1. Princípio de soldagem por projeção
A soldagem por projeção é um método de soldagem eficiente que permite a soldagem multiponto simultaneamente. Pode ser usado como alternativa à soldagem a arco, brasagem e mordida.
Este método tem a vantagem de alta velocidade de processamento com baixo consumo, necessitando apenas de energia.
Em comparação com a soldagem a ponto, a soldagem por projeção difere porque envolve o pré-processamento de pontos convexos na placa ou o uso de perfis e chanfros que concentram a corrente no material de soldagem como pontos de contato durante a soldagem.
Durante o processo de soldagem, a pressão e a densidade de corrente por unidade de área são aumentadas através do contato com os pontos convexos, o que ajuda a eliminar a película de óxido na superfície da placa, concentrar o calor, reduzir o desvio e diminuir a distância central na soldagem a ponto. Isso permite que a soldagem convexa multiponto seja realizada de uma só vez, melhorando a produtividade e reduzindo a deformação por empenamento da junta.
Na fabricação de carrocerias automotivas, as porcas de soldagem por projeção (porcas com saliências) são normalmente soldadas em placas finas, permitindo fácil montagem, exigindo apenas o aperto dos parafusos, o que melhora a eficiência da montagem.
A soldagem por projeção é uma técnica de soldagem por resistência onde uma ou mais projeções elevadas são pré-processadas na superfície de uma peça para fazer contato com a superfície de outra peça. Uma corrente elétrica é então aplicada, fazendo com que as projeções aqueçam e eventualmente entrem em colapso, formando uma junta soldada.
A soldagem por projeção é uma variação da soldagem por pontos.
É usado principalmente para soldar peças estampadas de aço de baixo carbono e aço de baixa liga. A faixa de espessura ideal para soldagem por projeção de uma placa está entre 0,5 e 4 mm, enquanto a soldagem por pontos é recomendada para espessuras inferiores a 0,25 mm.
Com o crescimento da indústria automotiva, a soldagem por projeção com sua alta produtividade tornou-se amplamente utilizada na produção de componentes automotivos.
2. Classificação da soldagem por projeção
A soldagem por projeção pode ser classificada em vários tipos, incluindo soldagem por projeção de ponto único, soldagem por projeção multiponto, soldagem de anel, soldagem em forma de T, soldagem por projeção de rolo e soldagem cruzada de fio.
3. Três estágios de formação de colisão
A soldagem por projeção é um método de soldagem por resistência que envolve o pré-processamento de um ou mais pontos iniciais convexos na superfície de uma peça para fazer contato com a superfície de outra peça. As peças de trabalho são então pressurizadas e aquecidas por eletricidade, fazendo com que os pontos convexos entrem em colapso e formem uma junta soldada.
A formação da junta de colisão é semelhante à soldagem por pontos e à soldagem por costura e pode ser dividida em três estágios: pré-carga, aquecimento elétrico e cristalização por resfriamento.
1. Estágio de pré-carregamento.
Sob a influência da pressão do eletrodo, a superfície de ligação entre a projeção e a placa inferior se expande, estabilizando a área condutora da zona de soldagem e quebrando o filme de óxido na superfície de ligação, resultando em uma forte conexão física.
2. Ligue o estágio de aquecimento.
O processo de soldagem consiste em duas etapas: a etapa de britagem e a etapa de nucleação.
Depois que a projeção é esmagada e as duas placas são coladas, uma grande área de aquecimento é formada.
À medida que o aquecimento avança, a fusão dos pontos de contacto individuais expande-se, resultando na formação de um núcleo de fusão e de uma zona plástica com tamanho suficiente.
3. Estágio de cristalização de resfriamento.
O processo de nucleação é semelhante ao processo de soldagem por nucleação após a corrente de nucleação ser desligada.
4. Fatores que afetam a qualidade da soldagem por projeção
Corrente de soldagem: A quantidade de corrente necessária para cada ponto de soldagem na soldagem por projeção é menor que a quantidade necessária para soldagem por ponto do mesmo ponto. A corrente máxima é considerada como a corrente que não causa extrusão excessiva de metal sob pressão apropriada do eletrodo. A corrente mínima é a corrente que pode derreter a projeção antes que ela seja totalmente esmagada. A escolha da corrente de soldagem é baseada principalmente no material e na espessura da peça. Na soldagem por projeção multiponto, a corrente total de soldagem é a soma da corrente exigida por cada projeção.
