Em seguida, a Hangao Tehc (SEKO Machinery) explicará os problemas que podem ocorrer durante o processo de soldagem e ajudará você a preveni-los e solucioná-los.
03 Trincas a quente em soldas (trincas de cristalização em soldas, trincas de liquefação na zona afetada pelo calor)
A sensibilidade à fissuração térmica depende principalmente da composição química, organização e desempenho do material. O níquel forma facilmente compostos de baixo ponto de fusão ou eutéticos com impurezas como enxofre e fósforo. A segregação de boro e silício promove a fissuração térmica.
A junta de solda tende a formar uma estrutura cristalina colunar grosseira com forte direcionalidade, o que favorece a segregação de impurezas e elementos nocivos. Isso promove a formação de uma película líquida intergranular contínua e aumenta a suscetibilidade à fissuração térmica. Se a soldagem não for aquecida uniformemente, é fácil gerar tensões de tração maiores e favorecer o surgimento de trincas a quente na solda.
Medidas preventivas:
a. Controlar rigorosamente o teor de impurezas nocivas S e P.
b. Ajustar a organização do metal de solda. A solda com estrutura bifásica apresenta boa resistência à fissuração. A fase delta na solda pode refinar os grãos, eliminar a direcionalidade da austenita monofásica, reduzir a segregação de impurezas nocivas no contorno de grão e dissolver mais S e P, reduzindo a energia interfacial e organizando a formação do filme líquido intergranular.
c. Ajustar a composição da liga do metal de solda. Aumentar adequadamente o teor de Mn, C e N no aço austenítico monofásico e adicionar uma pequena quantidade de elementos traço, como cério, cianeto e tântalo (que podem refinar a estrutura da solda e purificar o contorno de grão), o que pode reduzir a sensibilidade à fissuração térmica.
d. Medidas de processo. Minimize o superaquecimento da poça de fusão para evitar a formação de cristais colunares espessos. Utilize baixa entrada de calor e cordões de solda de pequena seção transversal. Um dispositivo estabilizador de arco pode ser adicionado durante a soldagem para reduzir a área da poça de fusão, melhorar a eficiência de trabalho da pistola de solda e a qualidade da solda.
Por exemplo, o aço austenítico 25-20 é propenso a fissuras de liquefação. É possível limitar rigorosamente o teor de impurezas e o tamanho de grão do material base, adotar métodos de soldagem de alta densidade energética, baixa entrada de calor e aumentar a taxa de resfriamento das juntas.
04 Fragilização de juntas soldadas
O aço resistente ao calor deve garantir a plasticidade das juntas soldadas para evitar a fragilização em altas temperaturas; já os aços para baixas temperaturas devem apresentar boa tenacidade a baixas temperaturas para evitar a fratura frágil das juntas soldadas.
05 Grande distorção de soldagem
Devido à baixa condutividade térmica e ao elevado coeficiente de expansão, a deformação durante a soldagem é grande, sendo necessário o uso de grampos para evitá-la. O método de soldagem do aço inoxidável austenítico e a seleção dos materiais de soldagem incluem:
O aço inoxidável austenítico pode ser soldado por soldagem a arco de tungstênio com argônio (TIG), soldagem a arco de argônio fundido (MIG), soldagem a arco de argônio plasma (PAW) e soldagem a arco submerso (SAW).
O aço inoxidável austenítico apresenta baixa corrente de soldagem devido ao seu baixo ponto de fusão, baixa condutividade térmica e alta resistividade elétrica. Devem ser utilizadas soldas e cordões estreitos para reduzir o tempo de permanência em altas temperaturas, prevenir a precipitação de carbonetos, reduzir a tensão de contração da solda e diminuir a sensibilidade à fissuração térmica.
A composição do material de soldagem, especialmente os elementos de liga Cr e Ni, é superior à do material base. Utilize materiais de soldagem contendo uma pequena quantidade (4-12%) de ferrita para garantir um bom desempenho de resistência à fissuração (fissuração a frio, fissuração a quente, fissuração por corrosão sob tensão) da solda.
Quando a fase ferrítica não é permitida ou é impossível na solda, o material de soldagem deve conter Mo, Mn e outros elementos de liga.
Os teores de C, S, P, Si e Nb no material de soldagem devem ser os mais baixos possíveis. O Nb causa trincas de solidificação na solda austenítica pura, mas uma pequena quantidade de ferrita na solda pode ser evitada com eficácia.
Para a soldagem de estruturas que necessitam de estabilização ou alívio de tensões após a soldagem, geralmente são utilizados materiais de soldagem contendo nióbio. A soldagem por arco submerso é utilizada para soldar a chapa intermediária, e a perda por combustão de cromo e níquel pode ser compensada pela transição do fluxo e dos elementos de liga no arame de solda;
Devido à grande profundidade de penetração, deve-se ter cuidado para evitar o surgimento de trincas a quente no centro da solda e a redução da resistência à corrosão na zona afetada pelo calor. Deve-se atentar para a escolha de um arame de solda mais fino e uma menor entrada de calor de soldagem. O arame de solda deve ter baixo teor de Si, S e P.
O teor de ferrita na solda de aço inoxidável resistente ao calor não deve exceder 5%. Para aço inoxidável austenítico com teor de Cr e Ni superior a 20%, deve-se utilizar arame de solda com alto teor de Mn (6-8%) e fluxo alcalino ou neutro para evitar a adição de Si à solda e melhorar sua resistência à fissuração.
O fluxo especial para aço inoxidável austenítico apresenta um aumento muito pequeno de Si, o que permite a transferência da liga para a solda e a compensação da perda de elementos de liga por combustão, atendendo aos requisitos de desempenho da solda e composição química.
