Soldagem Exotérmica Explicada: Processo, Aplicações e Benefícios

O que é Soldagem Exotérmica?

A soldagem exotérmica, também conhecida como ligação exotérmica, soldagem termite (TW) e soldagem termita, é um processo de soldagem que emprega metal fundido para unir permanentemente os condutores.

A soldagem exotérmica é um processo usado para unir metais semelhantes, como cobre a aço ou cobre a cobre. Emprega uma reação exotérmica para formar uma ligação molecular entre as duas peças.

A conexão é produzida em um molde de grafite projetado especificamente. A solda emprega uma reação exotérmica de termite (metal em pó) para aquecer o metal. Em termos simples, o processo exotérmico envolve uma reação química que libera calor e não requer fonte externa de calor. A reação química que produz o calor é uma reação aluminotérmica entre pó de alumínio e óxido metálico.

Processo de Soldagem Exotérmica

O processo de Soldagem Exotérmica é um método de fazer conexões elétricas de cobre a cobre ou cobre a aço no qual nenhuma fonte externa de calor ou energia é necessária. Neste processo, um material de solda especial é colocado em um molde resistente a alta temperatura e inflamado.

O processo de inflamar as partículas cria calor extremamente alto e metal fundido (reação exotérmica) até 1400 graus Celsius e produz uma escória de metal fundido. Este metal de cobre líquido flui para a cavidade de solda, preenchendo qualquer espaço disponível e completa a solda.

A solda é então deixada para esfriar e solidificar antes de ser removida do molde. O molde está pronto para a próxima solda após uma breve limpeza com uma escova. Todo este processo leva apenas alguns segundos para ser concluído.

Conexões soldadas exotermicamente produzem uma conexão permanente, superior em desempenho a qualquer conector conhecido de contato superfície a superfície do tipo mecânico ou por pressão. Como a conexão produzida é uma ligação molecular, uma conexão soldada exotermicamente não se soltará nem aumentará em resistência durante a vida útil da instalação.

CARACTERÍSTICAS

• Tem condutividade elétrica superior aos próprios condutores.
• Não corroe, oxida ou degrada com o tempo e é resistente a acoplamento galvânico.
• É capaz de suportar descargas elétricas repetidas.
• Nunca aumenta sua resistência.
• Tem resistência mecânica e à compressão maior que os próprios condutores.
• Oferece uma soldagem permanente e uma conexão de baixa resistência, essencial para alcançar resultados duradouros e confiáveis em aterramentos.

Garante as conexões mais comuns não apenas entre cabos de cobre, mas também para soldagem de fitas e peças metálicas feitas de latão, aço inoxidável e hastes de aterramento de aço revestidas de cobre.

Quando a Soldagem Exotérmica é Usada?

A soldagem exotérmica é mais comumente usada para unir permanentemente condutores de cobre. É o único meio aceitável de ligar cobre a cabo galvanizado. Também pode ser usada em aço inoxidável, ferro fundido, aço, latão, bronze e mais. Se unindo dois metais dissimilares, a soldagem exotérmica é uma boa opção.

Processo para Soldagem Exotérmica

Passo 1: Sempre use óculos de segurança e luvas de proteção ao trabalhar com produtos de soldagem exotérmica.

Passo 2: Reúna todo o material e equipamento/acessórios adequados para o tipo de conexão que você está fazendo. O sistema de solda típico requer um molde de grafite, braçadeira de manuseio, material de solda, escova de cerdas naturais para limpeza do molde, escova de arame para limpeza/preparação dos condutores, isqueiro de pedra e maçarico a propano. Verifique se o molde de grafite não está desgastado ou quebrado, o que poderia causar vazamento de metal de solda fundido.

Passo 3: Deslize a braçadeira de manuseio nos furos pré-perfurados com a orientação adequada para os parafusos de aperto. Aperte os parafusos da braçadeira no molde e feche as garras para travar firmemente o molde. Faça ajustes para apertar/afrouxar a braçadeira de manuseio.

