Soldagem de plástico

7/24/2019 Soldagem de plstico

1/17

Soldagem de Plsticos

Thomas H. North e Geetha Ramarathnam, Universidade de Toronto

Introduo

Polmeros e com!"sitos !olim#ricos so atrativos !or causa de sua alta resist$ncia emrelao ao !eso, in#rcia %umica e ca!acidade de ser moldado em &ormas com!le'as comcustos relativamente (ai'os. Polmeros !odem ser categori)ados como termorrgidos outermo!lsticos.

No caso de resinas termorrgidas, ocorre uma reao %umica durante o !rocessamento decura, isto #, como resultado de rea*es de rami&ica*es irreversveis no molde. +m(os,termorrgidos moldados e com!onentes elastmeros vulcani)ados no !odem serremodelados !or meio de a%uecimento, !or%ue ocorre degradao. Portanto termorrgidos ecom!onentes de (orracha vulcani)ada s" !odem ser unidos usando ligao adesiva oum#todos de &i'ao mec-nica.

+s resinas termo!lsticas, !or outro lado, !odem ser amolecidas, como um resultado doen&ra%uecimento de secundria de van der aals ou &oras de ligao de hidrog#nio entrecadeias de !olmero ad/acentes. Portanto, termo!lsticos !odem ser remodelados !elaa!licao de calor, e !odem ser soldados !or &uso com sucesso.

0s termo!lsticos !odem ser am!lamente divididos em resinas amor&as e cristalinas, com(ase em mor&ologia ou estrutura. 1stes materiais so mais atrativos do %ue ostermorrgidos, !or%ue eles2

S30 4+IS 5+R+T0S S30 R16I67891IS P0:14 S1R UNI:0S US+N:0 S07:+G14 P0R ;US30 T


2/17

+ Ta(ela > lista as !rinci!ais resinas termo!lsticas. Termo!lsticos Preenchidos estosendo cada ve) mais utili)ados em a!lica*es semiestruturais. 0s materiais de adio!odem redu)ir os custos de material, aumentar as !ro!riedades mec-nicas, melhorar as!ro!riedades t#rmicas, !ro!orcionam retardamento de chama, e assim !or diante.

Ta(ela > categorias !rinci!ais de termo!lsticos e com!"sitos

Plsticos mais comunsPolietileno

Polipropileno

Policloreto de vinila

Poliestireno

Plsticos de engenharia

AcetalAcrilonitrila-butadieno-estireno

Acrlico

Politetrafluoretileno

Nylon

Polibutileno tereftalato

Polibutileno tereftalato

Polixido de fenileno

Policarbonato

1ngenharia avanada de !lsticos

PeekPolieterimida

Pek

Polisulfeto de p-fenileno

Polmero de Cristal Lquido

Polissulfona

Re&orados e com!"sitos termo!lsticos avanadosResinas termoplsticas com preenc!imento curto" lon#o" ou contnuo de fibras de vidro"carbono" ou aramida

Unio # geralmente o !asso &inal em %ual%uer ciclo de &a(ricao. +lguns artigos de revisoim!ortantes so re!resentados !ela re&er$ncia >, ?, @, A, B, e C. + e&iccia da o!erao deunio !odem ter uma grande in&lu$ncia so(re a a!licao de %ual%uer !olmero ou materialcom!"sito. Uma variedade de t#cnicas de unio de !olmero est dis!onvel. + ;igura >&ornece uma classi&icao destes di&erentes m#todos DRe&. AE.


3/17

;IG. > 67+SSI;I6+F30 :1 :I;1R1NT1S 4T0:0S :1 UNI30. ;0NT12 R1; A

Polmeros so su(stratos de (ai'a energia, com as energias livres de su!er&cie de menos

de cerca de B mJm?

D,@ &t. K l(&. J &t.?

E DRe&. LE. + criao de uma /unta (em sucedidade!ende de %uatro &atores2 a nature)a %umica do !olmero, a energia livre de su!er&cie,to!ogra&ia da su!er&cie e a contaminao da su!er&cie do !olmero !or !oeira, "leo egra'a. 1stes &atores a&etam signi&icativamente a e&ici$ncia do adesivo e de m#todos deligao !or solvente. Soldagem !or &uso, no entanto, # muito mais tolerante com osas!ectos como a contaminao da su!er&cie e varia*es de materiais de amostra !araamostra.

0s adesivos so !olmeros do ti!o termorrgidos %ue !odem ser classi&icados comoestrutural, no estrutural, ou de elast"mero. Re&er$ncia L &ornece detalhes adicionais. 0sadesivos estruturais so geralmente utili)ados em a!lica*es de su!ortar cargas, em /untas%ue t$m altos ndices de resist$ncia ao !eso. 1les tam(#m so utili)ados !ara melhorar a

resist$ncia de am(os, &adiga no com!onente e resist$ncia M corroso. +s !rinci!aisdesvantagens da ligao adesiva so de %ue # necessrio a !re!arao de su!er&cie antesda ligao, tem!o de cura !ode ser longo, o com!onente no !ode ser desmontado a!"s ao!erao de unio e riscos !ara a sade eJou de segurana !odem estar envolvidos na suautili)ao. +!esar destes !ro(lemas, ligao adesiva # usada e'tensivamente em vriossetores.

