Parece bom demais para ser verdade, então qual é o problema? Geralmente, é necessária soldagem para fabricar quase tudo a partir de um dos mais de 150 tipos de aço inoxidável. Soldar aço inoxidável é uma tarefa complexa. Algumas dessas questões incluem a presença de óxido de cromo, como controlar a entrada de calor, qual processo de soldagem usar, como manusear o cromo hexavalente e como fazê-lo corretamente.
Apesar das dificuldades de soldagem e acabamento deste material, o aço inoxidável continua sendo uma opção popular e, às vezes, a única opção para muitas indústrias. Saber como usá-lo com segurança e quando usar cada processo de soldagem é fundamental para o sucesso da soldagem. Isso pode ser a chave para uma carreira de sucesso.
Então, por que a soldagem de aço inoxidável é uma tarefa tão difícil? A resposta começa pela forma como ele foi criado. O aço carbono, também conhecido como aço carbono, é misturado com pelo menos 10,5% de cromo para produzir aço inoxidável. O cromo adicionado forma uma camada de óxido de cromo na superfície do aço, que previne 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 ​​comumente utilizados incluem 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 automotivos até eletrodomésticos de cozinha. O aço inoxidável 316 contém menos cromo (16%) e mais níquel (10%), mas também contém 2% de molibdênio. Este composto confere ao aço inoxidável 316 resistência adicional a soluções de cloretos e cloro, tornando-o a melhor escolha 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 isso que deixa os soldadores tão irritados. Essa barreira útil aumenta a tensão superficial do metal, retardando a formação de uma poça de solda 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 mais oxidação e deformar ou queimar o metal base. Combinado com chapas metálicas usadas em grandes indústrias, como a de escapamentos automotivos, isso se torna uma prioridade máxima.
O calor destrói perfeitamente a resistência à corrosão do aço inoxidável. Calor em excesso é usado quando a solda ou a zona afetada pelo calor (ZTA) circundante fica iridescente. O aço inoxidável oxidado produz cores incríveis que variam do dourado claro ao azul escuro e roxo. Essas cores são uma boa ilustração, mas podem indicar soldas que podem não atender a alguns requisitos de soldagem. As especificações mais rigorosas não gostam da coloração da solda.
É geralmente aceito que a soldagem a arco de tungstênio com proteção gasosa (GTAW) é a mais adequada para aço inoxidável. Historicamente, isso tem sido verdade em termos gerais. Isso ainda é verdade quando tentamos trazer essas cores vibrantes para a tecelagem artística, a fim de atender aos mais altos padrões de qualidade em setores como energia nuclear e aeroespacial. No entanto, a moderna tecnologia de soldagem inversora tornou a soldagem a arco metálico com proteção gasosa (GMAW) o padrão para a produção de aço inoxidável, não apenas para sistemas automatizados ou robóticos.
Como o GMAW é um processo de alimentação de arame semiautomático, ele 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 o GTAW porque depende menos da habilidade do soldador e mais da habilidade da fonte de alimentação de soldagem. Este é um ponto discutível, mas a maioria das fontes de alimentação 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 podem ajustar o arco ao longo do processo de soldagem para produzir um arco preciso de forma consistente, lidar com folgas entre as peças e manter altas velocidades de deslocamento para atender aos padrões de produção e qualidade. Isso é especialmente verdadeiro para soldagem automatizada ou robótica, mas também se aplica à soldagem manual. Algumas fontes de alimentação no mercado oferecem uma interface com tela sensível ao toque e controles de tocha para fácil configuração.
Soldar aço inoxidável é uma tarefa complexa. Algumas dessas questões incluem a presença de óxido de cromo, como controlar o aporte térmico, qual processo de soldagem utilizar, como manusear o cromo hexavalente e como fazê-lo corretamente.
A escolha do gás certo para GTAW geralmente depende da experiência ou da aplicação do teste de soldagem. O GTAW, também conhecido como gás inerte de tungstênio (TIG), 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 qualquer solda fique excessivamente abobadada ou semelhante a uma corda, o que impedirá que ela se misture com o metal circundante, resultando em uma solda feia ou inadequada. Determinar qual mistura é melhor para cada solda pode significar muita tentativa e erro. Linhas de produção GMAW compartilhadas ajudam a reduzir o tempo perdido em novas aplicações, mas quando a qualidade mais rigorosa é exigida, o método de soldagem GTAW continua sendo o método preferido.
Soldar aço inoxidável representa um risco à saúde de quem usa um maçarico. O maior perigo são os vapores liberados durante o processo de soldagem. O cromo aquecido produz um composto chamado cromo hexavalente, conhecido por causar danos ao sistema respiratório, rins, fígado, pele e olhos, além de causar câncer. Os soldadores devem sempre usar equipamentos de proteção individual, incluindo um respirador, e garantir que o ambiente esteja bem ventilado antes de iniciar a soldagem.
Os problemas com o aço inoxidável não terminam após a conclusão da soldagem. O aço inoxidável também requer atenção especial no processo de acabamento. Usar uma escova de aço ou disco de polimento contaminado 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 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 inversora tornou o gás GMAW o padrão para a produção de aço inoxidável, não apenas para sistemas automáticos ou robóticos.
A WELDER, anteriormente chamada Practical Welding Today, representa as pessoas reais que fabricam os produtos que usamos e com os quais trabalhamos todos os dias. Esta revista atende à comunidade de soldagem na América do Norte há mais de 20 anos.
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