|
Introdução:
A Soldagem de pinos em inglês
é designado por stud welding, trata-se de um processo de soldagem a
arco elétrico que une pinos ou peças semelhantes por aquecimento e fusão
do Metal Base e parte da ponta do pino, seguido de imediata pressão,
para melhor união e solidificação.
Energia elétrica e força são transmitidas através de um porta-pinos
num dispositivo de elevação, e protegidos por uma cerâmica, que tem
como função a proteção contra os respingos, contaminação atmosférica,
e conter o metal líquido, ver Figura SW 01.
Figura SW 01 - Dispositivo de
elevação e posicionador
O arco elétrico é obtido através da operação de toque e retração
de pino. Depois de um determinado tempo, onde o pino é submerso no
banho de fusão. O anel de cerâmica concentra o arco voltaico, protege
contra a atmosfera e limita o banho de fusão.
Durante a Soldagem, o anel de cerâmica e o pino são colocados
manualmente no equipamento apropriado conhecido como pistola para Stud e
o processo de solda é executado pelos comandos existentes.
O tempo de operação é da ordem dos milisegundos, é relativamente
curto se comparado com os processos a arco convencionais, devido o ciclo
de trabalho ser muito curto, temos uma ZTA ( Zona Termicamente Afetada )
muito estreita.
Solda-se em ciclos de 10 pinos/min. Sistemas automáticos soldam até 20
pinos/min, a Figura SW 02 ilustra a seqüência de soldagem
Figura SW 02 Seqüência
de soldagem
(1) O gatilho da pistola de
soldagem faz com que o pino encoste na peça a soldar, promovendo o
curto circuito.
(2) Imediatamente ocorre o
arco elétrico, fundido o parte do pino e a face do metal base.
(3) Aplica-se pressão ao
pino para promover a solidificação.
(4) Retira-se o porta pino (
pistola ), e a cerâmica.
Equipamentos:
A Pistola de soldagem tem
por finalidade segurar e movimentar o pino; contem um gatilho que libera
a corrente de Soldagem, a qual é transmitida para a ponta do pino, que
é uma espécie de encaixe, este encaixes podem ter diferentes geometria
e espessuras, compatíveis com o pino a fixar, a pistola também fornece
pressão e alivio ao sistema, através de uma mola controlada por uma válvula
solenóide.
As Unidades de controle são basicamente circuitos temporizadores para
aplicação do tempo de Soldagem e tempo de pressão, que são ligadas
as fontes e à pistola de soldagem, os controladores podem ser
integrados as fontes de energia ou separadas.
As Fontes de Energia empregadas no processo convencional são
semelhantes às usadas para o processo eletrodo revestido, tanto
geradores ou retificadores, com os pinos ligados ao polo positivo, é
recomendado utilizar fontes com potência acima de 400 Ampères e tensões
em vazio de no mínimo 70 Volts, caso haja a exigência de correntes
mais elevadas, pode-se ligar as fontes em paralelo, ou utilizar-se de
fontes desenvolvidas para goivagem a grafite, que normalmente são
projetadas para correntes de até 1600 Ampères, outra variante do
processo, utiliza-se uma fonte com descarga capacitiva, com capacitores
de alta capacidade.
Sistemas automáticos de alimentação, para alta produção podem ser
adaptados nas pistolas através de tubos flexíveis, onde a fonte de
energia para deslocamento dos pinos do reservatório ä pistola é o ar
comprimido, neste caso as cerâmicas de proteção não são usadas,
pois o diâmetro dos pinos e os tempos de soldagem são menores.
Um esquema de soldagem convencional é mostrado na Figura SW 03
Figura SW 03 equipamento
de soldagem por pinos
As fontes de descarga
capacitiva, são derivadas de um banco de capacitores, o processo segue
nos mesmos parâmetros do processo convencional como na Figura SW 04.
Figura SW 04 - Esquema de
ligação para soldagem com descarga capacitiva
Aplicações:
-
Caldeiraria, Fornos e
Chaminés, colocação de pinos em tubos de trocadores de calor e
fixação de ancoragens para isolamento;
-
Estruturas Metálicas e
em Concreto Armado, fixação de buchas e ancoramento de concreto.
