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Soldar alumínio

O alumínio comporta-se de maneira diferente em quase tudo: a película de óxido, a condução de calor, a ausência de cor de revenido e um fio que não se deixa empurrar.

Corte de alumínio: a película de óxido por cima de metal já fundido, ao lado de um ciclo de corrente alterna com a sua metade de limpeza e a de penetração
A película funde ao triplo da temperatura do metal que está por baixo. Daí a corrente alterna: uma semionda aquece, a outra vai limpando a película sem parar.

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A película de óxido

Forma-se em segundos assim que o alumínio limpo apanha ar. Por isso se escova imediatamente antes de soldar — com uma escova de inoxidável usada só no alumínio — e por isso o tempo entre preparar e soldar é um factor de qualidade.

TIG em corrente alterna

A semionda com o eléctrodo no pólo positivo limpa a película, a negativa mete o calor na peça. O balanço reparte o ciclo entre as duas: mais tempo em negativo significa mais penetração e menos limpeza. A frequência aperta o arco — frequência mais alta dá um cone mais estreito e mais controlável.

MIG e pulsado

Para material mais espesso e para produção, o MIG é a escolha, com árgon puro e, em grandes espessuras, árgon-hélio para mais calor. O arco pulsado resolve o problema de fundo do MIG em alumínio: deposita gotas controladas com pouca energia média, em vez de oscilar entre curto-circuito e spray.

ParâmetroTIGMIG
Tipo de correnteAC, balanço de limpeza de 30 %DC, polaridade inversa
GásAr 100 %; em espessos, Ar + HeAr 100 %; a partir de 6 mm, Ar + 30 % He
EléctrodoWZ-8 (branco), ponta esférica—
Alimentaçãovareta à mãoalimentador push-pull

Calor e pré-aquecimento

O alumínio conduz o calor cerca de quatro vezes melhor do que o aço. Em material espesso a peça leva o calor tão depressa que não há penetração — daí um aquecimento moderado, que também tira a condensação. Mas na série 6xxx o tecto é de uns 120 °C, tanto no pré-aquecimento como entre passes, e por não mais de 15 minutos (limite da AWS D1.2 para ligas tratáveis termicamente e 5xxx com mais de 3 % de Mg, citado pelos guias da Hobart e da ESAB). Acima disso o calor destrói na ZTA precisamente o endurecimento que tornou a liga resistente.

ER 4043 (Si)ER 5356 (Mg)
Fluidezmaior, o cordão sai mais lisomenor
Resistênciamenormaior
Resistência à fissuraçãomelhorpior em algumas ligas
Anodizaçãoescurecea cor mantém-se
Alimentação em MIGmacio, tende a enrolarmais rígido, avança melhor

Metal de adição

5356 (AlMg5) para a maioria das ligas de construção das séries 5xxx e 6xxx, 4043 (AlSi5) para fundidos e onde a menor tendência para fissurar conta mais do que a resistência. Os dois não se trocam à vontade: o 4043 sobre ligas com magnésio forma fases frágeis.

CaracterísticaER 4043ER 5356
Base da ligaCerca de 5 % de silícioCerca de 5 % de magnésio
Resistência do cordãoMenorMaior
Comportamento do banhoMais fluido, assenta com facilidadeMais espesso, pede mão mais firme
Fissuração a quenteMelhor nas ligas 6xxxRisco nas 6xxx, boa nas 5xxx
Depois da anodizaçãoEscurece, tom acinzentadoMantém a cor do material
Avanço no MIGFio mole, propenso a ninhosMais rígido, avança mais regular
Serviço a temperatura elevadaSem restriçãoNão recomendado acima de 65 °C: corrosão sob tensão

Que liga é e que material de adição

Antes de escolher o fio é preciso saber o que está em cima da mesa. O primeiro algarismo da designação da liga indica o elemento de liga principal, e isso decide o material de adição mais do que a espessura ou o processo.

SérieExemplosAdiçãoAtenção a
1xxx (Al puro)1050, 12004043Macio, fura com facilidade
5xxx (Al-Mg)5754, 508353564043 em ligas com muito magnésio dá um cordão frágil
6xxx (Al-Mg-Si)6060, 60824043 ou 5356Fissuração a quente sem adição; amolecimento da ZTA
Fundidos Al-Sicaixas, cárteres4043Poros de peças impregnadas de óleo
7xxx (Al-Zn)7020, 70757020 — 5356O 7075 não é adequado à soldadura por arco

Se a peça vai ser anodizada, a escolha fica reduzida ao 5356 — o 4043 escurece para cinzento, como mostra a tabela comparativa acima. Se a junta trabalhar acima de 65 °C, o 5356 fica excluído por corrosão sob tensão. Quando as duas condições coincidem, decide-se com o fabricante do material de adição.

