A união de chapas metálicas refere-se ao processo de conexão de diferentes peças de chapas metálicas por meio de técnicas específicas durante a fabricação de chapas metálicas, visando atingir a funcionalidade e o desempenho da estrutura geral.
A tecnologia de união de chapas metálicas é amplamente utilizada em setores como engenharia mecânica, engenharia química, automotiva, aeroespacial e eletrodomésticos. Os principais métodos de união de chapas metálicas incluem soldagem, rebitagem, conexões roscadas e adesão.
A soldagem é um dos métodos mais comuns e cruciais na união de chapas metálicas. Ele consegue uma conexão durável aquecendo as peças como um todo ou parcialmente, ou induzindo deformação plástica nas peças.
Os métodos de soldagem incluem soldagem TIG, soldagem a ponto e soldagem com proteção de gás CO2. Entre eles, a soldagem TIG não requer fluxo, exige alta precisão, mas pode produzir juntas soldadas robustas e de alta qualidade. Diferentes métodos de soldagem geram diferentes campos de temperatura e deformações térmicas, tornando a escolha de um método de soldagem apropriado fundamental para controlar a deformação da peça.
Além da soldagem, as chapas metálicas podem ser unidas por meio de rebites e conexões roscadas. A rebitagem é um método de conexão irreversível, normalmente usado para conexões leves ou temporárias. As conexões roscadas utilizam elementos mecânicos como parafusos e porcas para obter a conexão, adequadas para situações que exigem desmontagem frequente.
Ao escolher um método de união de chapas metálicas, deve-se considerar fatores como as propriedades do material, o projeto estrutural da área de conexão e as condições de uso previstas.
Além disso, com os avanços tecnológicos, novos métodos de conexão, como a união por pressão, estão sendo pesquisados e aplicados, com o objetivo de melhorar a eficiência e a qualidade da conexão e, ao mesmo tempo, reduzir custos e tempo.
Fundamentos de união de chapas metálicas
A união de chapas metálicas é um processo essencial na fabricação de diversos produtos e estruturas utilizando chapas. Envolve conectar ou anexar várias folhas de metal para criar uma forma ou formato desejado. Este processo é comumente usado em indústrias como automotiva, aeroespacial, construção e fabricação de eletrodomésticos.
Existem vários métodos e técnicas para unir chapas metálicas, cada um com suas vantagens e limitações únicas. Alguns métodos comuns incluem fixação mecânica, soldagem, colagem e soldagem. A escolha da técnica depende de fatores como o tipo de materiais, a aplicação e a resistência necessária da junta.
Fixação mecânica
Um método popular para unir chapas metálicas porque é rápido e simples. Envolve o uso de ferragens como parafusos, rebites e pernos para conectar as folhas e pode ser facilmente desmontado se necessário. Este método é adequado para uma ampla variedade de materiais e espessuras.
Soldagem
Envolve aquecer as superfícies das chapas metálicas para uni-las e formar uma ligação de fusão. Este método fornece uma conexão robusta e durável e é comumente usado para aplicações que exigem alta resistência da junta. Algumas técnicas comuns de soldagem para chapas metálicas incluem soldagem a ponto por resistência, soldagem a arco de metal a gás e soldagem a laser.
Colagem adesiva
Uma técnica que emprega adesivos especiais para unir as chapas metálicas. Este método é vantajoso para unir materiais diferentes e chapas relativamente finas. As ligações adesivas também oferecem uma aparência estética e suave e podem redistribuir a tensão pela junta.
Enchimento de solda
É um processo que utiliza um material de enchimento, ou solda, que é derretido e aplicado nas superfícies da junta para criar uma ligação. A ação capilar ajuda o fluxo da solda e forma uma conexão entre as folhas. A soldagem é frequentemente usada para aplicações que não suportam altas temperaturas e exigem uma ligação de baixa tensão.
A seleção da técnica de união apropriada requer a consideração de vários fatores, como compatibilidade de materiais, requisitos de resistência da junta e custo. Além disso, a preparação adequada da superfície, o projeto da junta e o controle do processo são cruciais para garantir um processo bem-sucedido de união de chapas metálicas.
Concluindo, a união de chapas metálicas desempenha um papel vital no mundo industrial atual. A indústria desenvolve continuamente novas técnicas e tecnologias para atender às necessidades e desafios específicos associados à união de chapas metálicas, melhorando, em última análise, a qualidade, a durabilidade e o desempenho dos produtos finais.
