Já se perguntou como é que partículas minúsculas podem fazer ou desfazer os seus dispositivos electrónicos? Neste artigo, exploramos o fascinante mundo do fluxo de soldadura, o herói não celebrado da soldadura e da soldadura. Saiba como este material crucial garante soldaduras fortes e limpas e o que isso significa para a qualidade dos seus aparelhos electrónicos. Prepare-se para mergulhar na ciência por detrás das ligações sem falhas!
O fluxo de soldadura é um material auxiliar crucial no processo de soldadura, composto principalmente por compostos químicos complexos concebidos para melhorar a qualidade da soldadura e proteger a poça de fusão. Quando aquecida durante a soldadura, esta substância granular funde-se para formar escória protetora e gases de proteção, desempenhando um papel vital no tratamento metalúrgico e na integridade da soldadura.
A composição do fluxo de soldadura varia em função da aplicação específica da soldadura, mas inclui normalmente uma mistura de minerais, silicatos, carbonatos, fluoretos e desoxidantes. Em algumas aplicações, como a montagem de componentes electrónicos, o fluxo pode conter colofónia ou outros compostos orgânicos. Esta mistura cuidadosamente formulada serve múltiplas funções críticas:
A qualidade e a composição do fluxo têm um impacto direto na integridade da soldadura, na resistência à corrosão e no desempenho geral do produto. Na montagem eletrónica, onde a precisão e a limpeza são primordiais, são frequentemente utilizados fluxos especializados com baixo teor de resíduos ou sem limpeza para minimizar os requisitos de limpeza pós-soldadura, garantindo ao mesmo tempo juntas de solda de alta qualidade.
A seleção e aplicação adequadas do fluxo de soldadura, adaptadas aos materiais de base específicos, ao processo de soldadura e aos requisitos de utilização final, são essenciais para obter uma qualidade de soldadura óptima e cumprir as rigorosas normas da indústria.
O fluxo de soldadura é composto por uma mistura de minerais, incluindo mármore, quartzo, fluorite e outros, bem como produtos químicos como titânio dióxido de carbono e celulose.
A principal aplicação do fluxo de soldadura é na soldadura por arco submerso e na soldadura por escória eléctrica.
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Nas últimas décadas, no processo de soldadura da produção de produtos electrónicos, são frequentemente utilizados fluxos de resina de colofónia compostos principalmente por colofónia, resina, activadores contendo halogenetos, aditivos e solventes orgânicos.
Embora este tipo de fluxo tenha boa soldabilidade e baixo custo, apresenta elevados resíduos pós-soldadura. Estes resíduos contêm iões halogenetos, que gradualmente causam problemas como a diminuição do desempenho do isolamento elétrico e curto-circuitos.
Para resolver este problema, é necessário limpar os resíduos de fluxo de resina de colofónia na placa eletrónica impressa, o que não só aumenta os custos de produção, mas também o solvente utilizado para limpar os resíduos de fluxo de resina de colofónia é principalmente composto de fluorocloro. Este composto é uma substância que empobrece a camada de ozono atmosférica e é atualmente proibido e eliminado progressivamente.
No entanto, por várias razões, muitas empresas continuam a utilizar o processo de soldadura com fluxo de resina de colofónia e, em seguida, a limpeza com um produto de limpeza à base de flúor-cloro, que tem uma baixa eficiência e um custo elevado, e causa uma grave poluição ambiental.
O fluxo não limpo, mais utilizado no mercado e de qualidade superior, é composto por: solventes orgânicos, resinas naturais e seus derivados, tensioactivos de resinas sintéticas, activadores de ácidos orgânicos, agentes anticorrosivos, co-solventes e agentes formadores de película.
Simplificando, é uma solução mista homogénea e transparente formada pela dissolução de vários componentes sólidos em vários líquidos, em que cada componente tem proporções e funções diferentes.
