Soldagem a Gás de Alumínio Explicada: Técnicas, Dicas e Segurança

Os processos de soldagem oxiacetilênica e oxihidrogênio são os mais comumente usados para soldagem a gás de alumínio e ligas de alumínio. O hidrogênio pode ser combustido com oxigênio usando as mesmas pontas do acetileno. No entanto, a temperatura é menor e tamanhos de ponta maiores são necessários.

Quando acetileno e oxigênio são misturados nas proporções corretas e inflamados, a chama resultante atinge uma temperatura de 3.482 °C (6.300 °F). Isso é intenso o suficiente para derreter todos os metais comerciais tão completamente que os metais a serem unidos realmente fluem juntos para formar uma ligação completa de pressão mecânica ou martelamento.

Exceto em material muito fino, metal extra na forma de arame ou vareta é geralmente adicionado ao metal fundido para fortalecer ligeiramente a costura. Se a solda for realizada corretamente, a seção onde a ligação é feita será tão forte quanto o próprio metal base.

Metais que podem ser soldados com chama oxi-acetilênica incluem ferro, aço, ferro fundido, cobre, latão, alumínio, bronze, bem como muitas ligas. A chama oxi-acetilênica também é usada para corte de metal, cementação e recozimento.

Preparação e Tratamentos da Solda

Limpeza do Metal Base Antes da Soldagem

Boas práticas de limpeza são sempre importantes ao soldar alumínio. O nível de limpeza e preparação do metal necessário para soldagem depende do nível de qualidade desejado nas soldas. Preparação adequada antes da soldagem é importante quando fabricações são necessárias para atender aos requisitos de qualidade de solda de códigos de fabricação como AWS D1.2.

Soldas de alta qualidade são muito mais difíceis de alcançar em alumínio do que em aço. O alumínio tem um potencial muito maior de desenvolver problemas de qualidade como falta de fusão, falta de penetração e porosidade, do que o aço.

O filme de óxido superficial resistente no alumínio pode criar problemas de falta de fusão e deve ser controlado. A alta condutividade térmica do alumínio pode criar problemas de falta de penetração. A alta solubilidade de hidrogênio no alumínio fundido pode criar problemas de porosidade e requer que toda umidade e hidrocarbonetos sejam eliminados antes da soldagem.

A espessura do filme de óxido no alumínio deve ser controlada e impedida de hidratar devido à presença de umidade excessiva.

Armazenamento de Metal e Preparação da Junta de Solda – O que Fazer e o que Evitar

Armazenamento

• Armazene todo arame de solda e metal base em local seco com flutuação mínima de temperatura.
• O arame de solda deve ser preferencialmente armazenado em uma sala ou armário seco e aquecido.
• Armazene o metal verticalmente para minimizar condensação de umidade e absorção de contaminação por água entre camadas.
• Traga todos os materiais de metal de adição e base para a área de soldagem 24 horas antes da soldagem para permitir que cheguem à temperatura ambiente.
• Mantenha o arame de solda coberto o tempo todo.

Preparação da Junta

• Não use métodos que deixem uma superfície lixada ou manchada. Por exemplo, uma superfície serrada circular é soldável enquanto uma superfície serrada com serra de fita deixa uma superfície manchada que pode resultar em falta de fusão e deve ser lixada para remover metal manchado antes da soldagem. Usar um disco de desbaste grosso é preferível a uma rebolo, no entanto, se possível, evite o uso de qualquer tipo de esmeril.
• Não use lubrificantes no processo de usinagem de preparação da junta, se possível.
• Não use solventes clorados na área de soldagem porque podem formar gases tóxicos na presença de arcos de soldagem elétrica.
• Não use corte com oxicombustível, corte ou gouging a arco de carbono, ou chamas oxicombustíveis para pré-aquecimento. Estes processos danificam a zona afetada pelo calor e promovem o crescimento e hidratação do filme de óxido presente na superfície.
• Use corte e gouging a arco de plasma e corte a laser.
• Remova mecanicamente as bordas de corte a arco de plasma e laser de ligas das séries 2xxx, 6xxx e 7xxx. As bordas fundidas destas ligas conterão trincas de solidificação prejudiciais e condições de zona afetada pelo calor. Remova um mínimo de 3 mm de metal da borda de corte. Use métodos de remoção mecânica de metal que cortem e removam cavacos.
• Prepare e limpe a junta antes da montagem. Desengordure as superfícies com solvente.
• Use pano limpo como gaze ou toalhas de papel para limpar e secar uma junta de solda com solvente.
• Não use panos de oficina para limpar juntas de solda e não use ar comprimido para soprar a junta. Ar comprimido contém umidade e contaminantes de óleo.
• Escove a junta com escova de arame de aço inoxidável apenas após a limpeza com solvente. Escovar com arame antes da limpeza incorpora hidrocarbonetos e outros contaminantes na superfície do metal.
• Escove com arame de aço inoxidável todo metal que foi atacado quimicamente. Os resíduos subprodutos do ataque devem ser removidos antes da soldagem.
• Limpe frequentemente todas as escovas de arame e ferramentas de corte.