;i'ao mec-nica e ligao adesiva !odem ser usadas !ara unir am(os materiais,semelhantes e di&erentes. Por e'em!lo, a &i'ao mec-nica # comumente utili)ada em unirum !lstico ao metal DRe&. OE, !rodu)indo am(os, /untas !ermanentes ou cone'*es %ue!odem ser a(ertos e selados de novo. +s vantagens desta a(ordagem so %ue nenhumtratamento de su!er&cie # necessrio, e a desmontagem dos com!onentes !ara ins!eo e

re!arao so sim!les. +s !rinci!ais limita*es desta t#cnica so o aumento de !eso, a!resena de grandes concentra*es de tens*es em torno dos &uros de &i'ao, e


4/17

su(se%uente !ro(lema de corroso em servio DRe&. OE. +s a!lica*es t!icas de &i'aomec-nica esto na engenharia aeroes!acial, automotiva e indstria da construo.

4ateriais !olim#ricos %ue !ossuem !ar-metros de solu(ilidade semelhantes, !odem serunidos usando soldagem !or solvente ou &uso. Interdi&uso de cadeias de !olmero

desem!enham um !a!el im!ortante na reali)ao de ader$ncia intrnseca DRe&. E e na!romoo da cadeia de di&uso, am(os atrav#s da a!licao, de um solvente ade%uado ou!or a%uecendo a amostra de !olmero.

6omo mencionado anteriormente, a!enas termo!lsticos !odem ser unidos usando o!rocesso de soldagem !or &uso. + tem!eratura de transio vtrea, Tg, em !olmerosamor&os, e a tem!eratura de &uso, Tm, em !olmeros cristalinos devem ser ultra!assados,de modo %ue as cadeias de !olmeros !ossam ad%uirir a mo(ilidade su&iciente !araInterdi&uso. Uma variedade de m#todos e'iste !ara a soldagem de termo!lsticos ecom!"sitos termo!lsticos D;ig. ?E. + energia t#rmica !oder ser &ornecida e'ternamente !orconduo, conveco eJou m#todos de radiao, e internamente atrav#s de &ricomolecular causada !elo movimento mec-nico na inter&ace da /unta. 1m caso de

a%uecimento e'terno, a &onte de calor # removida antes da a!licao de !resso, e tem!osmais longos de soldagem so com!ensadas !or uma maior toler-ncia das varia*es nascaractersticas do material. 4#todos de a%uecimento interno de!endem signi&icativamentedas !ro!riedades do material DRe&. >E. +%uecimento e !resso so a!licadossimultaneamente, e tem!os mais curtos de soldagem esto geralmente envolvidos durante o!rocesso de unio.

;IG. ? 67+SSI;I6+FQ1S :0S :I;1R1NT1S 4T0:0S :1 S07:+G14 P+R+T1R40P78STI60S

Soldagem # reali)ada em vrias eta!as. :urante a &ase inicial, as mol#culas da cadeia de!olmero tornamse m"veis e ocorre a reorgani)ao na su!er&cie. Isto # seguido !ormolha(ilidade e di&uso de cadeias de !olmero atrav#s da inter&ace. + eta!a &inal envolve o


5/17

res&riamento e a solidi&icao. Para cadeias es!irais aleat"rias lineares, a energia mec-nicanecessria !ara se!arar os su(stratos soldados, G, # dada !ela relao DRe&. >>E2

0nde # a &uno de soldagem a ser determinado, t # o tem!o de contato, T # atem!eratura de soldagem, P # a !resso e 4 # o !eso molecular do !olmero.

Na soldagem !or solvente, a a!licao de um solvente na linha de ligao indu) amo(ilidade su&iciente !ara Interdi&uso das cadeias de !olmero DRe&. >?, >@E. Por%ue osolvente deve !lastici)ar &ortemente a su!er&cie do !olmero, esta t#cnica de unio #a!licada !rinci!almente aos termo!lsticos amor&os vtreos, tais como !olicar(onato,acrlico, e resinas de !oliestireno.

Re&er$ncias

>. G. G1H+R:SS0N, TH1 17:ING 0; P7+STI6S, 17:. R19., ;15 >O@, P >L??