Solventes orgânicos:
Mistura de um ou vários tipos de cetonas, álcoois, ésteres, sendo os mais utilizados o etanol, o propanol, o butanol; a acetona, a tolueno-isobutil-cetona; o acetato de etilo, o acetato de butilo, etc.
Como componente líquido, a sua principal função é dissolver os componentes sólidos no fluxo para formar uma solução homogénea, facilitando a soldadura dos componentes para revestir uniformemente uma quantidade adequada de componentes do fluxo, podendo também limpar a sujidade ligeira e o óleo na superfície do metal.
| Componentes | Função principal | |
| Componentes voláteis | Solvente | Regulação da viscosidade e dispersão de componentes sólidos |
| Composição sólida | Resina | Ingredientes primários, funções de soldadura catalítica |
| Dispersante | Prevenção da separação, características de fluidez | |
| Ativador | Desoxidação | |
Resina natural e seus derivados ou tensioactivos de resina sintética:
Os tensioactivos que contêm halogéneos têm uma atividade e uma capacidade de soldadura elevadas, mas como os iões de halogéneo são difíceis de limpar, os resíduos de iões são elevados e os elementos de halogéneo (principalmente cloretos) têm fortes propriedades corrosivas, não são adequados para serem utilizados como matérias-primas para fluxos não limpos.
Os tensioactivos que não contêm halogéneos têm uma atividade ligeiramente mais fraca, mas menos resíduos iónicos. Os tensioactivos são principalmente tensioactivos não-iónicos da família dos ácidos gordos ou da família dos aromáticos. A sua principal função consiste em reduzir a tensão superficial gerada quando a solda entra em contacto com o metal do chumbo, aumentar a força de molhagem da superfície, aumentar a penetração dos activadores de ácidos orgânicos e desempenhar igualmente um papel de agente espumante.
Ativador de ácidos orgânicos:
Composto por um ou vários tipos de ácidos dicarboxílicos ou ácidos aromáticos, como o ácido succínico, o ácido glutárico, o ácido itacónico, o ácido salicílico, o ácido fumárico, o ácido heptanóico, o ácido málico, o ácido succínico, etc., a sua principal função é remover os óxidos do pé de chumbo e da superfície da solda fundida, e é um dos componentes-chave do fluxo.
Agente anti-corrosivo:
Reduz os resíduos de componentes sólidos, tais como resinas e activadores, após decomposição a alta temperatura.
Co-solvente:
Evita a tendência dos componentes sólidos, como os activadores, para se dessorverem da solução, evitando a má distribuição uniforme dos activadores.
Agente formador de película:
Durante o processo de soldadura do chumbo, o fluxo aplicado precipita e cristaliza para formar uma película uniforme. Os resíduos após a decomposição a alta temperatura podem ser rapidamente solidificados, endurecidos e reduzidos em pegajosidade devido à presença do agente formador de película.
O princípio de funcionamento do fluxo é fundamental para obter soldaduras de alta qualidade em vários processos metalúrgicos. O fluxo desempenha um papel crucial na remoção de óxidos superficiais, melhorando a molhabilidade e promovendo fortes ligações metalúrgicas entre o metal de base e o material de enchimento.
Durante o processo de soldadura, o fluxo remove ativamente a camada de óxido da superfície do material de soldadura através de reacções químicas. Esta ação de limpeza é realizada principalmente por activadores na composição do fluxo. Estes activadores, normalmente compostos de halogenetos ou ácidos orgânicos, decompõem e dissolvem rapidamente os óxidos metálicos, criando uma superfície limpa para a ligação.
Simultaneamente, o fluxo reduz a tensão superficial entre a solda fundida e o metal de base. Esta redução da tensão superficial é conseguida através da ação dos tensioactivos presentes na formulação do fluxo. Ao reduzir a tensão superficial, o fluxo melhora significativamente as características de fluxo e as propriedades de humedecimento da solda líquida, permitindo que esta se espalhe uniformemente e penetre mesmo nos espaços mais pequenos da junta.
