BR112016006663A2 - método para fabricação de um painel de construção laminar - Google Patents

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Abstract

resumo método para fabricação de um painel de construção laminar método para fabricação de um painel de construção laminar compreendendo uma primeira chapa metálica (1), uma segunda chapa metálica (2), e uma camada de isolamento acústico (3) interposta entre as mesmas. a primeira chapa metálica e a segunda chapa metálica são conectadas uma à outra por intermédio de um número de juntas localmente soldadas, que são distribuídas sobre o painel de construção laminar, e que se estendem através da área da camada de isolamento acústico. as juntas soldadas são formadas por intermédio de soldagem de cravo, em que uma das chapas metálicas é provida com aberturas de soldagem (4), e um pino de soldagem (7) é empurrado através da camada de isolamento, contra a outra chapa metálica. as juntas soldadas também podem ser formadas por intermédio de soldagem por pontos, em que as duas chapas metálicas são trazidas para conexão elétrica com o equipamento de soldagem por pontos, e as chapas metálicas são localmente prensadas em direção uma à outra de tal modo que é feito contato elétrico mútuo.

Description

MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM PAINEL DE CONSTRUÇÃO LAMINAR
DESCRIÇÃO
[001] A invenção se refere a um método para fabricação de um painel de construção laminar. Especificamente, a mesma se refere aos painéis de construção com propriedades de isolamento de som para uso na construção de navios.
[002] Até o presente, a proa, os conveses e as anteparas dos navios são feitas normalmente de aço/alumínio de 5-8 mm. Especificamente, uma embarcação feita de tal material em folha, a vibração dos motores, do ar condicionado e de outros equipamentos se deslocam muito distante. Para amortecer as vibrações uma pasta contra produção de som é atualmente aplicada contra as paredes metálicas e convés do navio. Sobre a pasta são aderidas telhas de metal. O método inteiro é conhecido como amortecimento de camada confinada. Esse método conhecido requer muito trabalho manual no local no estaleiro durante a construção do navio.
[003] A presente invenção se baseia na ideia de proporcionar as chapas de construção combinadas com painéis de amortecimento de camadas confinadas. Por exemplo, de acordo com a ideia, uma chapa de aço de 8 mm é proporciona agora como um laminado (conjunto) compreendendo duas chapas de aço que têm uma configuração simétrica (por exemplo, duas vezes 4 mm) ou assimétrica (por exemplo, 3 e 5 mm), e uma camada intermediária fina (por exemplo, mais fina do que 1 mm) (por exemplo, visco-elástica) entreposta entre as mesmas. Consequentemente, a espessura total do conjunto de chapas muda assim muito pouco ou não muda absolutamente. Testes mostraram que as propriedades de amortecimento desse material laminar são significativamente melhores, em comparação com o método atual (de telhas coladas no local). Há um problema, contudo, quando ocorre um incêndio no navio, porque a camada
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2/11 intermediária pode se desintegrar (pulverizar) e perder a sua adesão. Essa possível deslaminação torna o painel de metal laminado significativamente mais fraco, fazendo com que essa construção específica falhe durante incêndio.
[004] Para prevenir a falha, é proporcionado um método que cria pontos de conexão mecânica entre as duas chapas metálicas, distribuídos por sua superfície, que mantém a estabilidade do laminado durante um incêndio apesar de qualquer desintegração da camada intermediária. É exigido que as conexões mecânicas sejam implementadas de modo que nenhum furo seja criado através e para dentro das paredes externas, paredes internas e conveses do navio.
[005] Consequentemente é provido um método para fabricação de um painel de construção laminado, compreendendo uma primeira chapa de metal, uma segunda chapa de metal, e uma camada de isolamento acústico, preferivelmente visco-elástica, interposta entre as mesmas, em que a primeira chapa de metal e a segunda chapa de metal são conectadas entre si por intermédio de uma pluralidade de juntas localmente soldadas que são (mais ou menos regularmente) distribuídas sobre o painel de construção laminar, e cujas juntas soldadas se estendem através da área da camada de isolamento.
