O aço inoxidável não é necessariamente difícil de trabalhar, mas sua soldagem exige atenção especial aos detalhes. Ele não dissipa calor como o aço comum ou o alumínio e pode perder parte da resistência à corrosão se aquecido em excesso. Boas práticas ajudam a manter sua resistência à corrosão. Imagem: Miller Electric
A resistência à corrosão do aço inoxidável o torna uma escolha atraente para muitas aplicações críticas em tubulações, incluindo aplicações de alta pureza nas indústrias alimentícia e de bebidas, farmacêutica, de vasos de pressão e petroquímica. No entanto, esse material não dissipa calor como o aço carbono ou o alumínio, e a soldagem inadequada pode reduzir sua resistência à corrosão. Aplicar calor em excesso e usar o metal de adição errado são dois dos principais culpados.
Seguir algumas das melhores práticas de soldagem de aço inoxidável pode ajudar a melhorar os resultados e garantir que o metal permaneça resistente à corrosão. Além disso, aprimorar o processo de soldagem pode aumentar a produtividade sem sacrificar a qualidade.
Na soldagem de aço inoxidável, a escolha do metal de adição é crucial para o controle do teor de carbono. Os metais de adição utilizados para soldar tubos de aço inoxidável devem melhorar o desempenho da soldagem e ser adequados à aplicação.
Procure por metais de adição com a designação “L”, como o ER308L, pois eles oferecem um teor máximo de carbono menor, o que ajuda a manter a resistência à corrosão em ligas de aço inoxidável de baixo carbono. Soldar um metal base de baixo carbono com metais de adição padrão aumenta o teor de carbono da junta soldada, elevando o risco de corrosão. Evite metais de adição marcados com “H”, pois eles oferecem um teor de carbono mais alto e são destinados a aplicações que exigem maior resistência em altas temperaturas.
Ao soldar aço inoxidável, é importante selecionar um metal de adição com baixos níveis de traços (também conhecidos como impurezas) dos elementos. Esses elementos residuais presentes nas matérias-primas utilizadas na fabricação dos metais de adição incluem antimônio, arsênio, fósforo e enxofre. Eles podem afetar significativamente a resistência à corrosão do material.
Como o aço inoxidável é muito sensível à entrada de calor, a preparação da junta e a montagem adequada desempenham um papel fundamental no controle do calor para manter as propriedades do material. Folgas entre as peças ou encaixes irregulares exigem que o maçarico permaneça no mesmo local por mais tempo, e mais metal de adição é necessário para preencher essas folgas. Isso pode causar acúmulo de calor na área afetada, o que pode levar ao superaquecimento da peça. Um encaixe inadequado também pode dificultar a união das peças e a obtenção da penetração necessária da solda. Certifique-se de que as peças sejam o mais semelhantes possível ao aço inoxidável.
A pureza deste material também é muito importante. Quantidades mínimas de contaminantes ou sujeira nas juntas soldadas podem causar defeitos que reduzem a resistência e a resistência à corrosão do produto final. Para limpar o substrato antes da soldagem, utilize uma escova especial de aço inoxidável que não tenha sido usada em aço carbono ou alumínio.
Em aço inoxidável, a sensibilização é a principal causa da perda de resistência à corrosão. Isso pode ocorrer quando a temperatura de soldagem e a taxa de resfriamento flutuam muito, resultando em uma alteração na microestrutura do material.
Esta solda externa em tubo de aço inoxidável, realizada com soldagem GMAW e metal de deposição controlada (RMD) sem retrolavagem da raiz, apresenta aparência e qualidade semelhantes às soldas feitas com retrolavagem GTAW.
Um componente fundamental da resistência à corrosão do aço inoxidável é o óxido de cromo. No entanto, se o teor de carbono na solda for muito alto, forma-se carboneto de cromo. Este carboneto liga-se ao cromo e impede a formação do óxido de cromo, essencial para a resistência à corrosão do aço inoxidável. Se a quantidade de óxido de cromo for insuficiente, o material não apresentará as propriedades desejadas e ocorrerá corrosão.
A prevenção da sensibilização depende da seleção do metal de adição e do controle da entrada de calor. Como mencionado anteriormente, é importante selecionar um metal de adição com baixo teor de carbono ao soldar aço inoxidável. No entanto, o carbono às vezes é necessário para conferir resistência em determinadas aplicações. O controle da temperatura é especialmente importante quando metais de adição com baixo teor de carbono não são adequados.