A ação multifacetada do fluxo pode ser dividida em várias funções-chave:
Em aplicações de soldadura por onda, como as utilizadas no fabrico de produtos electrónicos, a ação molhante do fluxo torna-se particularmente evidente. À medida que o componente soldado sai da onda de solda fundida, a humidificação induzida pelo fluxo faz com que o excesso de solda flua suavemente pelos condutores ou pinos. Esta ação ajuda a evitar defeitos comuns como a formação de pontes de solda entre ligações adjacentes ou a formação de picos de solda acentuados.
A eficácia do fluxo depende muito da sua composição, que é adaptada a processos de soldadura específicos, metais de base e temperaturas de funcionamento. As formulações modernas de fluxos incorporam frequentemente aditivos avançados para melhorar o desempenho, reduzir o impacto ambiental e cumprir os regulamentos de fabrico cada vez mais rigorosos.
Funções do fluxo:
(1) Remover óxidos e contaminantes da superfície de soldadura, reduzindo o ponto de fusão e a tensão superficial do metal de adição. Isto facilita a obtenção rápida da temperatura de brasagem ideal, melhorando a eficiência do processo.
(2) Criar uma atmosfera protetora em torno da poça de fusão, protegendo-a dos gases atmosféricos nocivos, como o oxigénio e o azoto, que, de outro modo, poderiam provocar porosidade ou fragilização.
(3) Otimizar as características de viscosidade e fluxo do metal de adição líquido, assegurando uma ação capilar adequada e o preenchimento completo do espaço da junta, crucial para produzir ligações soldadas de alta qualidade e sem fugas.
(4) Reagem quimicamente e dissolvem os óxidos metálicos nas superfícies do material de base e do metal de adição, promovendo uma humidificação eficaz e facilitando a formação de fortes ligações metalúrgicas na interface da junta.
(5) Formar uma camada protetora de escória sobre o metal de solda em solidificação, evitando a re-oxidação durante o arrefecimento e contribuindo para a integridade geral da junta.
(6) Aumentar a atividade superficial do metal de adição e dos materiais de base através da redução das tensões interfaciais, melhorando assim a molhabilidade e o espalhamento do material de adição fundido.
(7) Modificar as propriedades reológicas do metal de adição fundido, frequentemente através da formação de uma mistura eutéctica de metal fundente e metal, melhorando ainda mais a fluidez e as características de molhagem.
(8) Actuam como um meio de transferência térmica, melhorando a distribuição do calor da fonte de calor (por exemplo, maçarico, bobina de indução ou forno) para a área da junta, assegurando um aquecimento mais uniforme e reduzindo o risco de sobreaquecimento localizado.
(9) Contribuem para a qualidade estética da junta acabada, promovendo a formação de filetes lisos e reduzindo as irregularidades da superfície, o que pode ser particularmente importante em aplicações visíveis ou cosméticas.
(10) Nalguns fluxos avançados, incorporam elementos de liga que podem difundir-se na junta, melhorando potencialmente as propriedades mecânicas ou a resistência à corrosão da ligação soldada.
Funções do fluxo na soldadura por arco submerso:
(1) Proteção mecânica e química: Durante a soldadura por arco, o fluxo funde-se para formar uma camada protetora de escória sobre a poça de fusão. Esta camada protege o metal fundido dos gases atmosféricos, impedindo a oxidação e a absorção de azoto, que poderiam levar à porosidade e à fragilização da soldadura. O fluxo também proporciona um ambiente gasoso estável para a manutenção do arco.
(2) Refinamento metalúrgico: O fluxo transfere elementos de liga para a poça de fusão, ajustando a sua composição química. Pode também remover impurezas através de reacções escória-metal, melhorando as propriedades mecânicas e a qualidade da soldadura.
(3) Modelação e estabilização do cordão de soldadura: O fluxo promove a formação de um cordão de solda liso e uniforme, com boa penetração e o mínimo de respingos. A viscosidade e a tensão superficial do fluxo fundido ajudam a controlar a dinâmica da poça de fusão e o comportamento da solidificação.
