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A soldagem de metal é uma técnica chave de fabricação industrialque usa calor e pressão para unir com segurança duas ou mais peças metálicas separadas. Este processo não é apenas adequado para a conexão de vários materiais de aço, mas também pode resolver os problemas de conexão de metais não ferrosos, como alumínio e cobre, e materiais metálicos especiais, como titânio e zircônio. A tecnologia de soldagem é amplamente utilizada em muitos campos, como fabricação de máquinas, construção naval, desenvolvimento oceânico, fabricação de automóveis, indústria petroquímica, tecnologia aeroespacial, energia atômica, eletricidade, tecnologia eletrônica e construção. Este artigo analisará em profundidadeComo funciona a soldagem de metale sua aplicação em diferentes métodos de soldagem.

Como funciona a soldagem de metal?

OPrincípio de funcionamento da soldagem de metalconsiste principalmente em combinar dois objetos metálicos separados (mesmo metal ou metal diferente) a nível atómico ou molecular através de meios adequados, tais como aquecimento, pressão ou uma combinação dos dois, ligando-os assim num só corpo.
Esse processo geralmente inclui as seguintes etapas:

• Aquecimento:Quandoa soldagem começa, uma fonte de calor precisa ser usada para aquecer o metal na solda. A fonte de calor pode ser um arco, laser, resistor, feixe de elétrons ou combustão de combustível.
• Fusão:Sob a ação da fonte de calor, o metal na solda atinge a temperatura de fusão e forma uma poça de fusão. Os átomos de metal na poça de fusão perdem sua força de ligação e podem se mover livremente.
• Resfriamento e solidificação:A poça derretida se solidifica gradualmente à medida que esfria, formando uma ligação de metal sólido. Durante o processo de solidificação, os átomos de metal na poça de fusão se reorganizam para formar uma estrutura cristalina.
• Ligação intermetálica:Através do processo de aquecimento, fusão e resfriamento, os átomos de metal na parte de soldagem se difundem e se combinam para formar uma forte conexão.

Quais são as principais etapas da soldagem de metais?

OPrincipais etapas na soldagem de metaisincluem a preparação da superfície metálica, selecionando oMétodo de soldagem apropriado, aquecendo e derretendo a peça de metal e resfriando e finalizando a solda. Aqui está uma explicação detalhada dessas etapas:

1. Prepare a superfície metálica para soldagem:
Esta etapa é uma preparação crítica antes da soldagem e envolve a limpeza da superfície do metal para remover graxa, sujeira, óxidos e outras impurezas para garantir que a área de solda esteja limpa e livre de sujeira. Ao mesmo tempo, o tamanho e a forma das juntas soldadas precisam ser verificados e aparados, se necessário, para garantir uma soldagem suave.

2. Escolha o método de soldagem apropriado:
Escolha o método de soldagem mais adequadocom base em fatores como tipo, espessura, requisitos de resistência do metal a ser soldado e a forma e localização da junta soldada. Os métodos comuns de soldagem incluem soldagem a arco, soldagem por resistência, soldagem a laser, etc. Cada método tem suas vantagens exclusivas e escopo de aplicação.

3. Aqueça e derreta a peça de metal:
Usando um método de soldagem selecionado, a área de solda é aquecida para levar o metal a um estado fundido. Durante o processo de aquecimento, os parâmetros de soldagem, como corrente de soldagem, tensão, velocidade de soldagem, etc., precisam ser rigorosamente controlados para garantir que o metal na área de solda possa ser derretido uniformemente e formar uma boa poça de fusão.

4. Esfrie e termine a solda:
Depoisa soldagem está concluída, deixe a solda esfriar naturalmente ou tome medidas de resfriamento apropriadas para evitar rachaduras ou deformação da solda. Após o resfriamento, a solda é limpa para remover escória de soldagem e impurezas. Retificação, polimento e outros tratamentos de acabamento são realizados nas soldas conforme necessário para melhorar a qualidade da aparência e o desempenho das soldas.

Quais são os diferentes tipos de processos de soldagem?

