A soldagem de fusão (denominada soldagem de fusão) é um processo que usa energia térmica (como energia elétrica, energia química etc.) para aquecer localmente e derreter duas peças de trabalho metálicas separadas e, com força e segurança, conectar -as a um todo através da combinação e difusão de átomos ou moléculas.
A soldagem de fusão é essencialmente semelhante à fundição de aço, alcançando seu processo através de estágios de fusão e cristalização. No entanto, do ponto de vista técnico, eles são bem diferentes. As características dos processos de soldagem são os seguintes:
1. A fonte de calor é móvel
Durante a soldagem, a fonte de calor (como um arco elétrico, chama a gás etc.) se move ao longo da articulação em uma certa direção de uma extremidade para a outra em um padrão regular. Devido à instabilidade da fonte de calor em movimento e à variabilidade dos parâmetros de soldagem, o controle da temperatura no pool fundido e a garantia da qualidade da solda são mais difíceis.
2. A fonte de calor é alta de temperatura e concentrada
A fonte de calor é comprimida em um volume muito pequeno devido à sua (como o diâmetro da haste de soldagem) ou fatores externos, e a temperatura correspondente também é muito alta. Por exemplo, a temperatura da chama da soldagem a gás é de cerca de 3000k; A temperatura da coluna ARC da soldagem elétrica é de 5000-8000 k; A temperatura da coluna do arco da soldagem de gás inerte de tungstênio é tão alta quanto mais de 10000k.
3. O volume de metal aquecido é pequeno
Durante a soldagem, a fonte de calor atua apenas em uma parte local da peça geral de trabalho de metal e a área aquecida é muito pequena. O tamanho do pool fundido é determinado pela área de seção transversal do material de soldagem e pela fonte de calor, geralmente apenas 2-10 centímetros cúbicos.
4. O tempo de fusão e solidificação é curto
Durante a soldagem, o tempo para cada ponto de solda derreter e, em seguida, resfriar e solidificar é muito curto, geralmente medido em minutos ou segundos.
5. Gradiente de alta temperatura
Sob a ação da fonte de calor, um ponto no metal soldado derrete e mais longe da fonte de calor, menor a temperatura do metal. Essa diferença de temperatura é chamada de gradiente de temperatura. O tamanho do gradiente de temperatura está relacionado à espessura da peça de trabalho soldada, à energia da linha de soldagem e à condutividade térmica do metal. Quanto mais espessa a peça de solda, maior a energia da linha e, pior, a condutividade térmica, maior o gradiente de temperatura.
6. Reações químicas desequilibradas
Durante o processo de soldagem, devido ao tempo curto de fusão e solidificação do metal fundido, as reações químicas entre metal, gás e escória não procederam totalmente antes da solidificação. O gás e a escória na solda não têm tempo para escapar e permanecem na solda como defeitos como poros e inclusões de escória. Ao mesmo tempo, alguns elementos químicos também são fixados antes que possam ser distribuídos uniformemente, levando à segregação.
7. Alterações na composição química e microestrutura
O pool de metal fundido e as gotículas de material de soldagem entram em contato com o ar circundante, e a evaporação e decomposição de óleo, ferrugem e tinta na superfície do metal, bem como ambientes úmidos, podem deixar gases nocivos como oxigênio, nitrogênio e hidrogênio na solda, formando vários defeitos. Ao mesmo tempo, a composição química do metal é gravemente queimada ou sofre migração e difusão sob altas temperaturas, causando desigualdade na composição química.
Sob a ação da fonte de calor, a microestrutura do metal também muda. Por exemplo, uma estrutura de fundição típica e grossa é um exemplo. Como a velocidade de solidificação do metal é muito rápida, as soldas com alta tendência a endurecer podem formar facilmente estruturas de extinção martensítica.
8. Alterações na microestrutura do metal base
O metal base próximo à piscina derretida, que não é derretida, passará por uma mudança em sua estrutura devido ao calor, e essa parte é chamada de zona afetada pelo calor. Para o aço carbono, essa zona contém inevitavelmente estruturas superaquecidas (como a estrutura de Widmanstätten). Para o aço de liga, é fácil formar estruturas de endurecimento.
Pode-se observar que, embora a soldagem de fusão tenha certas vantagens, devido às características técnicas acima mencionadas, traz uma série de dificuldades ao processo de soldagem. Portanto, é necessário atualizar e melhorar a partir dos aspectos de equipamentos, materiais de soldagem e tecnologia de processo para obter excelentes soldas.
Conclusão
A soldagem de fusão é um processo crítico em várias indústrias, utilizando energia térmica para derreter e ingressar em metais. É caracterizado por uma fonte de calor móvel, altas temperaturas, pequenos volumes aquecidos e tempos de fusão curtos, o que leva a desafios no controle de qualidade. Apesar disso, a soldagem de fusão é amplamente utilizada em indústrias aeroespacial, automotiva, de energia, construção de navios, construção e pesados por sua força e versatilidade. Também é essencial para unir metais diferentes e em eletrônicos e fabricação militar. À medida que a tecnologia avança, a soldagem de fusão se torna mais eficiente e ecológica, expandindo suas aplicações na produção moderna.