O ponto de fusão do fluxo deve ser tipicamente 10-30°C inferior ao do metal de base e do fio de enchimento. Em aplicações especiais, pode ser utilizado um fluxo com um ponto de fusão mais elevado. Se o ponto de fusão do fundente for significativamente inferior ao do metal de base, pode fundir-se prematuramente e perder a sua eficácia devido à vaporização ou a reacções prematuras.
A seleção do fluxo depende em grande medida das características da película de óxido do metal de base:
Os fluxos à base de fluoreto também são comuns, reagindo uniformemente e deixando um mínimo de resíduos. Por exemplo, o trifluoreto de boro (BF3) misturado com azoto é utilizado para a brasagem a alta temperatura de aço inoxidável.
Para a brasagem a temperaturas mais baixas (inferiores a 450°C), são utilizados fluxos suaves:
(1) Características do ponto de fusão:
O fluxo deve ter um ponto de fusão inferior ao da liga de solda. Isto assegura que o fluxo se torna ativo e desempenha as suas funções antes de a solda derreter, preparando as superfícies para uma ligação óptima.
(2) Propriedades físicas em relação à solda:
O fluxo deve possuir uma menor tensão superficial, viscosidade e densidade em comparação com a solda. Estas propriedades permitem que o fluxo se espalhe facilmente pela área da junta e seja deslocado pela solda fundida, garantindo uma cobertura completa e minimizando o risco de aprisionamento do fluxo.
(3) Compatibilidade química e funcionalidade:
Um fluxo ideal não deve corroer os materiais de base que estão a ser unidos. Deve melhorar a fluidez da solda enquanto remove eficazmente as películas de óxido das superfícies metálicas à temperatura de soldadura. Esta dupla ação promove uma melhor molhagem e ligações metalúrgicas mais fortes.
(4) Considerações pós-processamento:
Os resíduos de fluxo devem ser facilmente removíveis após o processo de soldadura. Esta caraterística é crucial para garantir a limpeza do produto final, evitar potenciais problemas de fiabilidade a longo prazo e facilitar as etapas de fabrico subsequentes ou os tratamentos de superfície.
(5) Segurança sanitária e ambiental:
O fluxo não deve produzir gases tóxicos ou odores fortes durante o processo de soldadura. Este requisito é essencial para proteger a saúde dos trabalhadores e prevenir a poluição ambiental. Está em conformidade com as normas de fabrico modernas que dão prioridade à segurança no local de trabalho e à responsabilidade ambiental.
Existem várias formas de classificar o fluxo de soldadura, incluindo a sua utilização, o método de fabrico, a composição química, as propriedades metalúrgicas durante a soldadura e o pH e o tamanho das partículas do fluxo.
Independentemente do método de classificação utilizado, este apenas realça alguns aspectos do fluxo de soldadura e não engloba totalmente todas as suas características.
Os métodos de classificação mais comuns incluem:
Um fluxo de soldadura neutro é um consumível especializado que mantém a integridade química do metal depositado e do fio de soldadura durante o processo de soldadura. Este tipo de fluxo foi concebido para minimizar as interacções químicas, assegurando que a composição do metal de solda se aproxima da composição do metal de base e do material de enchimento.
Os fluxos neutros são particularmente vantajosos em aplicações de soldadura de múltiplos passes, especialmente quando se trabalha com materiais de secção espessa superior a 25 mm. A sua natureza não reactiva torna-os ideais para manter propriedades mecânicas consistentes ao longo da soldadura, o que é crucial para a integridade estrutural em indústrias de fabrico pesado, como a construção naval, o fabrico de recipientes sob pressão e projectos de infra-estruturas de grande escala.