?. 4.N. +TS0N, R.4. RI91TT, +N: .I. 0HNS0N, P7+STI6S+N IN:USTRI+7 +N:

7IT1R+TUR1 SUR91 0; 0INING T16HNIVU1S, R1P0RT N0. LOAC.>JOBJAL>.@, TH1

17:ING INSTITUT1, +5INGT0N, U, >OC

@. H. P0T1NT1 +N: P. 4I6H17, TH1 ST+T1 0; TH1 +RT :19170P41NT TR1N:S IN

TH1 17:ING 0; P7+STI6S, PR06. BTH +NNU+7 N0RTH +41RI6+N 17:INGR1S1+R6H 60N;1R1N61, 1I +N: +S, >O

A. 9.. ST01S, 0INING 41TH0:S ;0R P7+STI6S +N: P7+STI6 604P0SIT1S2 N+091R9I1, P074. 1NG. S6I. 907 ? DN0. >E, >O, P >@>>@?A

B. R.+. GRI44, ;USI0N 17:ING T16HNIVU1S ;0R P7+STI6S, 17:. ., 4+R6H>, P ?@?O

C. G. 41NG1S, TH1 0INING 0; P7+STI6S +N: TH1IR 604P0SIT1S, PR06. 7NT.60N;.+:9+N61S IN 0INING N11R STRU6TUR+7 4+T1RI+7S, II D40NTR1+7E, P@@C@

L. +.. IN706H, +:H1SI0N +N: +:H1SI91S, 6H+P4+N +N: H+77, >OL, P >>O. :. 6H+NT, 0INING T16HN070G ;0R TH1R40P7+STI6 604P0SIT1STRU6TUR1S IN +1R0SP+61 +PP7I6+TI0NS, PR06. INT. 60N;. +:9+N61S IN0INING P7+STI6S +N: 604P0SIT1S, TH1 17:ING INSTITUT1, 6+45RI:G1, >>

. S.S. 90UTSII, +UT0H1SI0N +N: +:H1SI0N 0; HIGH P0741RS, I71INT1RS6I1N61,>C@

>. +. 51N+T+R, 4+T1RI+7 6H+R+6T1RISTI6S ;0R 17:ING, PR06. BTH +NNU+7N0RTH +41RI6+N 17:ING R1S1+R6H 60N;1R1N61, 1I +N: +S, >O

>>. R.P. 007, 5.7. U+N, +N: 0.. 46G+R17, P074. 1NG. S6I. 907 ? DN0. >E,

>O, P >@A >@CL


6/17

>?. .9. TIT0, 6H+PT1R >?, S0791NT 17:ING 0; P7+STI6S, +PP7I1: S6I1N61PU57ISH1RS, 70N:0N, P >O>>C

>@. 4. 7I6+T+ +N: 1. H++G, S0791NT 17:ING ITH P076+R50N+T1, PR06. SP1AATH +NT16 411TING, S06I1T 0; P7+STI6S 1NGIN11RS, >OC, P >?>A



T#cnicas de Soldagem !or ;uso

+s t#cnicas de soldagem !or &uso comumente dis!onveis iro ser descritos nos termoscom (ase no m#todo de unio, os !rinci!ais !ar-metros de unio envolvidos na o!eraodo !rocesso, e nas reas de a!licao de cada m#todo de unio.

Soldagem !or ;erramenta +%uecida

Soldagem !or &erramenta a%uecida ocu!a uma !osio central entre as di&erentes t#cnicasde soldagem !or &uso t#rmica. 1ste m#todo !ode !ro!orcionar uma resist$ncia da /unta,%ue # igual ao do material de (ase. +s su!er&cies a serem unidas so levadas ao !onto de&uso ou tem!eratura de amolecimento !or contato direto com uma &erramenta a%uecida.Uma ve) %ue a dese/ada es!essura de !elcula &undida # !rodu)ida, a &erramenta a%uecida# removida, as su!er&cies derretidas so unidas, o con/unto # dei'ado a arre&ecer esolidi&icar so( !resso. Tem!os t!icos de soldagem variam de > segundos a C minutos,de!endendo do tamanho do com!onente a ser unido.

+s su!er&cies da &erramenta a%uecida so normalmente revestidas com !olitetra&luoretilenoDPT;1E !ara evitar %ue os !olmeros grudem na &erramenta. No entanto, o revestimento deT;1 geralmente limita a tem!eratura m'ima da su!er&cie &erramenta !ara ?CW6 DBW;E.+lguns estudos so(re soldagem !or &erramenta a%uecida t$m envolvido tem!eraturas da!laca de a%uecimento em e'cesso de @BW6 DCCW;E durante tem!os de a%uecimento muitocurtos DA a C sE. 1ste ciclo t#rmico tem sido !ossvel atrav#s da utili)ao de elementos dea%uecimento de alumnio(ron)e de alta tem!eratura DRe&. >E.

