Para os técnicos de aviões veteranos, a própria ideia de soldagem por fricção pode ser perturbadora.“Como você pode soldar dois pedaços de metal juntos sem usar material de fusão ou enchimento para juntá-los?” Eles podem perguntar. “Não seria mais sensato fazer as coisas do jeito antigo, ou talvez apenas voltar aos rebites? E como diabos nós devemos consertar uma pele soldada por fricção, afinal? Por não usar materiais de fusão ou enchimento novamente? ”

Depois de entender a mecânica por trás do atrito de agitação, o processo faz sentido. Enquanto isso, consertar as peles de aeronaves danificadas que foram soldadas por fricção é um acéfalo, já que rebites e remendos de metal são usados ​​para fazer tais reparos.

Solda por fricção

A Eclipse Aviation ( www.eclipseaviation.com ) está atualmente usando solda por fricção (FSW) para montar seu Eclipse 500 VLJ (Very Light Jet). “Comparada à soldagem convencional e rebitagem, a soldagem por fricção por atrito robótico é mais rápida e igualmente boa”, diz Brent Christner, gerente de Engenharia de Materiais e Processos da Eclipse. “De fato, a soldagem por fricção é cinco vezes mais rápida do que a rebitagem automatizada e ainda mais rápida que a rebitagem ou soldagem manual.” O segredo está no processo: Os robôs de solda por fricção são conectados diretamente aos arquivos CAD / CAM da aeronave sendo montada. Desta forma, os fabricantes podem garantir a fabricação precisa diretamente dos planos;acelerar a produção, minimizando o erro.

Mas como dois pedaços de metal podem ser soldados sem usar um terceiro material de fusão ou enchimento? Mais uma vez, a resposta está no processo. Na soldagem por fricção, as duas peças de alumínio são unidas, depois aquecidas até o ponto de plasticidade (800 F), mas não liquefeitas (1.200 F). Ao mesmo tempo, a pressão é aplicada às peças de metal unidas por uma ferramenta rotativa automatizada.Viajando através da costura, a pressão desta ferramenta faz com que as bordas metálicas das duas peças se misturem em um nível molecular, unindo-as.

Para explicar isso metaforicamente, a combinação de calor e pressão faz com que as bordas dos metais formem muitas pequenas cavidades e ganchos que podem se interligar; apenas como um pedaço de velcro. É por isso que uma solda por fricção é tão forte e por que não requer o uso de material de fusão ou enchimento. “Para melhorar a costura, incluímos material resistente à corrosão na solda”, diz Christner. “O resultado é uma costura que é mais forte que os rebites, e menos propensa ao tipo de rachadura por fadiga de metal comum em peles rebitadas mais antigas.”

Implicações para manutenção de aeronaves

Em uma indústria onde os materiais compostos mudaram substancialmente a tarefa de manutenção e reparo de aeronaves, o advento da soldagem por fricção é outra mudança para os técnicos de aeronaves acompanharem. Felizmente, no entanto, as peles soldadas por fricção não representam o mesmo grau de dificuldade que as composições. De fato, de uma maneira estranha, a soldagem por fricção pode ser considerada “neutra” quando se trata de seu impacto nas técnicas de reparo de aeronaves.

A razão é que as soldas por atrito não são algo que pode ser duplicado na oficina. Não é apenas a exigência de soldadores robóticos controlados por computador que faz a diferença; é também o fato de que esse processo é realmente uma forma de fabricação, e não de montagem. Pense desta maneira: Uma pele soldada por fricção é semelhante à moldagem por injeção de plástico, em que ambas criam algo novo que não é projetado para ser desmontado depois. Em contraste, os rebites podem ser removidos e substituídos, assim como porcas e parafusos.

O que isto significa é que a reparação de uma peça danificada de pele de avião que tenha sido soldada por fricção não pode ser feita usando a mesma abordagem. Em vez disso, são necessárias técnicas mais convencionais, como patching e rebitagem; como se a pele tivesse sido originalmente montada dessa maneira.

“Como resultado, os técnicos de aeronaves não precisam se intimidar com a chegada de uma aeronave soldada por atrito em sua loja”, diz Christner. “Eles podem repará-lo usando técnicas com as quais já estão familiarizados.”

Dito isto, há certos sinais que os técnicos devem observar ao inspecionar as soldas por fricção. Em particular, procurar qualquer sinal de desalinhamento, excesso de metal ou deformação da superfície ao longo da emenda. Em casos extremos, pode haver lacunas entre as duas peças unidas devido a estresse excessivo ou distorção.

Oportunidades de carreira

Embora seja controlado por computador e executado roboticamente, a soldagem por fricção exige técnicos experientes para manter o processo funcionando sem problemas. “No Eclipse, a execução deste sistema exige treinamento especializado e certificação por parte de nossos funcionários”, diz Christner.“Em consonância com isso, os técnicos de soldagem por fricção se tornam mais bem pagos do que outros mecânicos”.

Então, o que é preciso para se tornar um técnico de soldagem por fricção? “Requer conhecimento e experiência em soldagem para executar o processo e usinagem para manter e reparar os robôs”, Christner responde. “Ter treinamento e certificação em soldagem e máquinas operatrizes é útil. Certamente é isso que procuramos nas pessoas que contratamos.

“Dado que mais e mais empresas de aeronaves estão se movendo para a soldagem por fricção, é uma carreira que vale a pena considerar”, acrescenta.Para os leitores da FSW Brasil que estão pensando no futuro, este é um conselho que vale a pena dar atenção.

Soldadura por fricção em detalhe

Inventada pelo The Welding Institute (TWI) em 1991, a solda por fricção conecta os metais sem usar materiais de fusão ou enchimento. De acordo com o artigo oficial de HKDH Bhadeshia, “Soldagem por Fricção” – disponível online em www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/FSW/aaa.html – a soldagem por fricção é usada para unir componentes estruturais feitos de alumínio e ligas de alumínio. “O processo é mais adequado para componentes planos e longos (chapas e folhas), mas pode ser adaptado para tubos, seções ocas e soldagem posicional”, escreve Bhadeshia. “As soldas são criadas pela ação combinada de aquecimento por atrito e deformação mecânica devido a uma ferramenta rotativa. A temperatura máxima atingida é da ordem de 0,8 da temperatura de fusão. ”

É o calor gerado pelo atrito da ferramenta rotativa que faz com que as peças de metal aqueçam. Enquanto isso, a mesma ferramenta fornece a pressão necessária para misturar os dois materiais em um nível molecular. Quanto mais espesso o metal, mais estreita a solda e vice-versa. Além disso, “A microestrutura de uma solda por fricção depende em detalhes do projeto da ferramenta, das velocidades de rotação e translação, da pressão aplicada e das características do material que está sendo unido”, observa Bhadeshia.

Curiosamente, a soldagem por fricção não é realmente uma forma de soldagem, diz a MTS Systems (www.mts.com). Em vez disso, “a FSW é na verdade um processo de união em estado sólido que é uma combinação de extrusão e forjamento e não é um processo de soldagem verdadeiro”, diz o site da empresa. “Como o processo ocorre a uma temperatura abaixo do ponto de fusão do material da peça, a FSW tem várias vantagens sobre a soldagem por fusão.” Elas incluem eficiência energética, consumíveis mínimos, ausência de fumaça e ruído e menos distorção do que soldagem por fusão.

Traduzido de: aviationpros

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