Nova solda vai aumentar conteúdo de alumínio nos carros

Pesquisadores apresentaram um novo processo para ampliar o uso de alumínio leve em carros e caminhões na velocidade, escala, qualidade e consistência exigidas pela indústria automobilística. O projeto de pesquisadores da Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), do Departamento de Energia dos EUA, em parceria com General Motors, Alcoa e TWB Company, criou uma versão modificada da técnica de soldagem por fricção (FSW, na sigla em inglês).

O processo é capaz de reduzir o tempo de produção e custos a partir da fabricação de peças mais fortes e leves. Uma porta de carro, por exemplo, pode sair 62% mais leve e 25% mais barata do que aquelas produzidas pelos métodos de fabricação convencionais atuais.

 

A técnica pode ser usada para unir chapas de alumínio de diferentes espessuras, o que é chave para a produção de autopeças mais leves e que mantenham a força onde ela é mais necessária. O processo desenvolvido na PNNL é dez vezes mais rápido do que as técnicas atuais de FSW, alcançando uma velocidade de produção que, pela primeira vez, atende aos requisitos de alto volume da montagem de veículos.

 

O avanço foi apresentado na edição de maio do The Journal of The Minerals, Metals & Materials Society (JOM), no artigo “High-speed friction-stir welding to enable aluminum tailor-welded blanks”, de autoria de Yuri Hovanski, Piyush Upadhyay, John Carsley, Tom Luzanski, Blair Carlson, Mark Eisenmenger, Ayoub Soulami, Dustin Marshall, Brandon Landino e Susan Hartfield-Wunsch.

 

A inovação é resultado da melhoria de uma técnica de soldagem por fricção conhecida como “solda por fricção e mistura mecânica”, que agora pode ser usada para unir chapas de alumínio de diferentes espessuras.

 

“O resultado é um processo comprovado que supera as limitações de velocidade, escalabilidade e qualidade da solda por fricção e mistura mecânica, que impediam seu uso pela indústria automobilística”, afirma Hovanski, dos laboratórios PNNL, nos Estados Unidos.

 

Uma máquina de solda por fricção parece com um cruzamento entre uma furadeira e uma máquina de costura. Trabalhando sobre duas folhas de metal postas lado a lado, a broca, um tipo de pino, gira contra ambas as extremidades. Conforme ela viaja ao longo da lateral das placas, o atrito aquece, mistura e junta as duas chapas sem derretê-las.

 

Isto é essencial porque algumas peças de alumínio para automóveis, como portas e capôs, precisam ser feitas com duas chapas, a externa dando a resistência, e a interna dando o formato adequado, mas podendo ser muito mais leve (veja a imagem).

 

“Vislumbramos esse processo, e futuras versões dele, permitindo combinações completamente novas de materiais que irão revolucionar o uso de materiais na indústria automobilística,” disse Hovanski, acrescentando que a equipe continuará trabalhando no projeto pelos próximos dois anos.

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