0 !rocesso de soldagem !or &erramenta a %uente !ode ser descrito !or %uatro &ases D;ig.@E. :urante a &ase I, as su!er&cies do material so levadas em contato com a &erramentaa%uecida e mantida so( !resso. 1sta !resso # mantida at# %ue uma !elcula &undidaa!arece. Na &ase II, a !resso de contato entre a &erramenta a%uecida e a (ase # redu)ida!ara aumentar a es!essura da !elcula &undida. + ta'a de aumento da es!essura da !elcula&undida de!ende da conduti(ilidade t#rmica do !olmero. ;ase III # o tem!o de trocaDremoo da &erramenta a %uenteE, en%uanto %ue a &ase I9 # a unio e arre&ecimento so(!resso. + %uantidade de deslocamento de !olmero derretido a !artir da )ona de soldagem# controlvel. Por e'em!lo, m%uinas controladas !or com!utador iro !ermitir %ue a !r#


7/17

seleo dos valores de !resso ou de deslocamento %ue so a!licadas durante a unioDRe&. >BE. Neste conte'to, as anlises de matemtica detalhada do !rocesso de soldagem!or &erramenta a %uente / tenham sido e&etuadas DRe&. >B, >LE.

;IG.@. GR8;I60S T14P0 :1 PR1SS30 1 T14P0 :1 :1S706+41NT0 40STR+N:0:I;1R1NT1S ;+S1S :0 PR061SS0 :1 S07:+G14 :1 ;1RR+41NT+ + VU1NT1. p,pE, e pF 1ST30 6045IN+N:0, +VU16I41NT0, 1 PR1SSQ1S N+S UNFQ1S,R1SP16TI9+41NT1. tE, tU, tF, e tKR1PR1S1NT+4 +VU16I41NT0, TR06+S, UNI30 1

0S T14P0S :1 +RR1;16I41NT0, R1SP16TI9+41NT1. sF, R1:UF30 :0604PRI41NT0 :+ P1F+ + S1R UNI:+X sA, TR+1T0 :1 :1S706+41NT0PR0:UYI:0 :UR+NT1 0 T14P0 :1 tE. ;0NT12 R1; >C

0s !rinci!ais !ar-metros de unio !ara soldagem de &erramenta a %uente so2

+ T14P1R+TUR+ :+ ;1RR+41NT+ +VU16I:+, VU1 :1P1N:1 :0 P07Z41R0

+ S1R S07:+:0


8/17

+ PR1SS30 +P7I6+:+ 1 + :UR+F30 :+ ;+S1 I. DN0 1NT+NT0, + +7T+PR1SS30 :UR+NT1 + ;+S1 I9 IR8 PR0:UYIR U4+ VU+NTI:+:1 1[61SSI9+:1 ;7U[0 7+T1R+7 1 + 0RI1NT+F30 :+ 6+:1I+ :0 P07Z41R0 N+ UNT+60N67UZ:+, R1SU7T+N:0 14 1;1IT0S +:91RS0S :1 PR0PRI1:+:1S

416=NI6+S, 6040 :1S6RIT0 N+ R1;. >B 1 >CE + 60N:UTI9I:+:1 TR4I6+, 6+70R 1SP16Z;I60 :0 P07Z41R0, 0T+4+NH0 1 + 1SP1SSUR+ :+ P+R1:1 :+ P1F+ + S1R UNI:+, S30 0SP+R=41TR0S VU1 :1T1R4IN+4 + :UR+F30 :+ ;+S1 II

+ TR06+ 0U 604UT+F30 :1 ;1RR+41NT+, :191 T1R 0 T14P04INI4IY+:0 :1 40:0 VU1 0 +RR1;16I41NT0 :+ 6+4+:+ ;UN:I:+ N30060RR+ DP+R+ 19IT+R + INI5IF30 :+ INT1R:I;US30 :+ 6+:1I+ :1P07Z41R0E

+!lica*es. Todos os materiais termo!lsticos !odem ser unidos usando soldagem !or&erramenta a%uecida. 0s com!onentes %ue t$m reas de su!er&cie grandes e !lanas, socomumente soldadas no to!o usando esta t#cnica. Tam(#m # !ossvel /untar materiaisdi&erentes !or meio do uso de duas !lacas a%uecidas %ue se encontram em di&erentestem!eraturas DRe&. >AE. 0 &ator de solda(ilidade, neste caso, # o grau de com!ati(ilidade.

Soldagem !or &erramenta a%uecida !ode ser &acilmente automati)ada. 0 e%ui!amento!orttil # usado !rinci!almente !ara re!aros de solda no local. Pe%uenas %uantidades dedesalinhamento na /unta antes da unio t$m e&eitos insigni&icantes so(re a %ualidade dasolda. Soldagem !or &erramenta a%uecida # usada numa variedade de a!lica*esindustriais. 0 setor automotivo, !or e'em!lo, usa !ara soldar cai'as de !oli!ro!ileno DPPE eco!olmero !ara as (aterias, soldar arma*es de lanternas traseiras de acrilonitrila

(utadienoestireno D+5SE, unidas !or !olimetilmetacrilato DP44+E ou lentes de!olicar(onato DP6E. Soldagem !or &erramenta a%uecida tam(#m # utili)ada na soldagem detan%ues termo!lsticas e %uando ingressar em !olietileno de grande di-metro !i!eline DP1E!ara o trans!orte de gs, gua, esgoto e resduos. Soldagem !or &erramenta a%uecidatam(#m # utili)ada %uando se solda tan%ues termo!lsticos e %uando une tu(ula*es dedi-metros grandes de !olietileno DP1E !ara o trans!orte de gs, gua, esgoto e resduos.

