Como funciona a soldagem?
Arranha-céus, carros exóticos, lançamentos de foguetes - certas coisas simplesmente chamam sua atenção. Soldagem , aparentemente, não é uma delas. Você pode ter passado a vida inteira sem nunca ter pensado no assunto. Você certamente ficará surpreso com o fato de que, de acordo com algumas estimativas, a soldagem afeta até 50% do produto nacional bruto dos Estados Unidos da América. Sem soldagem, nenhum desses incríveis arranha-céus, carros ou foguetes existiria.
Soldagem é basicamente um método de unir duas peças de metal. Embora existam outras formas de unir metais (rebitagem, soldagem...), a soldagem se tornou a primeira escolha devido à sua resistência, eficiência e versatilidade .
Existem muitos métodos de soldagem diferentes e novos estão sendo descobertos. Alguns processos usam calor para fundir essencialmente as duas peças de metal, muitas vezes adicionando "enchimento" à junta para atuar como agente de ligação. Outros métodos dependem da pressão para unir o metal e alguns usam uma combinação de calor e pressão. Ao contrário da soldagem, onde as peças metálicas unidas permanecem inalteradas, o processo de soldagem sempre altera o material a ser unido.
Isso pode parecer pouco importante, mas é crucial para entender por que a soldagem produz juntas tão fortes. Nos processos de soldagem e brasagem, duas peças de metal são unidas pela introdução de um terceiro material (com ponto de fusão mais baixo) na mistura. Adicionar esse terceiro material entre as superfícies das peças originais une as peças. A ligação, no entanto, é tão forte quanto o material de ligação. Já a soldagem elimina o intermediário e une as peças originais diretamente umas às outras. O resultado é uma ligação forte e coesa que muitas vezes é tão forte quanto o próprio material.
Neste artigo, veremos mais de perto exatamente como funciona a soldagem . Também examinaremos algumas das muitas situações em que a soldagem é usada,com a experiência e o equipamento necessários para fazer tudo acontecer. Mas antes de fazermos isso, vamos ver onde tudo começou.
Com todo o maquinário envolvido nos processos de soldagem, você pode pensar na soldagem como um processo relativamente novo. Na realidade, a soldagem existe há milhares de anos. Os primeiros exemplos de soldagem foram encontrados em locais que vão da Irlanda à Índia, alguns datando da Idade do Bronze. É claro que estas civilizações não tinham a grande quantidade de ferramentas e maquinaria a que os soldadores têm agora acesso. Como eles conseguiram soldar?
O processo que eles usaram é conhecido como forjamento. Para iniciar o processo, os ferreiros aqueciam o metal até que ficasse de cor vermelha brilhante (mas ainda não líquido). Os ferreiros colocavam então as duas peças, ligeiramente sobrepostas, na bigorna e rebitavam-nas. A rebitagem tem várias limitações. Apenas metais relativamente macios podem ser rebitados entre si e o processo é muito trabalhoso. Em locais sem energia elétrica, porém, o procedimento ainda é utilizado.
Forjar era a única possibilidade até o século XIX. No entanto, com o início da revolução industrial, inúmeras descobertas impulsionaram o desenvolvimento da soldagem. A pesquisa em eletricidade trouxe eletrodos e arcos elétricos. Tochas rudimentares foram desenvolvidas em meados do século. Ambas as descobertas influenciarão significativamente os métodos de soldagem do próximo século.
No final do século XIX, a soldagem estava se tornando a força motriz da manufatura. No entanto, os métodos desta época não eram perfeitos. A oxidação (processo de ligação do metal nas partículas de oxigênio na atmosfera) ocorreu durante o processo de soldagem e as juntas soldadas eram porosas e quebradiças. Essas soldas representam um sério risco para os trabalhadores. Por exemplo, durante o período de 1895 a 1905, caldeiras mal construídas explodiram diariamente, causando milhares de mortes. Havia claramente uma necessidade urgente de melhores métodos de soldagem. Abaixo, aprenderemos mais sobre os métodos novos e aprimorados, começando com uma análise mais detalhada das especificidades da arte.