As principais características dos fluxos de soldadura neutros incluem
a. Teor mínimo de óxidos: Ao contrário dos fluxos activos, os fluxos neutros contêm quantidades insignificantes de óxidos, tais como SiO2, MnO e FeO. Esta composição ajuda a evitar reacções de liga indesejáveis durante a soldadura.
b. Propriedades não-oxidantes: A formulação do fluxo é concebida para criar uma atmosfera inerte em torno do banho de fusão, protegendo-o eficazmente do oxigénio atmosférico e evitando a oxidação do metal de solda.
c. Sensibilidade ao estado do metal de base: Ao soldar metais de base fortemente oxidados, os fluxos neutros podem não proporcionar uma ação de limpeza suficiente. Isto pode levar a potenciais defeitos de soldadura, tais como porosidade e fissuras no cordão de soldadura. Por conseguinte, a preparação adequada da superfície é fundamental quando se utilizam fluxos neutros.
d. Estabilidade consistente do arco: Os fluxos neutros promovem características de arco estáveis, facilitando a transferência suave de metal e a formação de cordões de soldadura uniformes.
e. Excelente capacidade de separação da escória: A escória formada por fluxos neutros separa-se facilmente da superfície da soldadura, reduzindo os requisitos de limpeza pós-soldadura e melhorando a produtividade.
f. Controlo da entrada de calor: Estes fluxos ajudam muitas vezes a manter níveis óptimos de entrada de calor, o que é crucial para controlar a estrutura do grão e minimizar a zona afetada pelo calor (ZAC) em soldaduras multi-passos.
Ao selecionar um fluxo de soldadura neutro, é essencial considerar factores como a composição do metal de base, os parâmetros de soldadura e os requisitos específicos da aplicação para garantir uma qualidade e um desempenho de soldadura ideais.
Um fluxo de soldadura ativo é um composto especializado que contém pequenas quantidades de agentes desoxidantes, principalmente manganês (Mn) e silício (Si). Este tipo de fluxo desempenha um papel crucial na melhoria da qualidade da soldadura, melhorando a resistência à porosidade e à fissuração, dois defeitos comuns nos processos de soldadura.
As principais características de um fluxo de soldadura ativo incluem
a. Influência na composição química: A presença de desoxidantes como o Mn e o Si pode ter um impacto significativo na composição química do metal de solda depositado. Este efeito é particularmente sensível às flutuações da tensão do arco. À medida que a tensão do arco aumenta, mais Mn e Si são transferidos para a poça de fusão, resultando em:
b. Prevenção reforçada da porosidade: Os fluxos de soldadura activos apresentam uma capacidade superior na prevenção da porosidade. Isto é conseguido através de dois mecanismos principais:
c. Melhoria do aspeto do cordão de soldadura: Os componentes activos do fluxo contribuem para uma melhor molhagem e espalhamento do metal fundido, resultando em perfis de cordão de soldadura mais suaves e numa melhor fusão com o metal de base.
d. Destacabilidade da escória: Os fluxos activos produzem normalmente uma escória que é facilmente removível após a soldadura, facilitando a limpeza pós-soldadura e os processos de inspeção.
e. Versatilidade: Os fluxos de soldadura activos são adequados para uma vasta gama de metais de base e posições de soldadura, o que os torna uma escolha versátil para muitas aplicações industriais.
Um fluxo de soldadura de liga é um consumível de soldadura especializado que contém elementos de liga adicionais, principalmente metais de transição. Estes fluxos são predominantemente fabricados através de um processo de sinterização, que envolve a compactação e o aquecimento da mistura de pó abaixo do seu ponto de fusão para criar uma massa sólida e coesa.
As principais aplicações dos fluxos de soldadura de ligas incluem:
As principais características e vantagens dos fluxos de soldadura de liga incluem:
Ao selecionar um fluxo de soldadura de liga, considerações como a composição do metal de base, as propriedades de soldadura pretendidas e os requisitos específicos da aplicação devem ser cuidadosamente avaliados para garantir um desempenho e uma qualidade de soldadura óptimos.
