Canto de Consumíveis: Estratégias para vertical

Apr 25, 2024

Os colaboradores do Consumables Corner, Rob Koltz e Nino Mascalco, ajudam o leitor a resolver problemas de desempenho ao usar soldagem a arco de metal a gás (GMAW), soldagem a arco a gás de tungstênio (GTAW) e soldagem a arco com núcleo de fluxo (FCAW) para aplicações verticais em aços inoxidáveis . Imagens Getty

P: Eu estaria interessado em qualquer informação sobre soldagem vertical de aços inoxidáveis. As restrições ao cromo hexavalente impedem a maioria dos lugares de usar soldagem a arco com núcleo de fluxo (FCAW), e a soldagem a arco de metal a gás (GMAW) não funciona muito bem em nenhuma direção para soldas em ranhura. O que outros fabricantes estão fazendo para obter melhor desempenho e confiabilidade?

R: O aço inoxidável (SS) em geral apresenta diversas dificuldades de fabricação, desde o manuseio do material até o corte e soldagem. Vamos fazer uma rápida revisão do que torna o aço inoxidável.

Existem vários grupos diferentes de SS, mas em geral o aço carbono torna-se um aço inoxidável com adição mínima de 10,5% de cromo em peso. A versão mais comum de aço inoxidável é o SS austenítico, que inclui cerca de 8% de níquel em peso. Isto melhora a resistência à corrosão, atua como um catalisador de austenita e melhora muito a resistência para aplicações criogênicas.

A família de SS austeníticos, categorizados como materiais com 18% de cromo/8% de níquel, oferece uma resistência eficaz à oxidação (ferrugem) e à corrosão de natureza ambiental ou química. A seleção de um tipo específico de SS depende da sua capacidade de fornecer as propriedades mecânicas exigidas para as condições de serviço. Eles variam dependendo da concentração do produto, faixa de temperatura operacional ou viscosidade. Os ataques abrasivos podem reduzir bastante a eficácia de certos graus ou tipos de SS em função da temperatura operacional.

No que diz respeito à soldagem, a adição de cromo e níquel, juntamente com outros elementos de liga, também é o que torna a soldagem de SS mais desafiadora. Esses elementos alteram a dinâmica da poça de fusão, sendo um deles a fluidez, que é causada pelas variações na transferência de energia do arco e na tensão superficial da poça de fusão. Por estas razões, a soldagem vertical para cima (3G/F) ou vertical para baixo torna-se mais desafiadora.

O primeiro objetivo quando se trata de fabricação de solda SS é encontrar um metal de adição adequado para atender às condições de serviço pretendidas.

Se necessário, um gás de proteção deve ser levado em consideração em relação às condições de serviço exigidas. Supondo que todas essas condições tenham sido satisfeitas, o próximo objetivo é usar um processo de soldagem e metal de adição que proporcionem a capacidade de fornecer uma solda livre de defeitos e otimizar a taxa de deposição do processo de soldagem.

Para a maioria das aplicações, as opções serão soldagem a arco de gás tungstênio (GTAW), GMAW ou FCAW para processos de soldagem manual. GTAW produz algumas das soldas da mais alta qualidade, mas é muito lento em termos de taxas de deposição e velocidade de deslocamento, por isso não consideraremos isso neste momento. É claro que a soldagem de serviço de campo também teria a soldagem por arco de metal blindado (SMAW) como uma opção potencial para fins de simplicidade do equipamento, mas vamos nos concentrar na fabricação interna.

Como o SS tem uma variedade de composições químicas, muito mais do que os aços carbono, o que funciona para um tipo ou classe pode não funcionar tão bem para outro tipo. O grau específico do material base SS necessário para as condições de serviço exige que você selecione um metal de adição que corresponda ou exceda as propriedades mecânicas exigidas.

Os problemas comuns com a soldagem vertical para baixo são as soldas resultantes com aparência ruim do cordão de solda, respingos excessivos, conexões inadequadas da solda, falta de fusão e aparência desbotada (ou côncava). Você ainda pode criar uma solda estruturalmente sólida e à prova de vazamentos em materiais finos, mas no geral essas variáveis ​​combinadas podem fazer com que os fabricantes busquem outras soluções. Tenha em mente que, para materiais mais finos que 3/16 pol., a soldagem vertical para baixo é a técnica mais comum.

Se a peça que você está soldando não puder ser posicionada com segurança de forma que as soldas fiquem na posição plana ou horizontal (1G/F ou 2G/F), então 3G/F (vertical para cima) pode ser a única opção.