Soldagem no mar e no espaço
Os soldadores mergulhadores consertam rotineiramente navios e plataformas de petróleo, geralmente usando soldagem a arco elétrico (negando o uso de chama). A soldagem no espaço está no outro extremo do espectro. O vácuo do espaço cria um ambiente de soldagem ideal porque não há gases para interagir com o ponto de soldagem.
A soldagem fora da atmosfera terrestre tornou possível a Estação Espacial Internacional.
Especificidades em soldagem 
Assim como o xadrez , a soldagem é fácil de aprender, mas difícil de dominar. Os soldadores profissionais têm um grande número de variáveis diferentes a serem consideradas ao realizar o trabalho. Não importa quão complicado seja o trabalho, apenas três coisas são necessárias para concluí-lo: equipamento de soldagem , material de soldagem e equipamento de segurança . Os equipamentos de soldagem mais básicos, para uso ocasional em uma oficina doméstica, podem ser encontrados por menos de 100 euros. É habitual que estes dispositivos sejam destinados à soldadura por arco eléctrico (REL) ou soldadura por eléctrodo. Muitas unidades possuem apenas um botão liga/desliga em termos de controles, o que as torna fáceis de operar. No entanto, alguns dispositivos (como os utilizados na soldagem a laser) são tão caros e complexos que são utilizados apenas em grandes indústrias. Em relação aos materiais, alguns são mais fáceis de soldar do que outros. O aço pode ser uma excelente escolha devido à sua resistência, disponibilidade e soldabilidade. Via de regra, quanto mais resistente for o aço, mais difícil será a soldagem. Conseqüentemente, diversas ligas de aço foram desenvolvidas por soldagem. É claro que quase qualquer metal pode ser soldado, incluindo ferro fundido, bronze, alumínio e até titânio, embora este último exija uma atmosfera altamente protegida porque o metal é altamente reativo. Independentemente do que você soldar, lembre-se:
segurança em primeiro lugar . Se você já viu soldagem pessoalmente, poderá testemunhar a luz ofuscante que o processo cria. Olhar diretamente para o local da soldagem sem proteção pode produzir uma inflamação dolorosa na córnea com uma sensação de areia no olho. Não é de admirar que uma boa máscara de soldagem seja um pré-requisito para qualquer equipamento de proteção. As máscaras de soldagem vêm em vários estilos. Os mais simples são aqueles que possuem um painel escurecido por onde o soldador olha durante a soldagem.Máscaras mais avançadas escurecem automaticamente à medida que o ponto de solda fica mais claro. Além do brilho ofuscante, a soldagem pode gerar temperaturas de até 5.500 graus Celsius e inúmeras faíscas, exigindo luvas e mangas compridas.
Por fim, a ventilação adequada é crucial, dependendo do método de soldagem. Os soldadores podem ser expostos a substâncias nocivas como chumbo, mercúrio e monóxido de carbono. As válvulas de ventilação podem evitar o acúmulo de vapores na área de trabalho.
Como funciona a soldagem
Estamos prontos para começar a soldar. A maioria das juntas soldadas hoje se enquadra em uma de duas categorias: soldagem a arco e soldagem a gás.
Soldagem a arco usa um arco elétrico para derreter os materiais de trabalho, bem como o material de enchimento para as juntas soldadas. A soldagem a arco envolve conectar um fio terra ao material de soldagem ou outra superfície metálica. O segundo fio é colocado sobre o material a ser soldado. Após o fio ser ligeiramente separado do material, um arco elétrico é criado. Parece quando você puxa os cabos de ignição da bateria. O arco então une as peças de trabalho com um material de enchimento que ajuda a mantê-las unidas.
Colocar o preenchimento na junta requer mão firme e atenção aos detalhes. À medida que a haste derrete, o soldador deve alimentar continuamente material adicional na junta usando movimentos pequenos e seguros. São esses movimentos que dão às soldas sua aparência especial. Mover-se muito rápido ou muito lentamente, ou manter o arco muito próximo ou muito longe do material pode criar soldas ruins.
Soldagem REL, soldagem com gás inerte (comumente conhecida como soldagem com gás inerte de metal ou MIG) e soldagem com gás de arco de tungstênio (geralmente chamada de soldagem com gás inerte de tungstênio ou TIG) são soldagem a arco.