Soldagem !or Gs a%uecido

Um &lu'o de ar %uente ou gs Dnitrog$nio, ar, di"'ido de car(ono, hidrog#nio, ou o'ig#nioE #dirigido !ara o material de adio e da rea da /unta utili)ando uma tocha DRe&. >OE. Umavareta de adio ou &ita Dde uma com!osio similar M do !olmero a ser /untouE #suavemente em!urrada !ara dentro da a(ertura entre os su(stratos D;ig. AE. Uma variedadede (ocais est dis!onvel !ara di&erentes a!lica*es, e %ual%uer soldagem automati)ada oumanual !ode ser reali)ada. :urante a soldagem, a tem!eratura do gs !ode variar de ? aCW6 D@ a >>>W ;E, de!endendo do !olmero a ser unido.


9/17

;IG.A. 1SVU14+:1 S07:+G14 P0R G8S +VU16I:0, 40STR+N:0 + P0SIF30 60RR1T+ :+ T06H+1 9+R1T+ :1 +:IF30 P+R+ :I;1R1NT1S T1R40P78STI60S. ;0NT12 R1; >

0s !rinci!ais !ar-metros de unio do !rocesso de soldagem !or gs a%uecido so2

T14P1R+TUR+ :0 G8S, VU1 :1P1N:1 :0 TIP0 :1 P07Z41R0 + S1RUNI:0, VU1 :1T1R4IN+ 0 17141NT0 :1 +VU16I41NT0, :I41NSQ1S :0506+7 1 T+[+S :1 9+Y30 :1 G8S J +R VU1 S1R30 US+:0S

91706I:+:1 :1 S07:+G14 1 PR1SS30 :1S61N:1NT1 :+ 9+R1T+ :1S07:+ D0P1R+FQ1S :1 UNI30 4+NU+7E

+!lica*es. +s !rinci!ais reas de a!licao envolvem a soldagem contnua dos tan%ues de!oliole&ina e reci!ientes, a soldagem de cloreto de !olivinil DP96E, +5S, P1, e se*es detu(o de PP, o revestimento de materiais de em(alagem, e a re!arao de cam!o de P96 eoutras resinas termo!lsticas %ue so utili)ados na construo e na indstria automotiva.Soldagem a gs a%uecido tem uma desvantagem na medida em %ue a tem!eratura damistura de gs J ar a%uecido # muito mais elevada do %ue o !onto de &uso do !olmero aser unido.Portanto, o !rocesso tem (ai'a e&ici$ncia energ#tica, e degradao do su(strato

de !olmero # !ossvel, a menos %ue se tome cuidado. Polmeros %ue o'idam atem!eraturas !r"'imas dos seus !ontos de &uso no !odem ser soldados !or meio destat#cnica.

Soldagem !or e'truso

Soldagem !or e'truso # semelhante M soldagem de gs %uente. + rea de soldagem #a%uecida com ar %uente, e o material de adio !lasti&icado # e'trudado em &orma de 9 ou/untas com costura so(re!ostas so( !resso !or meio de uma sa!ata de soldagem DRe&. ?,?>E.0 !r#a%uecimento e os con/untos de sa!atas soldadas esto ligados ao ca(eote desoldagem, e a velocidade de soldagem se mantem constante !or uma unidade de avano

automtico %ue !ossui velocidades a/ustveis do motor D;ig. BE.


10/17

;IG.B 1SVU14+ :1 9+RI+NT1S :0 PR061SS0 :1 S07:+G14 P0R 1[TRUS30.;0NT12 R1; ?

0s !rinci!ais !ar-metros de unio deste !rocesso so os2

=NGU70 :1 +7I41NT+F30 1 + T14P1R+TUR+ :0 G8S VU1NT1 T14P1R+TUR+ 1 PR1SS30 :0 1[TRU:+:0 R17+F30 1NTR1 + T+[+ :1 7I51R+F30 :0 1[TRU:+:0 1 + 91706I:+:1

:1 S07:+G14 ;0RF+S H0RIY0NT+IS 1 91RTI6+IS +P7I6+:+S N0 604PRI41NT0 :+

S07:+ :+ S+P+T+ S07:+:+ 1 0 T14P0 N161SS8RI0 P+R+ 60N67UIR +UNT+

+!lica*es. Soldagem de e'truso # usada !rinci!almente !ara a !roduo de longascosturas na seo es!essa de com!onentes de P96. 1sta t#cnica de unio #!articularmente til %uando se solda se*es de reci!ientes grandes.