O fluxo de soldadura por fusão é produzido através de um processo metalúrgico preciso que envolve a combinação cuidadosa de várias matérias-primas minerais. Estes materiais são proporcionados de acordo com formulações específicas para obter as características de soldadura desejadas. A mistura é então submetida a um processamento a alta temperatura, normalmente superior a 1300°C, o que faz com que os componentes se fundam e homogeneizem completamente.
O fluxo fundido é submetido a um rápido arrefecimento em água, resultando na formação de grânulos vítreos. Este processo de arrefecimento não só molda o fluxo, como também lhe confere propriedades específicas cruciais para o seu desempenho de soldadura. Os grânulos são depois secos para remover a humidade, triturados para obter a distribuição granulométrica desejada e peneirados para garantir a uniformidade. Finalmente, o fluxo processado é embalado para distribuição e utilização em aplicações de soldadura.
Na China, um sistema de classificação amplamente reconhecido para o fluxo de soldadura por fusão é a série "HJ". Esta designação alfanumérica fornece informações valiosas sobre a composição do fluxo:
Este sistema padronizado permite que soldadores e engenheiros identifiquem rapidamente as principais propriedades do fluxo, facilitando a seleção adequada para aplicações de soldadura e materiais de base específicos.
Após uma dosagem exacta das matérias-primas, os ingredientes são submetidos a um processo de mistura em duas fases. Inicialmente, a mistura a seco assegura uma distribuição uniforme dos componentes. Subsequentemente, é introduzido um aglutinante, normalmente silicato de sódio (vidro de água), para mistura húmida, de modo a obter uma coesão e plasticidade óptimas.
A mistura homogeneizada entra então numa fase de granulação, onde é formada em partículas de tamanho e forma específicos para melhorar o desempenho do fluxo e as características de manuseamento. Este material granulado é transportado para um forno de secagem para uma cura controlada e remoção de humidade, crucial para a estabilidade do fundente.
A fase final envolve a sinterização a aproximadamente 500°C (932°F). Este processo de alta temperatura facilita a fusão parcial dos grânulos, melhorando a sua resistência, densidade e reatividade química. A temperatura de sinterização é cuidadosamente regulada para manter as propriedades desejadas do fluxo sem comprometer o seu comportamento de fusão durante a soldadura.
Na China, os fluxos de soldadura sinterizados são normalmente designados pelo prefixo "SJ", seguido de um código de três dígitos. O primeiro dígito após "SJ" indica o sistema de escória primário, que determina as propriedades químicas e físicas fundamentais do fluxo. Os dois dígitos seguintes diferenciam entre várias marcas ou formulações dentro do mesmo sistema de escória, reflectindo frequentemente características de desempenho específicas ou aplicações pretendidas.
Por exemplo, SJ101 e SJ102 pertenceriam ao mesmo sistema de escória (indicado por "1"), mas podem ter ligeiras variações na composição ou propriedades para se adequarem a diferentes condições ou materiais de soldadura.
Os tipos de fluxo podem ser amplamente categorizados em variedades orgânicas, inorgânicas e à base de resina, cada uma com propriedades e aplicações distintas em processos de união de metais.
O fluxo à base de resina, derivado principalmente de secreções de árvores, é um produto natural conhecido pela sua baixa corrosividade. A colofónia, o exemplo mais proeminente desta categoria, deu o seu nome ao termo "fluxo de colofónia". A sua natureza suave torna-o particularmente adequado para aplicações electrónicas e outras aplicações sensíveis em que o mínimo de resíduos e a limpeza pós-soldadura são cruciais.
A classificação do fluxo pode também basear-se na sua compatibilidade com diferentes tipos de solda, resultando na distinção entre fluxos moles e duros. Esta categorização alinha-se com as propriedades da solda que está a ser utilizada, garantindo um desempenho ótimo em várias operações de união.
