Quando pensamos em um procedimento de soldagem, a primeira coisa que vem à mente é o uso de calor. Aquecer os metais até o ponto de fusão e fundi-los é como a maioria das técnicas de soldagem funciona.
Técnicas como soldagem a arco, soldagem por fricção, soldagem ultrassônica e soldagem a laser, todas envolvem calor de uma maneira ou de outra. De fato, o calor é considerado sinônimo de soldagem e é essencial para unir dois materiais.
Mas isso está longe da verdade e a soldagem a frio é a prova óbvia. A soldagem a frio é o processo de unir dois metais sem usar calor.
Pode parecer impossível, mas é um dos métodos de soldagem mais populares do mercado.
Como podemos unir metais sem calor?
O elemento calor em um processo de soldagem é usado para tornar as peças derretidas o suficiente para que a difusão dos átomos possa ocorrer, entre as duas peças ou com um meio diferente no meio.
No entanto, não é obrigatório usar o calor para unir materiais. A soldagem a frio demonstra isso em tempo real.
A soldagem a frio (também conhecida como soldagem por pressão a frio e soldagem por contato) usa pressão para unir dois materiais. Cientificamente, esse processo é chamado de difusão em estado sólido e usa pressão para criar soldas.
Quando dois materiais são pressionados juntos, eles geralmente não se soldam. Isto se deve principalmente ao fato de existir uma camada de óxido ou uma fina barreira na superfície dos materiais.
Se considerarmos o caso de um metal, uma camada de óxido na superfície é como uma barreira que não permite a sua difusão com outro metal.
A soldagem a frio supera esse problema preparando os metais antes de serem soldados. O processo de preparação envolve a limpeza ou escovação dos metais a tal ponto que a camada superior de óxido ou barreira é removida.
Isto é conquistado desengordurando o metal e depois escovando o fio.
Uma vez obtida a limpeza desejável da superfície, ambos os materiais são pressionados mecanicamente com a quantidade certa de força. A quantidade de força depende do material em si, pois alguns materiais só podem soldar a altas pressões.
Uma das condições necessárias para a soldagem a frio é que pelo menos um dos materiais seja dúctil e não tenha sofrido um endurecimento severo.
Obviamente, isso restringe a lista de materiais que podem ser candidatos à soldagem a frio. Metais macios são as melhores opções para soldagem a frio.
A história da soldagem a frio
A soldagem a frio tem séculos de história. As escavadeiras encontraram utensílios de solda a frio que datam da idade do bronze.
O primeiro experimento de solda a frio feito cientificamente foi realizado em 1724 pelo reverendo J. Desaguliers.
Seu experimento foi alimentado pela observação de que, quando ele pressionava e torcia duas bolas de chumbo do mesmo diâmetro, elas grudavam uma na outra. Testes adicionais mostraram que, às vezes, a resistência de união é quase semelhante ao metal original.
Muitas teorias tentaram explicar esse fenômeno, incluindo recristalização e hipótese energética. No entanto, todos eles foram refutados.
Atualmente, a explicação aceita é a criação de uma ligação metálica resultante da interação entre os íons livres e os elétrons quando dois metais são pressionados juntos.
Quando a soldagem a frio é realizada com o procedimento correto e o tratamento do material, os resultados geralmente são tão fortes quanto o metal original.
As limitações da soldagem a frio
A soldagem a frio perfeita é muito difícil de conseguir. Isso se deve a várias razões, como camadas de óxido que se formam sobre o metal em condições atmosféricas, irregularidades da superfície, contaminação da superfície e muito mais.
As soldas a frio ideais só acontecem quando as duas superfícies que estão sendo pressionadas juntas estão limpas e livres de qualquer forma de contaminantes. Além disso, quanto mais plana e regular a superfície, mais fácil e uniforme será a solda.
Além disso, existem limitações nos tipos de metais aos quais a soldagem a frio pode se unir. Os metais macios não ferrosos são os únicos candidatos adequados para soldagem a frio.
Cobre e alumínio são os dois metais mais comuns soldados a frio. Metais que contêm carbono não são possíveis para soldagem a frio.
Vantagens de usar solda a frio
A vantagem mais notável da soldagem a frio é que as soldas resultantes têm a mesma força de união que a do material original. Essa façanha é muito difícil de recriar em metalurgia.
O trabalho a frio também pode soldar as séries 2xxx e 7xxx do alumínio, o que geralmente não é possível com outras formas de soldagem.
Nas indústrias, a soldagem a frio é conhecida por sua capacidade de soldar alumínio e cobre, que geralmente são difíceis de soldar com outras formas de técnicas de soldagem. No entanto, a ligação criada entre os dois materiais por soldagem a frio é muito forte.
A soldagem a frio fornece soldas limpas e fortes sem a formação de compostos intermetálicos quebradiços.
Aplicações de soldagem a frio
A soldagem a frio é aplicada principalmente em fios de soldagem. Como não há calor envolvido e o processo pode ser feito rapidamente, a soldagem a frio pode garantir fios perfeitamente soldados, principalmente com alumínio, cobre, latão 70/30, zinco, prata e ligas de prata, níquel e ouro.
Existem ainda ferramentas portáteis disponíveis que você pode usar para soldar fios a frio, tornando-o muito portátil e fácil de usar.
A soldagem a frio também é usada nos casos em que metais diferentes precisam ser unidos, como aquele caso entre o cobre e o alumínio que já discutimos.
A soldagem a frio fornece uma das soldas mais sólidas para a criação de ligações parecidas com metais. Não requer energia térmica nem ferramentas especiais. Entre as técnicas de soldagem mais populares, a solda a frio mostra que o calor não é necessário se você estiver juntando tipos específicos de materiais.
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