Soldagem !or In&ravermelho ;ocali)ado

1sta t#cnica de unio usa uma l-m!ada de %uart)o e &ocali)a a radiao de DI9Ein&ravermelho utili)ando re&letores el!ticos e !ara("licos altamente !olidos.0 I9 &ocali)adoe um m#todo direto e !reciso, o &ei'e de I9 alternado de alta intensidade tem uma largura%ue varia de >,B !ara @. mm D,C !ara ,>? !ol.E em cima da inter&ace da /unta DRe&. ??E.Um acess"rio ro("tico escaneia um &ei'e de lu) in&ravermelho !ara &rente e !ara trs aolongo das duas su!er&cies ligadas, e %uando a linha de /unta alcana a tem!eraturadese/ada, a &onte de calor # removida e os su(stratos so &or/ados /untos em uma !rensa.0s sensores esto montados ad/acentes ao su!orte da l-m!ada e so cali(rados de modo%ue eles meam de &orma seletiva a tem!eratura de inter&ace aderente nica D;ig. CE.


11/17

;IG. C 1SVU14+ :1 7=4P+:+ I9 ;06+7IY+:+ 604 U4 S1NS0R \TI60. ;0NT12R1; ??

+ soldagem de sul&eto de !oli&enileno, utili)ando esta t#cnica de I9, &oi relatada na DRe&. [email protected] de I9 &ocali)ada !ode ser automati)ada. Por%ue este # um !rocesso

relativamente novo de unio, uma anlise detalhada da o!erao desse !rocesso ainda no&oi reali)ada.

0s !rinci!ais !ar-metros de unio deste !rocesso de soldagem so2

:1NSI:+:1 :1 R+:I+F30 1 0 T14P0 :1 IRR+:I+F30 +5S0RF30 :1 R+:I+F30, R1;71[30, TR+NS4ISS30 1 PR0PRI1:+:1S :0

P07Z41R0, 0S VU+IS :1T1R4IN+4 + T+[+ :0 +U41NT0 :1 T14P1R+TUR+N0 4+T1RI+7 IRR+:I+:0

T14P1R+TUR+ :1 ;7U[0 1 60N:UTI9I:+:1 TR4I6+ :+ T+[+ :1

409I41NT0 +7T1RN+:0 :0 P07Z41R0 IRR+:I+:0 N0 R+:I+:0R, 0 VU1:1P1N:1 :0 TIP0 :1 P07Z41R0 + S1R UNI:0, 1 :0 T+4+NH0 :+ P1F+ T+[+ :1 R1TR+F30 :+ ;0NT1 :1 6+70R P0R R+:I+F30 1 + 91706I:+:1

:1 ;16H+41NT0 :+ PR1NS+ D+ ;I4 :1 19IT+R 0 +RR1;16I41NT0 :04+T1RI+7 ;UN:I:0 N+ INT1R;+61 :+ UNT+E

+!lica*es. 1sta t#cnica !ode ser usada !ara unir con&igura*es de /untas sim!les ecom!le'os, %uando um m#todo sem contato de a%uecimento # essencial. +l#m disso, aru!tura de &i(ra re&orada !ode ser minimi)ada %uando com!"sitos termo!lsticosavanados so unidos.

Soldagem a 7aser


12/17

1'iste !ouca in&ormao so(re a soldagem a laser. 0 laser D60?E de di"'ido de car(onoindu) a e'citao dos modos de vi(rao e, conse%uentemente, o a%uecimento do materialorg-nico irradiado DRe&. ?A, ?BE.1m (ai'a nveis de entrada de energia, uma !enetrao desolda satis&at"ria, !ode ser alcanado.+ t#cnica tam(#m &ornece altas velocidades desoldagem e !rodu) )onas a&etadas !elo calor muito !e%uenas DY+6E. 6ondi*es t!icas deunioE envolvem uma entrada de energia de > com um com!rimento de onda de >,C]m. + a(soro da radiao do laser de!ende da relao2

0nde ) # a dist-ncia dentro da amostra na %ual a intensidade do laser I D J cm ?E # medido,I# a intensidade do laser na su!er&cie da amostra de !olmero Dat z^ E, e D> J cmE # ocoe&iciente de a(soro.+ !ot$ncia do laser, P D_attsE e'igidos !ara determinado materialna !ro&undidade a DmetrosE !odem ser o(tidas usando a relao DRe&. ?BE2

0nde v # a velocidade de soldagem Dm J sE, # a largura da solda DmE, # a densidade do!olmero D`s J m@E, 6!# a ca!acidade de calor D J `g W 6E, Tm# a &uso tem!eratura DW 6E, ebHm# o calor latente de &uso D J m@E.

