Formação de uma Junta Soldada
Autor: Fabiano Cardoso | Publicado: 2012-04-09T22:17:00-03:00




&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; De uma forma simplificada, uma peça
metálica é formada por um grande número de átomos dispostos em um arranjo
espacial característico (estrutura cristalina). Átomos localizados no interior
desta estrutura são cercados por um número de vizinhos mais próximos,
posicionados a uma distância r0, na qual a energia do sistema é mínima, como
mostra a figura 2.


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Nesta situação, cada átomo está em
sua condição de energia mínima, não tendendo a se ligar com nenhum átomo extra.
Na superfície do sólido, contudo, esta situação não se mantém, pois os átomos
estão ligados a menos vizinhos, possuindo, portanto um maior nível de energia
do que os átomos no seu interior. Esta energia pode se reduzida quando os
átomos superficiais se ligam a outros. Assim, aproximando-se duas peças
metálicas a uma distância suficientemente pequena para a formação de uma
ligação permanente, uma solda entre as peças seria formada, como ilustrado na
figura 3. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;Este tipo de efeito pode ser obtido,
por exemplo, colocando-se em contato íntimo dois blocos de gelo.


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Entretanto, sabe-se que isto não
ocorre para duas peças metálicas, exceto em condições muito especiais. A
explicação para isto está na existência de obstáculos que impedem uma
aproximação efetiva das superfícies até distâncias da ordem de r0. Estes obstáculos
podem ser de dois tipos básicos:


• As superfícies metálicas, mesmo as
mais polidas, apresentam uma grande rugosidade em escala microscópica e
sub-microscópica (figura 4).


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Mesmo uma superfície com um acabamento
cuidadoso apresenta irregularidades da ordem de 50nm de altura, cerca de 200
camadas atômicas. Isto impede uma aproximação efetiva das superfícies, o que
ocorre apenas em alguns poucos pontos de contato, de modo que o número de ligações
formadas é insuficiente para garantir qualquer resistência para a junta.















Figura 2 - Variação de energia
potencial para um sistema composto de dois átomos em função da distância de
separação entre eles.









Figura 3 - Formação teórica de uma
solda pela aproximação das superfícies das peças.










&nbsp;Figura 4 - Representação esquemática
da superfície metálica limpa.


&nbsp;• As
superfícies metálicas estão normalmente recobertas por camadas de
óxidos, umidade, gordura, poeira, etc, o que impede um contato real entre as
superfícies, prevenindo a formação da solda. Estas camadas se formam
rapidamente e resultam exatamente da existência de ligações químicas
incompletas na superfície.


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Dois métodos principais são
utilizados para superar estes obstáculos, os quais originam os dois grandes
grupos de processos de soldagem. O primeiro consiste em deformar as superfícies
de contato permitindo a aproximação dos átomos a distâncias da ordem de r0 (figura
5). As peças podem ser aquecidas localmente de modo a facilitar a deformação
das superfícies de contato.


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; O segundo método se baseia na
aplicação localizada de calor na região de união até a sua fusão e do metal de
adição (quando este é utilizado), destruindo as superfícies de contato e
produzindo a união pela solidificação do metal fundido (figura 6).


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Desta forma, uma forma de
classificação dos processos de soldagem consiste em agrupá-los em dois grandes
grupos baseando-se no método dominante para produzir a solda: (a) processos de soldagem
por pressão (ou por deformação) e (b) processos de soldagem por fusão.










Figura 5 - Soldagem por pressão ou
deformação.













Figura 6 – (a) Representação
esquemática da soldagem por fusão. (b) Macrografia de uma junta.





UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
Departamento de Engenharia Metalúrgica


Prof. Paulo J. Modenesi
Prof. Paulo Villani Marques