Centros de Usinagem trabalhando como células "verdes" de soldagem

HELLER viabiliza soldagem por fricção e agitação em todas as suas séries de máquinas

Conhecida como uma tecnologia de soldagem “verde” para metais não ferrosos, como o alumínio, a soldagem por agitação e atrito (FSW) estabeleceu-se em vários setores industriais. No futuro, as empresas de manufatura que usam máquinas HELLER não precisarão mais de nenhum hardware adicional para aplicar essa tecnologia. Em vez disso, eles poderão executar esse processo em um único set-up em todos os inovadores centros de usinagem de 4 ou 5 eixos da HELLER.

A soldagem por fricção e agitação é uma boa escolha quando se trata de produzir juntas soldadas de alta qualidade, sem cavidades e com alto grau de selagem, com excelentes propriedades contra a fadiga. Assim, este processo é frequentemente aplicado na fabricação de reservatórios, tanques e contêineres, bem como na construção naval e engenharia aeroespacial. Além disso, essa tecnologia de junção de materiais, está se estabelecendo cada vez mais na indústria elétrica e na engenharia automotiva com o crescente mercado de e-mobilidade – por exemplo, para a soldagem de carcaças de baterias. De acordo com o Diretor Administrativo da HELLER, Dieter Drechsler, esta tecnologia oferece uma série de vantagens em todas as áreas de aplicação.

Em primeiro lugar, é necessário destacar:  a qualidade produzida é muito elevada. Devido à comparativamente baixa entrada de calor, uma estrutura de grãos muito fina, sem trincas ou poros, é criada no material. A distorção no componente é mínima. Como resultado, o cordão soldado atende aos mais altos padrões em termos de estanqueidade e comportamento em caso de colisões.

Em segundo lugar, o processo oferece uma série de vantagens importantes no que diz respeito aos aspectos ambientais e de saúde, razão pela qual a soldagem por fricção e agitação também é referida como uma tecnologia “verde”, ou seja, ecológica.

As razões para isso são: em comparação com os métodos convencionais de soldagem, não são produzidos flashes de luz perigosos ou fumaças nocivas, as quais teriam de ser extraídas durante o processo de soldagem. Além disso, o balanceamento ambiental deste novo processo é muito favorável, devido ao seu baixo consumo de energia.

Integração do processo aos centros de usinagem proporciona uma alta eficiência econômica

Em terceiro lugar, a elevada relação custo-benefício é um verdadeiro gerador de lucros. Como não é necessário o uso de materiais consumíveis, tais como bastões de solda ou gás de proteção, os custos de consumo inerentes ao processo são mínimos. O processo de soldagem torna-se uma tecnologia particularmente interessante com a integração bem-sucedida nas modernas máquinas-ferramentas da HELLER. Ele permite que os usuários eliminem uma etapa de trabalho adicional e requer apenas a utilização de ferramentas de baixo custo, a ativação do ciclo da tecnologia HELLER e a "função de controle adaptativo" no controle numérico Sinumerik 840D sl.

O operador/programador da máquina pode facilmente programar a trajetória de soldagem no painel de controle CNC usando códigos “G”. A transferência de dados através de um sistema CAD/CAM também é possível, sem problemas. Para iniciar o processo de soldagem, também é necessário determinar os principais parâmetros de pressão e velocidade. Estes dependem, entre outras coisas, de fatores como a composição do material e o tipo e profundidade necessários para o cordão de solda.

Ainda de acordo com Dieter Drechsler, essa tarefa representa um certo desafio. No entanto, "nossos especialistas experientes estão, é claro, sempre à disposição, para apoiá-lo, se assim for desejado. E os projetos-piloto iniciais mostraram que os operadores de máquinas de nossos clientes são capazes de gerenciar muito rapidamente essa tarefa, por conta própria."

Uma vez determinadas, a pressão e a velocidade corretas podem ser chamadas através de um ciclo. Após o início do processo de soldagem, o CNC da Siemens registra todo o fluxo de trabalho e controla de forma confiável a conformidade com todos os parâmetros. As "células de carga" anteriormente exigidas tornaram-se obsoletas.

Ao mesmo tempo, a variedade de tipos de soldagens que podem ser produzidos é bastante grande. Além das soldagens clássicas, as soldagens de canto e em T também são possíveis. Mesmo as soldagens em voltas completas – únicas, múltiplas e como uma variante em T – podem ser realizadas sem problemas.

Como funciona a soldagem por fricção e agitação?

Durante a soldagem por fricção e agitação, uma ferramenta rotativa em forma de pino é mergulhada no espaço entre os componentes a serem unidos, com alta força axial, até que o chamado ombro da ferramenta descanse contra a superfície dos componentes. O atrito criado durante este processo aquece e, eventualmente, plastifica o material dos componentes. Como resultado, os materiais dos componentes se misturam e formam uma ligação no espaço da soldagem.  Agora, a ferramenta, que continua a girar, é movida ao longo da folga da junção, com pressão de contato constante, enquanto o material é continuamente plastificado e se mistura ao redor do pino da ferramenta. Como resultado, um cordão de solda de alta qualidade é criado. No final do cordão de solda produzido, o movimento de avanço é interrompido e a ferramenta é retirada para fora da zona de soldagem.