Passo 4: O material a ser soldado (cabo, haste, fita) deve estar limpo e seco usando a escova incluída no conjunto de acessórios. Assim, a camada de óxido e impurezas superficiais são eliminadas. Como o molde de grafite também absorve umidade, esta deve ser removida por pré-aquecimento com um maçarico a gás para evitar solda porosa. Após a primeira solda ser feita, não é necessário reaquecer o molde se a próxima solda for feita dentro de 15 minutos, pois ele conserva o calor gerado anteriormente.

Passo 5: Coloque os condutores no molde e feche as braçadeiras de manuseio para evitar vazamentos de material durante a reação.

Observação Importante – Se houver mesmo uma pequena folga entre os dois condutores, aplique Composto de Vedação nos locais onde o condutor está saindo, senão no momento da soldagem, o pó se espalhará como uma chama resultando em junta inadequada.

Passo 6: Obstrua o orifício de escape com o disco metálico. Esvazie o conteúdo do pacote da mistura de solda.

Passo 7: Esvazie 50% do pó de ignição acima do Pó de Solda Exotérmica (Não Misture, apenas espalhe) e então Feche a Boca do Molde e depois o resto 50% do Pó de Ignição, polvilhe-o na Boca do Molde próximo ao pequeno orifício dado no topo da Boca do Molde.

Passo 8: Inflame o pó de ignição estendido no topo/lado do molde usando os isqueiros de pedra. Uma vez iniciado, a reação levará 3-4 segundos, durante os quais é recomendado manter distância do molde.

Passo 9: Após pelo menos 2 minutos da ligação, abra o molde desfazendo a garra de manuseio. Remova o molde da junta e limpe a junta para qualquer escória. Uma vez aberto, limpe a escória grudada no molde com a ferramenta relevante e limpe as cavidades. O molde estará pronto agora para usar novamente sem precisar reaquecê-lo, pois já está quente.

MANUTENÇÃO E ARMAZENAMENTO

• O molde geralmente é bom para 50–60 conexões em condições de campo.
• O equipamento é frágil e deve ser manuseado com cuidado durante o uso.
• A limpeza dos moldes deve ser feita usando escova/ferramenta apropriada após o molde estar razoavelmente frio após um processo de solda. Evite limpeza de molde quente.
• A limpeza da cavidade deve ser feita cuidadosamente para evitar danos/lascas.
• Na conclusão da tarefa, o molde deve ser bem limpo por dentro e por fora usando pano macio. Deve ser devidamente embrulhado em Plástico Bolha enquanto armazenado.
• Os moldes e o pó de solda devem sempre ser armazenados em locais frescos e secos.
• Todas as ferramentas e acessórios devem ser limpos antes de armazenar para reutilização segura.

Aplicações

A soldagem exotérmica é geralmente usada para soldar condutores de cobre, mas é adequada para soldar uma ampla gama de metais, incluindo aço inoxidável, ferro fundido, aço comum, latão, bronze e Monel. É especialmente útil para unir metais dissimilares.

Devido à boa condutividade elétrica e alta estabilidade diante de pulsos de curto-circuito, soldas exotérmicas são uma das opções especificadas pela seção 250.7 do Código Elétrico Nacional dos Estados Unidos para condutores de aterramento e jumpers de ligação.

É o método preferido de ligação, e de fato é o único meio aceitável de ligar cobre a cabo galvanizado.

O NEC não exige que tais conexões soldadas exotermicamente sejam listadas ou rotuladas, mas algumas especificações de engenharia exigem que soldas exotérmicas concluídas sejam examinadas usando equipamento de raio-X.

Uma solda exotérmica tem resistência mecânica maior que outras formas de solda, e excelente resistência à corrosão. Também é altamente estável quando submetida a pulsos repetidos de curto-circuito, e não sofre de aumento de resistência elétrica durante a vida útil da instalação.