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22-junho-2020

Como soldar alumínio? – Boas Práticas

Tecnologia, Soldadura

Com o aumento da procura de peças em alumínio, é expectável que aumenta a curiosidade sobre como automatizar operações de soldadura deste material. Seguem neste artigo algumas boa práticas desta técnica.

As aplicações de soldadura robotizada de alumínio estão a crescer: 

  1. Os clientes procuram fabricar peças mais leves e mais eficientes:
    - Por exemplo, fabricantes de camiões e cisternas procuram utilizar alumínio pois o peso da estrutura tem impacto direto nos consumos das viaturas.
    - Na sequência da pandemia COVID-19, muitas empresas estão a fabricar dispensadores de álcool desinfetante em alumínio, para ser mais leve para transportar e mais fácil de higienizar.
     
  2.  Avanços tecnológicos nas soluções robotizadas 
    - Tochas mais pequenas permitem aceder a chanfros anteriormente inacessíveis em geometrias mais complexas, 
    - Robôs industriais mais ligeiros, com maior capacidade de carga, permitem o uso de tecnologia adicional (como seguidores de junta) sem comprometer o tamanho do robôs, 
    - Melhores mecanismos de distribuição de gás e máquinas de soldar mais desenvolvidasm, permitem maior controlo sobre o processo de soldadura. 

Assim sendo, é expectável que aumente a curiosidade sobre como automatizar operações de soldadura de alumínio

Então, como começar?

Primeiro…Processo! Processo! Processo! 

A prioridade é decidir qual o processo a utilizar. Existem muitos, mas os mais comuns são MIG (GMAW) e TIG (GTAW).

  • Na maior parte das aplicações TIG, não se adiciona material à peça. Assim sendo, a utilização deste processo exige juntas muito precisas e uma alta repetibilidade de peça. Ou seja, todos os processos a montante da soldadura (corte, manipulação, entre outros) têm de estar muito afinados de maneira a garantir que as peças apresentem sempres as mesmas características antes de soldar. Isto é simples de compreender, mas difícil de implementar, pelo que, historicamente, integradores de sistemas robotizados tendem a evitar aplicações com TIG. No entanto, com a democratização de sistemas de corte laser fibra nos últimos anos, a repetibilidade das peças é cada vez mais fácil de atingir, pelo que a decisão entre MIG e TIG não é óbvia, pelo menos em termos de automação;
     
  • MIG tem adição de material. É adicionado continuamente um fio de soldadura pelo que existe uma alta propensão para a existência de projeções de soldadura, o que dá um aspeto menos “estético” ao acabamento. Porém, o facto de materiais com maiores espessuras serem mais difíceis de aquecer (de maneira a entrarem em fusão e poderem ser soldados), faz com que se utilize mais o processo MIG quanto maior for a espessura do material.   

Assumindo que vamos soldar MIG (processo mais comum no mercado), o que podemos fazer para otimizar a soldadura robotizada de alumínio?

  • Processo – Dual Pulse. Apesar de soldadura pulsada ser utilizada para soldar alumínio, esta variação do processo onde existe uma alternação entre alta e baixa corrente, permite que criar o aspeto de um cordão soldadura TIG (“moedas” sobrepostas) pois o alumínio tem uma solidificação mais rápida que o aço de carbono. Isto pode ser vantajoso para alguns clientes dado o aspeto estético mais apelativo da soldadura, mas para outros pode até provocar efeito adverso, visto que este tipo de acabamento tem maior potencial de acumular gorduras e resíduos ao longo do tempo, o que enfraquece a soldadura.   
  • Configuração de alimentação de fio - Push/Pull. Apesar de poderem existir alguns constrangimentos financeiros ou de processos a utilização de um sistema de alimentação de fio destes, este não deixa de ser o mais indicado para soldar alumínio. Garante o maior controlo possível sobre o início e o final da soldadura e também maior controlo sobre a alimentação continua do fio.  
  • Tocha - Refrigerada a água. Visto que o processo de soldadura de alumínio é pulsado, existe uma tendência para o aquecimento do fio o que pode provocar um inchaço no mesmo e que este fique colado no bico. Por esta razão, a utilização de uma tocha refrigerada pode ajudar com problemas de alimentação de fio. 
  • Bico de Contacto – ao contrário do que se utiliza para soldar aço de carbono, de maneira a melhorar a cobertura de gás, devemos utilizar um bico de contacto retraído se o acesso ao chanfro o permitir. 

Por últimos, algumas boas práticas:

  • Limpar o metal – remover óleos, pós e outros resíduos e humidade ajuda a obter bons resultados e baixar riscos de porosidade.
  • Remover camada de óxido de alumínio – o oxido de alumínio age como isolador ao alumínio dado o seu alto ponto de fusão e pode causar problemas no início do arco de soldadura. Serão necessárias altas temperaturas para soldar através da camada de óxido, o que levará a que o material arda até à base e que a soldadura apresente porosidade, visto que a camada de oxido também tende a reter humidade.
  • Armazenamento – manter o material em temperaturas estáveis ajuda a prevenir que a humidade do ar crie condensação no alumínio.
  • Verificar consumíveis – De maneira a reduzir porosidade, devem-se utilizar tubos novos e em boas condições e ter a certeza de que todas as conexões estão bem apertadas de maneira a estarem estanques. Também é importante utilizar roletos e bichas adequadas. Utilizar material de plástico quando soldamos alumínio ajuda a evitar desgaste no fio de alumínio e que resíduos entupam ou compliquem a alimentação de fio à tocha. 
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