O aquecimento da peça confere a plasticidade necessária e a ação mecânica combina as partes do produto em uma conexão monolítica.
Soldagem por fusão
Este tipo de soldagem é amplamente utilizado tanto em condições industriais quanto na vida cotidiana. A união por fusão de metais inclui:
- Soldagem a arco. É produzido criando um arco elétrico de alta temperatura entre o metal e o eletrodo.
- Na ligação de plasma, a fonte de calor é um gás ionizado que passa em alta velocidade através de um arco elétrico.
- A soldagem por escória é realizada aquecendo o fluxo fundido (escória) com corrente elétrica.
- A colagem a laser ocorre processando a superfície do metal com um feixe de laser.
- Na soldagem por feixe de elétrons, a junta é aquecida pela energia cinética dos elétrons em movimento no vácuo sob a influência de um campo elétrico.
- A soldagem a gás de metais é baseada no aquecimento do ponto de conexão com uma corrente de fogo, que é formada durante a combustão do oxigênio e do gás.
Junta de soldagem a arco
A soldagem a arco envolve o uso de uma fonte de corrente com um valor nominal grande, enquanto a máquina possui uma tensão pequena. O transformador é conectado simultaneamente ao metalpeça de trabalho e eletrodo de soldagem.
Como resultado da soldagem de metal com um eletrodo, um arco elétrico é formado, devido ao qual as bordas das peças a serem unidas são derretidas. Na zona de ação do arco, é criada uma temperatura de cerca de cinco mil graus. Esse aquecimento é suficiente para derreter qualquer metal.
Durante a fusão do metal das peças a serem unidas e do eletrodo, forma-se uma poça de fusão, na qual ocorrem todos os processos de adesão. A escória sobe para a superfície da composição fundida e forma uma película protetora especial. No processo de soldagem a arco metálico, são utilizados dois tipos de eletrodos:
- sem fusão;
- fusão.
Ao usar um eletrodo não consumível, é necessário introduzir um fio especial na área do arco elétrico. Os eletrodos consumíveis se formam de forma independente. Aditivos especiais são adicionados à composição desses eletrodos, que não permitem que o arco se apague e aumente sua estabilidade. Podem ser elementos com alto grau de ionização (potássio, sódio).
Métodos de conexão de arco
A soldagem a arco é realizada de três maneiras:
- Método manual. Neste caso, todas as etapas de união são realizadas manualmente, por meio de soldagem a arco elétrico simples.
- Mais produtivo é a soldagem semiautomática de metais. Com este método, a solda é feita manualmente e o arame de enchimento é alimentado automaticamente.
- A soldagem automática é supervisionadaoperador, e todo o trabalho é feito pela máquina de solda.
Tecnologia de soldagem a gás
Este tipo de soldagem permite conectar várias estruturas metálicas não apenas em empresas industriais, mas também em casa. A tecnologia de soldagem de metal não é muito complicada, a mistura de gases durante a combustão derrete as bordas da superfície, que são preenchidas com arame de enchimento. Ao resfriar, a costura cristaliza e cria uma conexão forte e confiável de materiais.
A soldagem a gás tem muitos aspectos positivos:
- A capacidade de conectar várias partes offline. Além disso, este trabalho não requer uma poderosa fonte de energia.
- Equipamento de soldagem a gás simples e confiável é fácil de transportar.
- A capacidade de realizar um processo de soldagem ajustável, pois é fácil alterar manualmente o ângulo do fogo e a velocidade de aquecimento da superfície.
Mas também há desvantagens de usar esse equipamento:
- A área aquecida possui uma área grande, o que afeta negativamente os elementos vizinhos da peça.
- Incapacidade de automatizar o processo de soldagem.
- A necessidade de observar rigorosamente as medidas de segurança. Trabalhar com uma mistura de gás tem um alto grau de risco de explosão.
- A espessura do metal para uma conexão de qualidade não deve ser superior a 5 mm.
Escóriasoldagem
Este tipo de conexão é considerado uma forma fundamentalmente nova de obter uma solda. As superfícies das peças a serem soldadas são revestidas com escória, que é aquecida a uma temperatura superior à fusão do fio e do metal base.
No estágio inicial, a soldagem é semelhante à soldagem a arco submerso. Então, após a formação de uma poça de solda de escória líquida, o arco para de queimar. A fusão adicional das bordas da peça é realizada devido ao calor liberado durante o fluxo de corrente. Uma característica deste tipo de soldagem de metais é a alta produtividade do processo e a qualidade da solda.
Junta de solda por pressão
A união de superfícies metálicas por deformação mecânica é mais frequentemente realizada na produção industrial, pois esta tecnologia requer equipamentos caros.
Para soldagem por pressão incluem:
- Acoplamento ultrassônico de peças metálicas. Realizado por vibrações de frequência ultrassônica.
- Soldagem a frio. É realizado com base na conexão interatômica de duas partes criando uma grande pressão.
- Método de forja-forja. Conhecido desde os tempos antigos. O material é aquecido em um forno e depois soldado por forjamento mecânico ou manual.
- Soldagem por pressão de gás. Muito semelhante ao método do ferreiro, apenas o equipamento a gás é usado para aquecimento.
- Conexão elétrica de contato. É considerado um dos tipos mais populares. Com essa soldagem, o aquecimento do metal é realizado passando uma corrente elétrica por ele.
- Na soldagem por difusão, a força de pressão no metal é baixa, mas é necessária uma alta temperatura de aquecimento da junta.
Soldagem por pontos
As superfícies a serem unidas em tal soldagem estão entre dois eletrodos. Sob a ação da prensa, os eletrodos comprimem as peças, após o que a tensão é aplicada. O local de soldagem é aquecido pela passagem da corrente. O diâmetro do ponto de solda depende inteiramente do tamanho da almofada de contato do eletrodo.
Dependendo de como os eletrodos estão localizados em relação às peças a serem unidas, a soldagem por contato pode ser unilateral ou bilateral.
Existem muitos tipos de soldagem por resistência que funcionam com um princípio semelhante. Estes incluem: solda de topo, solda de costura, solda de capacitor.
Segurança
Trabalhar com equipamentos de soldagem está associado a muitos fatores prejudiciais à saúde do operador. Altas temperaturas, ambientes explosivos e vapores químicos nocivos exigem que uma pessoa observe rigorosamente as medidas de segurança:
- Todos os equipamentos e dispositivos elétricos devem ser devidamente aterrados e isolados.
- É necessário trabalhar com macacão seco e luvas. Para proteger a pele do rosto e dos olhos, certifique-se de usar uma máscara com vidro escuro.
- Um kit de primeiros socorros e um extintor de incêndio devem estar no local de trabalho do soldador.
- A sala onde o trabalho de soldagem é realizado deve ser bem ventilada.
- O trabalho não deve ser realizado próximo a objetos inflamáveis.
- Não deixe garrafas de gás sem vigilância.
Há um grande número de tipos de soldagem de metais, qual o soldador decide escolher, com base na disponibilidade do equipamento e na capacidade de alcançar o resultado desejado do trabalho. O soldador deve conhecer o dispositivo e os princípios de trabalho em determinados equipamentos.