Apoio de Solda (Weld Backing)

Tiras de apoio temporárias são geralmente feitas de cobre, alumínio anodizado, aço inoxidável ou vários materiais cerâmicos. São usadas para controlar a penetração e são removidas após a soldagem. Cuidado deve ser tomado para evitar derreter o material de apoio no banho de solda.

Tiras de apoio permanentes são sempre feitas da mesma liga do metal base sendo soldado. Consulte AWS D1.2 para requisitos de remoção de tiras de apoio. Tipicamente, nenhuma abertura de raiz é usada quando se usa material de apoio temporário. Uma abertura de raiz é tipicamente usada quando se usa material de apoio permanente.

Pré-aquecimento e Temperaturas Interpasse

Pré-aquecimento pode ser usado para reduzir os efeitos térmicos do tamanho da seção ao soldar metais base de espessuras diferentes. Metais base tratáveis termicamente e metais base 5xxx contendo mais de 3% Mg não devem ser submetidos a pré-aquecimento e temperaturas interpasse acima de 121 °C (250 °F) por mais de 15 minutos. Consulte AWS D1.2.

Tratamento Térmico Pós-Soldagem e Envelhecimento

Quando ligas de alumínio tratáveis termicamente são soldadas, elas perdem uma quantidade significativa de suas propriedades mecânicas na zona afetada pelo calor. Se o metal base sendo soldado está no tempero -T4, grande parte da resistência original pode ser recuperada após a soldagem por envelhecimento pós-soldagem.

Se o metal base é soldado no tempero -T6, ele pode ser tratado termicamente por solução e envelhecido após a soldagem, o que o restaurará ao tempero -T6. Dependendo de qual metal de adição é usado para soldagem, tratamento térmico pós-soldagem e envelhecimento podem causar problemas.

Se o metal de adição não responder ao tratamento térmico e envelhecimento da mesma forma que o metal base, a junta de solda pode exibir propriedades mecânicas abaixo das do metal base. Devido às concentrações de tensão na própria solda, esta não é uma condição desejável.

Portanto, se tratamento térmico pós-soldagem e envelhecimento forem realizados, o metal de adição selecionado é crítico. Contate a Hobart e obtenha aconselhamento metalúrgico sobre quais metais de adição são mais adequados para sua aplicação.

Processo de Soldagem a Gás de Alumínio

Após o material a ser soldado ter sido devidamente preparado, fluxado e pré-aquecido, a chama é passada em pequenos círculos sobre o ponto de partida até o fluxo derreter. O metal de adição deve ser raspado sobre a superfície da ponta em intervalos de três ou quatro segundos, permitindo que a vareta de adição saia da chama cada vez.

O movimento de raspagem indica quando iniciar a soldagem sem superaquecer o alumínio. O metal base deve ser fundido antes que a vareta de adição seja aplicada. A soldagem antecipada (forehand) é geralmente considerada a melhor para soldar alumínio porque a chama pré-aquece a área a ser soldada. Ao soldar alumínio fino, há pouca necessidade de movimento da tocha além de avançar.

Para material com 4,8 mm (3/16 pol.) de espessura ou mais, a tocha deve receber movimento lateral suave. Isso distribui o metal de solda por toda a largura da solda. Um movimento suave de vai-e-vem ajudará o fluxo a remover óxido.

A vareta de soldagem deve ser periodicamente mergulhada no banho de solda e retirada do banho com um movimento para frente. Este processo de fechamento fecha o banho, previne porosidade e auxilia o fluxo na remoção do filme de óxido.

REGRAS DE SOLDAGEM

Nota: O procedimento a seguir é para oxiacetileno, devido à natureza mais técnica e disponibilidade variada do hidrogênio.

As regras são simples. Siga-as ou falhe!

• Abra totalmente a garrafa de oxigênio para assentar a vedação superior, então abra levemente o acetileno. Ajuste reguladores para pressões iguais, de 2 a 5 libras cada, com pontas menores precisando de pressões menores.
• Escolha uma ponta de tocha um tamanho maior do que seria usado em aço, ou seja, se escolhendo uma ponta 00 (duplo zero) para chapa de aço de 1 mm, então suba para uma ponta 0 para chapa de alumínio de 1 mm.
• Se oleoso, limpe o material com solvente, thinner de laca ou álcool. Esfregue com escova de inox em ambos os lados imediatamente antes da soldagem.
• Fluxe a vareta (ou arame), ou a peça — ou, em casos extremos, ambos. O fluxo será um pó branco que será misturado 1/3 com 2/3 de água ou álcool.
• Precauções de segurança como proteção ocular, ventilação adequada e manter a cabeça fora dos fumos, são recomendadas.
• Escolha o metal de adição adequado para a liga a ser soldada. Ligas de chapa de aeronaves comumente soldáveis.

Vareta oca cheia de fluxo foi disponibilizada anos atrás, mas além da liga questionável, tinha o hábito persistente de se dividir ordenadamente, construindo as bordas da junta sem uní-las.