Oprocesso de soldagemé uma tecnologia que combina duas ou mais peças demateriais metálicospara obter ligação atômica por aquecimento, pressurização ou ambos. Aqui estão alguns dos principais métodos de soldagem:

Soldagem a arco:

1. Princípio:Usa um arco elétrico para derreter e fundir metais. O arco é um fenômeno de descarga de gás forte e duradouro. Existe uma certa tensão entre os eletrodos positivo e negativo, e o meio gasoso entre os dois eletrodos deve estar em estado ionizado. Quando um arco de soldagem é aceso, dois eletrodos (um pólo para a peça de trabalho e o outro pólo para o fio de enchimento ou haste de solda) são geralmente conectados à fonte de alimentação, brevemente contatados e separados rapidamente. Quando os dois pólos entram em contato um com o outro, ocorre um curto-circuito e um arco é formado.
2. Características:Oequipamento de soldagem a arcoé leve e flexível no transporte e pode ser usado para operações de soldagem em qualquer lugar onde haja uma fonte de energia. Existem vários métodos de soldagem a arco, incluindo soldagem a arco manual, soldagem a arco submerso, etc. A soldagem a arco manual pode realizar soldagem em várias posições, como soldagem plana, soldagem vertical, soldagem horizontal e soldagem aérea; A soldagem a arco submerso é adequada principalmente para posições de soldagem plana e, devido à sua grande profundidade de penetração, alta produtividade e alto grau de operação mecanizada, a soldagem a arco submerso pode, portanto, é adequada para soldar soldas longas de estruturas de chapas médias e grossas.

Soldagem MIG (soldagem a gás inerte derretido):

1. Princípio:Anométodo de soldagem a arcoque usa um eletrodo de fusão e um gás externo (como argônio ou hélio) como meio de arco para proteger as gotículas de metal, a poça de soldagem e o metal de alta temperatura na zona de soldagem.
2. Características:A soldagem MIG é um processo de alimentação de arame mais rápido, adequado para grandes projetos. Pode soldar quase todos os metais, especialmente adequados para soldagem de alumínio e ligas de alumínio, cobre e ligas de cobre, aço inoxidável e outros materiais. Quase não há perda por oxidação e queima durante o processo de soldagem, apenas uma pequena quantidade de perda por evaporação, e o processo metalúrgico é relativamente simples. Ao mesmo tempo,Soldagem MIGnão usa eletrodos de tungstênio e o custo é menor do que a soldagem TIG.

Soldagem TIG (soldagem a arco de tungstênio):

1. Princípio:O arco entre o eletrodo de tungstênio e a peça de trabalho é usado para derreter o metal para formar uma solda. O eletrodo de tungstênio não derrete durante o processo de soldagem e funciona apenas como um eletrodo. Ao mesmo tempo, o gás argônio ou hélio é alimentado no bico da tocha de soldagem para proteção.
2. Características:Soldagem TIGpode fornecer alta precisão para metais finos ou complexos. É um excelente método para unir chapas finas e soldagem de subjacês devido ao bom controle sobre a entrada de calor. Este método pode ser usado para unir quase todos os metais e é especialmente adequado para soldar alumínio, magnésio, metais que podem formar óxidos refratários e metais ativos como titânio e zircônio. A qualidade da solda é alta, mas a velocidade de soldagem é relativamente lenta.

Soldadura de ponto:

1. Princípio:A soldagem a ponto é um tipo de soldagem por resistência. O eletrodo aplica pressão na peça de trabalho e a energiza, fazendo com que o metal no ponto de contato derreta para formar uma junta de solda.
2. Características:A soldagem a ponto é usada principalmente para componentes de chapas finas estampadas e laminadas que podem ser sobrepostas, as juntas não precisam ser herméticas e a espessura é inferior a 3 mm. É amplamente utilizado dentroFabricação de chapas metálicas, fabricação de automóveis e outros campos.

O que acontece quando o metal é soldado?

Quandometal é soldado, ocorre uma série de processos complexos, incluindo mudanças físicas e químicas. A seguir estão os principais fenômenos e mudanças que ocorrem durante a soldagem de metais:

Mudanças físicas

• Fusão de metal: Sob a ação da fonte de calor de soldagem, o metal na área de solda é aquecido acima do ponto de fusão, resultando em fusão. O metal fundido forma uma poça fundida, que estabelece as bases para o resfriamento e solidificação subsequentes e a formação de soldas.
• Evaporação e respingos de metal: Em altas temperaturas, alguns metais evaporam para formar vapor de metal. Em alguns métodos de soldagem, como soldagem blindada a gás, o metal pode respingar devido à ação do arco.
• Expansão térmica e contração do metal: Durante oprocesso de soldagem, o metal se expande quando aquecido e encolhe quando resfriado. Essa expansão e contração térmica podem causar deformação e tensão residual na área de solda.
• Resfriamento e solidificação da solda: Depois que a fonte de calor sai, a poça de fusão começa a esfriar e se solidifica gradualmente. Durante a solidificação, os átomos de metal se reorganizam para formar uma nova estrutura cristalina.