No h muito %ue tem sido !u(licado so(re a a!licao comercial deste m#todo de unio.

Re&erencias citadas nesta seo

>. G. G1H+R:SS0N, TH1 17:ING 0; P7+STI6S, 17:. R19., ;15 >O@, P >L??

>A. . G+571R +N: H. P0T1NT1, 17:+5I7IT 0; :ISSI4I7+R TH1R40P7+STI6S

1[P1RI41NTS IN H1+T1: T007 17:ING, . +:H1S. 907 >>, >O, P >AB>C@

>B. H. P0T1NT1 +N: P. T+PP1, S6+71UP 7+S IN H1+T1: T007 5UTT 17:ING 0;H:P1

+N: PP, P074. 1NG. S6I. 907 ? DN0. ?@E, >O, P >CA?>CAO

>C. H. P0T1NT1 +N: . N+TR0P, 604PUT1R +I:1: 0PTI4IY+TI0N 0; TH1P+R+41T1RS 0; H1+T1: T007 5UTT 17:ING, P074. 1NG. S6I. 907 ? DN0. ?@E,>O, P >CA>CBA

>L. +.. P0S7INSI +N: 9.. ST01S, +N+7SIS 0; TH1 H0TT007 17:INGPR061SS, PR06.SP1 BTH +NT16 411TING, >?, S06I1T 0; P7+STI6S1NGIN11RS, P >??O>?@@

>O. H. GU4571T0N, H0T G+S 17:ING 0; TH1R40P7+STI6S+N INTR0:U6TI0N,0IN.4+T. 907 B, >O, P ?>B?>O

>. R160441N:1: PR+6TI61S ;0R 0INING P7+STI6 PIPING, :06U41NT [9I@??LO1, II

?. P. 4I6H17, +N +N+7SIS 0; TH1 1[TRUSI0N 17:ING PR061SS, P074.

1NG. S6I. 907 ? DN0. >E, >O, P >@LC>@O?


13/17

?>. 4. G1H:1 +N: G.. 1HR1NST1IN, STRU6TUR+7 +N: 416H+NI6+7PR0P1RTI1S 0; 0PTI4IY1: 1[TRUSI0N 17:S, P074. 1NG. S6I. 907 @> DN0. LE,>>, P ABB>

??. H. S+RTY +N: .7. S+RTY, ;06USS1: IN;R+R1:+ N1 0INING

T16HN070G ;0R HIGH P1R;0R4+N61 TH1R40P7+STI6S +N: 604P0SIT1P+RTS, PR06. BTH +NNU+7 N0RTH +41RI6+N 17:ING R1S1+R6H 60N;1R1N61,1I +N: +S, >O

?@. H. P0T1NT1, P. 4I6H17, +N: 4. H1I7, IN;R+R1: R+:I+TI0N 17:ING2 +41TH0: ;0R 17:ING HIGH T14P1R+TUR1 R1SIST+NT TH1R40P7+STI6S, PR06.SP1 ATH +NT16 411TING, S06I1T 0; P7+STI6S 1NGIN11RS, >>, P ?B??BA

?A. .. :U71, IN 7+S1R PR061SSING +N: +N+7SIS 0; 4+T1RI+7S, P71NU4PR1SS, >O@

?B. .. :U71 +N: R.1. 4U1771R, 60? 7+S1R 17:ING 0; P0741RS, P074.1NG. S6I. 907 @? DN0. E, >?, P BO?BOB



Soldagem !or &rico

+%uecimento !or &rico # im!ortante nos m#todos de ultrassom, vi(rao e soldagem

rotacional.Na soldagem !or ultrassom, a gerao de calor de!ende do arma)enamento eda !erda de m"dulos do !olmero.Nos casos de vi(rao e soldagem rotacional, a geraode calor de!ende do coe&iciente de atrito do material de !olmero, e no arma)enamento e da!erda de valores nos m"dulos DRe&.>E.6omo era es!erado, os !rocessos de unio %uede!endem da gerao de calor direto na linha de ligao, so mais e&icientes em termos dautili)ao de energia, e os ciclos de a%uecimento e de !resso so a!licadossimultaneamente.

Soldagem !or 9i(rao

+s amostras so &i'as em con/unto e vi(ram usando um movimento oscilante so( !resso

D;ig. LE.+%uecimento !or &rico # devido a um s"lido %ue # es&regado contra o outro, e!ara o a%uecimento de cisalhamento da &uso.4ovimento de vi(rao %ue # a!licada at# o!olmero &undir na linha de ligao. 1m seguida, o movimento # &inali)ado e o !olmero&undido na inter&ace da /uno # arre&ecido so( !resso.


