14 de dezembro de 2012
GM e Honda desenvolvem técnicas que prometem reduzir custos e consumo de energia na soldagem de alumínio

Alexandre Akashi |

Um dos desafios das montadoras ao trabalhar com alumínio como matéria-prima, de acordo com o engenheiro, especialista do setor automotivo, Francisco Satkunas, conselheiro da SAE BRASIL, é conseguir soldar chapas e perfis de forma rápida, eficiente e com baixo custo operacional. “Já existem tecnologias disponíveis, porém são muito caras”, afirma.

Assim, o especialista comenta que nos últimos meses foram anunciadas tecnologias inovadoras que prometem ampliar o uso do alumínio e metais leves na indústria automotiva, que precisa montar veículos mais leves para atingir assim as metas de redução de consumo e emissões de gases, e evitar pagar imposto adicional.

“Uma delas é uma nova tecnologia de soldagem de componentes de alumínio desenvolvida pela GM, nos Estados Unidos”, afirma Satkunas. A Honda também mostrou ao mundo, recentemente, uma nova técnica para soldar alumínio e aço, que está sendo aplicada no subchassi do Accord 2013, que será vendido no Brasil a partir de julho.

Alumínio + Alumínio
O engenheiro explica que a maior dificuldade das montadoras tem sido a união das chapas de alumínio na montagem de carrocerias. “As duas tecnologias mais utilizadas para a união de chapas são rebites especiais e adesivagem – muito aplicadas na indústria aeronáutica – porém são muito caras, em relação à solda do aço”, diz Satkunas.

Assim, este é o desafio: unir as chapas de forma ágil e de preferência, com o mesmo equipamento de solda existente atualmente nas linhas de montagem. Foi justamente algo muito próximo a isso que a GM acaba de anunciar, nos Estados Unidos.

De acordo com a montadora, o departamento de Pesquisa e Desenvolvimento da General Motors encontrou uma tecnologia de soldagem de alumínio que deverá permitir ampliar o uso do metal leve em veículos futuros, com objetivo na melhora da economia de combustível e performance de condução.

O novo processo de soldagem por ponto à resistência da GM utiliza um eletrodo de cúpula multi-anel patenteado, que faz o que os eletrodos lisos não conseguem fazer – soldagem de alumínio com alumínio (para mais detalhes clique aqui). Ao utilizar este processo a GM espera eliminar quase um quilo de rebites a partir de peças de alumínio da carroceria, tais como capô, tampa do porta-malas e portas.

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A nova técnica de solda a ponto desenvolvida pela GM utiliza um eletrodo de cúpula multi-anel patenteado

“A capacidade de soldar estruturas da carroceria e painéis de fechamento, ambos em alumínio, de uma forma tão robusta vai dar a GM uma vantagem única de fabricação”, disse o diretor de tecnologia e vice-presidente global de P&D da GM, Jon Lauckner, em informativo à imprensa.A GM informa que já usa este processo patenteado no capô do Cadillac CTS-V e nas tampas do porta-malas das versões híbridas do Chevrolet Tahoe e GMC Yukon. A GM planeja usar essa tecnologia mais amplamente a partir de 2013.

“Esta nova tecnologia resolve um problema de longa data de solda a ponto do alumínio”, disse Lauckner. “É um passo extraordinário que vai crescer em importância à medida que aumentar o uso do alumínio em nossos veículos ao longo dos próximos anos.”

A solda a ponto desenvolvida pela GM emprega dois eletrodos de pinças opostas para comprimir e fundir as peças de metal, utilizando corrente elétrica para gerar calor suficiente para formar a solda. A montadora informa que o processo é barato, rápido e confiável, e funciona em chapas de alumínio, perfis extrudados e alumínio fundido.

O conselheiro da SAE BRASIL, Francisco Satkunas, explica que o processo desenvolvido pela GM remove o óxido de alumínio no ponto de solda, o que torna a técnica eficiente e robusta. “A grande vantagem desse processo será conseguir fazer com que robôs dedicados a soldar aço sejam adaptados a essa nova tecnologia, evitando custos com novos equipamentos”, diz.

A aposta da GM nesta nova tecnologia é alta. Segundo o gerente do Grupo do Laboratório de Pesquisas de Sistemas de Manufatura, Blair Carlson, o plano da GM é fazer amplo uso da solta a ponto de peças estruturais de alumínio, e esta tecnologia vai permitir fazer isso a baixo custo. “Pretendemos também licenciar a tecnologia para outras montadoras, fabricantes de caminhões, trem e aplicações aeroespaciais”, diz Carlson.

Alumínio + Aço
Quem também está na corrida do desenvolvimento de uma técnica adequada (resistente e barata) para a solda de alumínio é a Honda. E aparentemente eles encontraram uma solução, ao anunciar a versão norte-americana do Accord 2013, que chega ao Brasil em julho do ano que vem.

O Accord 2013 conta com subchassi de alumínio e aço, unidos pelo processo de soldagem por fricção linear (Friction Stir Welding – FSW). De acordo com a Honda, esta é a primeira vez que a tecnologia é aplicada em um subchassi de um veículo de produção em massa.

O principal benefício buscado pela montadora é a redução de peso do componente, que segundo a Honda ficou 25% mais leve se comparado com um subchassi convencional, todo em aço.

O processo desenvolvido pela Honda para unir metais diferentes gera uma nova e estável ligação metálica entre o aço e o alumínio, movendo uma ferramenta rotativa na parte superior do alumínio, que é sobreposto ao aço com alta pressão. A montadora informa que como resultado, a resistência da solda torna-se igual ou ainda superior as MIG convencionais, técnica mais usada para soldar materiais idênticos (aço-aço, alumínio-alumínio).

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Na técnica desenvolvida pela Honda, o processo de soldagem consome aproximadamente 50% menos energia do que as soldas MIG convencionais

Outro detalhe que faz diferença na técnica foi o estabelecimento de um novo método para aplicar a tecnologia na produção em massa de veículos. Convencionalmente, a FSW exige o uso de equipamentos de grandes dimensões, mas segundo a Honda, a empresa desenvolveu um sistema de soldagem por fricção contínua aplicado a um robô industrial altamente versátil. Este sistema também pode ser utilizado para soldar alumínio com alumínio e, portanto, pode ser utilizado para a produção de um subchassi todo de alumínio. O pulo do gato da técnica desenvolvida pela Honda é ter conseguido reduzir o consumo de energia durante o processo de soldagem em aproximadamente 50%, segundo a montadora, que informa ainda que a nova tecnologia permitiu uma mudança na estrutura do subchassi e do ponto de montagem da suspensão, o que aumentou a rigidez do ponto de montagem em 20%, contribuindo também para o desempenho dinâmico do veículo.

Avanços na tecnologia de solda
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