Quanto a soldagem afeta a resistência do alumínio
De modo geral, a soldagem pode reduzir significativamente a resistência do alumínio. Uma análise detalhada com base em dados do ESAB, um dos maiores fabricantes mundiais de equipamentos de soldagem, revela exatamente a porcentagem de perda de resistência que ocorre ao soldar diferentes ligas de alumínio.
Na tabela a seguir, apresentamos os valores mínimos de resistência ao escoamento antes e após a soldagem, considerando uma junta de topo a topo, com chanfradura adequada nas bordas. Essa condição representa o cenário mais desfavorável, onde o metal sofre maior estresse sob tração na junta soldada:
- Liga 3003-H34: resistência original de 29 KSI, reduzida para 7 KSI após solda, representando uma perda de aproximadamente 76%
- Liga 5052-H34: resistência de 24 ksi, reduzida para 12 ksi, uma perda de cerca de 50%
- Liga 6061-T6: resistência de 40 KSI, reduzida para 18 KSI, uma perda de aproximadamente 55%
Por que o material de enchimento é fundamental
O uso do material de enchimento adequado é vital para garantir a resistência da solda de alumínio. Cada tipo de liga requer um enchimento específico que maximize a força final da união soldada. O material de preenchimento atua como um elemento de suporte que ajuda a compensar as tendências de fratura do alumínio durante o resfriamento, além de influenciar na compatibilidade química da solda.
Para soldagens TIG, por exemplo, é altamente recomendado sempre utilizar o material de enchimento correspondente à liga base. A escolha errada pode resultar em soldas fracas, com maior propensão a rachaduras e falhas estruturais. A haste de enchimento deve ser compatível em termos de composição química e resistência, garantindo uma união resistente e durável.
O papel do temperamento do alumínio e sua importância
Um fator crucial na soldagem de alumínio é o seu temperamento, ou seja, se a liga é tratável termicamente ou não. Essa característica influencia diretamente na formação da zona afetada pelo calor (ZAH) durante o processo de soldagem.
As ligas tratáveis termicamente, como 6061 e 7075, podem sofrer alterações em suas propriedades mecânicas quando expostas ao calor, podendo ser parcialmente recozidas ou envelhecidas artificialmente. Já as ligas não tratáveis, como 3003 ou 5052, não respondem ao tratamento térmico de forma significativa, mantendo suas propriedades originais mesmo após o processo de soldagem.
- Série 1xxx: Não tratável térmicamente
- Série 2xxx: Tratável térmicamente
- Série 3xxx: Não tratável térmicamente
- Série 4xxx: Geralmente não tratável, com algumas exceções
- Série 5xxx: Não tratável
- Série 6xxx: Tratável térmicamente
- Série 7xxx: Tratável térmicamente
É possível restaurar a resistência do alumínio tratado termicamente após a soldagem?
Embora seja tecnicamente viável, na prática, a recuperação da resistência do alumínio tratado termicamente após a soldagem é bastante complexa. O processo requer fornos controlados e procedimentos específicos de envelhecimento artificial, o que muitas vezes não é pragmático ou economicamente viável para aplicações de rotina.
Além disso, o material de enchimento utilizado na soldagem pode não ser compatível com o tratamento térmico necessário, dificultando ainda mais a recuperação de suas propriedades mecânicas originais. Assim, a recomendação geral é evitar a tentativa de restaurar a resistência através de tratamentos térmicos pós-solda, optando por processos que preservem as propriedades do alumínio desde o início.
Endurecimento por tensão no alumínio
Algumas ligas de alumínio obtêm resistência adicional através do endurecimento por tensão, um processo de deformação a frio que alinha a estrutura de grãos e aumenta a rigidez do material.
Normalmente, esse endurecimento ocorre na fabricação, enquanto o alumínio está frio, por exemplo, durante o processamento em usinas. Contudo, esse endurecimento por tensão é perdido quando o alumínio é aquecido a temperaturas de soldagem, pois a estrutura de grãos se reorganiza, eliminando esse reforço mecânico.
Problemas comuns na soldagem de alumínio
Durante o processo de soldagem de alumínio, podem surgir diversos problemas que comprometem a integridade da junta. Entre os mais frequentes, destacam-se:
- Rachadura no centro da solda: Geralmente relacionada à solidificação do metal fundido, pode ocorrer por falta de preenchimento suficiente ou uso de material de enchimento inadequado. Pequenas fissuras podem se formar na zona de solidificação, dificultando sua visualização até a fratura da junta.
- Rachaduras ao redor do HAZ (zona afetada pelo calor): Podem indicar problemas de liquidação ou uso de liga de arame incompatível. Essas fissuras externas surgem devido ao aquecimento excessivo ou incompatibilidade do material de enchimento.
- Rachaduras no final da solda (cratera): São causadas pelo resfriamento rápido do alumínio, formando uma depressão na extremidade da junta. Essa situação gera tensões que podem levar à fratura. Uma técnica recomendada é diminuir lentamente a velocidade de solda ao final, adicionando pequenas gotas de enchimento para evitar a formação de uma cratera e garantir uma superfície mais convexa.
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