A soldadura a laser permite realizar juntas estéticas, estreitas e repetíveis, com um aporte de calor relativamente baixo na peça. No entanto, para se obter uma junta uniforme, não basta apenas a escolha da potência do equipamento, da velocidade de avanço do cabeçote e do gás de proteção. O estado da superfície e a precisão na preparação dos elementos a unir revistem-se de grande importância.
A soldadura a laser permite realizar uniões estéticas, estreitas e repetíveis, com um aporte de calor relativamente baixo na peça. No entanto, para obter uma solda uniforme, não basta apenas a escolha da potência do equipamento, da velocidade de avanço da cabeça de soldadura e do gás de proteção. O estado da superfície e a precisão na preparação das peças a unir são de extrema importância.
Ferrugem, óleo, humidade, tinta, escória, líquido de arrefecimento e resíduos de corte podem causar poros, lascas, formação instável do banho de fusão e problemas na obtenção de uma fusão repetível. Por isso, antes de iniciar o trabalho, é necessário garantir não só os parâmetros do equipamento de soldadura, mas também a limpeza, a geometria das arestas e a fixação estável das peças.
Por que razão a limpeza da superfície é tão importante?
O feixe de laser concentra uma grande quantidade de energia numa área reduzida. As impurezas presentes no local da união aquecem-se muito rapidamente, evaporam-se ou reagem com o metal fundido. Isto pode perturbar o processo de soldadura e deixar bolhas de gás, inclusões ou descolorações na soldadura.
As fontes destes problemas podem incluir, entre outras, óleos, lubrificantes, óxidos, humidade, resíduos de emulsão de arrefecimento e sujidade transferida das ferramentas. Mesmo uma fina camada de resíduo oleoso pode prejudicar a estabilidade do processo, especialmente em peças finas e uniões que exigem elevada estética.
As superfícies em torno da futura junta devem estar secas, limpas e isentas de camadas espessas de óxidos e de materiais orgânicos. A limpeza deve abranger não só as próprias arestas, mas também a área em ambos os lados da junta, por onde passará a cabeça de laser ou o bocal de proteção.
Quando deve ser efetuada a limpeza antes da soldadura?
A preparação da superfície deve ser efetuada, de preferência, o mais próximo possível do início da soldadura. O metal limpo, se for deixado durante um período prolongado num ambiente húmido, empoeirado ou gorduroso, pode voltar a ficar coberto por uma camada de resíduos ou ficar sujo durante o transporte e a colocação na bancada de trabalho.
Na produção em série, é aconselhável implementar um procedimento fixo de preparação das peças. Este procedimento deve definir a sequência de etapas, os produtos de limpeza utilizados, o tipo de pano de limpeza, o modo de armazenamento das peças após a limpeza e as regras de controlo antes da soldadura. Desta forma, cada peça chega à estação de trabalho em condições semelhantes e o processo torna-se mais fácil de repetir.
Remova óleo, lubrificante e líquido de arrefecimento
A primeira etapa deve ser a desengorduramento. As peças, após corte, torneamento, fresagem, perfuração ou esmerilagem, podem estar cobertas de óleo tecnológico, emulsão de arrefecimento, conservantes ou vestígios gordurosos deixados pelas mãos.
Para a desengorduramento, deve utilizar-se um produto adequado ao metal em questão e compatível com os requisitos do processo. Após a limpeza, a superfície tem de secar completamente. Não se deve iniciar a soldadura se ainda houver líquido, humidade ou uma camada de sujidade dissolvida na peça.
Não basta limpar a peça com um pano qualquer. Um pano sujo só irá espalhar o óleo por uma área maior. É preferível utilizar materiais limpos e que não soltem pó, bem como evitar tocar na área preparada com as mãos desprotegidas. No caso de peças com elevados requisitos de qualidade, é aconselhável trabalhar com luvas limpas.
Remova a ferrugem, a tinta e a escória
A aço preto, antes da soldadura a laser, deve estar isenta de ferrugem solta, tinta, escória espessa, revestimentos de proteção e resíduos de tratamentos anteriores. As impurezas devem ser removidas tanto da linha de junção como da área que ficará exposta ao calor e ao gás de proteção.
Para a preparação da superfície, podem ser utilizados o esmerilamento, a escovagem, o jateamento abrasivo, a lavagem técnica ou a limpeza a laser. A escolha do método depende do tipo de sujidade, do material e da qualidade da superfície exigida. A limpeza a laser permite remover com precisão ferrugem, tinta, óleo e camadas tecnológicas sem contacto mecânico com o material.
Após o esmerilamento ou a escovagem, é necessário remover cuidadosamente o pó, as limalhas e as partículas de abrasivo. É igualmente importante ter cuidado para não provocar riscos demasiado profundos, não sobreaquecer bordas finas e não alterar a geometria da junta. No caso de chapas finas, mesmo um dano mínimo nas arestas pode dificultar a obtenção de uma soldadura uniforme.