Mudanças químicas

• Oxidação de metais:Em altas temperaturas, os metais reagem com o oxigênio do ar para formar óxidos metálicos. Esses óxidos podem afetar a qualidade e o desempenho da solda.
• Nitridutação de metais:Se o nitrogênio estiver presente no ambiente de soldagem, o metal também pode reagir com o nitrogênio para formar nitretos metálicos.
• Liga de solda:Os elementos de liga no material de enchimento ou metal base adicionado podem ser redistribuídos ou sofrer reações químicas durante o processo de soldagem, afetando assim a composição da liga e as propriedades da solda.
• Absorção de gás e precipitação na solda:Durante o processo de soldagem, a solda pode absorver alguns gases (como hidrogênio, nitrogênio, etc.). Esses gases podem precipitar durante oProcesso de resfriamentoda solda, formando defeitos como poros.

Que equipamento é usado na soldagem de metais?

OEquipamento necessário para soldagem de metalincluem principalmente máquinas de solda, eletrodos, braçadeiras de soldagem, materiais de enchimento, etc.

1. Máquina de solda

Omáquina de soldaé o equipamento principal para soldagem de metal e é usado para converter energia elétrica em energia térmica necessária para a soldagem. Os tipos comuns de soldadores incluem:

• Máquina de solda: Uma fonte de energia de soldagem usada para converter corrente alternada em baixa tensão e alta corrente. É um equipamento essencial nas operações de soldagem.
• Máquina de solda a laser: Usando o feixe de laser como fonte de calor para soldagem, tem as vantagens de alta precisão, alta eficiência e pequena zona afetada pelo calor.
• Máquina de solda ultrassônica: A energia gerada pelas vibrações ultrassônicas derrete e une metais,adequado para soldar alguns materiais específicos.

2. Eletrodo

Os eletrodos desempenham o papel de transmitir corrente, derreter metal e formar soldas durante o processo de soldagem. Dependendo do método de soldagem, a forma do eletrodo também é diferente:

• Haste de solda:Na soldagem elétrica, a haste de solda atua como um eletrodo e consiste em um núcleo de metal e um revestimento. Quando a haste de solda entra em contato com a soldagem e é energizada, a haste de solda derrete e forma uma solda com a soldagem.
• Eletrodos de pistola de soldagem:Na soldagem a gás ou em alguns métodos especiais de soldagem, a pistola de soldagem pode conter eletrodos para gerar e manter um arco ou chama.
• Eletrodo de solda por resistência:Na soldagem por resistência, o eletrodo é usado para prender a soldagem e passar corrente elétrica, de modo que a soldagem derreta e se junte sob a ação do calor de resistência. Esses eletrodos são geralmente feitos de materiais como cobre, cromo, zircônio e cobre, resistentes a altas temperaturas e com boa condutividade elétrica.

3. Braçadeira de soldagem

Obraçadeira de soldagemé uma ferramenta usada para segurar a haste de solda e transmitir a corrente de soldagem durante as operações de soldagem. Ele não apenas garante que o soldador possa controlar o eletrodo de forma estável durante o processo de soldagem, mas também protege as mãos do soldador da alta temperatura e da luz do arco até certo ponto. Portanto, uma braçadeira de soldagem também pode ser considerada um tipo de equipamento de segurança.

4. Materiais de enchimento

Em alguns métodos de soldagem, a fim de aumentar a resistência e a vedação da solda, materiais de enchimento precisam ser usados:

• Fio de solda:Em métodos de soldagem, como soldagem blindada a gás e soldagem a arco de tungstênio a gás, o fio de solda é alimentado na solda como um material de enchimento e forma uma solda junto com o metal base fundido.
• Solda:Em métodos de soldagem de baixa temperatura, como soldagem, a solda é usada para preencher a solda e unir as peças metálicas. A solda é geralmente feita de ligas metálicas com baixos pontos de fusão, como ligas de estanho-chumbo.

Quais são os materiais comuns usados na soldagem de metais?

Existem muitosmateriais comumente usados na soldagem de metais. A seguir estão alguns materiais metálicos comuns e suas aplicações na soldagem:

1 Aço:

• Aço macio:tem boa soldabilidade e é frequentemente usado para fabricar várias peças e componentes estruturais.
  Aço carbono médio: como o aço 45, que possui boas propriedades mecânicas abrangentes e é frequentemente usado para fabricar peças móveis de alta resistência, como impulsores de turbinas, pistões de compressores, etc.
• Liga de aço:como 40Cr, que tem boas propriedades mecânicas abrangentes após têmpera e revenimento. É frequentemente usado para fabricar peças de média velocidade e carga média, como engrenagens de máquinas-ferramenta, eixos, etc. O aço do molde também é umTipo de liga de açoe é frequentemente usado para fabricar vários moldes.

