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P2020


SpIM

Soldadura por Impulso Magnético para união de materiais dissimilares

Cofinanciado por:



Designação do projecto SpIM – Soldadura por Impulso Magnético para união de materiais dissimilares
Código do projecto POCI-01-0247-FEDER-010605
Objectivo principal Investigação dos parâmetros para soldadura por impulso magnético de materiais dissimilares recorrentes no sector aeroespacial para desenvolver um protótipo para industrialização da tecnologia
Região de intervenção CENTRO E NORTE
Entidades beneficiárias OMNIDEA LDA
Data de início 2015/09/01
Data de conclusão 2017/08/30
Investimento total elegível € 705.668,81
Apoio financeiro da União Europeia (FEDER) € 564.535,05

Objectivos, actividades e resultados esperados


A soldadura no estado sólido, em particular a obtida por impulso magnético e proposta neste projecto, é uma tecnologia recente e consequentemente pouco implementada no mercado.

A Omnidea, em 2013 iniciou os estudos neste processo com vista a estudar a viabilidade da mesma como processo de soldadura das interfaces nos reservatórios de pressão investigados e desenvolvidos pela Omnidea com o apoio do QREN. Estes reservatórios, cilíndricos com calotes elípticas em ambos os topos, são produzidos sem cordão de soldadura através de um processo de enformação plástica patenteado pela Omnidea. Ambas as calotes têm uma abertura, com uma razão na ordem de 1/4, face ao diâmetro do reservatório, permitindo fazer a conexão das interfaces de actuação dos reservatórios. A primeira abordagem da Omnidea para o acoplamento destas interfaces foi a da cravação e da soldadura convencional (de 2011 a 2013) tendo contudo revelado ambos os processos como limitativos da pressão nominal de serviço dos reservatórios.

A tecnologia de soldadura por impulso magnético demonstrou ser promissora e essencialmente devido a dois aspectos. É um processo de união de materiais a frio, não existindo fusão dos materiais a soldar, pelo que são eliminadas as consequências intrínsecas à ZAT (zona afectada termicamente). Por outro lado, a possibilidade de soldadura de materiais dissimilares, abre a possibilidade de novos campos de aplicação e de novos materiais.

Com estes argumentos a Omnidea procurou no mercado por uma solução “chave-na-mão”, tendo nesta pesquisa resultado a certeza de que haveria a necessidade de desenvolver-se a nossa própria máquina face às elevadas especificidades das poucas soluções “comerciais” disponíveis.

Enveredando por essa estratégia, a Omnidea realizou em finais de 2014, as primeiras soldaduras por impulso magnético com um pequeno protótipo de bobine de 200 Joules, obtendo provetes tubulares de 12x1mm de alumínio soldados por esta tecnologia.

Igualmente, a abordagem que a Omnidea teve na realização destas soldaduras foi a de optimizar o processo a nível do conceito físico que rege a tecnologia, contrariando a abordagem de outras soluções em que tem sido dado elevado ênfase à resistência mecânica das bobines que geram o campo magnético, comprometendo a eficiência do processo (necessidade de uma maior intensidade de corrente para o mesmo campo magnético).


O projecto proposto tem como objectivo principal o desenvolvimento de um protótipo de uma máquina de SpIM (actividade 5) com a aferição dos parâmetros do processo para um conjunto inovador de união de materiais dissimilares de secção circular e com diâmetros até 50mm.

Destes destacam-se:

- Metálicos: Alumínio, Aço Inox, Titânio, Invar
- Não metálicos: Compósitos em fibra de carbono, Cerâmicos

Para alcançar este objectivo estão definidas 4 actividades precedentes e cujas concretizações são pertinentes:

a) Continuidade dos estudos de mercado com vista a um levantamento dos requisitos de mercado e campos de aplicação da tecnologia
b) Estudos dos materiais candidatos ao processo tecnológico, requisitos físicos para as soldaduras e ID e simulação computacional
c) ID da bancada de ensaios para SpIM e ID das bobines versus materiais seleccionados
d) Realização de ensaios de SpIM e análise qualitativa e quantitativa das soldaduras, concretizável nos provetes dos materiais seleccionados e igualmente em reservatórios de pressão



A prossecução deste trabalho será a ID de um primeiro protótipo de máquina SpIM sendo valorizado, para o seu projecto, os requisitos de certificação e de industrialização do processo tecnológico, sustentado com um estudo aprofundado dos parâmetros do processo tecnológico, viabilidade de combinação de materiais e avaliação das vantagens e desvantagens face a processo alternativos de união de materiais.