Como preparar o alumínio para a soldadura a laser?
O alumínio requer uma atenção especial devido à camada de óxido e à sensibilidade do processo à humidade e à sujidade. Os óxidos de alumínio têm um ponto de fusão diferente do do material de base, e o hidrogénio proveniente, entre outros, da humidade, dos lubrificantes e da sujidade superficial pode aumentar o risco de porosidade na soldadura.
Primeiro, deve-se desengordurar a superfície e, em seguida, remover os óxidos através de um método adequado. Pode utilizar-se uma escova de aço inoxidável destinada exclusivamente ao alumínio. Esta não deve ter sido utilizada anteriormente para limpar aço, pois poderia transferir partículas estranhas para o material a ser trabalhado.
Em uniões exigentes, convém também prestar atenção ao estado do fio de adição, caso seja utilizado. O fio deve estar limpo, seco e protegido contra a sujidade. As impurezas presentes no material de adição podem chegar diretamente ao banho de fusão.
Certifique-se de que os elementos se encaixam com precisão
Uma superfície limpa não é suficiente se as peças estiverem mal encaixadas. As arestas devem encostar uniformemente e a folga ao longo de todo o comprimento da junta deve ser o mais uniforme possível. Alterações bruscas na distância podem causar uma fusão irregular, afundamento da soldadura, falta de preenchimento ou a necessidade de corrigir constantemente a velocidade de avanço.
Os elementos devem ser fixados com segurança no dispositivo de fixação ou pressionados de forma a não se deslocarem sob o efeito do calor, das vibrações e dos movimentos do operador. Na produção em série, um dispositivo de fixação bem concebido é uma das condições fundamentais para uma soldadura a laser repetível.
No caso de uma fenda maior, pode utilizar-se fio de adição, uma vez que a soldadura a laser pode ser realizada tanto sem material de adição como com a sua utilização. No entanto, isto não substitui a preparação correta das arestas, o alinhamento das peças e a verificação das dimensões antes do início do trabalho.
Remova as rebarbas e verifique as arestas
Após o corte a laser, a plasma, mecânico ou com serra, podem permanecer rebarbas, escória, irregularidades acentuadas e excessos de material nas arestas. É necessário removê-las antes de alinhar as peças. A peça deve encostar na outra peça em toda a superfície prevista para a junção.
Antes da soldadura, é aconselhável verificar:
- a compatibilidade do tipo e da espessura do material,
- a retidão e a limpeza das arestas,
- a uniformidade da folga ao longo de todo o comprimento da junta,
- a estabilidade da fixação no dispositivo,
- ausência de óleo, poeira, humidade, tinta e escória,
- limpeza do bico, do vidro de proteção e dos elementos da cabeça,
- alimentação correta do gás de proteção.
Uma proteção gasosa eficaz limita a oxidação da soldadura e é fundamental para obter uma ligação de alta qualidade. Se o fluxo de gás for instável ou se o bico estiver sujo, mesmo uma peça bem preparada pode apresentar um resultado inferior.
Os erros mais comuns antes da soldadura a laser
Um dos erros mais frequentes é soldar peças que foram apenas esfregadas superficialmente, apesar de ainda existirem óleo, líquido de arrefecimento ou pó resultante da usinagem nas fendas. Outro problema é deixar tinta na parte inferior da junta, utilizar escovas sujas e misturar ferramentas destinadas à aço com as destinadas ao alumínio.
Não se deve tocar na superfície limpa com as mãos desprotegidas. As marcas gordurosas dos dedos podem ser fonte de sujidade local. Após a preparação, é aconselhável manusear as peças com luvas limpas e colocá-las o mais rapidamente possível no equipamento de fixação.
É também um erro negligenciar a verificação da fenda e da estabilidade da fixação. Se a peça se deslocar durante a soldadura, o processo pode tornar-se instável e a junta de soldadura terá de ser corrigida ou refeita. Na soldadura a laser, a repetibilidade da preparação da peça é tão importante quanto a repetibilidade das configurações do equipamento.
Resumo
A preparação correta do metal para a soldadura a laser inclui a remoção de óleo, humidade, ferrugem, tinta, escória, óxidos e resíduos de processamento anterior. Igualmente importantes são as arestas lisas, uma fenda estreita e uniforme e uma fixação estável das peças.
Uma peça limpa e bem ajustada permite obter um processo mais estável, limitar a porosidade e reduzir o número de retificações. Na produção em série, é aconselhável estabelecer um procedimento fixo que inclua a desengorduramento, a limpeza, a inspeção das arestas e a proteção da superfície contra nova sujidade.