Minimize o tempo em que a solda e a ZTA (Zona Termicamente Afetada) permanecem em temperaturas elevadas, tipicamente entre 500 e 800 graus Celsius (950 a 1500 graus Fahrenheit). Quanto menos tempo a soldagem permanecer nessa faixa de temperatura, menos calor será gerado. Sempre verifique e observe a temperatura entre passes durante o processo de soldagem.
Outra opção é usar metais de adição com componentes de liga, como titânio e nióbio, para evitar a formação de carboneto de cromo. Como esses componentes também afetam a resistência e a tenacidade, esses metais de adição não podem ser usados ​​em todas as aplicações.
A soldagem de raiz por arco de tungstênio (GTAW) é um método tradicional para a soldagem de tubos de aço inoxidável. Geralmente, requer um fluxo de argônio para evitar a oxidação na face interna da solda. No entanto, o uso de processos de soldagem com arame em tubos de aço inoxidável está se tornando mais comum. Nesses casos, é importante compreender como diferentes gases de proteção afetam a resistência à corrosão do material.
Na soldagem de aço inoxidável por arco com gás (GMAW), tradicionalmente se utiliza argônio e dióxido de carbono, uma mistura de argônio e oxigênio ou uma mistura de três gases (hélio, argônio e dióxido de carbono). Normalmente, essas misturas contêm principalmente argônio ou hélio e menos de 5% de dióxido de carbono, pois o dióxido de carbono fornece carbono à poça de fusão e aumenta o risco de sensibilização. O argônio puro não é recomendado para soldagem GMAW em aço inoxidável.
O arame tubular para aço inoxidável é projetado para funcionar com uma mistura tradicional de 75% de argônio e 25% de dióxido de carbono. O fluxo contém ingredientes que impedem a contaminação da solda pelo carbono proveniente do gás de proteção.
Com a evolução dos processos GMAW, a soldagem de tubos de aço inoxidável tornou-se mais fácil. Embora algumas aplicações ainda exijam o processo GTAW, processos avançados de processamento de arame podem proporcionar qualidade semelhante e maior produtividade em muitas aplicações com aço inoxidável.
As soldas internas de aço inoxidável feitas com GMAW RMD são semelhantes em qualidade e aparência às soldas externas correspondentes.
A soldagem de raiz utilizando um processo GMAW de curto-circuito modificado, como a deposição controlada de metal (RMD) da Miller, elimina a necessidade de retrolavagem em algumas aplicações de aço inoxidável austenítico. A soldagem de raiz RMD pode ser seguida por soldagem GMAW pulsada ou soldagem a arco com arame tubular para preencher e fechar os passes, uma mudança que economiza tempo e dinheiro em comparação com o uso de GTAW com retrolavagem, especialmente em tubos de maior diâmetro.
A tecnologia RMD utiliza transferência de metal por curto-circuito controlada com precisão para produzir um arco e uma poça de fusão estáveis ​​e silenciosos. Isso resulta em menor probabilidade de fusão a frio ou não fusão, menos respingos e melhor qualidade do passe de raiz do tubo. A transferência de metal controlada com precisão também garante a deposição uniforme de gotas e um controle mais fácil da poça de fusão, e, consequentemente, da entrada de calor e da velocidade de soldagem.
Processos não tradicionais podem melhorar a produtividade da soldagem. Ao utilizar a soldagem por deformação plástica severa (RMD), a velocidade de soldagem pode variar de 15 a 30 cm/min. Como o processo melhora a produtividade sem aquecimento adicional das peças, ele ajuda a manter as propriedades e a resistência à corrosão do aço inoxidável. A redução da entrada de calor do processo também auxilia no controle da deformação do substrato.
Este processo GMAW pulsado proporciona um comprimento de arco mais curto, um cone de arco mais estreito e menor aporte térmico do que a soldagem por aspersão pulsada convencional. Como o processo é fechado, a deriva do arco e as flutuações na distância entre a ponta e a peça de trabalho são praticamente eliminadas. Isso simplifica o gerenciamento da poça de fusão, tanto com soldagem em campo quanto em ambientes fechados. Por fim, a combinação do GMAW pulsado para enchimento e acabamento superior com RMD para acabamento de raiz permite que o procedimento de soldagem seja realizado utilizando um único arame e um único gás, reduzindo o tempo de troca de processo.
Tube & Pipe Journal 于1990 年成为第一本致力于为金属管材行业服务的杂志。 Revista Tube & Pipe de 1990 O Tube & Pipe Journal foi publicado no jornal da indústria metalúrgica em 1990. A revista Tube & Pipe Journal tornou-se a primeira publicação dedicada à indústria de tubos metálicos em 1990.Atualmente, continua sendo a única publicação do setor na América do Norte e se tornou a fonte de informação mais confiável para profissionais da área de tubulações.
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