Nos últimos anos, temos sido testemunhas de uma transformação discreta, mas fundamental, na indústria aeroespacial, com notáveis mudanças nos métodos de união de materiais. A tradicional aplicação de rebites está gradativamente cedendo espaço para a soldagem em diversos componentes, tanto em aeronaves comerciais quanto militares, impulsionando melhorias significativas tanto em termos de custo quanto de integridade estrutural.
Panorama Atual
A soldagem por difusão e a soldagem a laser estão emergindo como métodos preferenciais na aviação comercial, estando o último método, em particular, prestes a substituir os rebites em partes significativas da fuselagem. Paralelamente, a soldagem por feixe de elétrons continua a conquistar terreno na união de ligas de titânio em aeronaves militares.
Apesar desses avanços, algumas técnicas, como a soldagem por difusão de ligas de alumínio, ainda não alcançaram uma aplicação generalizada na indústria aeroespacial.
Desafios na Indústria Aeronáutica
A soldagem é uma prática quase tão antiga quanto o processamento de metais pelo ser humano. Por grande parte da história, foi considerada uma arte obscura ou uma técnica de construção rudimentar. Contudo, no século XIX, novas descobertas e a chegada da energia elétrica impulsionaram o desenvolvimento da soldagem moderna.
Os processos agora são classificados de acordo com a intensidade da fonte de calor, revelando tendências importantes. O aumento significativo da penetração da solda, medido como a razão de profundidade para largura da seção transversal, acompanha a intensidade da fonte de calor, tornando o processo de soldagem mais eficiente e permitindo velocidades mais altas.
A indústria aeroespacial, caracterizada por produção em baixa escala, alto custo unitário, extrema confiabilidade e condições de serviço rigorosas, direciona a preferência por fontes de calor mais caras e concentradas, como a soldagem a plasma, a laser e por feixe de elétrons, especialmente para componentes críticos. Em um panorama geral, os métodos mais difundidos nesse setor incluem FRW, FSW, PAW, VPPA, LBW, EBW e DFW.
- Soldagem por Fricção (FRW): Destaca-se por unir metais através de deformação mecânica, sendo aplicada em componentes como eixos de turbinas. O FRW linear, por sua vez, é considerado para a fabricação e reparo de blisks de ligas de alta temperatura para motores a jato.
- Soldagem por Fricção por Remoção (FSW): Inventada pelo The Welding Institute em 1991, a FSW é um processo de estado sólido que une metais através de deformação mecânica. É especialmente eficaz na soldagem de ligas de alumínio anteriormente consideradas não soldáveis em estruturas de aeronaves.
- Soldagem por Feixe de Plasma (PAW) e Variação de Polaridade (VPPA): A PAW apresenta um arco restrito entre um eletrodo não consumível e o banho de solda. A VPPA, uma variação recente, pode encontrar aplicação na indústria aeroespacial para a união de seções médias de alumínio.
- Soldagem a Laser (LBW) e Soldagem por Feixe de Elétrons (EBW): Devido à alta intensidade de calor, esses métodos oferecem precisão, qualidade de solda superior e menores distorções. A LBW está prevista para substituir rebites na fuselagem de aeronaves Airbus, resultando em economias significativas.
- Soldagem por Difusão (DFW): Um processo de soldagem de estado sólido, destaca-se quando combinado com a conformação superplástica (SPF) de ligas de titânio. A Rolls-Royce aplica essa técnica na fabricação de lâminas de titânio para motores comerciais.
A indústria está caminhando rumo à substituição de rebites por soldas. No curto prazo, a soldagem por FSW pode se tornar comum em componentes estruturais de aeronaves, especialmente para ligas das séries 2xxx e 7xxx. Tecnologias como a VPPA podem ganhar destaque na união de seções médias de alumínio.
Em suma, estamos testemunhando uma transformação fundamental na indústria aeroespacial, onde inovações em soldagem estão impulsionando a eficiência, confiabilidade e sustentabilidade. À medida que essas tecnologias evoluem, podemos esperar uma indústria aeronáutica mais eficiente, econômica e capaz de enfrentar os desafios do futuro.
Referências:
MENDEZ, P. F.; EAGAR, T. W. Welding Innovations in the Aerospace Industry: Toward the Future. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts. Publicado em ADVANCED MATERIALS & PROCESSES, maio de 2001.
