Existem muitos tipos de métodos de soldagem por fricção que podem otimizar seu processo de fabricação. Neste artigo, iremos rever vários tipos diferentes. A compreensão desses diferentes tipos o ajudará a decidir qual pode aumentar a precisão e reduzir o custo total e o tempo de ciclo para sua aplicação.

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O que é a soldagem por fricção?

Antes de quebrarmos os diferentes tipos, vamos definir o processo de soldagem em estado sólido conhecido como soldagem por fricção. A soldadura de estado sólido refere-se a processos de soldadura que não utilizam calor externo. Em vez disso, a pressão externa é aplicada a um estado sólido para formar a solda. Na soldagem por fricção, as peças a serem unidas giram em relação às outras. Este movimento cria fricção, que aquece os materiais nas superfícies de contacto. Uma força de alta pressão é aplicada até que o ciclo de soldagem esteja completo. A soldadura por fricção pode ser utilizada para unir uma variedade de barras e tubos metálicos (como aço e alumínio) com diâmetro superior a 100 mm.

Como funciona a soldadura por fricção

A soldadura por fricção funciona seguindo os fundamentos do atrito. O processo utiliza o atrito para criar um calor de formação do plástico na interface da solda. Por exemplo, o calor de fricção criado no aço é normalmente de cerca de 900-1300 graus centígrados. Após atingir a temperatura adequada, uma força de pressão externa é cada vez mais aplicada até que as peças formem uma junta de solda permanente.

Embora existam vários tipos diferentes de soldadura por fricção, todos eles seguem um princípio de trabalho comum. Primeiro, uma peça é colocada em um mandril acionado por rotor, enquanto a outra é mantida estacionária. O rotor permite que a peça de trabalho montada gire a altas velocidades. Uma força de pressão é aplicada à peça de trabalho estacionária, pondo-a em contacto com a peça de trabalho rotativa. Quando as peças se tocam, é criada uma alta força de atrito e gera um calor significativo nas superfícies em contato até que os dois materiais amoleçam, também chamado de plastificação. Quando os materiais atingem o estado plastificado, é aplicada uma maior pressão de forja à peça estática, obrigando os dois materiais a fundir-se. Depois que as peças se fundem e a interface começa a esfriar, o rotor pára quando a temperatura diminui e os materiais se solidificam novamente. A pressão de forjamento é mantida por alguns segundos e depois liberada, momento em que a solda é concluída.

5 Tipos de Solda por Fricção

Soldagem por Fricção por Inércia

O que é soldagem por fricção por inércia? A soldadura por inércia por fricção apresenta volantes de inércia de tamanhos diferentes que são fixados ao mandril e ao eixo do fuso. Um motor é conectado ao eixo do fuso para girar a peça. No início do ciclo de soldagem, o motor é conectado ao eixo do fuso e gira a peça à velocidade de rotação desejada. Uma vez alcançada a velocidade desejada, o motor é desconectado do eixo do fuso. Com base no peso da peça, eixo do fuso, mandril e volantes, é criada uma inércia rotacional pelos componentes de fiação livre. Neste ponto ocorre o processo de soldagem por fricção, conforme descrito acima, utilizando a inércia rotacional para criar calor por fricção quando as peças são reunidas. Aprenda porque deve combinar a soldadura por inércia com maquinagem CNC.

Soldadura por Atrito Directo

Neste processo, o motor de accionamento do fuso está permanentemente ligado ao eixo do fuso. O motor continua a accionar a peça rotativa à medida que as duas peças se unem, criando assim o calor de fricção. Com base num programa CNC definido, o eixo-árvore é continuamente retardado à medida que se realiza o processo de soldadura, parando o eixo-árvore num ponto pré-determinado. Este tipo de soldadura por fricção é benéfica quando se deseja uma orientação específica entre os componentes soldados.

Soldadura por Fricção Linear

Este processo é semelhante à soldadura por fricção por inércia; no entanto, o mandril em movimento não gira. Ao invés disso, ele oscila em um movimento lateral. As duas peças são mantidas sob pressão durante todo o processo. Este processo requer que as peças de trabalho apresentem uma alta resistência ao cisalhamento e envolve máquinas mais complicadas do que a soldadura por inércia. Um benefício deste método é a capacidade de unir peças de qualquer forma (em vez de apenas interfaces circulares).

Soldadura por fricção (FSW)

FSW é um processo de união em estado sólido que utiliza uma ferramenta não consumível para unir duas peças de faceamento. O calor é gerado pelo atrito entre a ferramenta rotativa e o material da peça, o que leva a uma região amolecida na interface. Enquanto a ferramenta percorre a linha de junção, ela mistura mecanicamente o material amolecido das duas peças de metal, e forja a interface de solda através da pressão mecânica aplicada pela ferramenta. O FSW é utilizado na construção naval moderna, trens e aplicações aeroespaciais.

Soldagem por Fricção Órbita

Soldagem por Fricção Órbita é semelhante à soldagem por fricção rotativa, mas ambas as peças soldadas são giradas na mesma direção e na mesma velocidade, mas seus eixos são deslocados em até 1/8″. À medida que o ciclo de soldadura é completado e a rotação é retardada, as peças retornam ao mesmo eixo, e a pressão de forjamento é mantida enquanto os materiais se solidificam novamente.

Aplicações

Soldadura por fricção pode ser usada para construir melhores cilindros, tubos e eixos industriais. O processo é freqüentemente usado para fabricar esses subconjuntos para impressoras industriais, equipamentos de manuseio de materiais, bem como aplicações automotivas, aeroespaciais, marítimas e petrolíferas. Outros exemplos de componentes incluem engrenagens, tubos de eixo, linhas de transmissão, válvulas, hastes de pistão hidráulico, buchas de rolos de caminhão, eixos de bombas, brocas, hastes de conexão, etc.

Benefícios

Soldagem por fricção é um processo ecológico que não cria fumaça ou libera outras toxinas nocivas para a atmosfera. A seguir, oferece muito controle sobre a zona afetada pelo calor, o que reduz a alteração das propriedades do material. Também não necessita de metal de enchimento (o que poupa o custo da matéria-prima). Por último, a soldadura por fricção oferece automação simples, velocidades rápidas, soldaduras eficientes e a capacidade de combinar uma variedade de metais.

Pronto para começar a soldadura por fricção?

Se a soldadura por fricção soar como se pudesse beneficiar a sua aplicação, por favor contacte-nos. Durante nossa conversa podemos discutir que tipo de soldagem por fricção pode ser sua melhor opção e se somos o fornecedor mais adequado para soldar seus subconjuntos por inércia.