Esses três métodos comuns têm suas vantagens e desvantagens. A soldagem com eletrodo, por exemplo, é barata e fácil de aprender. Também é mais lento e menos versátil do que alguns outros métodos. Por outro lado, a soldagem TIG é difícil de aprender e requer equipamento de soldagem especial. A soldagem TIG, entretanto, produz soldas de alta qualidade e pode soldar materiais que outros métodos não conseguem.
A soldagem a gás é outro método popular de soldagem. Este processo normalmente usa uma tocha de acetileno/oxigênio para derreter o material de trabalho e a haste de soldagem. O soldador controla a tocha e a haste simultaneamente, criando assim controle total sobre a solda. Embora a soldagem a gás seja menos comum na indústria, ela ainda é frequentemente usada para manutenção e reparos, bem como em esculturas (mais sobre isso mais tarde).
„ Soldagem Extrema“
Arcos elétricos e tochas incandescentes não são brincadeira de criança, mas existem maneiras mais extremas de soldar. A soldagem por explosão usa a pressão criada por uma explosão poderosa para unir metais. A soldagem por feixe de laser depende de lasers poderosos para fundir metais. A soldagem ultrassônica utiliza vibrações de alta frequência que fazem com que as moléculas metálicas ressoem e, assim, se unam.
É difícil encontrar uma boa solda
Podemos nos lembrar da história da soldagem e de que soldas frágeis e porosas causaram sérios problemas de segurança em aplicações industriais. Grande parte do problema com essas primeiras soldas decorre da oxidação. À medida que a ciência da soldagem avançou, também avançaram os métodos para proteger o local da soldagem do oxigênio. Na soldagem com eletrodo, por exemplo, o eletrodo é revestido com uma camada protetora. Esta proteção tem diversas finalidades, uma delas é criar uma proteção de gás para o ponto de soldagem. A soldagem MIG e TIG chegam ao ponto de utilizar tanques de gás que envolvem continuamente o ponto de soldagem em gases inertes. A proteção do ponto de soldagem contra a oxidação é essencial para a formação de uma solda forte.
O processo de preparação em si talvez seja igualmente importante para produzir soldas fortes. Garantir que os materiais de trabalho estejam livres de graxa, sujeira e poeira é apenas o primeiro passo para preparar adequadamente a junta soldada. Escolher o tipo certo de junta é crucial para uma solda de qualidade.
Após a soldagem, você pode verificar a qualidade da solda de diversas maneiras. Uma inspeção visual pode mostrar que o soldador estava trabalhando na velocidade ou amperagem errada, criando rachaduras e longas irregularidades. Os soldadores também podem controlar seu trabalho por meio de testes de partículas magnéticas, penetração de líquidos, testes ultrassônicos, inspeção por raios X, testes de pressão ou outros métodos. Testes destrutivos, que destroem a solda no processo de controle, também são frequentemente usados para determinar a qualidade da solda.Independentemente do teste utilizado, garantir que a solda seja forte e segura é uma etapa importante do processo.
Soldagem na indústria e na arte
A maioria dos trabalhos de soldagem está relacionada à produção nas indústrias. Indústria automotiva, construção naval, construção comercial, construção de pontes - a lista de trabalhos de soldagem é infinita.
Embora a maioria dos soldadores sejam homens, milhares de mulheres ganham a vida soldando. As soldadoras desempenharam papéis importantes na construção naval durante a Segunda Guerra Mundial.
Uma das aplicações mais interessantes da soldagem vem da comunidade artística. Alguns dos primeiros exemplos de soldagem foram obras de arte, como o pilar de ferro de Delhi, na Índia, e tigelas e tampas de ouro que datam de mais de 1.000 anos. Estruturas como os arcos de St. Louis Gateway (192 metros de altura e construído para durar 1.000 anos) e o Atomium de Bruxelas ilustram o quão longe a arte da soldagem chegou.
A tradição da soldagem artística permanece forte, pois a soldagem cria esculturas enormes que pesam várias toneladas. Embora os artistas representem apenas um pequeno segmento da indústria de soldagem, eles podem mostrar o potencial da soldagem para milhões de outras pessoas.
