Soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica

O processo de soldagem a ponto por fricção e mistura mecânica (SPFMM, em inglês: Friction Stir Spot Welding, FSSW) é uma técnica de união no estado sólido: nele, a energia térmica gerada pela fricção de uma ferramenta contra as superficies de chapas a serem soldadas é utilizado para plastificá-las e, então, através de mistura mecânica, soldá-las.

 

Como o aporte térmico é bem localizado, e não excede a temperatura de fusão dos materiais, através deste processo obtêm-se juntas com boas propriedades mecânicas e baixa distorção.

Princípio de operação


A Figura mostra um esquema do processo de SPFMM:

 

· Etapa 1: A ferramenta em rotação, composta por pino e ombro, é forçada contra as chapas a serem soldadas sob uma determinada pressão. Esta pressão gera calor devido à 

fricção entre as chapas e o pino, plastificando o material das  

   Etapa 1:

   Penetração 

Etapa 2:

Mistura

Etapa 3:   

Retração   


chapas. O pino penetra totalmente nas chapas, até que o ombro toca a superfície da chapa superior.

Representação esquemática do processo de soldadura a ponto por fricção e mistura mecânica 


·  Etapa 2: Quando o pino atinge uma profundidade pré-estabelecida nas chapas, a ferramenta é mantida em rotação durante um determinado período de tempo, plastificando e misturando mecanicamente os materiais das chapas.


· Etapa 3: Finalmente a ferramenta é retirada. Ao término do processo, remanesce na junta um 'furo' com o perfil do pino.

Características

Em comparação aos processos de soldagem ao arco elétrico ou por resistência elétrica, é consumida menor quantidade de energia para a realização da solda, não há geração de fumos, radiação ou faíscas. Este processo utiliza uma ferramenta nãoconsumível, não requer material de adição ou gás de proteção para efetuar a solda e tampouco necessita de preparo químico das superfícies dos materiais a serem soldados — é ecologicamente correto. O processo pode ser utilizado para a obtenção de juntas de materiais similares e dissimilares.
Existem duas variantes no processo de SPFMM: controle por deslocamento e controle por força. No controle por deslocamento, a profundidade de penetração do pino é pré-setada e quando ela é atingida durante o processo, o tempo de mistura é aplicado. Já no controle por força, a força é pré-setada. A desvantagem de uso de controle por força é que seria interessante prever a temperatura que será atingida durante o processo e saber o comportamento do material nesta temperatura (deformação, escoamento), pois caso contrário a profundidade de penetração da ferramenta (do pino e do ombro) pode ser exccessiva ou abaixo do necessario.

Referências