-
Construção Elétrica,
substitui uniões roscadas complicadas e pequenas peças de fixação;
-
Construção Naval:
Fixadores para mantas isolantes e fixadores de cabos;
-
Indústria Automobilística,
por exemplo, fixação das armações, revestimentos, parafusos e
porcas.
Materiais:
Os pinos podem ser de aço
SAE 1030, em aço baixa liga com Cr Mo; pino de aço inox com alta liga;
pinos de alumínio 99,5 em ligas de alumínio (proteção da poça de
soldagem com gás argônio é necessário).
É possível solda dissimilar, geralmente com pinos de aço inoxidável
para ancoragem de refratário para válvulas siderúrgicas.
Tecnologia do Processo:
Pinos especiais podem ser
feitos com um ressalto em sua extremidade para facilitar a ignição do
arco, neste processo, as dimensões da ponta do pino determinam o
processo de solda. Por meio de uma descarga de condensadores (corrente
de até 8000 Ampères) surge imediatamente (dentro de 0,5 até 4 ms).
Ele é apropriado para pequenos esforços mecânicos, em chapas finas ou
com revestimento de material sintético de um lado
Também são feitos pinos com dimensões maiores com pontas em alumínio,
para melhor qualidade da solda, pois o alumínio tem a função de
desoxidar o banho de fusão, indicado principalmente para chapas com
oxidações e sujeiras, onde o esmerilhamento ou escovamento das áreas
é de difícil acesso, como por exemplo em soldas de campo.
Na soldagem convencional, as superfícies que estão em contato com o
pino, devem estar isentas de:
-
Óleo
-
Umidade
-
Sujeira
-
Carepa
O pino não poderá ser
soldado sobre superfícies pintadas e zincadas. As superfícies devem
ser limpas pelos métodos :
-
Escovamento
-
Lixamento
-
Decapagem
Tabela SW 01 - Parâmetros
de Soldagem por Descarga Capacitiva
|
Diâmetro do Pino (mm)
|
Corrente de Soldagem (A)
|
Tempo de Soldagem (ms)
|
Tempo de Aplicação da
Carga(ms)
|
|
3,0
|
300
|
13
|
50
|
|
4,0
|
400
|
16
|
50
|
|
5,0
|
500
|
20
|
50
|
|
6,0
|
600
|
24
|
50
|
|
8,0
|
800
|
32
|
50
|
Controle de Qualidade para pinos soldadores - Norma AWS D1.1:
Enumeramos os principais
itens para os testes de aceitação para pinos soldados.
· A propriedade mecânica
do pino através do ensaio de tração é opcional, devendo em caso
positivo, ser realizado com a seção integral do pino, como o
dispositivo de teste da Figura SW 05.
Figura SW 05 - Dispositivo
de teste de tração
As superfícies a serem
soldadas e a cerâmica, devem estar isentas de umidade :
Controle de produção:
Antes de uma série de peças
a serem soldadas na produção, realizar teste :
1. Soldar 2 pinos
2. Inspeção visual de 360ºC
3. Utilizar sempre chapa de teste
4. Pinos frios
5. Dobrá-los 30º com reação ao eixo principal
Figura 06 - Teste de Dobramento
do pino
Método :
-
Martelamento
-
Tubo
-
Visual
-
Não pode ocorrer falhas
Estando em conformidade com
as exigência já citadas anteriormente, liberar para produção.
O operador poderá ser qualificado de acordo com o teste de produção.
Critério de aceitação de ensaio visual de fusão do pino.:
A) Satisfatório
B) Pouca retração do pino
C) Retirada rápida da pistola
D) Falta de alinhamento
E) Baixa corrente
F) Alta corrente
Bibliografia:
Cursos de Especialização
para Engenheiros de Soldagem
Processos Especiais, 1995
Luiz Gimenes Jr. e Marcos Antonio Tremonti
AWS Welding Handbook Vol 2
Welding Process 1991
AWS D1.1-80 Stud Welding
item 7.1 a 7.8
|