[006] Em uma primeira modalidade preferida do método para fabricação de um painel de construção laminar compreendendo uma primeira e uma segunda chapa de metal e uma camada de isolamento acústico interposta entre as chapas metálicas, as juntas localmente soldadas são formadas por intermédio de soldagem de arame, de cravo ou de pino.
[007] O primeiro método preferido compreende preferivelmente as seguintes etapas:
- proporcionar a primeira chapa de metal, camada de isolamento acústico, e a segunda chapa de metal, em que a segunda chapa de metal foi ou é provida com aberturas, em seguida, referidas como aberturas de soldagem, em locais
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3/11 onde as juntas localmente soldadas serão proporcionadas;
- proporcionar soldagem elétrica de cravo ou outra fonte de corrente de soldagem adequada, da qual uma primeira conexão de corrente de soldagem é eletricamente conectada a primeira chapa de metal e/ou a segunda chapa de metal; e o equipamento é fornecido adicionalmente com um pino de soldagem ou cravo de soldagem, em seguida referido como pino de soldagem, a ser conectado com a segunda conexão de corrente de soldagem, o pino tendo uma seção transversal que é menor do que a seção transversal das aberturas de soldagem;
- realizar uma ação de soldagem de cravo para cada abertura de soldagem, em que o pino de soldagem é inserido na abertura de soldagem, subsequentemente empurrado através da camada de isolamento acústico subjacente, e prensado sobre a superfície de metal da primeira chapa metálica, de tal modo que a corrente de soldagem flui através do pino de soldagem e da primeira chapa metálica, desse modo fundindo e unindo conjuntamente o metal do pino de soldagem e a primeira chapa metálica por intermédio daquela corrente de soldagem, cuja ação de soldagem de cravo é continuada até que o espaço entre o pino de soldagem e abertura de soldagem ao menos na maior parte seja preenchido com metal derretido do pino de soldagem e da primeira ou segunda chapa metálica.
[008] Em uma segunda modalidade preferida do método de acordo com a invenção, as juntas localmente soldadas são formadas por intermédio de soldagem por pontos.
[009] O segundo método preferido compreende preferivelmente as seguintes etapas:
- proporcionar a primeira chapa metálica, camada de isolamento acústico e segunda chapa metálica,
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4/11
- proporcionar equipamento de soldagem por pontos, elétrico e então realizar uma ação de soldagem por pontos para cada junta localmente soldada, em que a primeira e a segunda chapa metálica são colocadas em conexão elétrica com a primeira e a segunda conexão de corrente de soldagem do equipamento de soldagem por ponto, a primeira e a segunda chapa metálica são prensadas localmente uma contra a outra, por exemplo, mediante uso de pelo menos um eletrodo de soldagem por pontos ou qualquer outro corpo de pressão por ponto no local predeterminado da junta soldada, de tal modo que contato elétrico mútuo seja feito, de modo que ocorra uma corrente de soldagem local entre as chapas metálicas, e que as duas chapas metálicas sejam soldadas conjuntamente naqueles locais.
[010] Quando pressionando (denteando) as chapas metálicas, mediante um ou dois membros de pressão por pontos ou eletrodos de soldagem por pontos, a camada intermediária de isolamento acústico (preferivelmente viscoelástica) é prensada localmente no sentido contrário a partir de entre as chapas metálicas, de modo que as chapas metálicas contatam eletricamente uma à outra. Durante a ocorrência da corrente de soldagem - que é fornecida pelo equipamento de soldagem por pontos - que solda conjuntamente as chapas metálicas, a camada de isolamento acústico nas proximidades imediatas do local de soldagem pode queimar e/ou volatizar.
[011] Para aperfeiçoar adicionalmente a confiabilidade do processo de soldagem por pontos, preferivelmente tem sido feito uso de uma camada de isolamento acústico - ao menos no local predeterminado da junta soldada - que possui propriedades de não isolamento elétrico ou em outras palavras propriedades de condução mais ou menos elétrica, por exemplo, mediante mistura de partículas condutoras no material da camada de isolamento acústico.
