O que é a soldadura por projeção?

1. Princípio da soldadura por projeção

A soldadura por projeção é um método de soldadura eficiente que permite a soldadura de vários pontos em simultâneo. Pode ser utilizado como alternativa à soldadura por arco, brasageme a morder.

Este método tem a vantagem de uma elevada velocidade de processamento com baixo consumo, necessitando apenas de energia.

Em comparação com a soldadura por pontos, a soldadura por projeção difere na medida em que envolve o pré-processamento de pontos convexos na chapa ou a utilização de perfis e chanfros que concentram a corrente no material de soldadura como pontos de contacto durante a soldadura.

Durante o processo de soldaduraA pressão e a densidade de corrente por unidade de área são aumentadas através do contacto com os pontos convexos, o que ajuda a eliminar a película de óxido na superfície da chapa, a concentrar o calor, a reduzir o desvio e a diminuir a distância entre centros na soldadura por pontos. Isto permite que a soldadura convexa de múltiplos pontos seja realizada de uma só vez, melhorando a produtividade e reduzindo a deformação por empeno da junta.

No fabrico de carroçarias para automóveis, as porcas de soldadura por projeção (porcas com ressaltos) são normalmente soldadas em placas finas, permitindo uma montagem fácil, uma vez que apenas são necessários aperto de parafusoso que melhora a eficiência da montagem.

A soldadura por projeção é uma soldadura por resistência técnica em que uma ou mais saliências são pré-processadas na superfície de uma peça de trabalho para entrarem em contacto com a superfície de outra peça de trabalho. É então aplicada uma corrente eléctrica, fazendo com que as saliências aqueçam e acabem por colapsar, formando uma junta soldada.

A soldadura por projeção é uma variação da soldadura por pontos.

É utilizado principalmente para soldadura de aço com baixo teor de carbono e peças estampadas em aço de baixa liga. A gama de espessuras ideal para a soldadura por projeção de uma chapa situa-se entre 0,5 e 4 mm, enquanto a soldadura por pontos é recomendada para espessuras inferiores a 0,25 mm.

Com o crescimento da indústria automóvel, a soldadura por projeção, com a sua elevada produtividade, tornou-se amplamente utilizada na produção de componentes automóveis.

2. Classificação da soldadura por projeção

A soldadura por projeção pode ser classificada em vários tipos, incluindo a soldadura por projeção de ponto único, a soldadura por projeção de pontos múltiplos, a soldadura em anel, a soldadura em forma de T, a soldadura por projeção de rolos e a soldadura cruzada de fios.

3. Três fases da formação de borbulhas

A soldadura por projeção é um método de soldadura por resistência que envolve o pré-processamento de um ou mais pontos de partida convexos na superfície de uma peça de trabalho para entrar em contacto com a superfície de outra peça de trabalho. As peças de trabalho são então pressurizadas e aquecidas por eletricidade, fazendo com que os pontos convexos colapsem e formem uma junta soldada.

A formação da junta de colisão é semelhante à soldadura por pontos e soldadura por costura e pode ser dividida em três fases: pré-carregamento, aquecimento elétrico e cristalização por arrefecimento.

1. Fase de pré-carregamento.

Sob a influência da pressão do elétrodo, a superfície de ligação entre a projeção e a placa inferior expande-se, estabilizando a área condutora do zona de soldadura e quebrando a película de óxido na superfície de ligação, resultando numa forte ligação física.

2. Ligar a fase de aquecimento.

O processo de soldadura consiste em duas fases: a fase de trituração e a fase de nucleação.

Depois de a projeção ser esmagada e as duas placas serem coladas, forma-se uma grande área de aquecimento.

À medida que o aquecimento progride, a fusão de pontos de contacto individuais expande-se, resultando na formação de um núcleo de fusão e de uma zona plástica com tamanho suficiente.

3. Fase de cristalização por arrefecimento.

O processo de nucleação é semelhante ao processo de soldadura por nucleação depois de a corrente de nucleação ser desligada.

4. Factores que afectam a qualidade da soldadura por projeção

Corrente de soldadura: A quantidade de corrente necessária para cada ponto de soldadura na soldadura por projeção é menor do que a quantidade necessária para a soldadura por pontos do mesmo ponto. A corrente máxima é considerada como a corrente que não causa extrusão excessiva de metal sob pressão apropriada do elétrodo. A corrente mínima é a corrente que pode fundir a projeção antes de esta ser totalmente esmagada. A escolha da corrente de soldadura baseia-se principalmente no material e na espessura da peça de trabalho. Na soldadura por projeção multiponto, a corrente total de soldadura é a soma da corrente necessária para cada projeção.