14/17

;IG. L 1SVU14+ :0 PR061SS0 :1 S07:+G14 P0R 9I5R+F30

:ois ti!os de m%uinas de soldagem !or vi(rao so dis!onveis2 m%uinas lineares, em%ue o centro do movimento encontrase &ora da !arte moldadaX e m%uinas angulares, em%ue o centro do movimento encontrase dentro da !arte moldada DRe&. @E. Soldagem !orvi(rao linear # mais !o!ular, devido M sua ca!acidade !ara soldar !eas moldadas longase estreitas.

:urante a soldagem, as amostras so &i'adas nas !lacas su!erior e in&erior, a !laca in&erior# mantida &i'a, en%uanto %ue a !laca su!erior # colocada !ara vi(rar utili)ando um sistemade movimentao eletromagn#tica ou hidrulica em &re%u$ncias %ue variam de > a BH).+ am!litude vi(racional varia de ,> a B, mm D,A !ara ,? !ol.E, :e!endendo da&re%u$ncia utili)ada DRe&. ?C, ?LE.

+s caractersticas detalhadas do !rocesso de soldagem vi(racional t$m sido estudadas,/untamente com a otimi)ao dos !ar-metros de soldagem, !or um certo nmero deinvestigadores DRe&. ?O, ?, @E.:emonstrouse %ue o !rocesso de soldagem !or vi(raoenvolve %uatro &ases distintas D;ig. OE. ;ase I com!reende o a%uecimento inicial da inter&acecom o !onto de &uso, como resultado da &rico de 6oulom(.+ ;ase II envolve a &uso e o&lu'o do material instvel na direo lateral.Na &ase III, &uso e &lu'o esto em estado dee%uil(rio, e a !enetrao da solda aumenta linearmente com o tem!o Da diminuio dalargura da )ona &undida %ue # devido ao &lu'o lateralE. Vuando o movimento vi(rat"rio #&inali)ado, a !enetrao da solda continua a aumentar at# o material solidi&icar, o %uere!resenta a &ase I9.


15/17

;IG.O 1SVU14+ :0 GR8;I60 :1 T14P0P1N1TR+F30 VU1 40STR+4 +SVU+TR0 ;+S1S :0 PR061SS0 :1 S07:+G14 P0R 9I5R+F30. ;0NT12 R1; ?C

0s !rinci!ais !ar-metros de unio deste !rocesso so2

+4P7ITU:1, ;R1VU


16/17

alcanada, o movimento de rotao # &inali)ado e as !artes so !ressionadas /untas earre&ecidos.

;IG. 1SVU14+ :0 PR061SS0 :1 S07:+G14 P0R R0T+F30

4a%uinas de soldagem !or rotao !odem conter uma s#rie de sensores %ue indicam avelocidade de rotao, !resso a'ial, !enetrao da soldagem, velocidade e tor%ue durantea o!erao de unio DRe&. @>E.0 !rocesso de unio !ode ser descrito como tendo cinco&ases distintas D;ig. >E. ;rico Dcoulom(icE s"lida, seguido !or atrito e gerao de!artculas !or desgaste, ocorrem durante as &ases I e II.;ase III # a transio de &uso.6isalhamento da &uso ainda !rodu)ira a gerao de calor, e a !enetrao da soldagemaumentara linearmente com o tem!o na &ase I9. ;ase 9 envolve arre&ecimento e aconsolidao da /unta so( !resso.


17/17

;IG.> GR8;I60 T14P0 P1N1TR+F30 :0 PR061SS0 :1 S07:+G14 P0RR0T+F30. ;0NT12 R1; @?

0s !rinci!ais !ar-metros de soldagem so2

;0RF+ +[I+7 +P7I6+:+ :UR+NT1 + 0P1R+F30 :1 S07:+G14, 0 VU1:1T1R4IN+ + 0RI1NT+F30 :+S 6+:1I+S P07I4RI6+S VU1 S1:1S1N907914 N+ UNT+ 60N67UZ:+ 1 PR0PRI1:+:1S 416=NI6+S :+UNT+ +;1T+:+S +61NTU+:+41NT1 DR1;. @@E

T14P0 N161SS8RI0 P+R+ 60N67UIR + 0P1R+F30 :1 S07:+G14 91706I:+:1 :1 R0T+F30 14PR1G+:+S :UR+NT1 + S07:+G14 P0R

R0T+F30

+!lica*es. 1sta t#cnica de unio inerentemente sim!les # ca!a) de unir se*es de grandedi-metro, em(ora se/a a!licvel a!enas aos com!onentes sim#tricos rotativamente. Nosetor automotivo, uma a!licao t!ica envolve a unio de !e%uenas !eas circulares !arauma grande, moldado !or so!ro ou de se*es moldadas !or in/eo. 0utros e'em!losrelacionados a automo(ilstica so a /uno de dis!ositivos de ventilao moldados a so!ro!ara tan%ues de com(ustvel e soldagem de &iltros de gasolina e cai'as de car(urador.

Soldagem de plástico

Documents

Transcript of Soldagem de plástico