Processos

Soldagem por explosão

Características do processo 

A soldagem por explosão é um processo de soldagem no estado sólido a partir da deformação plástica superficial de metais, motivada pela colisão de uma peça lançada em alta velocidade contra outra, por detonação calculada de um explosivo. Esta colisão é muito violenta e libera um jato metálico formado a partir do impacto pontual entre as partes que serão soldadas. O jato retira a película superficial do metal, fazendo uma espécie de decapagem que libera a superfície de óxidos e impurezas. Nesse instante, as superfícies novas são fortemente comprimidas uma contra a outra, pela ação do explosivo.

A soldagem por explosão é utilizada para a confecção de juntas sobrepostas ou para revestimento.

Aplicação

As aplicações da soldagem por explosão variam de chapas de grandes dimensões a pequenos componentes eletrônicos. Sua maior aplicação é para o revestimento ou “clad” de chapas de até 6 metros de comprimento. As maiores superfícies até agora soldadas por explosão têm até 40 m2. As placas superiores, de menor espessura, são geralmente utilizadas em trabalhos que requeiram resistência à corrosão.

O processo também é utilizado na fabricação de materiais compostos, na soldagem de tubos em espelho para trocadores de calor, em chapas cladeadas ou revestidas para as indústrias naval, química, petroquímica, alimentícia, papel e celulose e em reatores nucleares. Destina-se, principalmente, ao revestimento de grandes superfícies, para soldar chapas de aço inoxidável com chapas de aço carbono e aço de baixa liga; cobre com alumínio; níquel, alumínio, titânio e tântalo com aço.

vantagens

O processo de soldagem por explosão apresenta muitas vantagens; é rápido, pois é possível obter uma junta em 10-6 seg; a camada de intermetálicos gerada é muito pequena; não é necessária uma limpeza rígida das superfícies, exceto no caso de carepa em chapas de aço laminadas a quente; não é preciso investimento em equipamentos.

desvantagens

Entre as desvantagens do processo de soldagem por explosão podem-se citar o endurecimento sofrido pelas superfícies de aço-carbono e de baixa liga, o que obriga a um alívio de tensões posterior; é necessário dispor de um local adequado e distante dos grandes centros para a execução do processo; por ser perigoso, só deve ser utilizado por pessoas treinadas e especializadas no seu manuseio; em todos os países, a comercialização, o transporte, o uso e o armazenamento dos explosivos são controlados, o que dificulta a implantação do processo. No Brasil este controle é exercido pelo Ministério do Exército.

Fundamentos do processo

O processo de soldagem por explosão usa a detonação de cargas explosivas que aplicam a pressão necessária ao caldeamento das peças.

explosivos

Explosivos são produtos capazes de provocar energia potencial com instantânea liberação de gás, que exerce alta pressão nas áreas vizinhas após a detonação. Normalmente possuem baixa resistência à umidade e na detonação apresentam fumos com algum grau de toxicidade.

O processo de soldagem por explosão admite duas montagens básicas, conhecidas por montagem em paralelo e montagem em ângulo.

montagem em paralelo

A montagem em paralelo é aquela em que, antes da detonação, as chapas são dispostas uma sobre a outra, em paralelo; este tipo de montagem produz um caldeamento constante, pois suas condições não são alteradas ao longo da soldagem. Nas chapas em paralelo, o ângulo a obtido na detonação é pequeno; deste modo, o fluxo do jato de metal é ininterrupto e a interface resultante é praticamente plana; esta configuração é chamada também de regime laminar.

montagem em ângulo

Na montagem em ângulo, as chapas formam entre si um ângulo a pré-determinado, produzindo um caldeamento não constante, pois suas condições são alteradas incessantemente até o término da soldagem. No caso de montagem em ângulo, o fluxo do jato de metal líquido é interrompido a todo momento; a interrupção causa uma mudança de direção e faz o jato girar como um rodamoinho, de modo a formar ondas na interface, ao longo do caldeamento e nos pontos de colisão. A alta velocidade do jato remove a película superficial da placa de base e da placa superior, que é levada ao ponto de contato, onde as ondas serão formadas; a placa superior vai sendo lançada contra a placa base e a soldagem é obtida. Esta configuração é chamada também de regime turbulento.

 

Parâmetros de soldagem

Os parâmetros de soldagem são: velocidade e ângulo de colisão; materiais soldáveis; tipo e quantidade do explosivo e sua distribuição.

velocidade de colisão

A velocidade de colisão está relacionada com a velocidade de detonação e com oângulo de colisão; depende, portanto, do tipo de explosivo utilizado e do tipo de montagem. O ângulo de colisão é influenciado pela quantidade e pela distribuição do explosivo e pelas propriedades da placa superior. O jato metálico de ação decapante é formado a partir de um ângulo mínimo de colisão. 

materiais soldáveis

Existem combinações de materiais soldáveis por explosão; o quadro, extraído de AWS, Welding Handbook, mostra essas combinações.

tipo e quantidade do explosivo

A escolha do tipo de explosivo, de sua quantidade e distribuição é muito importante, uma vez que a detonação deve acontecer de modo progressivo e uniforme ao longo da superfície da chapa responsável pelo impacto. A altura do explosivo está relacionada à densidade da carga, isto é, o peso do explosivo é proporcional ao seu volume; esta relação serve para medir o grau de compactação, o qual aumenta à medida que a velocidade de detonação também aumenta.

 Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997

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