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A história da descoberta da soldagem por fricção: por que uma patente de 1924 tem um impacto tão duradouro hoje?
A soldagem por fricção (FW) é um processo de soldagem e união em estado sólido que usa atrito mecânico entre peças de trabalho em movimento relativo para gerar calor. Esse processo aplica uma força lateral chamada de reviravolta, que deforma plasticamente os materiais e os funde. A tecnologia de soldagem por fricção é amplamente utilizada nas indústrias automotiva e de aviação e desempenha um papel importante na soldagem de metais e materiais termoplásticos.
"A soldagem por fricção é uma técnica de soldagem de estado sólido, como a soldagem de forjamento, mas seu mecanismo de operação e gama de aplicações são muito mais amplos."
História da soldagem por fricção
As primeiras aplicações e patentes para soldagem por fricção datam do início do século XX, sendo a soldagem por fricção rotativa o mais antigo dos vários métodos. Em 1924, W. Richter obteve uma patente para a tecnologia de soldagem por fricção linear (LFW) no Reino Unido e, mais tarde, H. Klopstock obteve uma patente semelhante na União Soviética. Embora as descrições iniciais fossem bastante vagas, essas primeiras patentes estabeleceram uma base importante para a tecnologia de soldagem por fricção.
Em 1956, um técnico chamado A. I. Chudikov conduziu uma pesquisa científica sobre soldagem por fricção rotativa na União Soviética e a introduziu como um processo comercial pela primeira vez. Em 1960, a tecnologia foi introduzida nos Estados Unidos, e empresas como Caterpillar Tractor Company, Rockwell International e American Manufacturing Foundry começaram a desenvolver máquinas relacionadas. O desenvolvimento dessas patentes não foi apenas amplamente utilizado na Europa e na União Soviética, mas também abriu caminho para avanços tecnológicos subsequentes.
Tecnologia convencional de soldagem por fricção
A soldagem por fricção inclui muitas formas, a seguir estão alguns métodos principais de soldagem:
Soldagem por fricção rotativa
Na soldagem por fricção rotacional (RFW), um componente de soldagem é girado em relação ao outro e pressão é aplicada. O aquecimento do material é causado pelo atrito, o que acaba formando uma junta de solda inseparável.
Soldagem por fricção linear
A soldagem por fricção linear (LFW) envolve submeter um componente a um movimento linear alternativo, contatando e aplicando pressão a um componente estacionário.
Soldagem por fricção e agitaçãoA soldagem por fricção e agitação (FSW) é um processo de união em estado sólido que usa uma ferramenta não consumível para unir duas peças de trabalho opostas sem derreter o material. À medida que a ferramenta se move ao longo da linha de junta, o calor gerado pelo atrito entre a ferramenta e o material da peça de trabalho faz com que o material na área de contato amoleça, conseguindo assim a soldagem.
Tratamento de superfície de atrito
O tratamento de superfície por fricção é um processo derivado da soldagem por fricção em que o material de revestimento é aplicado por meio de uma haste de material de revestimento rotativa (chamada de mechtrode) para formar uma camada de ligação plastificada.
Requisitos de qualidade de soldagem
Os requisitos de qualidade para soldagem por fricção dependem do campo de aplicação, por exemplo, na indústria de aviação ou de voo, defeitos de solda são inaceitáveis. Os testes de qualidade da solda geralmente são realizados usando métodos de medição e digitalização para garantir que a liga ou o metal tenha uma estrutura de grãos ultrafina.
"A microestrutura obtida durante a soldagem por fricção é crucial para o desempenho da junta soldada."
Evolução tecnológica e perspectivas futuras
A evolução da tecnologia de soldagem por fricção se reflete não apenas na diversidade de métodos de soldagem, mas também no crescente número de aplicações comerciais. Desde a década de 1960, muitas empresas continuaram a inovar e desenvolver novas tecnologias híbridas, como soldagem por fricção de baixa força, para reduzir a força necessária para soldagem e melhorar a eficiência e a qualidade da soldagem.
Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a aplicação da tecnologia de soldagem por fricção não se limita a materiais metálicos, mas se expandiu gradualmente para a soldagem de materiais termoplásticos, injetando nova vitalidade na futura indústria de manufatura.
Esses desenvolvimentos históricos e tecnológicos mostram claramente que a influência da tecnologia de soldagem por fricção ainda é de longo alcance. Da patente em 1924 até a atual aplicação generalizada, ela pode levar à inovação e mudança contínuas na indústria no futuro. Como você acha que o desenvolvimento futuro da soldagem por fricção afetará a manufatura moderna?