Na montagem e manutenção de produtos electrónicos, são normalmente utilizados vários tipos de fluxos suaves:
A seleção de um tipo de fluxo adequado depende de vários factores, incluindo os metais de base a unir, a aplicação específica de soldadura, as condições ambientais e os requisitos de limpeza pós-soldadura. Por exemplo, os fluxos sem limpeza são preferidos em situações em que a limpeza pós-soldadura é impraticável, enquanto que os fluxos mais activos podem ser necessários para unir metais difíceis de soldar ou superfícies fortemente oxidadas.
É crucial considerar factores como a temperatura de ativação do fluxo, os métodos de limpeza, o potencial de corrosão e a compatibilidade com o processo de soldadura ao escolher o fluxo mais adequado para uma determinada aplicação. Isto garante uma óptima qualidade da junta, fiabilidade e desempenho a longo prazo do conjunto soldado.
Controlo da secagem do fluxo e da conservação do calor
Antes da utilização, o fluxo deve ser cozido de acordo com as especificações do fabricante. Estes parâmetros de secagem são derivados de testes rigorosos e do controlo de processos, resultando em dados validados e de qualidade garantida. Embora estes parâmetros constituam padrões empresariais, os requisitos podem variar entre organizações.
Para referência, o documento JB4709-2000 "Welding Procedure for Steel Pressure Vessels" (Procedimento de soldadura para recipientes sob pressão em aço) apresenta as temperaturas de secagem do fluxo e os tempos de retenção recomendados. Geralmente, ao secar o fluxo, a altura da pilha não deve exceder 5 cm. O armazenamento de material de soldadura envolve frequentemente a secagem de grandes quantidades, favorecendo as camadas mais espessas em detrimento das finas. O cumprimento rigoroso destas directrizes é crucial para garantir a qualidade da secagem do fluxo.
Para evitar uma secagem inadequada devido a um empilhamento excessivo, prolongar os tempos de secagem proporcionalmente à espessura da camada de fluxo. Implementar uma abordagem sistemática à secagem do fluxo, considerando factores como a humidade ambiente, a composição do fluxo e a aplicação pretendida.
Controlo da gestão do fluxo no local e da eliminação da reciclagem
Manter uma área de soldadura limpa para evitar a contaminação do fluxo com detritos. O fluxo para enchimento deve ser distribuído de acordo com os regulamentos, idealmente mantido a aproximadamente 50°C. Implementar a reciclagem atempada do fluxo para minimizar os riscos de contaminação.
Para o fluxo reutilizado, utilize um sistema de peneiração de malha 8-40 para remover impurezas e pó fino. Misture-o com o novo fluxo numa proporção de 1:3 (usado:novo). Antes da reutilização, secar a mistura a 250-350°C durante 2 horas e, em seguida, armazenar numa estufa a 100-150°C até ser necessário. É estritamente proibido armazenar ao ar livre.
Em condições de campo difíceis ou ambientes de elevada humidade, implementar práticas rigorosas de gestão do local. Testar regularmente o fluxo quanto à resistência à humidade e às inclusões mecânicas. Controlar as taxas de absorção de humidade e os contaminantes mecânicos. Evitar o empilhamento aleatório e a mistura não intencional de fluxos.
Requisitos de distribuição e dimensão das partículas de fluxo
O tamanho das partículas de fluxo tem um impacto significativo no desempenho da soldadura. O dimensionamento ótimo assegura a permeabilidade adequada do fluxo, minimiza as emissões contínuas do arco e evita o aprisionamento de ar na poça de fusão, o que pode levar à porosidade. Os fluxos dividem-se normalmente em duas categorias:
Geralmente, o pó fino abaixo do tamanho especificado não deve exceder 5%, enquanto as partículas grossas acima do tamanho especificado devem ser inferiores a 2%. A análise regular da distribuição do tamanho das partículas é essencial para determinar os parâmetros de corrente de soldadura adequados e garantir uma qualidade de soldadura consistente.
Controlo da espessura da camada de fluxo e da altura de dispersão da pilha
O controlo preciso da espessura da camada de fluxo é fundamental, sendo a gama ideal tipicamente entre 25-40 mm. Camadas de fluxo insuficientes ou excessivas podem levar a defeitos de superfície, tais como poços, pontos e poros, resultando numa geometria irregular do cordão de soldadura.