2. Alumínio e ligas de alumínio:

As ligas de alumínio são levese resistentes à corrosão e são amplamente utilizados nas indústrias aeroespacial, automotiva, de equipamentos eletrônicos e de eletrodomésticos. A soldagem a laser de ligas de alumínio pode produzir estruturas soldadas com resistência extremamente alta e sem risco de poros ou rachaduras.

Aço inoxidávelInclui aço inoxidável austenítico, aço inoxidável ferrítico e aço inoxidável martensítico. O aço inoxidável austenítico tem bom desempenho de soldagem, o aço inoxidável ferrítico tem forte tenacidade e o aço inoxidável martensítico tem efeito de soldagem insatisfatório, mas de baixo custo. O aço inoxidável é comumente usado nas indústrias alimentícia e médica devido às suas propriedades higiênicas.

4. Cobre e ligas de cobre:

O cobre e suas ligas possuem alta condutividade elétrica, condutividade térmica e resistência. A soldagem a laser pode soldar materiais de cobre de forma rápida e eficiente e pode ser usada para fabricar peças estruturais complexas e componentes eletrônicos.Cobre e ligas de cobretambém são comumente usados em aplicações elétricas e decorativas.

5. Ferro fundido:
Emboraferro fundidotem baixa soldabilidade, ainda pode ser usado para reparar algumas peças importantes de ferro fundido após processos adequados de reparo de soldagem, como pré-aquecimento e seleção de hastes de solda apropriadas.

6. Outros metais não ferrosos:
Como titânio, níquel, estanho, cromo, nióbio, ouro, prata e outros metais e suas ligas. Esses metais apresentam diferentes características de soldagem na soldagem a laser ou outros métodos de soldagem e podem ser selecionados de acordo com necessidades específicas.

liga 7.Special:
Como ligas à base de níquel, ligas à base de cobalto, etc. Essas ligas têm propriedades físicas e químicas especiais e são frequentemente usadas para soldagem em ambientes agressivos, como alta temperatura, alta pressão e corrosão.

Quais são as vantagens e desvantagens da soldagem de metais?

Como uma importante tecnologia de união, a soldagem de metais tem uma série de vantagens e desvantagens. A tabela a seguir é uma visão geral detalhada doVantagens e desvantagens da soldagem de metal:

Vantagens	Desvantagens
Conexão de alta resistência	Fácil de deformar
Boa vedação	Desempenho reduzido da zona afetada pelo calor
Adaptável	Requisitos de alta habilidade para operadores
Custo-beneficio	Grande investimento em equipamentos
Conexão permanente	Alto consumo de energia
Flexibilidade de design	Fumaça e poluição de soldagem
Automação e mecanização	Propenso a rachaduras
Leve	Porosidade e inclusões

Quais são as aplicações da soldagem de metais?

A soldagem de metal tem uma ampla gama de aplicaçõesem muitos campos. Aqui estão algumas das principais áreas de aplicação:

1. Campo aeroespacial:

A soldagem de metais é vital na indústria aeroespaciale é usado para fabricar e reparar várias peças metálicas, como fuselagens de aeronaves, asas, motores, tanques de combustível, etc. Essas peças requerem alta resistência, alta resistência à corrosão, alta durabilidade e resistência a altas temperaturas, e a tecnologia de soldagem de metal pode atender a esses requisitos.

2. Campo de construção:

No campo da construção,a soldadura do metal é amplamente utilizada na fabricaçãode estruturas estruturais de grandes edifícios, pontes, túneis, estações de metrô e outras estruturas. A soldagem de metal oferece alta resistência, precisão e durabilidade, reduzindo os custos de produção e aumentando a produtividade.

3. Campo da fabricação do automóvel:

Fabricação automotivaé outra área de aplicação importante para soldagem de metais. Componentes como chassi de automóvel, carroceria, tubo de escape, sistema de combustível e motor requerem tecnologia de soldagem para serem fabricados e reparados. A soldagem de metal aumenta a durabilidade dos componentes automotivos e melhora o desempenho e a segurança do veículo.

4. Campo eletrônico:

No campo da eletrônica,A soldagem de metal é usada na produção e reparo de vários dispositivos eletrônicos, como placas de circuito impresso, dispositivos embalados, dispositivos térmicos, etc. A soldagem de metais permite alta precisão, confiabilidade e durabilidade, melhorando o desempenho e a vida útil dos dispositivos eletrônicos.

