Investigadores do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico (PNNL), nos Estados Unidos, apresentaram um sistema que dispensa a bigorna na soldagem por fricção, removendo um dos principais entraves à adoção industrial desse processo. A inovação combina ferramenta, placa de apoio em miniatura e futura assistência hidráulica, permitindo a integração direta em braços robóticos comuns.
Como a solução funciona
A soldagem por fricção mistura duas superfícies metálicas através do atrito gerado por uma ferramenta rotativa. O método consome menos energia do que a soldagem convencional, produz juntas mais resistentes e consegue unir ligas diferentes. Contudo, exige que a peça seja pressionada contra uma estrutura rígida para absorver forças da ordem de milhares de quilogramas. Atualmente, essa função é cumprida por bigornas concebidas sob medida, o que limita o uso a componentes planos e encarece a linha de produção.
O dispositivo criado pelo PNNL muda essa equação ao reunir, numa única cabeça acoplada ao robô, a ferramenta rotativa e uma pequena placa de apoio. Durante o processo, o acessório comprime o material entre esses dois elementos, gera o calor necessário e mantém o alinhamento, dispensando a bigorna externa. A abordagem é descrita pelos engenheiros como se o robô segurasse ao mesmo tempo “o lápis e a prancheta”, em vez de depender de uma mesa traseira fixa.
Avanços previstos e integração industrial
Embora resolva o problema da fixação, a solução ainda precisa lidar com a força que a própria soldagem por fricção exerce sobre o equipamento. Boa parte dos robôs instalados em fábricas automotivas não foi projetada para suportar essa carga contínua. Para superar a limitação, a equipa desenvolve um circuito hidráulico interno que absorve o esforço mecânico, fecha o sistema de forças e impede que o peso seja transferido ao braço robótico. Na prática, o robô passará apenas a orientar a posição e o movimento, enquanto a ferramenta controlará pressão e estabilidade.
Segundo os responsáveis, o acréscimo hidráulico já consegue neutralizar esforços gerados pelo empurrão e pela inclinação da ferramenta. Passos futuros incluem capturar graus adicionais de liberdade e adicionar um mecanismo capaz de puxar partes do material em direção ao ponto de soldagem, aumentando a versatilidade para geometrias complexas.
Impacto em setores automotivo e aeroespacial
A soldagem por fricção com autofixação pode substituir métodos atuais como soldagem a ponto, rebites ou adesivos estruturais presentes em carrocerias, baterias de veículos elétricos e componentes aeroespaciais. A mudança permitiria empregar ligas leves de alumínio ou materiais híbridos de forma mais ampla, reduzindo massa, elevando resistência e cortando custos energéticos. Além disso, a mobilidade da cabeça de soldagem abre caminho para aplicações em chassi, estruturas tubulares e peças tridimensionais até hoje inviáveis com bigorna.
Imagem: Tecnologia & Inovação
O PNNL afirma que, uma vez concluído o desenvolvimento, fabricantes poderão adaptar linhas existentes sem grandes obras civis. Ferramentas poderão deslocar-se entre estações, implementar pontos de solda em qualquer orientação e operar com software de programação já disponível nos robôs industriais.
Próximos passos e disponibilidade
Os engenheiros trabalham agora em testes prolongados de durabilidade, calibração do sistema hidráulico e validação com diferentes ligas metálicas. Parceiros da indústria automotiva acompanham o projeto para avaliar a integração em linhas piloto. Ainda não há cronograma público para a comercialização, mas os responsáveis indicam que o objetivo é oferecer um kit compatível com robôs de médio porte, eliminando a necessidade de equipamentos de grande tonelagem.
Com a eliminação da bigorna e a redução do esforço nos robôs, a soldagem por fricção pode ganhar escala em sectores que buscam eficiência energética e redução de peso. A tecnologia também se alinha às metas de eletrificação, pois permite unir materiais leves sem comprometer a integridade mecânica, contribuindo para aumentar a autonomia de veículos elétricos.
Se confirmados os resultados em ambiente de produção, o novo sistema poderá representar um salto na adoção da soldagem por fricção, oferecendo flexibilidade de design e corte de custos — fatores decisivos para setores competitivos como o automóvel, aeroespacial e ferroviário.
