Pesquisa Sobre Processos de Soldagem
Por: GregoriCeleste • 22/12/2023 • Relatório de pesquisa • 5.589 Palavras (23 Páginas) • 35 Visualizações
PESQUISA SOBRE PROCESSOS DE SOLDAGEM
- Soldagem subaquática
A soldagem subaquática é o processo de unir ou reparar estruturas metálicas submersas, enfrentando desafios como falta de visibilidade e pressão da água.
Utiliza máquinas e eletrodos especializados, projetados para resistir às condições adversas encontradas nos ambientes submersos.
Inclui métodos como soldagem a arco elétrico úmido e seco, e soldagem hiperbárica, cada um com suas vantagens e desvantagens.
Amplamente utilizada na construção naval, reparos em estruturas subaquáticas, construção de plataformas de petróleo, e até na arqueologia submarina.
Enfrenta desafios como dificuldade de acesso e visibilidade, controle de qualidade rigoroso, e influência do ambiente subaquático nas soldas.
- Soldagem espacial
Quando duas peças de metal que tenham propriedades semelhantes quanto à sua composição se tocam no espaço, mesmo sem qualquer revestimento, elas se unem instantaneamente devido à força do vácuo, e ficam permanentemente unidas, sem o uso de qualquer tipo de aquecimento ou derretimento de uma das peças.
Basicamente, isto acontece, pois, a estrutura fundamental dos metais contém íons carregados positivamente, que navegam em um mar de elétrons carregados de energia negativa. Devido à gravidade, na Terra, a camada de superfície de um metal reage com o oxigênio na atmosfera e cria uma camada oxida protetora, o que previne que dois pedaços de metais se unam em sua forma sólida e em temperatura ambiente.
Porém, no espaço, esta camada oxida não existe, logo, quando as peças de metais com polos negativos e positivos se tocam, elas acabam se fundindo instantaneamente já que seus átomos se misturam uns com os outros, como se fossem parte de uma peça só. Obviamente este processo acaba afetando em todos os tipos de construções quando se trata de estruturas espaciais. Para que a união destes metais aconteça, é necessário que os metais estejam em sua forma mais pura, pois se estiverem contaminadas por outros tipos de componentes ou pela camada oxida criada na Terra, gordura ou até sujeira, a fusão dos metais demoraria muito mais tempo.
Por este não ser um processo muito comum, existe um projeto chamado ISSI – In-Space Soldering Investigation, do qual o objetivo é descobrir como os processos de soldagem funcionam em um ambiente sem gravidade, e garantir a segurança de astronautas em suas viagens para o espaço.
Algumas medidas são necessárias em estruturas metálicas no espaço para que não ocorra a soldagem a frio acidentalmente, acarretando em problemas. Uma delas é usar plástico e cerâmica nas estruturas e evitar que os metais se toquem, ou usar diferentes tipos de metais que não contenham a mesma propriedade, e a terceira é utilizar camadas protetoras em volta dos metais com componentes que demorem a se degradar no espaço.
- Soldagem por fricção
A solda por fricção usa uma ferramenta especialmente projetada que gira em altas velocidades sobre as costuras que precisam ser soldadas. Quando a ferramenta gira sobre o metal, gera calor entre eles.
Esse calor faz com que os metais se tornem maleáveis e se fundam uns nos outros. A soldagem por fricção é capaz de soldar dois tipos de juntas:
- Junções de volta
- Juntas de topo
A ferramenta usada para soldagem por fricção tem duas partes. Uma parte cilíndrica chamada de ressalto que gira na costura e um pino perfilado que se estende desde o ressalto.
O pino é perfurado pela primeira vez na costura. Então, o ressalto gira na parte superior da peça de trabalho por um determinado período de tempo até que uma temperatura ótima seja alcançada e absorvida nos materiais. Em seguida, a ferramenta se move pela costura, o que cria uma solda contínua. Isso é possível devido ao aquecimento volumétrico produzido pela ferramenta e à mistura das partículas de metal pelo pino perfilado.
É do pino perfilado que entra no espaço de trabalho onde recebe o nome – stir – “Agitar”, pois o pino está literalmente mexendo as partículas amolecidas para fundi-las.
O TWI detalhou como o processo de soldagem ocorre quando a ferramenta se move sobre dois materiais. À medida que as superfícies de contato se aquecem, três tipos de recobertas se formam dentro dos materiais – um ponto de solda, TMAZ ou zona afetada termomecanicamente e zona de HAZ ou afetada pelo calor.
Na soldagem por fricção, a pepita de solda sofre recristalização dinâmica. Em termos simples, os grãos microestruturais do metal crescem ao mesmo tempo quando o metal sofre deformação. Isso leva a um vínculo muito melhor, ainda mais do que o que é possível com a soldagem a arco.
4. Soldagem aluminotérmica
Aluminotermia é um processo que produz a coalescência de metais, em outras palavras um processo aluminotérmico consiste na redução dos óxidos metálicos a partir do alumínio para a obtenção de respectivos metais.
A reação aluminotérmica ocorre de acordo com a seguinte equação: óxido de metal + alumínio(pó) + óxido de alumínio + metal + calor. A reação só é iniciada e completa, se a afinidade do oxigênio com o redutor for maior do que a afinidade do oxigênio como o óxido do metal a ser reduzido.
O calor gerado pela reação exotérmica resulta em um produto líquido constituído por metal e óxido de alumínio, se a densidade da escória for maior do que a densidade do metal elas se separam imediatamente.
Algumas reações e suas energias térmicas produzidas segundo AWS Welding Handbook – 2:
3Fe3O4 + 8Al 9Fe + 4Al2O3 : H = 3350kj
3FeO + 2Al 3Fe + Al2O3 : H = 880kj
Fe2O3 + 2Al 2Fe + Al2O3 : H = 850kj
3CuO + 2Al 3Cu + Al2O3 : H + 1210kj
3Cu2O + 2Al 6Cu + Al2O3 : H + 1060kj
A primeira das reações acima é a mais utilizada como base de misturas para a aluminotermia. As proporções das misturas geralmente são de cerca de três partes em peso de óxido de ferro a uma parte de alumínio, a temperatura teórica fornecida por esta reação é de cerca de 3100° C.
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