5. Indústria de energia:

No setor de energia,A soldagem de metal é usada para soldar oleodutos e gasodutos, equipamentos de usinas de energia, componentes de usinas nucleares e outras instalações importantes para garantir o funcionamento normal e a segurança das instalações de energia.

6. Fabricação:

Na indústria de manufatura mais ampla, a soldagem de metal é usada para produzir uma variedade de produtos de metal, como máquinas e equipamentos, navios, etc. Ele funciona unindo peças metálicas para formar um produto acabado com a resistência e funcionalidade necessárias.

Perguntas frequentes

1. Como o metal é soldado?

A soldagem de metal é feita aquecendo o metal até um estado fundido (ou em alguns métodos de soldagem, como soldagem por pressão, o metal não é completamente derretido, mas deformado plasticamente) e, em seguida, resfriado e solidificado para criar uma força de ligação entre os átomos de metal, unindo assim duas ou mais peças. O processo de unir peças de metal.

2. Como exatamente funciona a soldagem?

O princípio básico da soldagem é usar uma fonte de calor para aquecer o metal a ser soldado a uma temperatura apropriada, fazendo com que o metal derreta (ou sofra deformação plástica durante a soldagem por pressão) e, em seguida, solidifique através do resfriamento. Os átomos de metal são reorganizados e firmemente combinados para formar uma solda. A fonte de calor pode ser um arco, chama, laser, feixe de elétrons, etc., dependendo do método de soldagem.

3. O que acontece quando o metal é soldado?

Durante o processo de soldagem do metal, os principais fenômenos que ocorrerão são: o metal é aquecido até o estado fundido, formando uma poça de fusão. O metal na poça fundida reage com oxigênio, nitrogênio, etc. no ar para gerar impurezas como óxidos e nitretos. Ao mesmo tempo, o metal na poça fundida pode sofrer reações metalúrgicas com os elementos de liga nos materiais de soldagem, alterando a composição química e as propriedades do metal. Durante o processo de soldagem, geralmente é necessário fornecer proteção contra gás inerte ou gás ativo para evitar que oxigênio, nitrogênio e outras impurezas do ar entrem na poça de fusão e afetem a qualidade da solda. À medida que a fonte de calor é removida, a poça de fusão começa a esfriar e solidificar gradualmente. Durante o processo de resfriamento, as forças de ligação são geradas entre os átomos de metal para formar uma solda.

4. Como você solda metal passo a passo?

O processo passo a passo de soldagem de metal geralmente inclui: (1) Trabalho de preparação: selecione métodos e equipamentos de soldagem apropriados, prepare o metal a ser soldado e os materiais de soldagem (como eletrodos, fios, fluxo, etc.) e execute o tratamento de superfície no metal a ser soldado para remover manchas de óleo e ferrugem e outras impurezas. (2)Pré-aquecimento: Dependendo do tipo de metal e método de soldagem, pode ser necessário pré-aquecer o metal a ser soldado para reduzir o estresse de soldagem e rachaduras. (3) Posicionamento e fixação: Posicione e prenda com precisão o metal a ser soldado para garantir que o metal não se mova ou se deforme durante o processo de soldagem. (4) Operação de soldagem: acenda a fonte de calor, ajuste os parâmetros de soldagem (como corrente, tensão, velocidade de soldagem, etc.), derreta o material de soldagem e forme uma poça de fusão com o metal a ser soldado. Controle o tamanho, a forma e a temperatura da poça de fusão para garantir a qualidade da solda.(5)Resfriamento e inspeção da solda: Após a conclusão da soldagem, deixe a solda esfriar até a temperatura ambiente naturalmente. Realize inspeção visual e testes não destrutivos necessários (como testes de raios-X, testes ultrassônicos, etc.) nas soldas para garantir que a qualidade das soldas atenda aos requisitos. (6) Processamento de acompanhamento: Conforme necessário, as soldas são retificadas e polidas para melhorar sua qualidade de aparência e resistência à corrosão.

Resumo

A soldagem de metais é um processo antigo e sofisticado que desempenha um papel vital na indústria moderna. Ele usa calor e pressão para conectar firmemente peças metálicas díspares, dando durabilidade a inúmeras estruturas e equipamentos. Através da compreensão profunda do básicoPrincípios de soldageme os princípios de funcionamento de diferentes métodos de soldagem, podemos dominar melhor essa tecnologia e otimizar e melhorar continuamente a qualidade da soldagem em aplicações práticas.

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