Pressão do elétrodo: A pressão do elétrodo deve provocar o colapso das projecções quando estas atingem o temperatura de soldadura e assegurar um ajuste apertado entre as duas peças de trabalho. Se a pressão do elétrodo for demasiado elevada, as projecções colapsarão prematuramente, reduzindo a eficácia da soldadura por projeção e enfraquecendo a resistência da junta devido à diminuição da densidade da corrente. Por outro lado, uma pressão demasiado baixa pode resultar em salpicos excessivos. O tamanho da pressão do elétrodo afecta tanto a absorção como a dissipação de calor. A pressão do elétrodo deve ser determinada com base no material e na espessura da peça de trabalho. Normalmente, pode ser calculada como 1,5 vezes a soma de todos os pontos, desde que a redução da projeção não seja superior a 10% quando a energia é desligada.

Ponto de falha da pressão do elétrodo: O ponto de falha da pressão do elétrodo situa-se entre 500 e 800 N para uma espessura de placa de 1 mm e entre 5000 e 6000 N para uma espessura de 5 mm.

Potência de soldadura A tempo e horas: Refere-se ao tempo em que a potência de soldadura é aplicada a um ponto. O tempo de ligação da energia de soldadura para a soldadura por projeção é mais longo do que para a soldadura por pontos. Para encurtar o tempo de ligação da energia de soldadura, a corrente de soldadura deve ser aumentada, mas uma corrente excessiva pode causar sobreaquecimento e salpicos. Para um determinado material e espessura da peça de trabalho, o tempo de energização da soldadura deve ser determinado com base na corrente de soldadura e na rigidez da projeção. Normalmente, o tempo de energização para a soldadura de ponto único situa-se entre 0,5 e 2,5 segundos. Para peças de trabalho com espessura superior a 3 mm, podem ser utilizados tempos de ativação múltiplos, tais como 3 a 5 vezes, cada um com uma duração de 0,04 a 0,8 segundos, com períodos intermitentes de 0,06 a 0,2 segundos, para evitar o sobreaquecimento de pontos individuais.

Potência de soldadura: A potência eléctrica necessária para soldar cada ponto varia em função da espessura da peça de trabalho. Para uma peça de 1mm de espessura, a potência necessária é de 40 a 50 KW, e para uma peça de 3mm de espessura, a potência necessária é de 80 a 100 kW. Ao soldar peças com o mesmo metal, a projeção deve ser feita na peça mais grossa. Quando soldadura de diferentes metaisA projeção deve ser perfurada na peça de trabalho com maior condutividade para obter um equilíbrio térmico entre as duas peças de trabalho.

5. Quais são as vantagens e desvantagens da soldadura por projeção?

Vantagens da soldadura por projeção:

• Podem ser soldados vários pontos de soldadura num só processo, limitado apenas pela capacidade de controlo para ajustar a corrente e a força.
• A soldadura por projeção permite a soldadura de flanges estreitas, uma vez que tem uma grande concentração de corrente e oportunidades limitadas de desvio no ponto de soldadura, com um espaçamento entre pontos de soldadura mais próximo em comparação com a soldadura por pontos.
• A superfície de contacto do elétrodo na soldadura por projeção é maior do que a sua projeção e também maior do que a superfície de contacto do elétrodo utilizada na soldadura por pontos com o mesmo diâmetro de pepita, o que resulta numa menor manutenção do elétrodo devido à densidade de corrente reduzida.
• A soldadura por projeção pode ser aplicada a metais que são demasiado espessos para ligações de soldadura por pontos por resistência (RSW).
• O tamanho e a posição da projeção podem ser seleccionados de forma flexível, permitindo uma relação de espessura entre a projeção e a peça de trabalho de 6 (ou mais) para 1. Isto é por vezes difícil de conseguir com a soldadura por pontos para peças de trabalho com uma relação de espessura de cerca de 3 para 1.
• O processo pode ser utilizado para juntas à prova de fugas, como na soldadura por projeção de anéis.

Desvantagens da soldadura por projeção:

• Serão necessários processos adicionais, a menos que a peça possa ser prensada na forma requerida ao formar uma ou mais saliências numa peça de trabalho.
• O alinhamento da peça de trabalho e o controlo do tamanho da saliência (especialmente a sua altura) devem ser mantidos dentro de tolerâncias rigorosas para garantir uma qualidade uniforme da junta de solda quando se utiliza o mesmo elétrodo para soldar várias juntas de solda ao mesmo tempo.
• Ao realizar a soldadura por projeção de várias juntas de soldadura simultaneamente, a distribuição da projeção é limitada pelo percurso de derivação da corrente, que pode não estar alinhado com a posição desejada.