Métodos de união de chapas metálicas
1. Articulação dobrável/aba
As peças de chapa metálica podem ser conectadas entre si dobrando ou dobrando abas na forma de uma fivela e uma ranhura de fixação. Este método de montagem é simples e conveniente, resultando em uma montagem rápida.
No entanto, pode não garantir o posicionamento completo e pode ser necessário um posicionamento auxiliar adicional.
2. Puxando RIvet
A rebitagem é realizada no furo correspondente às duas partes, e uma pistola de rebite é usada para puxar o rebite, expandindo e deformando a manga externa do rebite para fixar as duas partes.
Esta conexão é simples, conveniente e rápida.
3. Selfo-conquistador
A auto-rebitagem é um método que usa deformação mútua entre peças de chapa metálica para obter fixação mútua.
Embora este método seja simples, é frequentemente utilizado em aplicações onde a desmontagem não é necessária.
4. Junta de parafuso/fixadores
Auto-roscante refere-se ao processo de uso de parafusos auto-roscantes para criar roscas diretamente em uma peça de chapa metálica, resultando em um ajuste perfeito e na capacidade de desmontagem.
5. Pressionando Rebite
O processo de rebite por pressão envolve pressionar uma porca ou parafuso contra a chapa metálica, que pode então ser acoplada a uma porca ou parafuso externo correspondente.
6. Juntas de soldagem
O principal objetivo da soldagem a ponto é criar uma fileira de juntas de solda em duas peças de chapa metálica.
Isto é conseguido derretendo o material de chapa metálica local na cabeça de soldagem para completar a conexão entre as peças de chapa metálica.
No conteúdo acima, apresentamos vários métodos de união de chapas metálicas.
Finalmente, uma tabela é utilizada para resumir as vantagens e desvantagens de cada método de união.
| Métodos de união | Ferramentas usadas | Prós | Contras |
|---|---|---|---|
| Articulações dobráveis/abas | nenhum | 1. Baixo custo 2. Montagem rápida |
Não é possível limitar completamente todos os graus de liberdade, são necessários outros dispositivos de fixação |
| Puxando Rebite | arma de rebite | 1. Fácil de operar, boa fluidez 2. Autoposicionamento |
1. Precisa pré-perfurar 2. O pino de tração terá uma saliência 3. Há um limite para o espaço de uso da pistola de rebite |
| Auto-conquistável | molde dedicado | Autoguiado, sem necessidade de posicionamento | 1. Necessidade de fazer o processo de escareamento 2. Não desmonte 3. A taxa de rendimento é difícil de garantir |
| Junta de parafuso/fixadores | Chave de fenda | Baixo custo, destacável | Número limitado de desmontagens |
| Pressionando Rebite | equipamento dedicado | 1. Seguro e confiável 2. Removível |
Custo mais alto |
| Juntas de soldagem | máquina de solda a ponto | 1. Processo simples 2. Não é necessário pré-processamento |
1. Complexidade do equipamento 2. Força de soldagem fraca, soldagem fácil de remover 3. Incapaz de remover 4. Os materiais de soldagem devem corresponder |
Quais são os princípios de funcionamento e as vantagens das novas tecnologias de conexão de chapa metálica, como a conexão de pressão?
Novas tecnologias de conexão de chapa metálica, como a conexão por pressão, conseguem principalmente a união de peças de chapa metálica através da aplicação de pressão. O princípio de funcionamento desta tecnologia pode ser referido ao princípio da soldagem por fricção, ou seja, o calor friccional gerado pela pressão e movimento relativo entre as superfícies de contato das soldagens faz com que as superfícies de contato derretam e se combinem.
Embora a soldagem por fricção seja mencionada aqui, o princípio básico da conexão por pressão é semelhante, ou seja, promover a ligação dos materiais através da aplicação de pressão.
As vantagens da conexão de pressão incluem principalmente:
- Alta fiabilidade: Ao pressionar fisicamente os materiais diretamente, reduz os defeitos que a soldagem ou outras reações químicas podem causar, aumentando assim a confiabilidade e a durabilidade da conexão.
- Forte adaptabilidade: A conexão de pressão é aplicável a uma variedade de materiais e formatos diferentes, incluindo peças de chapa metálica, tornando-a incrivelmente flexível e amplamente utilizada em aplicações industriais.