TIG em corrente alterna, passo a passo

  1. Balanço. Ponto de partida: cerca de 30 % de limpeza, como na tabela de regulações. Mais limpeza dá uma faixa baça mais larga junto ao cordão e um eléctrodo mais quente; menos dá mais penetração, mas o óxido deixa de partir.
  2. Eléctrodo. WZ-8 com ponta em bola ou, nos inversores mais recentes, o que indicar o manual da máquina. O diâmetro dá-o a calculadora de tungsténio.
  3. Arranque. Corrente mais alta no início, porque o alumínio leva o calor; o pedal baixa-a quando a peça aquece.
  4. Adição. A vareta entra pelo bordo da frente do banho e não sai da protecção gasosa — a ponta quente oxida num segundo.
  5. Ler o cordão. A faixa clara e baça junto ao cordão é a zona de limpeza e deve existir. Fuligem negra no cordão indica sujidade, limpeza insuficiente ou falta de gás.

As regras gerais do processo estão em soldadura TIG.

MIG em alumínio: porque é preciso push-pull

O fio de alumínio é macio. Empurrado por vários metros de cabo dobra-se, faz ninhos nos roletes e avança aos solavancos. Por isso a tabela de regulações indica um alimentador push-pull, e quando não há recorre-se a uma das alternativas:

  • Tocha push-pull — um segundo motor no punho puxa o fio enquanto os roletes do alimentador o empurram. A solução de oficina e a única fiável com cabos compridos.
  • Spool gun — uma bobina pequena na própria tocha; o fio percorre poucos centímetros. Prático para trabalhos ocasionais.
  • Cabo curto com guia de teflon, roletes em U e pouca pressão — funciona com 5356, que é mais rígido; com 4043 dá mais problemas.

O bico de contacto para alumínio é um número acima do fio, porque o fio dilata com o calor. A tocha conduz-se a empurrar, não a arrastar, para o gás ir à frente do banho. Gás: árgon e, a partir de 6 mm, árgon com 30 % de hélio, como na tabela. A regulação de roletes e guia está em manutenção da máquina.

Exemplo: um quadro de tubo 6082, 40×40×3

  1. Liga 6082 — série 6xxx, portanto adição 4043, ou 5356 se o quadro for anodizado.
  2. Processo. Para poucos quadros, TIG em alterna; para uma série, MIG push-pull, de preferência pulsado.
  3. Preparação. Desengordurar, escova inox reservada ao alumínio e soldar poucos minutos depois de limpar.
  4. Temperatura. Pré-aquecer no máximo até ao limite indicado na secção sobre o calor — acima dele a liga perde o endurecimento. Entre passes, esperar que a peça arrefeça.
  5. Resistência. A ZTA do 6082 fica sempre mais fraca do que o metal de base — quem tem de contar com isso é o projectista do quadro, não o soldador. O peso dos perfis calcula-o a calculadora de peso do alumínio.

Erros típicos com alumínio

  • Uma escova que tocou em aço. Partículas de ferro no cordão são corrosão e inclusões.
  • Disco abrasivo para preparar bordos. O abrasivo incrusta-se no metal macio — melhor fresa ou lima para alumínio.
  • Fio de uma bobina deixada aberta no pavilhão. O óxido hidratado no fio é hidrogénio no cordão e poros.
  • Arrastar a tocha MIG. O banho sai da protecção do gás e o cordão fica negro.

Perguntas frequentes

Porque é que a película de óxido tem de sair?

Porque funde a uns 2050 °C e o metal por baixo a 660. A película fica sólida enquanto o metal já está líquido, e impede a ligação. No TIG tira-a a semionda positiva da corrente alterna, no MIG o próprio arco — antes disso escova-se mecanicamente.

Porque é que o fio encrava no alimentador?

Porque o fio de alumínio é mole. Precisa de roletes de gola em U em vez de V, bainha de PTFE ou grafite em vez de espiral de aço, menos pressão nos roletes e uma tocha curta e o mais direita possível. Para mais do que trabalho ocasional, a resposta a sério é uma tocha spool gun ou push-pull.

Como sei que o banho vem?

O alumínio não muda de cor — parece igual até fundir e depois cai de repente. Aprende-se a reparar no brilho que aparece pouco antes de fundir. Ao princípio ajuda treinar com um cobre-junta.

4043 ou 5356 para alumínio 6082?

Usam-se os dois. O 4043 dá um banho mais fluido e tolera melhor a tendência da série 6xxx para fissurar a quente; o 5356 dá um cordão mais resistente e mantém a cor depois da anodização. Se a junta trabalhar acima de 65 °C, fica o 4043.

Dá para soldar alumínio a MIG sem push-pull?

Dá, com cabo curto, guia de teflon, roletes em U, pouca pressão e bico um número acima do fio — de preferência com 5356, que é mais rígido. A outra via é uma spool gun com a bobina na tocha. Com cabos compridos e produção em série, o push-pull é a única solução fiável.

Pode soldar-se alumínio com eléctrodo revestido?

Pode, para reparações: o catálogo de eléctrodos inclui OZA-1, OZA-2 e ESAB OK 96.20 (E Al Si 12), todos em DC+. A escória é corrosiva e tem de sair toda, e a qualidade fica abaixo do TIG e do MIG, por isso não se usam em estruturas.

Autor: , soldador e serralheiro civil Actualizado: