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Oct 02, 2023

Teste de vazamento de peças fundidas de alumínio

No método de teste de fora para dentro, um vácuo é aplicado na peça e a câmara de teste é preenchida com uma mistura de ar e hélio. Se houver vazamento, o hélio migrará para a peça, onde ficará

No método de teste de fora para dentro, um vácuo é aplicado na peça e a câmara de teste é preenchida com uma mistura de ar e hélio. Se houver vazamento, o hélio migrará para a peça, onde será detectado pelo instrumento de teste. Foto cedida pela KUKA Assembly and Test Corp.

A detecção de vazamentos de componentes nos estágios iniciais de fabricação – após a fundição e antes da montagem – economiza despesas significativas aos fabricantes de transmissões. Foto cedida pela KUKA Assembly and Test Corp.

A “trilha sem-fim” e outras cavidades são vedadas com um acessório específico da peça usinado com tolerâncias dimensionais restritas. Foto cedida pela KUKA Assembly and Test Corp.

Ao lado do motor, a transmissão automática pode ser o subsistema mais importante de um automóvel. Ele desempenha um papel fundamental no manuseio, desempenho e economia de combustível.

Como as transmissões automáticas dependem de acoplamentos hidráulicos para transmitir energia mecânica rotativa, é vital que não vazem. A detecção de vazamentos de componentes nos estágios iniciais de fabricação – após a fundição e antes da montagem – economiza aos fabricantes de transmissões despesas e dores de cabeça significativas.

A KUKA Assembly and Test Corp. é uma integradora de sistemas especializada em sistemas de montagem e teste para os principais subsistemas automotivos, como motores, transmissões, eixos, componentes de suspensão e componentes de direção. Nossos clientes incluem Ford Motor Co., Borg Warner Inc., Harley-Davidson Inc.

Usamos detectores de vazamento de hélio para auxiliar na produção de transmissões automáticas avançadas, como as novas transmissões de nove e 10 velocidades desenvolvidas para ajudar a melhorar a economia de combustível. Historicamente, muitos vazamentos são descobertos durante ou após a montagem final. Nossos acessórios e gabaritos são equipados com detectores de vazamento de hélio da Inficon. Isso nos permite detectar a maioria dos vazamentos logo após a fundição das peças, reduzindo custos ao eliminar peças fundidas defeituosas no início do processo de montagem.

Os processos de teste de vazamento da KUKA utilizam dispositivos e automação específicos para cada peça. Após a fundição e usinagem, as carcaças da transmissão são carregadas roboticamente na câmara de teste. Dentro da câmara, a “trilha de minhoca” e outras cavidades são vedadas com um acessório específico da peça usinado com tolerâncias dimensionais restritas.

Uma vez que a peça tenha sido fixada e selada, a câmara é evacuada. O hélio é então injetado no gabinete, que é conectado a um detector de vazamento de hélio Inficon LDS3000. Os ventiladores agitam o ar dentro do gabinete para criar uma mistura uniforme de 1% de hélio e ar.

O detector de vazamento é conectado à peça de teste através de uma válvula e ferramentas na trilha sem-fim. Quando a válvula é aberta, o hélio que envolve o exterior da peça pode migrar para o interior da peça através de vazamentos por porosidade, rachaduras, vazamentos de rosca e outros caminhos. Ele passará pela carcaça e entrará na transmissão, onde será detectado e quantificado pelo detector de vazamento. Nesse ponto, uma decisão de aprovação ou reprovação com base em taxas de vazamento padronizadas pode ser tomada e os dados podem ser coletados para rastreabilidade. Todas as passagens são testadas individualmente.

“O detector de vazamento de hélio da Inficon é mais preciso do que os testes aéreos ou subaquáticos para detectar vazamentos de porosidade”, observa Thomas Parker, gerente de vendas automotivas da Inficon para a América do Norte. “Por exemplo, uma área de apenas 1 polegada de diâmetro em uma peça fundida de alumínio pode ter até um trilhão de buracos pelos quais as moléculas de hélio podem migrar. Porosidade deste tipo nunca seria detectada por testes aéreos ou subaquáticos.

“Os vazamentos não parecem necessariamente rachaduras ou buracos circulares perfeitos. Eles podem se assemelhar a um sistema semelhante a uma caverna com rachaduras microscópicas e bolsas dentro do metal. Com os testes de pressão de ar, o tempo necessário para detectar uma queda de pressão (que é necessário para medir as baixas taxas de vazamento agora exigidas pelas montadoras) pode levar dias.”

A detecção de vazamento de hélio leva segundos, com um tempo total de teste peça a peça de aproximadamente 30 a 40 segundos. Este curto intervalo torna a detecção de vazamentos tão oportuna quanto qualquer processo de produção.