Soldagem por explosão

SOLDAGEM POR EXPLOSÃO

1Faculdade de Tecnologia SENAI Cimatec, Discente  

2Faculdade de Tecnologia SENAI Cimatec, Professor

Resumo: A soldagem por explosão é um processo que utiliza a energia de detonação de uma carga explosiva a qual é controlada para promover a união de peças metálicas, sem adição de metal. Uma das peças (ou ambas) é lançada ao encontro de outra pela explosão e, durante a colisão, desenvolve-se intensa deformação plástica superficial, capaz de provocar a expulsão de contaminações superficiais, promovendo a união entre as peças. O processo e extremamente rápido (alta velocidade de impacto) e se desenvolve à temperatura ambiente . As superfícies sobrepostas são aquecidas pela energia de colisão, não fundindo. A soldagem por explosão pode ser usada em praticamente todos metais dúcteis, com alongamento superior a 5%, ou resistência ao impacto no Ensaio Charpy superior a 13,6 J, à temperatura ambiente.

Palavras-chave:  Explosão, Soldagem, Detonação.  

1. INTRODUÇÃO

Datando- se o uso de métodos percussores da soldagem atual como a brasagem e a soldagem por forjamento de alguns metais por volta de 4000 a. C., conota-se por quantos foram os anos pelos quais a mesma evoluiu e assim agregou novos processos para a sua obtenção. (Marques, 2007)

Neste cenário, entre milênios de evolução alicerçados também em momentos históricos da humanidade, surgem durante a Segunda Guerra Mundial as primeira observações que levaram à elaboração de um novo método para a união de metais, a soldagem por  explosão. (ASM Committee, 1993)

 Tais observações constataram que durante o lançamento de balas pelos canhões, o processo de ignição para a explosão impulsionadora levavam o metal de composição das balas e o metal de composição dos canos de lançamento à uma elevada temperatura e deformação plástica, o que determinava uma junção entre ambos. As balas não eram disparadas pois, ficavam presas pela junção ocasionando a explosão dos canhões. (ASM Committee, 1993)

A soldagem por explosão é um processo que utiliza a energia de detonação de uma carga explosiva a qual é controlada para promover a união de peças metálicas, sem adição de metal. Uma das peças (ou ambas) é lançada ao encontro de outra pela explosão e, durante a colisão, desenvolve-se intensa deformação plástica superficial, capaz de provocar a expulsão de contaminações superficiais promovendo a união entre as peça. O resultado é uma ligação de metalúrgica de alta pureza e resistência. (UFMG, 2007)  

1. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 

2.1 Fundamentos do processo

2.1.1 Descrição

O processo básico consiste em acelerar uma chapa de metal contra outra afim de, originar a solda entre elas. As chapas são colocadas uma sobre a outra com um espaçamento entre ambas. Essas são classificadas como Metal de Revestimento e Metal de Base. Na parte superior da chapa de revestimento são colocados explosivos. (Marques, 2007)

A aceleração é conseguida através da detonação dos explosivos, que quando acontece faz com que a explosão corra progressivamente sobre a superfície, colocando os materiais a uma velocidade que produz adesão metálica entre eles após a colisão. (UFMG, 2007) O sistema é exemplificado na Figura 1.

[pic 1]

Figura 1 – Aceleração progressiva durante detonação. Fonte: www.cecal.com.br 

Sendo o método um processo realizado a alta velocidade, há um rápido aquecimento entre as chapas durante a colisão o qual não possibilita geração de ZTA (Zona Termicamente Fundida). Durante a colisão desenvolve-se intensa deformação plástica superficial que gera um jato capaz de expulsar contaminações que possam estar presentes nas superfícies das chapas.

A velocidade de detonação conseguida é também resultado do posicionamento entre as chapas, usualmente o melhor posicionamento para o metal de revestimento é em paralelo ao metal de base mas, em alguns casos especiais ele pode ser utilizado com um ângulo de inclinação . (Marques, 2007). A figura 2 exemplifica os posicionamentos.

 

   (a)  [pic 2]          (b)    [pic 3]                                                   

Figura 2 – Posicinamento de chapas para soldagem a explosão, (a) soldagem em paralelo, (b) soldagem em ângulo. Fonte: Infosolda

 Todavia, faz-se necessário citar que é preciso cuidado com a angulação das chapas. Uma distância angular muito grande pode ocasionar no momento da colisão uma desarticulação das chapas podendo haver um choque de intensidade elevada entre pontos não superficiais como as “quinas” das mesmas acarretando trincas no metal de base. (www.contraltube.com)

O metal de base permanece estacionário enquanto o metal de revestimento é soldado ele. O mesmo pode ser suportado por uma base ou matriz. Executando a análise de solda constatamos ondulações nas interfaces entre os metais soldados, o que traduz um comportamento de fluidificação que ocorre com os metais no momento da colisão. (Marques, 2007). A figura 3 demonstra o caso.  

[pic 4]

                     

Figura 3 – Ondulações nas interfaces dos metais soldados. Fonte: Marques, 2007

2.1.2 Combinação de Metais 

Com a soldagem por explosão são produzidas chapas e outras peças bimetálicas e até trimetálicas, com concepção para usos específicos nos quais é priorizado o maior aproveitamento das melhores qualidades de cada um dos materiais soldados. . (www.cecal.com.br)

Exemplificando, é possível aliar a alta resistência do aço com o baixo coeficiente de atrito do latão, ou obter chapas de grande espessura com corpo em aço carbono e uma face revestida com aço inoxidável. A soldagem por explosão ultrapassa fronteiras inerentes aos processos convencionais pois, possibilita algumas uniões que não são obtidas com os mesmos como entre o alumínio e o aço ou entre o alumínio e o cobre. (www.cecal.com.br)