Histórico:

Durante a 1ª Guerra Mundial, era observado que partes metálicas de projéteis e de estilhaços quando colidiam com outras superfícies metálicas, em determinadas circunstâncias, eram soldadas.

Porém, este processo, foi relatado de forma científica somente em 1944, quando em um experimento foi observado que dois discos metálicos ligados a um detonador, após explosão, foram soldados no estado sólido e apresentaram uma interface ondulada.

Em 1957, obteve-se a soldagem por explosão de uma chapa de Alumínio a um perfil de aço.

Então, grande interesse foi despertado por este processo e muitos países começaram a pesquisá-lo e a encontrar muitas aplicações industriais para a soldagem por explosão.

Descrição:

A soldagem por explosão é um processo de soldagem no estado sólido que é obtido a partir da deformação plástica superficial dos metais ocorrida após colisão de uma peça acelerada, lançada em alta velocidade, contra outra através da detonação calculada de um explosivo.

Esta colisão é muito violenta e libera um jato metálico formado a partir do impacto pontual entre as partes que serão soldadas. Este jato limpa a face do metal retirando sua película superficial, ele faz uma espécie de decapagem, liberando-as de óxidos e impurezas. Naquele instante as superfícies novas são fortemente comprimidas, uma a outra, pela ação dos explosivos.

Fundamentos do processo:

Este processo nos oferece duas configurações básicas, sendo a primeira, com arranjo das placas em paralelo, produz um caldeamento constante, pois suas condições são alteradas ao longo da soldagem; enquanto a segunda, com arranjo utilizando um ângulo a pré-determinado entre as placas, produz um caldeamento não constante, pois suas condições são alteradas incessantemente até o término da soldagem.
Nas placas em paralelo o anglo a obtido na detonação é pequeno, então o fluxo do jato de metal é ininterrupto e a interface resultante é praticamente plana, por isto esta configuração é chamada de regime laminar, mostrada na Figura EW 01.

Figura EW 02- Processo por Explosão em Paralelo

Nas placas preparadas em ângulo pré-determinado, o fluxo do jato de metal líquido é interrompido a todo momento quando sofre uma mudança de direção e gira como um "rodamoinho", assim as ondas na interface vão sendo formadas ao longo do caldeamento nos pontos de colisão. Esta configuração é chamada de regime turbulento, mostrado na Figura EW 02 .

A alta velocidade do jato remove a película superficial da placa base e da placa superior que é levada ao ponto de contato, onde as ondas serão formadas como que rodamoinhos, a placa superior vai sendo lançada contra a placa base e a soldagem é obtida.

Figura EW 02 - Processo por Explosão em Ângulo

Explosivos:

Explosivos são produtos capazes de liberar, após sua detonação, energia potencial com instantânea liberação de gás que exerce alta pressão nas áreas vizinhas. Normalmente possuem baixa resistência a umidade e na detonação apresentam fumos com algum grau de toxicidade.

Aplicações:

As aplicações da soldagem por explosão variam de placas de grandes dimensões até pequenos componentes eletrônicos. Sua maior aplicação normalmente é para o "clad" para chapas de até 6 metros de comprimento. As maiores superfícies até agora soldadas por detonação têm até 40 m2.

Normalmente as placas superiores, de menor espessura, são utilizadas em lugares que necessitem de resistência à corrosão.

Este processo também é utilizado na fabricação de materiais compósitos, soldagens de tubos em espelho em trocadores de calor, chapas cladeadas para as indústrias química, petroquímica, alimentícia, Papel e Celulose; e em reatores nucleares.

Distingui-se principalmente ao revestimento de grandes superfícies: chapas inoxidáveis em chapas de aço carbono e Baixa liga; Níquel, Alumínio, Titânio, Tântalo sobre aço ou cobre com alumínio, porém todos os materiais acima descritos podem ser solados entre si.

Variáveis:

A velocidade de colisão, ângulo de colisão, quantidade e distribuição do explosivo são importantes variáveis deste processo e um dos fatores utilizados para definição destas variáveis é a espessura das placas envolvidas.

Vantagens:

* É rápido (se obtem uma junta em 10-6 seg)
* A camada de intermetálicos gerada é muito pequena
* Não é necessária rígida limpeza das superfícies (exceto a carepa em chapas de aço laminadas a quente)
* Não há necessidade de investimento com equipamentos

Desvantagens:

* Para aços Carbono e baixa liga as superfícies sofrem endurecimento, sendo necessário um alívio de tensões posterior.
* Há necessidade de se ter um local adequado e distante dos grandes centros para a execução do processo.
* é perigoso
Em todos os países, os explosivos tem transporte, mercado, uso e armazenamento controlado, o que dificulta a implantação do processo. No Brasil este controle é exercido pelas Forças Armadas.

Bibliografia:

Welding and Metal Fabrication - October 1969

ASM Handbook , vol 6 Welding, Soldering and Brazing.

Welding Handbook - AWS 8 edition Vol 2

Tecnologia de Soldagem
Coord. Paulo V. Marques

Soldadura & Construção Metálica - julho 1983
artigo: "Aspectos básicos da soldadura por explosão" de Jorge Paes Mamede e Orlando Correia de Matos.

Curso de Especialização para Engenheiros na Ärea de soldagem
Processos Especiais de Soldagem
FBTS - SENAI-RJ 1995
Luiz Gimenes jr. e Marcos Antonio Tremonti