Formação de camada de barreira
Formação de camada de bloqueio é o surgimento de fases intermetálicas frágeis (ex.: Fe2Al5) diretamente na zona de união, quando alumínio e aço fundem brevemente durante a soldagem. Essa camada dura e propensa a trincas separa os dois materiais e quebra imediatamente sob carga.
Mecanismo de ação físico-químico
Na interface entre alumínio líquido e aço sólido, átomos de ferro e alumínio se difundem entre si. Ao resfriar, formam-se fases intermetálicas frágeis como FeAl3 ou Fe2Al5. Essas fases têm uma estrutura cristalina muito ordenada, sem planos de deslizamento, e atingem durezas de até 1000 HV. A espessura da camada cresce exponencialmente com o aumento da temperatura e do tempo de contato. Resfriamento rápido congela uma camada fina, porém dura.
Relevância metalúrgica e riscos na soldagem
A camada frágil tem quase nenhuma deformabilidade. Sob tensões de contração no resfriamento, trincas aparecem imediatamente ao longo da camada. A junta falha mesmo com pequena carga. Acima de uma espessura de camada de cerca de 10 µm, toda a solda fica inutilizável. A diferença de dilatação térmica entre alumínio e aço gera tensões adicionais. Poros podem se formar se óxidos ou umidade ficarem presos na zona de união.
Prática de oficina e instruções de trabalho
A formação da camada de bloqueio só pode ser minimizada, não completamente evitada. Mantenha o tempo de contato do banho sob 0,5 segundos. Limite o aporte de calor com arco curto, alta velocidade de soldagem e baixa corrente. O objetivo é uma espessura de camada intermetálica abaixo de 5 µm. Use peças de transição de alumínio-aço revestidas por explosão ou use soldagem por fricção ou soldagem a laser com controle exato de energia. Limpe bem as superfícies de união e remova as camadas de óxido. Evite pré-aquecer o aço, pois o calor acelera a difusão.