O aço inoxidável não é necessariamente difícil de trabalhar, mas sua soldagem requer atenção especial aos detalhes. Ele não dissipa calor como o aço carbono ou o alumínio e pode perder alguma resistência à corrosão se aquecido em excesso. As melhores 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 de tubos, incluindo as indústrias de alimentos e bebidas de alta pureza, farmacêutica, vasos de pressão e petroquímica. No entanto, este 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 culpados.
Aderir a algumas das melhores práticas de soldagem de aço inoxidável pode ajudar a melhorar os resultados e garantir a manutenção da resistência à corrosão do metal. Além disso, aprimorar o processo de soldagem pode aumentar a produtividade sem comprometer a qualidade.
Ao soldar aço inoxidável, a escolha do metal de adição é fundamental para controlar o teor de carbono. Os metais de adição utilizados na soldagem de tubos de aço inoxidável devem melhorar o desempenho da soldagem e ser adequados à aplicação.
Procure metais de adição com designação "L", como o ER308L, pois eles fornecem um menor teor máximo de carbono, 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, aumentando o risco de corrosão. Evite metais de adição com a designação "H", pois eles fornecem maior teor de carbono e são indicados para aplicações que exigem maior resistência em temperaturas elevadas.
Ao soldar aço inoxidável, também é importante selecionar um metal de adição com baixos níveis de traços (também conhecidos como impurezas) dos elementos. Estes são elementos residuais presentes nas matérias-primas utilizadas na fabricação dos metais de adição, incluindo 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. Espaços entre as peças ou encaixes irregulares exigem que a tocha permaneça no mesmo lugar por mais tempo, e mais metal de adição é necessário para preencher esses espaços. Isso pode causar acúmulo de calor na área afetada, o que pode causar superaquecimento da peça. Um encaixe inadequado também pode dificultar o preenchimento do espaço e a obtenção da penetração necessária da solda. Tome cuidado para que as peças correspondam o máximo possível ao aço inoxidável.
A pureza deste material também é muito importante. Quantidades muito pequenas 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 utilizada em aço carbono ou alumínio.
No 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 oscilam muito, resultando em uma alteração na microestrutura do material.
Esta solda externa em tubo de aço inoxidável, soldada com GMAW e metal de deposição controlada (RMD) sem retrolavagem de raiz, é semelhante em aparência e qualidade às soldas de retrolavagem GTAW.
Um componente essencial 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. Eles se ligam ao cromo e impedem a formação do óxido de cromo desejado, que confere ao aço inoxidável sua resistência à corrosão. Se não houver óxido de cromo suficiente, o material não terá as propriedades desejadas e ocorrerá corrosão.
A prevenção da sensibilização se resume à seleção do metal de adição e ao controle do aporte térmico. 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 fornecer resistência em certas aplicações. O controle da temperatura é especialmente importante quando metais de adição com baixo teor de carbono não são adequados.
Minimize o tempo que a solda e a zona afetada pelo calor permanecem em temperaturas elevadas, normalmente de 500 a 800 graus Celsius. Quanto menor o tempo de soldagem nessa faixa, menos calor ela gera. 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 crômio. Como esses componentes também afetam a resistência e a tenacidade, esses metais de adição não podem ser usados ​​em todas as aplicações.
A soldagem a arco de tungstênio com solda de raiz (GTAW) é um método tradicional de soldagem de tubos de aço inoxidável. Geralmente, é necessário um retrolavagem com argônio para evitar a oxidação na parte inferior 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 entender como os diferentes gases de proteção afetam a resistência à corrosão do material.
Na soldagem de aço inoxidável por arco elétrico (GMAW), tradicionalmente utiliza-se 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 introduz carbono na poça de solda e aumenta o risco de sensibilização. Argônio puro não é recomendado para soldagem GMAW em aço inoxidável.
O arame tubular para aço inoxidável é projetado para trabalhar com uma mistura tradicional de 75% de argônio e 25% de dióxido de carbono. O fluxo contém ingredientes projetados para evitar a contaminação da solda pelo carbono do gás de proteção.
À medida que os processos GMAW evoluíram, a soldagem de tubos e canos 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 de aço inoxidável.
As soldas de aço inoxidável ID feitas com GMAW RMD são semelhantes em qualidade e aparência às soldas OD correspondentes.
Uma passagem de raiz usando um processo GMAW de curto-circuito modificado, como a deposição controlada de metal (RMD) de Miller, elimina a retrolavagem em algumas aplicações de aço inoxidável austenítico. A passagem de raiz RMD pode ser seguida por soldagem GMAW pulsada ou arco fluxado para preenchimento e fechamento, uma mudança que economiza tempo e dinheiro em comparação com o uso de GTAW retrolavado, especialmente em tubos grandes.
A RMD utiliza transferência metálica por curto-circuito precisamente controlada para produzir um arco e uma poça de solda silenciosos e estáveis. Isso resulta em menor probabilidade de contato a frio ou não fusão, menos respingos e melhor qualidade do passe de raiz do tubo. A transferência metálica precisamente controlada também garante a deposição uniforme de gotas e um controle mais fácil da poça de solda e, consequentemente, do aporte térmico e da velocidade de soldagem.
Processos não tradicionais podem aumentar a produtividade da soldagem. Ao utilizar RMD, a velocidade de soldagem pode variar de 6 a 12 pol/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 no processo também ajuda a controlar a deformação do substrato.
Este processo GMAW pulsado proporciona comprimentos de arco mais curtos, cones de arco mais estreitos e menor aporte de calor do que a transferência por spray pulsado convencional. Como o processo é fechado, a deriva do arco e as flutuações na distância entre a ponta e a peça são praticamente eliminadas. Isso simplifica o gerenciamento da poça de fusão com e sem soldagem no local. Por fim, a combinação de GMAW pulsado para rolo de enchimento e topo com RMD para rolo de raiz permite que um procedimento de soldagem seja realizado usando um único arame e um único gás, reduzindo o tempo de troca do 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, 1990 O Tube & Pipe Journal foi publicado no jornal da indústria metalúrgica em 1990. A Tube & Pipe Journal se tornou a primeira revista dedicada à indústria de tubos metálicos em 1990.Hoje, ela continua sendo a única publicação do setor na América do Norte e se tornou a fonte de informações mais confiável para profissionais de encanamento.
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