A soldagem de tubos e tubulações de aço inoxidável geralmente requer retropurga com argônio ao usar processos tradicionais, como soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW) e soldagem a arco metálico blindado (SMAW). Mas o custo do gás e o tempo de configuração do processo de purga podem ser importantes, especialmente à medida que os diâmetros e comprimentos dos tubos aumentam.
Ao soldar aço inoxidável da série 300, os empreiteiros podem eliminar o retorno de ar em soldas de canal radicular aberto trocando o GTAW ou SMAW tradicional por um processo de soldagem aprimorado, ao mesmo tempo em que obtém alta qualidade de solda, mantém a resistência à corrosão do material e atende à Especificação de Procedimento de Soldagem (WPS), que exige um processo de soldagem a arco metálico a gás (GMAW) de curto-circuito. O processo GMAW de curto-circuito aprimorado também traz benefícios adicionais em produtividade, eficiência e facilidade de uso, ajudando a aumentar os lucros.
Favorecidas por sua resistência à corrosão e força, as ligas de aço inoxidável são usadas em muitas aplicações de tubos e tubulações, incluindo petróleo e gás, petroquímica e biocombustíveis. Embora o GTAW tenha sido tradicionalmente usado em muitas aplicações de aço inoxidável, ele tem algumas desvantagens que podem ser resolvidas por um GMAW de curto-circuito aprimorado.
Primeiro, como a escassez de soldadores qualificados continua, encontrar trabalhadores familiarizados com GTAW é um desafio constante. Segundo, GTAW não é o processo de soldagem mais rápido, o que atrapalha as empresas que buscam aumentar a produtividade para atender às demandas dos clientes. Terceiro, ele exige uma retrolavagem demorada e cara de tubos de aço inoxidável.
O que é blowback? A purga é a introdução de gás durante o processo de soldagem para remover contaminantes e fornecer suporte. A purga traseira protege a parte traseira da solda da formação de óxidos pesados ​​na presença de oxigênio.
Se a parte traseira não for protegida durante a soldagem de canal radicular aberto, podem ocorrer danos ao substrato. Essa quebra é chamada de sacarificação, assim chamada porque resulta em uma superfície que parece açúcar dentro da solda. Para evitar amassamento, o soldador insere uma mangueira de gás em uma extremidade do tubo e tampa a extremidade do tubo com uma barragem de purga. Eles também criam uma abertura na outra extremidade do tubo. Eles também costumam colocar fita ao redor da abertura da junta. Após limpar o tubo, eles retiram um pedaço de fita ao redor da junta e começam a soldar, repetindo o processo de descascamento e soldagem até que o cordão da raiz esteja completo.
Elimine o retorno de ar. Retraços podem custar muito tempo e dinheiro, em alguns casos adicionando milhares de dólares ao projeto. A transição para um processo GMAW de curto-circuito aprimorado permitiu que a empresa concluísse passes de raiz sem retrolavagem em muitas aplicações de aço inoxidável. Aplicações de soldagem para aços inoxidáveis ​​série 300 são bem adequadas para isso, enquanto aplicações de soldagem para aços inoxidáveis ​​duplex de alta pureza atualmente exigem GTAW para o passe de raiz.
Manter a entrada de calor o mais baixa possível ajuda a manter a resistência à corrosão da peça de trabalho. Reduzir o número de passes de solda é uma maneira de reduzir a entrada de calor. Processos GMAW de curto-circuito aprimorados, como a Deposição Regulada de Metal (RMD®), usam transferência de metal precisamente controlada para fornecer deposição uniforme de gotas. Isso torna mais fácil para o soldador controlar a poça de solda, que por sua vez controla a entrada de calor e a velocidade de soldagem. A menor entrada de calor permite que a poça de solda congele mais rápido.
Com transferência controlada de metal e congelamento mais rápido da poça de solda, a poça de solda fica menos turbulenta e o gás de proteção sai da pistola GMAW relativamente intacto. Isso permite que o gás de proteção passe pela raiz aberta, deslocando a atmosfera e prevenindo a sacarificação ou oxidação na parte de trás da solda. Essa cobertura de gás leva pouco tempo porque as poças congelam muito rapidamente.
Os testes mostraram que o processo GMAW de curto-circuito modificado atende aos padrões de qualidade de soldagem, ao mesmo tempo em que mantém a resistência à corrosão do aço inoxidável, como quando o cordão de raiz foi soldado com GTAW.
Uma mudança no processo de soldagem exige que uma empresa recertifique seu WPS, mas essa mudança pode gerar enormes retornos de tempo e economias de custos para novos trabalhos de fabricação e reparo.
A soldagem de canal radicular aberto usando um processo GMAW de curto-circuito aprimorado oferece benefícios adicionais em produtividade, eficiência e treinamento do soldador. Estes incluem:
Elimina a possibilidade de canais quentes, pois permite depositar mais metal para aumentar a espessura do canal radicular.
Excelente tolerância para desalinhamento alto e baixo entre seções de tubo. Devido à transferência suave do metal, o processo pode facilmente preencher vãos de até 3⁄16 polegadas.
O comprimento do arco é consistente independentemente da extensão do eletrodo, o que compensa os operadores que têm dificuldade em manter uma extensão consistente. Uma poça de solda mais facilmente controlada e uma transferência de metal consistente podem reduzir o tempo de treinamento para novos soldadores.
Reduza o tempo de inatividade para trocas de processo. O mesmo fio e gás de proteção podem ser usados ​​para canais de raiz, enchimento e tampa. Um processo GMAW pulsado pode ser usado desde que os canais sejam preenchidos e tampados com pelo menos 80% de gás de proteção argônio.
Para operações que buscam eliminar o backflush em aplicações de aço inoxidável, é importante seguir cinco dicas importantes para o sucesso ao mudar para um processo GMAW de curto-circuito modificado.
Limpe o interior e o exterior dos canos para remover quaisquer contaminantes. Use uma escova de aço própria para aço inoxidável para limpar a parte de trás da junta a pelo menos 2,5 cm da borda.
Utilize um metal de enchimento de aço inoxidável com alto teor de silício, como 316LSi ou 308LSi. O maior teor de silício auxilia na molhagem da poça de solda e atua como um desoxidante.
Para melhor desempenho, use uma mistura de gás de proteção especialmente formulada para o processo, como 90% de hélio, 7,5% de argônio e 2,5% de dióxido de carbono. Outra opção é 98% de argônio e 2% de dióxido de carbono. O fornecedor do gás de soldagem pode ter outras recomendações.
Para obter melhores resultados, use uma ponta cônica e um bico para canalização da raiz para localizar a cobertura de gás. O bico cônico com difusor de gás integrado proporciona excelente cobertura.
Observe que o uso do processo GMAW de curto-circuito modificado sem gás de apoio produz uma pequena quantidade de incrustação na parte traseira da solda. Ela normalmente descama à medida que a solda esfria e atende aos padrões de qualidade para aplicações em petróleo, usinas de energia e petroquímicas.
Jim Byrne é gerente de vendas e aplicações da Miller Electric Mfg. LLC, 1635 W. Spencer St., Appleton, WI 54912, 920-734-9821, www.millerwelds.com.
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