Processo de Soldagem em Estado Sólido:Princípio, Tipos, Aplicação, Vantagens e Desvantagens

Hoje vamos aprender sobre o princípio do processo de soldagem em estado sólido, tipos, aplicação, vantagens e desvantagens. Processos de soldagem em estado sólido são aqueles processos de soldagem em que nenhum calor externo é aplicado e a união da peça de trabalho ocorre em estado sólido. Nestes processos de soldagem, nenhum metal de adição é usado e a soldagem não envolve o estado fundido do material base ou material de adição. A formação da solda ocorre devido ao processo de difusão intermolecular em que as moléculas de interface das peças de trabalho fluem da região de alta concentração para a região de baixa concentração devido à pressão aplicada. Alguns métodos são usados ​​para produzir calor que acelera o processo de difusão nas superfícies de contato. Este tipo de processos de soldagem não afeta as propriedades mecânicas ou físicas do material original, portanto, são amplamente utilizados em aplicações industriais. Estes são processos de união ideais para materiais sensíveis ao calor.

Processo de soldagem em estado sólido:

Princípio:

Principalmente processo de união de metal é classificado em dois tipos. O primeiro é o processo de soldagem em estado líquido, no qual as peças metálicas são aquecidas até sua temperatura de fusão e a união metal-metal se forma devido à solidificação das peças fundidas. Às vezes, este processo usa material de enchimento que é derretido com material de base e permite solidez, o que faz uma junta forte permanente. O outro é o processo de soldagem no estado sólido no qual não envolve o estado fundido ou líquido e o processo de união do metal ocorre devido à aplicação de alta pressão no estado sólido. A união metal-metal se forma devido ao processo de difusão intermolecular nas superfícies de interface. Este é o princípio básico dele.

Tipos:

Discutimos sobre o princípio principal dos processos de soldagem em estado sólido. Todos os processos de soldagem em estado sólido funcionam com o mesmo princípio, mas o método de aplicação de pressão e calor é diferente em todos esses processos. De acordo com a aplicação de energia, este processo de soldagem pode ser classificado nos seguintes tipos.

Forja de soldagem:

A soldagem por forja funciona com base no princípio básico do forjamento. Neste tipo de soldagem processo, ambas as placas de soldagem aquecidas simultaneamente bem abaixo de sua temperatura de fusão. Este aquecimento deforma plasticamente as peças de trabalho. Agora, um repetido martelar sobre essas placas aplicado em conjunto. Esse martelamento inicia o processo de difusão entre as placas e é repetido continuamente até que toda a junta seja criada. Foi usado para soldar ferro ou roubar peças de trabalho nos tempos antigos.

Soldagem por Fricção:

Como o nome indica, esta soldagem usa calor de fricção para acelerar o processo de difusão. Neste tipo de soldagem, uma peça de trabalho rotativa entra em contato com uma peça de trabalho estável. Devido à alta força de atrito nas superfícies de contato, uma grande quantidade de calor é gerada. O atrito é aplicado até que a forma plástica na superfície da interface seja alcançada. Após este processo de aquecimento, uma força de pressão continuamente aumentada aplicada nestas peças de trabalho até que toda a junta seja formada. Esta soldagem é usada principalmente para unir barras de aço, tubos, etc. Um dos tipos mais importantes de soldagem por fricção é a soldagem por fricção em que, uma ferramenta rotativa não consumível é utilizada para aplicar o atrito das chapas de solda.

Soldagem ultrassônica:

A soldagem ultrassônica também é um processo de soldagem em estado sólido no qual a energia das ondas ultrassônicas é usada para unir duas peças de trabalho. Neste processo, a vibração ultrassônica cria um cisalhamento dinâmico entre as superfícies da interface. Isso criará deformação plástica local e atrito entre as placas, que é usado para criar a junta na peça de interface.

Soldagem Explosiva:

Esta soldagem usa energia explosiva para unir duas placas. Neste processo, ambas as placas de soldagem são colocadas uma sobre a outra de modo que a superfície de soldagem fique em contato uma com a outra. Agora, uma placa de proteção é colocada sobre a superfície superior da placa de soldagem que protege as placas de soldagem da força de alto impacto do explosivo. O explosivo é colocado sobre a placa tampão. Quando a explosão começa, gera-se uma onda de alta pressão que deforma plasticamente a superfície de interface das placas de soldagem e forma uma ligação metalúrgica entre essas placas. Esta junta é mais forte do que o material original. É usado principalmente para soldar grandes áreas de soldagem.

Ligação de difusão:

O fluxo médio de difusão de qualquer material da região de alta concentração para a região de baixa concentração. Este é o princípio básico da ligação por difusão. Neste método de soldagem, ambas as placas de soldagem são colocadas uma sobre a outra na presença de alta pressão e temperatura por muito tempo. Esta alta pressão inicia a difusão entre as superfícies de interface das placas de soldagem. Esta difusão é acelerada pela alta temperatura que está muito abaixo da temperatura de fusão das placas de base. Nenhum estado fundido envolve este tipo de soldagem e a junta de solda é formada em estado sólido puro.

Aplicação:

Soldas de estado sólido são usadas em todos os lugares nas indústrias mecânicas. É amplamente utilizado nas indústrias aeroespacial e marítima para o trabalho de estrutura. É amplamente utilizado em automóveis indústrias para a maior parte do trabalho de fabricação. Soldagem explosiva usada para unir grandes placas de soldagem que não podem ser possíveis ou antieconômicas por outros métodos, como soldagem a arco ou soldagem a gás. A soldagem por fricção é usada para unir tubos, eixos, etc. Esses processos também são usados ​​para unir materiais diferentes usados ​​em várias indústrias. Pistão hidráulico, biela, linha de transmissão , buchas do caminhão, eixo da bomba, engrenagem alavanca, broca etc. são soldados por fricção.

Vantagens e Desvantagens:

Vantagens:

• A soldagem em estado sólido pode ser facilmente automatizada.
• Isso produz uma junta de alta resistência sem aplicar calor externo.
• Eles são usados ​​para soldar materiais semelhantes e diferentes.
• Fornece um bom acabamento de superfície.
• Eles não usam nenhum metal de adição ou fluxo como usado na soldagem a arco.
• A maioria desses processos não afeta as propriedades dos materiais pai.

Desvantagens:

• Alto custo de equipamento ou custo de configuração.
• A preparação da soldagem é mais crítica.
• Acessórios complicados e especiais são necessários para diferentes processos.
• Na maioria das vezes, esses processos não podem ser usados ​​para produção em massa devido à baixa velocidade de soldagem.

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