O que é soldagem?
A capacidade de soldagem do metal refere-se à adaptabilidade do material metálico ao processo de soldagem, refere-se principalmente à dificuldade de obter juntas soldadas de alta qualidade em determinadas condições do processo de soldagem.De um modo geral, o conceito de "capacidade de soldagem" também inclui "disponibilidade" e "confiabilidade".A capacidade de soldagem depende das características do material e das condições do processo usado.A capacidade de soldagem de materiais metálicos não é estática, mas se desenvolve, por exemplo, para materiais que originalmente eram considerados pobres em capacidade de soldagem, com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, novos métodos de soldagem tornaram-se mais fáceis de soldar, ou seja, a capacidade de soldagem ficou melhor.Portanto, não podemos deixar as condições do processo para falar sobre a capacidade de solda.
A capacidade de soldagem inclui dois aspectos: um é o desempenho da junta, ou seja, a sensibilidade de formar defeitos de soldagem sob certas condições do processo de soldagem;o segundo é o desempenho prático, ou seja, a adaptabilidade da junta soldada às exigências de uso em determinadas condições do processo de soldagem.
Métodos de soldagem
1. Soldagem a laser（LBW）
2. soldagem ultrassônica (USW)
3. soldagem por difusão (DFW)
4.etc
1. A soldagem é um processo de união de materiais, geralmente metais, aquecendo as superfícies até o ponto de fusão e permitindo que esfriem e solidifiquem, geralmente com a adição de um material de enchimento.A soldabilidade de um material refere-se à sua capacidade de ser soldado sob certas condições de processo e depende tanto das características do material quanto do processo de soldagem utilizado.
2. A soldabilidade pode ser dividida em dois aspectos: desempenho da junta e desempenho prático.O desempenho da junta refere-se à sensibilidade de formar defeitos de soldagem sob certas condições do processo de soldagem, enquanto o desempenho prático se refere à adaptabilidade da junta soldada aos requisitos de uso sob certas condições do processo de soldagem.
3. Existem vários métodos de soldagem, incluindo soldagem a laser (LBW), soldagem ultrassônica (USW) e soldagem por difusão (DFW), entre outros.A escolha do método de soldagem depende dos materiais que estão sendo unidos, da espessura dos materiais, da resistência necessária da junta e de outros fatores.
O que é soldagem a laser?
A soldagem a laser, também conhecida como soldagem por feixe de laser (“LBW”), é uma técnica de fabricação em que duas ou mais peças de material (geralmente metal) são unidas por meio do uso de um feixe de laser.
É um processo sem contato que requer acesso à zona de solda de um lado das peças que estão sendo soldadas.
O calor criado pelo laser derrete o material em ambos os lados da junta e, à medida que o material fundido se mistura e solidifica novamente, ele funde as peças.
A solda é formada à medida que a intensa luz do laser aquece rapidamente o material – normalmente calculada em milissegundos.
O feixe de laser é uma luz coerente (monofásica) de um único comprimento de onda (monocromática).O feixe de laser tem baixa divergência de feixe e alto conteúdo de energia que criará calor quando atingir uma superfície
Como todas as formas de soldagem, os detalhes são importantes ao usar LBW.Você pode usar diferentes lasers e vários processos LBW, e há momentos em que a soldagem a laser não é a melhor escolha.
Soldagem a laser
Existem 3 tipos de soldagem a laser:
1.Modo de condução
2.Modo de condução/penetração
3. Modo de penetração ou buraco de fechadura
Esses tipos de soldagem a laser são agrupados pela quantidade de energia fornecida ao metal.Pense neles como níveis de energia de laser baixo, médio e alto.
Modo de Condução
O modo de condução fornece baixa energia do laser ao metal, resultando em baixa penetração com uma solda rasa.
É bom para juntas que não precisam de alta resistência, pois os resultados são uma espécie de ponto de solda contínua.As soldas por condução são suaves e esteticamente agradáveis, e geralmente são mais largas do que profundas.
Existem dois tipos de modo de condução LBW:
1. Aquecimento direto:A superfície da peça é aquecida diretamente por um laser.O calor é então conduzido para o metal e partes do metal base se fundem, fundindo a junta quando o metal se solidifica novamente.
2. Transmissão de Energia: Uma tinta absorvente especial é colocada primeiro na interface da junta.Essa tinta absorve a energia do laser e gera calor.O metal subjacente então conduz o calor em uma camada fina, que derrete e solidifica novamente para formar uma junta soldada.
