O que é uma solda por fusão

Para construir um frame, é necessário unir várias peças de diferentes geometrias e espessuras. Como esta união tem que ser segura e leve, o método mais utilizado é a soldagem (já imaginou um quadro de bicicleta onde as barras fossem aparafusadas uma na outra?).

A soldagem é a união de duas partes metálicas por meio de aquecimento localizado do ponto de contato entre elas até a temperatura de fusão, quando o metal se liquefaz.

Tipos de solda

As técnicas de soldagem variam em função:

  • Do objetivo da junção dos materiais e da segurança e confiabilidade exigida nessa união.
  • Dos tipos de metais que serão soldados: aço de baixo carbono 1020 e hiten, aço inoxidável, alumínio, titânio ou  liga de Cromoly, por exemplo).
  • Da qualidade e do acabamento que se busca na união.
  • Dos custos e produtividade.
  • Da disponibilidade de profissionais qualificados.

Seja qual for a técnica, é muito importante a soldagem seja feita conforme parâmetros especificados para os objetivos da soldagem. Há uma “receita” para cada aplicação, que deve ser seguida por profissionais habilidatos e com equipamentos adequados.

Métodos

O método mais comum em quadros de bicicletas é a soldagem ao arco elétrico e os processos mais comuns são:

  • Eletrodo Revestido, um processo mais usual onde o eletrodo revestido é consumido no processo e a escória proveniente do material do revestimento protege a solda em sua solidificação. Em geral, aplicável para aços menos nobres e em peças de maior espessura (quadros mais pesados).
  • MIG/MAG (Metal Inert Gas), que faz uso de um gás inerte (Helio ou argônio) para garantir a correta atmosfera de soldagem, aqui o eletrodo também é consumido, depositando material (“pingando metal”) na junta soldada. Os quadros Hiten, Cromoly ou mesmo Alumínio, podem ser soldados por este método. Vantagem: Solda mais precisa e bem acabada que a solda por eletrodo revestido.
  • TIG (Tungsten Inert Gas), esse processo também utiliza um gás inerte. Neste método o eletrodo (de tungstênio) não é consumido. Quadros de alumínio e titânio são soldados por este método. Cromoly também pode ser soldado com TIG, que tem a vantagem de aportar menor energia térmica no processo de soldagem (menor ZTA, que explicaremos abaixo). Embora mais complexa e com menor produtividade, a solda TIG é a de melhor acabamento.

Riscos de uma solda mal executada.

Por ter um aporte de energia alto o suficiente para levar os materiais a seu ponto de fusão (o metal é “derretido”), a solda modifica propriedades dos materiais que, quando se resolidificam depois que esfriam, nunca voltam à sua forma microscópica original (sua estrutra cristalina muda). A área afetada por este calor da soldagem é chamada de ZTA (Zona Termicamente Afetada). A depender da técnica aplicada, pode haver uma fragilização da junta soldada na ZTA. Por isso, muitas das falhas em componentes ocorrem frequentemente fora do ponto de soldagem, mas ainda na região da zona termicamente afetada. Em alguns casos, é necessário tratamento térmico após a soldagem, para reorganizar esta estrutura cristalina.

Para evitar essas falhas, é importante observar a correta energia a ser empregada no processo. Muitas vezes uma solda com grande adição de material (cordão-de-solda grosseiro) pode ser uma solda fraca. Já uma solda discreta pode ser mais forte, quando avaliamos o componente soldado como um todo.

Uma solda não uniforme e com aspecto grosseiro pode indicar variações nos parâmetros de soldagem e outros problemas, como a qualidade do equipamento de soldagem ou mesmo  inabilidade do soldador. Estas deformidades podem gerar concentrações de tensão, maior peso da união soldada, microtrincas ou microfissuras de solidificação e causar problemas que irão se materializar em uma falha prematura do equipamento. Neste caso, solda feia pode sim revelar um problema de qualidade e um risco!

 

Acabamento – Qual a relação entre uma solda com bom aspecto e a qualidade da Solda?

Isto nos leva a outra discussão importante, o acabamento!. É possível disfarçar um solda mal feita? Sim. Nem toda solda com boa aparência é uma solda segura. Por vezes soldas com bom aspecto podem esconder uma baixa eficácia da solda.

Por outro lado, uma solda com bom aspecto (uma perfeita “escama de peixe”) é frequentemente uma boa solda. Mas fique atento!, uma solda “lisinha” (buffed) pode indicar duas situações: 1) Uma solda bem feita que foi “polida” (com ganhos fundamentalmente estéticos) ou 2) uma solda mal feita que foi “escondida”, às vezes até com uso de massa de acabamento, aumentando ainda o peso. Então como saber? A olho nu não é possível identificar. É necessário utilização de técnicas de ensaios não destrutivos (END) para poder diagnosticar se uma solda  “lisinha” é boa ou ruim (como partículas magnéticas, ultra-som, raio-X ou líquido penetrante), não sendo possível que o usuário final possa fazer sua própria inspeção e avaliação. É por isso que engenheiros frequentemente preferem as soldas aparentes às com acabamento.

Conclusão

Se a solda é polida e você confia na marca, go for it!, se é polida e você não confia na marca, cuidado! Com o cordão bem visível, observe a aparência, soldas uniformes e bem acabadas indicam boa qualidade.

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