Isso parece bom demais para ser verdade, então qual é o problema? A soldagem geralmente é necessária para fabricar quase tudo a partir de um dos mais de 150 tipos de aço inoxidável. Soldar aço inoxidável é uma tarefa complexa. Algumas das questões envolvidas incluem a presença de óxido de cromo, como controlar a entrada de calor, qual processo de soldagem usar, como lidar com cromo hexavalente e como fazer isso corretamente.
Apesar das dificuldades de soldagem e acabamento, o aço inoxidável continua sendo uma opção popular e, às vezes, a única para muitas indústrias. Saber como utilizá-lo com segurança e quando aplicar cada processo de soldagem é fundamental para o sucesso do processo. Isso pode ser a chave para uma carreira de sucesso.
Então, por que soldar aço inoxidável é uma tarefa tão difícil? A resposta começa com a forma como ele foi criado. O aço macio, também conhecido como aço de baixo carbono, é misturado com pelo menos 10,5% de cromo para produzir o aço inoxidável. O cromo adicionado forma uma camada de óxido de cromo na superfície do aço, que impede a maioria dos tipos de corrosão e ferrugem. Os fabricantes adicionam quantidades variáveis ​​de cromo e outros elementos ao aço para alterar a qualidade do produto final e, em seguida, usam um sistema de três dígitos para diferenciar as classes.
Os aços inoxidáveis ​​mais comuns são o 304 e o 316. O mais barato deles é o 304, que contém 18% de cromo e 8% de níquel e é usado em tudo, desde acabamentos de carros até eletrodomésticos. O aço inoxidável 316 contém menos cromo (16%) e mais níquel (10%), mas também contém 2% de molibdênio. Esse composto confere ao aço inoxidável 316 maior resistência a cloretos e soluções de cloro, tornando-o a melhor opção para ambientes marinhos e para as indústrias química e farmacêutica.
Uma camada de óxido de cromo pode garantir a qualidade do aço inoxidável, mas é justamente isso que preocupa os soldadores. Essa barreira útil aumenta a tensão superficial do metal, retardando a formação da poça de fusão líquida. Um erro comum é aumentar a entrada de calor, pois mais calor aumenta a fluidez da poça. No entanto, isso pode afetar negativamente o aço inoxidável. Calor em excesso pode causar oxidação adicional e deformação ou queimadura do metal base. Considerando o uso de chapas metálicas em grandes indústrias, como a de escapamentos automotivos, isso se torna uma prioridade máxima.
O calor destrói completamente a resistência à corrosão do aço inoxidável. O excesso de calor faz com que a solda ou a zona afetada pelo calor (ZAC) ao redor adquira uma coloração iridescente. O aço inoxidável oxidado produz cores incríveis, que variam do dourado pálido ao azul escuro e ao roxo. Essas cores são ótimas para ilustrações, mas podem indicar soldas que não atendem a alguns requisitos de soldagem. As especificações mais rigorosas não toleram coloração na solda.
É geralmente aceito que a soldagem a arco de tungstênio com proteção gasosa (GTAW) é a mais adequada para o aço inoxidável. Historicamente, isso tem sido verdade em um sentido geral. Isso ainda é válido quando buscamos incorporar cores vibrantes em peças de tecelagem artística para atender aos mais altos padrões de qualidade em indústrias como a de energia nuclear e a aeroespacial. No entanto, a moderna tecnologia de soldagem por inversor tornou a soldagem a arco com gás e metal (GMAW) o padrão para a produção de aço inoxidável, e não apenas para sistemas automatizados ou robóticos.
Como a soldagem GMAW é um processo de alimentação de arame semiautomático, ela proporciona uma alta taxa de deposição, o que ajuda a reduzir a entrada de calor. Alguns profissionais afirmam que é mais fácil de usar do que a soldagem GTAW, pois depende menos da habilidade do soldador e mais da qualidade da fonte de energia de soldagem. Embora seja um ponto discutível, a maioria das fontes de energia GMAW modernas utiliza linhas de sinergia pré-programadas. Esses programas são projetados para definir parâmetros como corrente e tensão, dependendo do metal de adição inserido pelo usuário, da espessura do material, do tipo de gás e do diâmetro do arame.
Alguns inversores conseguem ajustar o arco durante todo o processo de soldagem para produzir um arco preciso de forma consistente, compensar folgas entre as peças e manter altas velocidades de deslocamento para atender aos padrões de produção e qualidade. Isso é especialmente útil para soldagem automatizada ou robótica, mas também se aplica à soldagem manual. Algumas fontes de alimentação disponíveis no mercado oferecem uma interface com tela sensível ao toque e controles de tocha para facilitar a configuração.
Soldar aço inoxidável é uma tarefa complexa. Algumas das questões envolvidas incluem a presença de óxido de cromo, como controlar a entrada de calor, qual processo de soldagem utilizar, como lidar com cromo hexavalente e como realizar o processo corretamente.
A escolha do gás correto para a soldagem GTAW geralmente depende da experiência ou da aplicação do teste de soldagem. A soldagem GTAW, também conhecida como soldagem TIG (tungstênio com gás inerte), na maioria dos casos utiliza apenas um gás inerte, geralmente argônio, hélio ou uma mistura de ambos. A injeção inadequada de gás de proteção ou calor pode fazer com que a solda fique excessivamente abaulada ou com aspecto de corda, o que impede a mistura com o metal circundante, resultando em uma solda antiestética ou inadequada. Determinar qual mistura é a melhor para cada solda pode exigir muitas tentativas e erros. Linhas de produção GMAW compartilhadas ajudam a reduzir o tempo perdido em novas aplicações, mas quando se exige a mais alta qualidade, o método de soldagem GTAW continua sendo o preferido.
A soldagem de aço inoxidável representa um risco à saúde para quem utiliza um maçarico. O maior perigo reside nos fumos liberados durante o processo de soldagem. O cromo aquecido produz um composto chamado cromo hexavalente, que é conhecido por causar danos ao sistema respiratório, rins, fígado, pele e olhos, além de ser cancerígeno. Os soldadores devem sempre usar equipamentos de proteção individual, incluindo respirador, e garantir que o ambiente esteja bem ventilado antes de iniciar a soldagem.
Os problemas com o aço inoxidável não terminam após a soldagem. O aço inoxidável também requer atenção especial no processo de acabamento. O uso de uma escova de aço ou de uma almofada de polimento contaminada com aço carbono pode danificar a camada protetora de óxido de cromo. Mesmo que o dano não seja visível, esses contaminantes podem tornar o produto acabado suscetível à ferrugem ou a outros tipos de corrosão.
Terrence Norris é Engenheiro Sênior de Aplicações na Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo é redatora freelancer da Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
A moderna tecnologia de soldagem por inversores tornou a soldagem GMAW a gás o padrão para a produção de aço inoxidável, e não apenas para sistemas automáticos ou robotizados.
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