Ao utilizar fluxo sinterizado, devido à sua menor densidade, aumentar a altura da pilha em 20-50% em comparação com o fluxo fundido. Ajustar a espessura da camada de fluxo proporcionalmente ao diâmetro do fio e à corrente de soldadura: diâmetros de fio maiores e correntes mais elevadas requerem camadas de fluxo mais espessas.
Os procedimentos de soldadura não normalizados ou o manuseamento incorreto do fluxo de pó fino podem resultar em imperfeições intermitentes da superfície. Embora estas possam passar nos testes não destrutivos, podem comprometer a qualidade da aparência e reduzir localmente a espessura da casca. Implemente controlos rigorosos do processo e uma gestão adequada do fluxo para mitigar estes problemas e garantir soldaduras consistentes e de alta qualidade.
A seleção do fluxo adequado é crucial para obter resultados de soldadura de alta qualidade. Embora os utilizadores não possam normalmente realizar análises químicas exaustivas, existem vários métodos práticos para avaliar e escolher o fluxo correto:
O que é um fluxo na soldadura?
O fluxo na soldadura é um agente químico utilizado para promover a fusão, proteger a poça de fusão e melhorar a qualidade da soldadura final. Serve várias funções críticas: prevenir a oxidação, remover impurezas, estabilizar o arco e melhorar a penetração da soldadura. O fluxo pode ser aplicado como um revestimento nos eléctrodos (soldadura por vareta), contido no fio tubular (soldadura por arco com fluxo) ou como um material granular separado (soldadura por arco submerso). Ao criar uma atmosfera protetora e uma camada de escória, o fluxo assegura uma junta de soldadura mais limpa, mais forte e mais uniforme.
É necessário fluxo para a soldadura por vareta?
Sim, o fluxo é parte integrante da soldadura por vareta (soldadura por arco metálico protegido - SMAW). O elétrodo de soldadura em SMAW é revestido com um material de fluxo. À medida que o elétrodo derrete durante a soldadura, o revestimento de fluxo vaporiza, criando um escudo de gás protetor à volta da poça de fusão. Este escudo desloca os gases atmosféricos, evitando a contaminação por oxigénio e azoto. Além disso, o fluxo forma uma camada de escória que protege ainda mais a soldadura em arrefecimento e ajuda a moldar o cordão. O fluxo também contribui com elementos de liga para a soldadura, influenciando as suas propriedades mecânicas e composição química.
A soldadura com fluxo é tão forte como a MIG?
A resistência de uma soldadura depende de vários factores, incluindo o material de base, a seleção do metal de adição, os parâmetros de soldadura e a competência do soldador, e não apenas do processo de soldadura. Tanto a soldadura por arco com núcleo fluxado (FCAW) como a soldadura por arco de metal a gás (GMAW/MIG) podem produzir soldaduras fortes e de alta qualidade quando executadas corretamente. A soldadura FCAW destaca-se frequentemente em aplicações exteriores e em materiais mais espessos devido à sua penetração superior e tolerância a contaminantes. A soldadura MIG oferece normalmente soldaduras mais limpas com menos limpeza pós-soldadura e é preferida para materiais finos e aplicações esteticamente críticas. A escolha entre FCAW e MIG deve basear-se nos requisitos específicos do projeto, na espessura do material e no ambiente de soldadura.
Para que é que a soldadura com fluxo é melhor?
A soldadura por fluxo, particularmente a soldadura por arco com núcleo fluxado (FCAW), destaca-se em várias aplicações:
A soldadura FCAW combina a simplicidade da soldadura por varão com a produtividade dos processos de alimentação por fio, tornando-a uma escolha versátil para muitas aplicações industriais e de construção. No entanto, a ventilação adequada é crucial devido aos fumos gerados pelo fluxo.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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