Soldagem de Compósitos: 5 Processos

Este artigo lança luz sobre os cinco principais processos usados ​​para fabricar compósitos nos componentes desejados. Os processos são: 1. Solda por indução 2. Soldagem ultra-sônica 3. Soldagem a arco com tungstênio a gás (GTAW) 4. Solda por resistência 5. Colagem por fusão.

Processo # 1. Soldagem por Indução:

Neste processo, um núcleo indutor toroidal de ferida modificada, como mostrado na Fig. 22.24, é usado para transferir o fluxo magnético através do termoplástico para uma tela de aço-carbono colocada entre as duas peças a serem unidas. O espaço de ar no toróide direciona o fluxo magnético do toróide para a tela.

O espaço de ar do toróide é colocado em uma das superfícies de plástico em ambos os lados da tela para derreter e fluir para a tela e formar a articulação. O toróide é movido ao longo da costura na velocidade controlada para produzir uma solda. A potência necessária é de 25 - 100 W, que pode ser obtida pelo uso de uma bateria ou energia solar. Esse processo pode ser usado nas indústrias aeroespacial, automotiva, de móveis e de construção.

Processo # 2. Soldagem ultra-sônica:

Cabeças de solda ultrassônicas com sinal de potência de 20 KHz foram usadas para soldar feixes de termoplásticos compósitos leves (Gr-Ps) no ônibus espacial. A vibração do sonotrodo aquece rapidamente a resina termoplástica para o estado viscoso e fluídico e as peças são fixadas juntas para soldar - um ciclo de solda típico requer um segundo para excitação e meio segundo para resfriamento. O processo parece ter bons potenciais para uso futuro na soldagem de compósitos.

Processo nº 3. GTAW:

Este processo tem sido utilizado para soldagem de materiais compósitos como Ti-W e Ti-Gr, na configuração de ponta quadrada nos modos manual e mecanizado. No sistema de fibra Ti-Gr, o carboneto formado em torno de cada filamento de grafite, como resultado da fusão, leva ao aumento da resistência à tração na junta.

Os resultados mostraram que os compósitos B-A1 podem ser soldados sem danificar severamente os filamentos de boro. O metal de enchimento também pode ser adicionado para misturar com a matriz de alumínio para alterar significativamente a sua composição química. Para uma futura aplicação bem-sucedida de compostos GTAW a B-A1, é essencial encontrar meios de controlar produtos de reação durante a soldagem. O arco de plasma manual e o EBW não são muito bem sucedidos para unir os compósitos B-A1 por causa das excessivas reações metalúrgicas entre o A1 e o boro, que levam à baixa resistência da junta.

Tentativas também foram feitas para soldar compostos de Al-Gr por GTAW, mas resultou na formação de carbeto de Al na superfície das fibras.

Processo # 4. Soldagem por Resistência:

Os programas de solda por pontos de resistência foram desenvolvidos para a soldagem de compostos B-A1 com ajustes de corrente menores que aqueles usados ​​para A1, mas com aproximadamente o dobro da pressão do eletrodo para evitar a expulsão do material da matriz. No entanto, para a soldagem de costura, a pressão utilizada é menor para evitar a quebra do filamento.

O composto Gr-Ps também pode ser soldado com sucesso. Para um composto Gr-Ps a 36% em peso de polissulfona, a resistência da articulação atingida é de cerca de 8, 3 MPa.

Os compósitos Gr-A1 foram soldados com sucesso entre si e com outras ligas de Al usando folha de 0-0 08 mm de 88% A1 + 12% Si como material de enchimento.

Processo # 5. Fusão Bonding :

Algumas técnicas de ligação por fusão têm sido usadas com sucesso para unir estruturas termoplásticas reforçadas com fibras. Uma dessas técnicas empregou a colocação de fios de resistência na interface de ligação na qual o potencial desejado foi aplicado. O fio aquecido amoleceu a polissulfona reforçada com fibras que fundia e formava a junta. Numa outra abordagem, utilizou-se um crivo de malha de aço inoxidável de 80 malhas de resistência para afectar uma ligação sob uma pressão de cerca de 70 MPa.

A colagem por difusão também tem sido usada com sucesso para unir o B-Al a outras ligas de Al. Além disso, as pás do ventilador do motor de turbina da aeronave Ti-6A1-4V foram endurecidas localmente por colagem por difusão com um revestimento de composto Ti-6A1-4V-50B. As aplicações futuras da ligação por difusão incluem estruturas compostas (estruturas preenchidas, laminares, celulares e metálicas e / ou cerâmicas) e híbridas.

Soldagem de cerâmica está se tornando um campo fascinante, pois tem vastos potenciais para uso futuro. Além do método de compactação isostática para formar cerâmicas, a soldagem por fricção também tem sido usada com sucesso para unir metais e cerâmicas.