Pressão do eletrodo: A pressão do eletrodo deve causar o colapso das projeções quando atingirem a temperatura de soldagem e garantir um ajuste perfeito entre as duas peças de trabalho. Se a pressão do eletrodo for muito alta, as projeções entrarão em colapso prematuramente, reduzindo a eficácia da soldagem por projeção e enfraquecendo a resistência da junta devido à diminuição da densidade de corrente. Por outro lado, pouca pressão pode resultar em salpicos excessivos. O tamanho da pressão do eletrodo afeta tanto a absorção quanto a dissipação de calor. A pressão do eletrodo deve ser determinada com base no material e na espessura da peça de trabalho. Normalmente pode ser calculado como 1,5 vezes a soma de todos os pontos, desde que a redução da projeção não seja superior a 10% quando a energia é desligada.
Ponto de falha de pressão do eletrodo: O ponto de falha de pressão do eletrodo está entre 500 e 800 N para uma espessura de placa de 1 mm e entre 5.000 e 6.000 N para uma espessura de 5 mm.
Tempo de ligação da soldagem: Isto se refere ao tempo que a potência de soldagem é aplicada a um ponto. O tempo de ativação da soldagem para soldagem por projeção é maior do que para soldagem por pontos. Para reduzir o tempo de soldagem, a corrente de soldagem deve ser aumentada, mas a corrente excessiva pode causar superaquecimento e respingos. Para um determinado material e espessura da peça, o tempo de energização da soldagem deve ser determinado com base na corrente de soldagem e na rigidez da projeção. Normalmente, o tempo de ligação para soldagem de ponto único é entre 0,5 a 2,5 segundos. Para peças de trabalho com espessura superior a 3 mm, vários tempos de ligação, como 3 a 5 vezes, cada um com duração de 0,04 a 0,8 segundos, com períodos intermitentes de 0,06 a 0,2 segundos, podem ser usados para evitar o superaquecimento de pontos individuais.
Potência de soldagem: A energia elétrica necessária para soldar cada ponto varia de acordo com a espessura da peça. Para uma peça de 1 mm de espessura, a potência necessária está entre 40 a 50 KW, e para uma peça de 3 mm de espessura, a potência necessária está entre 80 a 100 kW. Ao soldar peças com o mesmo metal, a projeção deve ser puncionada na peça mais espessa. Ao soldar metais diferentes, a projeção deve ser puncionada na peça com maior condutividade para obter um equilíbrio térmico entre as duas peças.
5. Quais são as vantagens e desvantagens da soldagem por projeção
Vantagens da soldagem por projeção:
- Vários pontos de soldagem podem ser soldados em um processo, limitado apenas pela capacidade de controle para ajustar a corrente e a força.
- A soldagem por projeção permite a soldagem de flanges estreitos, pois possui uma grande concentração de corrente e oportunidades limitadas de desvio no ponto de soldagem, com um espaçamento entre pontos de soldagem mais próximo em comparação à soldagem por pontos.
- A superfície de contato do eletrodo na soldagem por projeção é maior que sua projeção e também maior que a superfície de contato do eletrodo utilizada na soldagem a ponto com o mesmo diâmetro de pepita, o que resulta em menor manutenção do eletrodo devido à densidade de corrente reduzida.
- A soldagem por projeção pode ser aplicada a metais muito espessos para conexões de soldagem por ponto de resistência (RSW).
- O tamanho e a posição da projeção podem ser selecionados de forma flexível, permitindo uma relação de espessura entre a projeção e a peça de trabalho de 6 (ou superior) para 1. Isto às vezes é difícil de conseguir com soldagem a ponto para peças de trabalho com uma relação de espessura de cerca de 3. para 1.
- O processo pode ser usado para juntas à prova de vazamentos, como na soldagem por projeção de anel.
Desvantagens da soldagem por projeção:
- Processos adicionais serão necessários, a menos que a peça possa ser prensada no formato desejado ao formar uma ou mais saliências em uma peça de trabalho.
- O alinhamento da peça de trabalho e o controle do tamanho da protuberância (especialmente sua altura) devem ser mantidos dentro de tolerâncias estritas para garantir a qualidade uniforme da junta de solda ao usar o mesmo eletrodo para soldar múltiplas juntas de solda de uma só vez.
- Ao realizar soldagem por projeção de múltiplas juntas de solda simultaneamente, a distribuição da projeção é restringida pelo caminho de derivação da corrente, que pode não estar alinhado com a posição desejada.