Modo de condução/penetração
Alguns podem não reconhecer isso como um dos modos.Eles acham que existem apenas dois tipos;você conduz calor para o metal ou vaporiza um pequeno canal de metal, permitindo que o laser penetre no metal.
Mas o modo de condução/penetração usa energia “média” e resulta em mais penetração.Mas o laser não é forte o suficiente para vaporizar metal como no modo buraco da fechadura.
Modo de penetração ou buraco de fechadura
Este modo cria soldas profundas e estreitas.Então, alguns chamam de modo de penetração.As soldas feitas são normalmente mais profundas do que largas e mais fortes do que as soldas de modo de condução.
Com esse tipo de soldagem LBW, um laser de alta potência vaporiza o metal base, criando um túnel estreito conhecido como “buraco da fechadura” que se estende até a junta.Esse “buraco” fornece um canal para que o laser penetre profundamente no metal.
Metais adequados para LBW
A soldagem a laser funciona com muitos metais, como:
- Aço carbono
- Alumínio
- Titânio
- Baixa liga e aço inoxidável
- Níquel
- Platina
- Molibdênio
Soldadura ultra-sónica
A soldagem ultrassônica (USW) é a união ou reforma de termoplásticos por meio do uso do calor gerado pelo movimento mecânico de alta frequência.É realizado convertendo energia elétrica de alta frequência em movimento mecânico de alta frequência.Esse movimento mecânico, junto com a força aplicada, cria calor por fricção nas superfícies de contato dos componentes de plástico (área de junção), de modo que o material plástico se funde e forma uma ligação molecular entre as peças.
PRINCÍPIO BÁSICO DE SOLDAGEM ULTRASSÔNICA
1.Peças no Fixture: As duas peças termoplásticas a serem montadas são colocadas juntas, uma em cima da outra, em um ninho de suporte chamado de fixture.
2. Contato da Buzina Ultrassônica: Um componente de titânio ou alumínio chamado buzina é colocado em contato com a parte plástica superior.
3. Força aplicada: Uma força ou pressão controlada é aplicada às peças, prendendo-as contra o dispositivo de fixação.
4.Tempo de solda: A buzina ultrassônica é vibrada verticalmente 20.000 (20 kHz) ou 40.000 (40 kHz) vezes por segundo, em distâncias medidas em milésimos de polegada (mícrons), por um período de tempo predeterminado chamado tempo de solda.Por meio de um projeto cuidadoso da peça, essa energia mecânica vibratória é direcionada para pontos limitados de contato entre as duas partes.As vibrações mecânicas são transmitidas através dos materiais termoplásticos para a interface da junta para criar calor por fricção.Quando a temperatura na interface da junta atinge o ponto de fusão, o plástico derrete e flui, e a vibração é interrompida.Isso permite que o plástico derretido comece a esfriar.
5.Hold Time: A força de fixação é mantida por um período de tempo predeterminado para permitir que as peças se fundam à medida que o plástico derretido esfria e solidifica.Isso é conhecido como tempo de espera.(Observação: Maior resistência e hermeticidade da junta podem ser alcançadas aplicando uma força maior durante o tempo de espera. Isso é obtido usando pressão dupla).
6. Buzina Retrai: Uma vez que o plástico derretido tenha solidificado, a força de aperto é removida e a buzina ultrassônica é retraída.As duas peças de plástico agora são unidas como se fossem moldadas juntas e são removidas do dispositivo de fixação como uma única peça.
Soldagem por Difusão, DFW
Processo de união por calor e pressão onde as superfícies de contato são unidas por difusão de átomos.
O processo
Duas peças de trabalho [1] em diferentes concentrações são colocadas entre duas prensas [2].As prensas são únicas para cada combinação de peças de trabalho, resultando na necessidade de um novo design se o design do produto mudar.
O calor equivalente a cerca de 50-70% do ponto de fusão dos materiais é então fornecido ao sistema, aumentando a mobilidade dos átomos dos dois materiais.
As prensas são então pressionadas juntas, fazendo com que os átomos comecem a se difundir entre os materiais na área de contato [3].A difusão ocorre devido às diferentes concentrações das peças, enquanto o calor e a pressão apenas facilitam o processo.A pressão é, portanto, usada para fazer com que os materiais entrem em contato com as superfícies o mais próximo possível, de modo que os átomos possam se difundir mais facilmente.Quando a proporção desejada de átomos é difundida, o calor e a pressão são removidos e o processo de ligação é concluído.