[012] Como uma alternativa ao uso de um material de isolamento
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5/11 acústico com propriedades eletricamente condutoras, uma camada de isolamento acústico compreendendo aberturas nos locais predeterminados das juntas soldadas por pontos é utilizada, através da qual as aberturas das chapas metálicas são prensadas umas contra as outras, de modo que contato elétrico mútuo é obtido entre as chapas.
[013] Resumido, na primeira modalidade preferida do método é feito uso de pinos de soldagem (ou das extremidades dos pinos ou arame de soldagem) que são inseridos nas aberturas, as quais antecipadamente são providas em uma das chapas metálicas e opcionalmente também na camada de isolamento acústico, após o que essas aberturas são fechadas mediante soldagem; enquanto que na segunda modalidade preferida, tem sido feito uso de soldagem por pontos (sem o uso de pinos de soldagem, hastes ou arame de soldagem), em que cada uma das chapas metálicas é conectada a um terminal de uma fonte de corrente e prensadas umas contra as outras nos locais predeterminados de conexão para proporcionar contato mútuo e subsequentemente soldar as chapas conjuntamente.
[014] Preferivelmente, - antes da aplicação das juntas localmente soldadas ou após isso - as bordas externas das duas chapas metálicas, sejam elas integrais ou não, são soldadas conjuntamente. Uma economia substancial em peso pode ser obtida mediante uso do painel de construção laminar obtido através de um método de acordo com a invenção (até 19 kg por metro quadrado), e redução aperfeiçoada ruído (vide Figura 5), e uma economia considerável em trabalho. Além disso, é possível aplicar esse painel de construção laminar na estrutura inteira (de, por exemplo, uma embarcação), incluindo as estruturas de suporte de carga tais como conveses, paredes do navio, etc.
[015] A invenção será discutida em mais detalhe abaixo com referência à
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6/11 descrição seguinte das figuras.
[016] As Figuras la-h ilustram esquematicamente a primeira modalidade preferida do método de acordo com a invenção;
[017] As Figuras 2a-f ilustram esquematicamente a segunda modalidade preferida do método de acordo com a invenção;
[018] As Figuras 3a-f ilustram esquematicamente uma elaboração alternativa da segunda modalidade preferida do método de acordo com a invenção;
[019] As Figuras 4a-f ilustram esquematicamente a mesma elaboração alternativa da segunda modalidade preferida, contudo, em uma modalidade ligeiramente diferente;
[020] A Figura 5 mostra um gráfico da redução de ruído obtida pela invenção.
[021] As Figuras la-h ilustram gradualmente o método de acordo com a invenção para fabricação de um painel de construção laminar, compreendendo uma primeira chapa metálica 1, uma segunda chapa metálica 2, e uma camada de isolamento acústico 3, interposta entre as chapas metálicas. Adicionalmente são proporcionados elementos de conexão metálica 7, os quais são estendidos através da camada de isolamento acústico 3 após a realização do método, e que formam uma conexão forte (e resistente a incêndio) entre a primeira e a segunda chapa metálica.
[022] A modalidade mostrada nas Figuras la-h do método compreende:
- proporcionar a primeira chapa metálica 1, camada de isolamento acústico 3 e segunda chapa metálica 2, em que a segunda chapa metálica (anteriormente) foi ou é provida (posteriormente) com aberturas, em seguida referidas como aberturas de soldagem 4, em locais onde as juntas localmente soldadas serão fixadas (Figuras la-b). As aberturas de soldagem 4 podem ser providas antes da
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7/11 colocação das duas chapas metálicas 1 e 2 em conjunto, ou após a combinação das chapas, conforme ilustrado pelas Figuras la-b.
- proporcionar equipamento de soldagem elétrica de cravo (não mostrado), do qual uma primeira conexão de corrente de soldagem, normalmente a conexão de terra 5, é conectada eletricamente a primeira chapa metálica 1/ou a segunda chapa metálica 2 (Figura lc).
- proporcionar um pino metálico de soldagem 7 que tem uma seção transversal que é menor do que a seção transversal das aberturas de soldagem 4 (Figura lc).