- Operação fácil: Em comparação com os métodos tradicionais de soldagem, a operação da conexão sob pressão é simples, não exigindo equipamentos complexos ou habilidades especializadas, reduzindo assim os custos de produção e a dificuldade operacional.
- Proteção Ambiental: Por não envolver a geração de gases nocivos, a conexão sob pressão é uma forma de conexão mais ecologicamente correta, atendendo aos atuais requisitos de proteção ambiental.
Como você seleciona o método de união de chapa metálica mais adequado com base nas propriedades do material?
A seleção do método de união de chapa metálica mais apropriado requer consideração inicial das características do material, que incluem desempenho abrangente, custo, desempenho e processabilidade do material. Os métodos de conexão comumente usados no processamento de chapas metálicas incluem soldagem e rebitagem, cada um com características e cenários de aplicação distintos.
- Soldagem: A soldagem é um método que conecta metais fundindo-os por meio do calor, adequado para diversas aplicações. Oferece conexões de alta resistência, especialmente para estruturas portantes. Técnicas de soldagem como soldagem a arco de metal blindado e soldagem com gás inerte de tungstênio são adequadas para cenários que exigem alta precisão e resistência nas conexões.
- Rebitagem: A rebitagem é um método que conecta duas ou mais placas usando rebites. Pode fornecer boa vedação e resistência ao choque, adequado para estruturas leves ou situações que requerem desmontagens frequentes.
Ao escolher um método de conexão, considere os seguintes fatores:
- Princípios de design e melhores práticas: A compreensão profunda dos princípios de design e das melhores práticas é crucial para garantir o sucesso dos projetos de fabricação de chapas metálicas.
- Processo de manufatura: Compreender os fundamentos da fabricação de chapas metálicas pode ajudar a determinar qual técnica é mais adequada para um projeto específico.
- Equilíbrio entre custo e desempenho: A escolha correta dos materiais tem um impacto significativo no custo, desempenho e qualidade do produto.
A escolha do método de união de chapa metálica mais adequado requer uma consideração abrangente das características do material, requisitos de projeto, economia e processabilidade. Comparando as características e cenários de aplicação de soldagem e rebitagem, e considerando os requisitos específicos do projeto e as propriedades do material, a escolha mais adequada pode ser feita.
Quais são os mais recentes avanços de pesquisa em tecnologia de conexão de chapa metálica para melhorar o desempenho mecânico?
Os mais recentes avanços de pesquisa em tecnologia de conexão de chapa metálica para melhorar o desempenho mecânico incluem principalmente os seguintes aspectos:
Tecnologia de fabricação de estruturas leves:
Com os crescentes requisitos para propriedades de materiais em áreas como a aeroespacial, a redução de peso tornou-se uma importante direção de pesquisa. As peças de chapa metálica, como componentes-chave das conexões de chapas de liga leve, tornaram-se um dos pontos críticos de pesquisa no país e no exterior. Isso inclui o progresso da aplicação e a tendência de desenvolvimento da tecnologia de formação/ligação por difusão superplástica, que pode efetivamente realizar a fabricação de estruturas leves.
Tecnologia de conformação de chapas metálicas de precisão:
Na fabricação de painéis de parede de chapa metálica avançados para aeronaves, a aplicação da tecnologia de formação de chapa de precisão é um meio importante para melhorar o desempenho mecânico. Isso envolve vários estágios, incluindo chapa metálica, tratamento térmico, usinagem, conexão e tratamento de superfície, e é uma das principais tecnologias na estrutura do corpo de aeronaves de grande porte e no processo de fabricação.
Tecnologia de conexão rolante interna sem alargamento:
Este é um novo tipo de tecnologia de conexão que tem sido aplicada no estado de desenvolvimento da tecnologia de formação de peças metálicas aeroespaciais. Esta tecnologia pode melhorar o desempenho mecânico da área de conexão, principalmente em aplicações que requerem conexões de alta resistência.
Tecnologia de formação de abaulamento de gás de alta pressão para componentes de chapa metálica de liga de titânio:
Esta tecnologia é usada principalmente no progresso da pesquisa de ligas de titânio aeroespaciais e suas tecnologias de conformação de precisão. Através da tecnologia de formação de abaulamento de gás de alta pressão, a formação de precisão de componentes de chapa metálica de liga de titânio pode ser realizada, melhorando assim seu desempenho mecânico.
