Metalurgia

Soldabilidade das ligas de alumínio

As ligas de alumínio apresentam, quase sempre, uma grande ocorrência de poros. Trata-se de ligas que, dificilmente, terão 0% de poros como um aço inoxidável, por exemplo. A ocorrência de porosidade nas ligas de alumínio deve-se à grande diferença de solubilidade do hidrogênio no estado sólido e no estado líquido. Isto porque o alumínio dissolve grandes quantidades de hidrogênio no estado líquido, enquanto que, no estado sólido, a solubilidade do hidrogênio é bastante reduzida.

 classificação das ligas de alumínio

As ligas de alumínio são classificadas em ligas endurecíveis por precipitação, e ligas endurecíveis por solução sólida. Cada um destes grupos apresenta problemas de soldabilidade completamente diferentes.

As ligas endurecíveis por solução sólida — Al-Mn, Al-Si e Al-Mg — dificilmente perdem as propriedades mecânicas na zona afetada pelo calor, a menos que estejam na condição de deformadas a frio. Neste caso, no projeto deve-se calcular a espessura do material, levando em conta a perda da resistência após a soldagem.

As ligas endurecíveis por precipitação — Al-Cu, Al-Si-Mg e Al-Zn — perdem as propriedades mecânicas quando soldadas, principalmente se tratadas termicamente. Neste caso, ocorre uma dissolução dos precipitados na ZAC, gerando uma região com características de material solubilizado. Adjacente a esta região, existe uma outra onde ocorreu o coalescimento dos precipitados. Em ambas as regiões ocorre uma perda das propriedades mecânicas, com maior intensidade para a região solubilizada.

Caso o equipamento deva ser fabricado sem um tratamento térmico posterior, deve-se calcular no projeto a espessura do material utilizando as propriedade mecânicas da liga solubilizada. Se for possível um tratamento térmico após a soldagem, a região solubilizada da ZAC pode recuperar as suas propriedades, porém a zona onde ocorreu o coalescimento dos precipitados não irá recuperar as propriedades mecânicas. Este fato deve ser levado em conta durante o projeto de concepção do equipamento mesmo que a queda nas propriedades não seja tão intensa.

porosidade nas ligas de alumínio

A porosidade nas ligas de alumínio acarreta uma grande produção de bolhas de H2 na frente de solidificação da poça de fusão. Este fato pode ser minimizado durante a soldagem, utilizando-se técnicas que aumentam o tempo de residência da poça de fusão no estado líquido. Uma técnica recomendável é o aumento da energia de soldagem. Outra é utilizar o hélio como gás de proteção; como estegásgera um arco com tensãoaproximadamente duas vezes maior que o argônio, o tempo de residência é aumentado e a porosidade diminuída. A utilização ou não do hélio depende da aplicação do equipamento, visto se tratar de um gás caro.

trincas de solidificação e de liquação nas ligas de alumínio

As ligas de alumínio apresentam também trincas de solidificação e de liquação. Neste caso deve-se evitar que a composição da poça de fusão atinja determinados valores de alguns elementos de liga, como o magnésio, o silício e o cobre. Para estes elementos de liga, a probabilidade de ocorrência de trinca de solidificação é máxima se o teor na poça de fusão for próximo de 2%. A solução é utilizar metais de adição com teores elevados desses elementos de liga como as ligas AI-5%Si e Al- 5%Mg. Trata-se de ligas que podem ser utilizadas para soldar uma gama grande de ligas de alumínio.

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Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997

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