- realizar uma ação de soldagem de cravo para cada abertura de soldagem 4, em que a extremidade externa livre 7a (extremidade externa inferior) do pino de soldagem 7 é inserida na abertura de soldagem, e subsequentemente empurrada através da camada de isolamento acústico subjacente 3 e prensado sobre a superfície metálica da primeira chapa metálica 1 (Figura ld). Pode ser necessário proporcionar o pino de soldagem 7 com um ponto de ignição 7b, contudo, esse recurso não é essencial porque, especificamente, a camada de isolamento acústico tem propriedades de viscosidade. O pino de soldagem 7 é conectado eletricamente à segunda conexão de corrente de soldagem 6 do equipamento de soldagem elétrica de modo que, após ativação do equipamento de soldagem de cravo, o equipamento de soldagem de cravo fornece uma corrente de soldagem, a qual flui através do pino de soldagem 7 e a primeira chapa de metal 1. Como resultado, a corrente de soldagem causa a fusão do metal do pino de soldagem 7 e a primeira chapa metálica 1, e esses metais derretidos se unem inicialmente na área 8 entre a extremidade externa do pino de soldagem 7 e a superfície (superior) da primeira chapa de metal (Figura le).
- continuação da ação de soldagem de cravo - causada pela corrente de soldagem e a pressão do pino de soldagem 7 (vide seta no sentido para baixo)
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8/11 pelo que o espaço (lateral) 9 entre o pino de soldagem 7 e a abertura de soldagem 4 também é preenchido com metal derretido 10 a partir do pino de soldagem 7 e a partir da primeira e da segunda chapa metálica (Figura lf-g).
- finalmente, a corrente de soldagem é desligada, em consequência do que o lado superior do pino de soldagem 7 pode ser achatado ou nivelado - se necessário - (Figura lh).
[023] Para o pino de soldagem 7 quaisquer pinos (relativamente curtos) são usados para cada junta soldada individual, sempre um pino para cada junta soldada, ou se pode fazer uso - vide a linha superior pontilhada do pino de soldagem acima nas Figuras - de um pino de soldagem contínua ou arame de soldagem, que é cortado, após os espaços 8 e 9 serem preenchidos com metal derretido 10 e a corrente de soldagem ser desligada (ao mesmo tempo à superfície superior da segunda chapa metálica 2 pode ser achatada) após o que o pino de soldagem (cortado) é subsequentemente usado como o pino de soldagem para a próxima conexão de solda de cravo em outro local de conexão do painel de construção laminar.
[024] As Figuras 2a-f e 3a-f ilustram esquematicamente uma segunda modalidade preferida do método de acordo com a invenção, em que as juntas localmente soldadas não são formadas por intermédio de soldagem de arame, cravo ou pino, mas mediante soldagem por pontos.
[025] O método mostrado nas Figuras 2a-f e 3a-f compreende:
- proporcionar uma primeira chapa metálica 1, uma camada de isolamento acústico 3 e uma segunda chapa metálica 2 (Figuras 2a, 2d, 3a e 3d).
- proporcionar equipamento de soldagem elétrica por pontos (não mostrado explicitamente) e então realizar uma ação de soldagem por pontos para cada junta localmente soldada, em que a primeira e a segunda chapa metálica 1 e 2 são respectivamente colocadas em conexão elétrica com a
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9/11 primeira e a segunda conexão de corrente de soldagem x e y, respectivamente, do equipamento de soldagem por pontos; mediante uso de um único eletrodo de soldagem por pontos 11 (Figuras 2b e 3b-c) no local desejado predeterminado da conexão soldada. Ao usar um eletrodo de soldagem por pontos 11, local (conexão de corrente de soldagem y) para criar uma solda por pontos, por exemplo, uma superfície inferior condutiva plana 12 serve como a segunda conexão elétrica (conexão de corrente de soldagem X) da fonte de corrente do equipamento de soldagem por pontos. Ao utilizar dois eletrodos de soldagem por pontos 11 e 13 (Figuras 2e-f e 3e-f), os dois eletrodos de soldagem por pontos 11, 13 são conectados às conexões x e y, respectivamente da fonte de corrente. Nos dois casos (mediante uso de um eletrodo assim como de dois eletrodos de soldagem por pontos) a primeira e a segunda chapa metálica 1 e 2 são respectivamente prensadas localmente em direção uma à outra (vide setas) de tal modo que seja feito contato elétrico mútuo, de modo que ocorre uma corrente de soldagem local entre as chapas metálicas, fazendo com que as duas chapas metálicas sejam soldadas conjuntamente naqueles locais (Figuras 2c, 2f, 3c e 3f).
