Entendendo a Solda de Topo por Perturbação: Visão Geral Completa

Solda de topo por perturbação, ou solda de topo por resistência, é um processo no qual a coalescência acontece simultaneamente sobre toda a superfície de duas superfícies em contato. Devido à resistência da corrente elétrica entre os dois lados, o calor para ser soldado é recebido em ambos métodos. Distinções simples entre o método de arco e solda de topo. Frequentemente estas palavras são usadas em excesso ou intercambiavelmente, e quando usadas, podem se tornar enganosas. Duas ou mais peças de metal são unidas por calor e pressão por um período regulado em todo processo de solda por resistência. A fórmula fundamental é expressa como:

Calor = I²RT
I = corrente de calor ou solda em amperes
R = resistência elétrica das peças sendo soldadas
T = tempo

Usando corrente alternada (CA) ou corrente contínua (CC) secundária com controle de entrada monofásica ou trifásica principal, todos os processos de solda por arco e topo podem ser realizados.

Como Funciona a Solda de Topo por Perturbação?

Queimaduras de raio defeituosas nas superfícies de solda durante solda por arco. Solda de topo é um dos tipos mais antigos de solda por resistência usada na indústria metalúrgica. Enquanto solda por arco e solda de topo são feitas em equipamentos de solda idênticos, aplicações de pressão e corrente são as exceções mais notáveis.

No caso de solda de topo fundamental, as duas partes a serem soldadas são primeiro pressurizadas. Uma corrente é então aplicada, aquecendo a superfície de contato suficientemente para que a pressão aplicada una as partes. Em outras palavras, em termos de corrente e fricção, um método de uma etapa é solda de topo. Até que a junta se torne plástica, pressão e corrente são aplicadas durante o período de solda. Pressão contínua, geralmente de cilindro pneumático, produz o efeito de forjamento e a junta de solda resultante, bem como resolve a região amolecida. Sem alterar corrente ou tensão, isto é feito no ciclo. Em solda de topo real, não há respingo súbito. Na junta, o upset final é geralmente suave e simétrico. Há muito pouca expulsão desigual de metal encontrada.

A união de fios e hastes de pequeno diâmetro, como bobinas para operações de linha contínua, desenvolvimento de lâminas de serra de fita, e uso de armações de fio, são exemplos de aplicações contemporâneas para a técnica de solda de topo CA. Em material com bordas rugosas e duas extremidades imprecisamente alinhadas, solda flash pode ser usada.

A Progressão da Solda de Topo por Perturbação

Embora solda de topo fosse comumente usada nos primeiros anos industriais, diminuiu por causa da forte corrente requerida para levar as extremidades de peça grande à temperatura de forjamento. Também era necessário preparar a ponta cuidadosamente. As superfícies de solda da peça tinham que ser muito limpas, planas e paralelas. Se não devidamente qualificadas, pontos quentes na face da solda podem crescer devido a fluxo de corrente errático.

Assumiu-se que soldas mais fracas que solda por arco resultariam de solda de topo. O desenvolvimento de controladores modernos de microprocessador e uso de corrente contínua e controle finito das superfícies de contato dissiparam esta crença. Inicialmente, solda de topo era limitada a máquinas menores de 5-100 kVA e corrente alternada monofásica. Para aplicações maiores, correntes altas são requeridas. Esta alta demanda de corrente secundária coloca pressão na fonte de energia primária do consumidor, que requer grandes dispositivos de distribuição.

Em anos posteriores, para solda de topo, fonte de alimentação CC trifásica foi usada. O sistema de solda, equipado com fonte CC trifásica, garante demanda de linha balanceada, corrente primária diminuída, e aquecimento mais uniforme do campo de solda. Erros de indução são diminuídos, dando mais liberdade no design do dispositivo. Seções transversais maiores de materiais ferrosos e não ferrosos foram soldadas com sucesso usando solda de topo CC trifásica.

Fonte CC trifásica vem com custos adicionais, porém com seu retificador, tamanhos físicos, e componentes relacionados necessários para operar sistema de solda de topo. Controle trifásico é requerido, assim como fornecimento de água melhorado no enrolamento secundário retificado do transformador. Análise científica mostrou que zona termicamente afetada (ZTA) mais estreita pode ser construída em soldador de topo CC trifásico. Testes adicionais mostraram que não houve melhoria significativa no desempenho da solda de topo CC trifásica comparada à solda por arco CA monofásica.

Como Funciona a Solda Flash?

O termo "solda flash" é bastante auto-descritivo — a ação é gerada por um "flash" durante o processo. O calor é gerado no processo de solda por arco por resistência de contato na interface do nível de solda por arco, não resistência de toque, como no processo de solda de topo. Enquanto solda de topo é operação de uma etapa, solda por arco é operação de duas etapas.

O flash de movimento é a primeira etapa. A corrente das peças causa cintilação ou arco ao tocar a interface entre as duas extremidades do material. A cintilação sobe até o material ser transferido a estado plástico. Este método de cintilação cria área afetada pelo calor muito similar a solda de topo.

Etapas extras são incluídas antes da solda flash: fogo ou pré-fogo e aquecimento. À medida que a área plastifica e atinge a temperatura certa, a segunda etapa começa — perturbação ou solda. As duas extremidades das peças são conectadas depois com força muito forte suficiente para permitir o material inchar. Empurra metal plástico para fora da junta junto com muitas das impurezas.

Vantagens da Solda de Topo por Perturbação

Como na maioria dos processos de solda por resistência, a tecnologia rapidamente altera o uso de soldas de topo e flash. A contínua fabricação de mecanismos de controle, fontes CA e CC, novas hidráulicas e válvulas servo melhoraram ambos processos. Ao mesmo tempo, esta tecnologia avançada aumentou a gama de implementações que podem ser realizadas. Por causa do número de objetos e componentes que podem ser soldados por solda de topo ou flash, cada aplicação deve ser verificada separadamente. Requisitos de produção, mídia, limpeza, e estética da solda em si desempenham papel importante na seleção destes dois métodos de solda por resistência.

Quando usadas adequadamente, ambas têm soldas de alta qualidade sem gás de proteção e materiais de enchimento. Estes processos são atualmente usados em vários usos, incluindo aeroespacial, agrícola, e rodas de construção. Ligas, incluindo níquel, em ligas separadas, anéis de turbina e motor a jato, trem de pouso de aeronave, aros de volante, e mais alumínio, tungstênio, e cobre. Solda de topo por perturbação e solda flash são ramos diferentes da família de solda por resistência. Em seus primeiros anos de desenvolvimento, mal-entendidos ganharam reputação injustificada de arte negra. Hoje, avanços tecnológicos tornaram possível tanto solda de topo por perturbação quanto solda por arco, que se tornaram processos de fusão de metal altamente supervisionados, confiáveis e eficientes.