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 as indústrias de alimentos e bebidas de alta pureza, farmacêutica, 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.
A adoção 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.
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, soldada com GMAW e metal de deposição controlada (RMD) sem retrolavagem da raiz, é semelhante em aparência e qualidade às soldas GTAW com retrolavagem.
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 zona afetada pelo calor permanecem em temperaturas elevadas, normalmente 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 a arco de tungstênio com solda de raiz (GTAW) é um método tradicional para soldar tubos de aço inoxidável. Normalmente, requer uma 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 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 introduz carbono na poça de fusão e aumenta o risco de sensibilização. O uso de 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, tornou-se mais fácil soldar tubos e canos de aço inoxidável. 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 preenchimento e fechamento, uma mudança que economiza tempo e dinheiro em comparação com o uso de soldagem GTAW com retrolavagem, especialmente em tubos de grande 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 comprimentos de arco mais curtos, cones de arco mais estreitos e menor aporte térmico 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 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 um 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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