[026] Na modalidade conforme ilustrado nas Figuras 2a-f quando as chapas metálicas são prensadas conjuntamente, localmente, a camada de isolamento acústico é essencialmente prensada no sentido contrário, de modo que contato elétrico é criado localmente entre as duas chapas metálicas, e uma corrente de soldagem I flui alimentada pelo equipamento de soldagem de cravo, pelo que a junta soldada é formada. Para otimizar a criação de um caminho elétrico entre as duas chapas metálicas e através da camada intermediária acústica 3, é usada preferivelmente uma camada intermediária acústica, a qual é mais ou menos eletricamente condutora, ao menos no local predeterminado da junta soldada, por exemplo, mediante mistura das partículas condutoras no
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10/11 material da camada de isolamento acústico.
[027] Em uma modalidade alternativa, ilustrada nas Figuras 3a-f, uma camada de isolamento acústico 3 é usada, em que a camada de isolamento acústico compreende aberturas 14 no local predeterminado das juntas soldadas por pontos. Quando as chapas metálicas 1 e 2 por intermédio de qualquer um dentre o eletrodo por pontos 11 e uma superfície plana 12, ou por intermédio de dois eletrodos por pontos 11 e 13 (e/ou possivelmente por intermédio de outros corpos de pressão ou meios de prensagem) são prensadas conjuntamente, localmente, as duas chapas metálicas são colocadas em conexão elétrica mútua por intermédio de aberturas locais respectivas 14, sem ter que prensar no sentido contrário localmente a camada de isolamento acústico 3 (na realidade a abertura 14 está localizada na camada de isolamento acústico).
[028] As Figuras 4a-f ilustram o mesmo efeito que a segunda modalidade preferida das figuras 3a-f, contudo, em uma modalidade ligeiramente diferente: em vez de um ou dois eletrodos de soldagem por pontos 11 e 13, respectivamente, as chapas metálicas no local predeterminado da junta soldada são prensadas conjuntamente por intermédio de um ou dois membros de pressão 16 e 17, respectivamente, ambos não servindo como um eletrodo de soldagem. Os membros de pressão são eletricamente isolados com relação um ao outro, por exemplo, mediante uso de membros de pressão de aço (duro) ou de cerâmica (por pontos), respectivamente. O uso de eletrodos de soldagem por pontos 11, 13 separados e membros de pressão 16, 17 pode ser vantajoso, porque consequentemente as funções de comprimir (para obter o contato mecânico e, portanto, contato elétrico entre as folhas metálicas) e fornecimento de corrente (entre o equipamento de soldagem por pontos e as folhas metálicas localmente prensadas conjuntamente 1, 2) são separados entre si, o que proporciona mais liberdade, por exemplo, nas construções (auxiliares)
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11/11 através das quais o processo é realizado, assim como nos materiais usados para os membros de pressão (relativamente duros) e os eletrodos de soldagem por pontos (normalmente cobre).
[029] Antes de proporcionar as juntas localmente soldadas ou após isso, as bordas externas das duas chapas metálicas 1 e 2, integrais ou não, são soldadas entre si 15.
[030] A Figura 5 mostra um gráfico da redução de ruído d obtida pela invenção como uma função da frequência f, conforme medida em uma chapa de alumínio laminar tendo uma espessura de 6 mm.
[031] Consequentemente é proporcionado o método para fabricação de um painel de construção laminar com propriedades aperfeiçoadas, tanto em termos de fabricação como em termos de - como é evidente a partir dos experimentos - das propriedades acústicas, enquanto obedecendo completamente às exigências de proteção contra incêndio.

