No campo da fabricação de chapas grossas, para reduzir o número de passes de soldadura, os fabricantes frequentemente utilizam a soldadura por arco submerso, uma tecnologia tradicional utilizada há décadas. Variantes como a soldadura por arco submerso em tandem podem aumentar a taxa de deposição, enquanto a soldadura por feixe de laser está a emergir como uma nova opção. Na conferência do Instituto Internacional de Soldadura realizada na Grécia em 2024, Michael Clemens do Instituto de Soldadura e Junção da Universidade RWTH Aachen, na Alemanha, apresentou uma nova tecnologia de soldadura híbrida laser-arco submerso com potencial para remodelar o cenário da indústria.
A tecnologia, denominada soldadura híbrida laser-arco submerso em tandem ou LUPuS-Tandem, tem origem numa investigação iniciada em 2004 pelo Dr. Simon Olschok. Atualmente, utiliza uma configuração com um laser de estado sólido de disco e duas tochas de soldadura por arco submerso em tandem, combinando a alta tolerância de montagem e o arrefecimento lento da soldadura por arco submerso com a velocidade e profundidade de penetração da soldadura a laser. Clemens afirma: "Quando aumentámos a altura da chapa para 6 mm e 8 mm, a hibridização do processo aumentou." Na posição de 8 mm, a estrutura da solda fundiu-se mais completamente e o processo mostrou-se robusto face a perturbações do fluxo.
A equipa de investigação testou a tecnologia em chapas estruturais de alta resistência e baixa liga S355 com 40 mm de espessura, utilizando um laser de 16 kW e duas fontes de alimentação para soldadura por arco submerso de 1000 A, a uma velocidade de soldadura de 0,6 metros por minuto. A tecnologia completou a soldadura de materiais com 40-50 mm em apenas dois passes, utilizando uma técnica de camada/camada invertida. Para a soldadura unilateral de chapas com 26 mm, a equipa utilizou o sistema de almofada magnética da WeldNova GmbH para evitar a perfuração e alcançar a penetração total. Clemens salienta: "Usando esta técnica de almofada, podemos soldar esta chapa de 26 mm com apenas uma camada [de solda]."
A tecnologia de soldadura híbrida laser-arco submerso tem um grande potencial de comercialização e pode ser aplicada em indústrias como a energia eólica, melhorando significativamente a eficiência da soldadura de chapas grossas. Clemens descreve: "Podemos completar soldaduras de até 50 ou 60 mm em apenas dois passes – ou até mais, dependendo da potência do laser disponível." Esta inovação promete trazer novas possibilidades para a fabricação pesada, posicionando a tecnologia de soldadura híbrida laser-arco submerso como um processo-chave para o futuro.