Claims (12)

1. Método para fabricação de um painel de construção laminar caracterizado pelo fato de que compreende uma primeira chapa metálica (1), uma segunda chapa metálica (2) e uma camada de isolamento acústico (3) interposta entre as mesmas, em que a primeira chapa metálica e a segunda chapa metálica são conectadas entre si por intermédio de um número de juntas localmente soldadas, que são distribuídas sobre o painel de construção laminar, e que se estendem através da área da camada de isolamento acústico.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento acústico compreende propriedades visco-elásticas.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de as juntas localmente soldadas serem formadas por intermédio de soldagem de cravo e de o referido método compreender:
- proporcionar a primeira chapa metálica (1), camada de isolamento acústico (3) e segunda chapa metálica (2), em que a segunda chapa metálica foi ou é provida com aberturas, em seguida, referidas como aberturas de soldagem (4), em locais onde as juntas localmente soldadas serão realizadas;
- proporcionar equipamento de soldagem elétrica de cravo ou outra fonte de corrente de soldagem adequada, da qual uma primeira conexão de corrente de soldagem (5) é eletricamente conectada a primeira chapa metálica e/ou a segunda chapa metálica; e o equipamento é provido adicionalmente com um pino de soldagem (7) ou cravo de soldagem, em seguida referido como pino de soldagem, a ser conectado com a segunda conexão de corrente de soldagem (6), o pino tendo uma seção transversal que é menor do que a seção transversal das aberturas de soldagem (4);
- realizar uma ação de soldagem de cravo para cada abertura de soldagem, em que o pino de soldagem é inserido na abertura de soldagem, subsequentemente
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2/4 empurrado através da camada de isolamento acústico subjacente, e prensado sobre a superfície metálica da primeira chapa metálica, e de tal modo que a corrente de soldagem flui através do pino de soldagem e da primeira chapa metálica, desse modo fundindo e unindo conjuntamente o metal (8) do pino de soldagem e a primeira chapa metálica por intermédio daquela corrente de soldagem, cuja ação de soldagem de cravo é continuada até que o espaço (9) entre o pino de soldagem e abertura de soldagem seja preenchido com metal derretido (10) do pino de soldagem e da primeira e/ou segunda chapa metálica.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as aberturas de soldagem na segunda chapa metálica antecipadamente foram providas antes de combinar a primeira e a segunda chapa metálica com a camada de isolamento acústico interposta.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as aberturas de soldagem na segunda chapa metálica são providas após combinar a primeira e a segunda chapa metálica com a camada de isolamento acústico interposta.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de as juntas localmente soldadas serem formadas por intermédio de soldagem por pontos e o referido método compreender:
- proporcionar a primeira chapa metálica, a camada de isolamento acústico e segunda chapa metálica,
- proporcionar equipamento de soldagem elétrica por pontos, então realizar uma ação de soldagem por pontos para cada junta localmente soldada, em que a primeira e a segunda chapa metálica são colocadas em conexão elétrica com uma primeira e uma segunda conexão de corrente de soldagem do equipamento de soldagem por pontos, a primeira e a segunda chapa metálica são prensadas localmente em direção uma à outra, de tal modo que contato elétrico mútuo seja
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3/4 feito, de modo que ocorre a corrente de soldagem local entre as chapas metálicas, e que as duas chapas metálicas são soldadas conjuntamente naqueles locais.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda chapa metálica são prensadas localmente em direção uma à outra por intermédio de pelo menos um membro de pressão (16, 17) no local predeterminado da junta soldada.
8. Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que a primeira e a segunda chapa metálica são prensadas localmente em direção uma à outra por intermédio de pelo menos um eletrodo de soldagem por pontos (11,13) no local predeterminado da junta soldada.
9. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento acústico, ao menos um local predeterminado na junta soldada, é mais ou menos eletricamente condutora, por exemplo, mediante mistura das partículas condutoras no material da camada de isolamento acústico.
10. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a camada de isolamento acústico compreende aberturas (14) no local predeterminado das juntas soldadas por pontos.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que as bordas externas das duas chapas metálicas são soldadas conjuntamente (15), integralmente ou parcialmente.
12. Painel de construção laminar, caracterizado pelo fato de ser fabricado pelo método definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
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