A soldagem de tubos e canos de aço inoxidável geralmente requer purga com argônio quando se utilizam processos tradicionais como a soldagem a arco de tungstênio com gás (GTAW) e a soldagem a arco metálico protegido (SMAW). No entanto, o custo do gás e o tempo de preparação do processo de purga podem ser fatores importantes, especialmente à medida que os diâmetros e comprimentos dos tubos aumentam.
Ao soldar aço inoxidável da série 300, os contratistas podem eliminar o refluxo em soldas de canal radicular aberto, substituindo os processos tradicionais GTAW ou SMAW por um processo de soldagem aprimorado. Isso permite obter alta qualidade de solda, manter a resistência à corrosão do material e atender à Especificação de Procedimento de Soldagem (EPS), que exige um processo de soldagem a arco metálico com gás de curto-circuito (GMAW). O processo GMAW de curto-circuito aprimorado também oferece benefícios adicionais em termos de produtividade, eficiência e facilidade de uso, contribuindo para o aumento dos lucros.
As ligas de aço inoxidável, apreciadas por sua resistência à corrosão e robustez, são utilizadas em diversas aplicações de tubos e conexões, incluindo petróleo e gás, petroquímica e biocombustíveis. Embora a soldagem GTAW tenha sido tradicionalmente utilizada em muitas aplicações com aço inoxidável, ela apresenta algumas desvantagens que podem ser superadas pelo aprimoramento da soldagem GMAW por curto-circuito.
Primeiro, com a persistente escassez de soldadores qualificados, encontrar trabalhadores familiarizados com a soldagem GTAW continua sendo um desafio. Segundo, a soldagem GTAW não é o processo de soldagem mais rápido, o que dificulta o aumento da produtividade para atender às demandas dos clientes. Terceiro, ela exige a retrolavagem demorada e dispendiosa de tubos de aço inoxidável.
O que é o 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 de trás da solda da formação de óxidos pesados ​​na presença de oxigênio.
Se a parte posterior do tubo não for protegida durante a soldagem de canal radicular aberto, podem ocorrer danos ao substrato. Essa deterioração é chamada de sacarificação, nome dado porque resulta em uma superfície com aparência de açúcar dentro da solda. Para evitar a trituração, o soldador insere uma mangueira de gás em uma extremidade do tubo e veda a outra extremidade com uma barreira de purga. Ele também cria uma abertura de ventilação na outra extremidade do tubo. Geralmente, também aplica fita adesiva ao redor da abertura da junta. Após limpar o tubo, remove uma seção da fita adesiva ao redor da junta e inicia a soldagem, repetindo o processo de remoção da fita e soldagem até que o cordão de solda na raiz esteja completo.
Elimine o refluxo. 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 ​​da série 300 são 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 preservar a resistência à corrosão da peça. Reduzir o número de passes de solda é uma maneira de diminuir a entrada de calor. Processos GMAW de curto-circuito aprimorados, como a Deposição Regulada de Metal (RMD®), utilizam transferência de metal precisamente controlada para proporcionar deposição uniforme de gotas. Isso facilita o controle da poça de fusão pelo soldador, o que, por sua vez, controla a entrada de calor e a velocidade de soldagem. A menor entrada de calor permite que a poça de fusão congele mais rapidamente.
Com a transferência controlada de metal e o congelamento mais rápido da poça de fusão, a poça fica menos turbulenta e o gás de proteção sai da pistola GMAW relativamente sem perturbações. Isso permite que o gás de proteção passe pela raiz aberta, deslocando a atmosfera e prevenindo a sacarificação ou oxidação na parte posterior da solda. Essa cobertura de gás leva pouco tempo, pois as poças congelam muito rapidamente.
Os testes demonstraram que o processo GMAW de curto-circuito modificado atende aos padrões de qualidade de solda, mantendo a resistência à corrosão do aço inoxidável, assim como quando o cordão de raiz era soldado com GTAW.
Uma mudança no processo de soldagem exige que a empresa recertifique seu WPS (Especificação de Procedimento de Soldagem), mas essa mudança pode gerar ganhos significativos de tempo e economia de custos tanto para novas fabricações quanto para reparos.
A soldagem de canal radicular aberto utilizando um processo GMAW de curto-circuito aprimorado oferece benefícios adicionais em termos de produtividade, eficiência e treinamento de soldadores. Esses benefícios incluem:
Elimina o potencial de canais quentes, pois permite depositar mais metal para aumentar a espessura do canal radicular.
Excelente tolerância a desalinhamentos altos e baixos entre seções de tubos. Graças à transferência suave do metal, o processo pode facilmente preencher folgas de até 3/16 de polegada.
O comprimento do arco é constante independentemente da extensão do eletrodo, o que compensa as dificuldades dos operadores em manter uma extensão consistente. Uma poça de fusão 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 arame e gás de proteção podem ser usados ​​para a raiz, o enchimento e o acabamento dos canais. Um processo GMAW pulsado pode ser usado, desde que os canais sejam preenchidos e selados com pelo menos 80% de gás de proteção argônio.
Para operações que buscam eliminar a retrolavagem em aplicações de aço inoxidável, é importante seguir cinco dicas essenciais para o sucesso na transição para um processo GMAW de curto-circuito modificado.
Limpe a parte interna e externa dos canos para remover quaisquer contaminantes. Use uma escova de arame própria para aço inoxidável para limpar a parte de trás da junta, a pelo menos 2,5 cm da borda.
Utilize um metal de adição de aço inoxidável com alto teor de silício, como o 316LSi ou o 308LSi. O maior teor de silício auxilia na molhagem da poça de fusão e atua como desoxidante.
Para obter o melhor desempenho, utilize uma mistura de gases 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 de gases para soldagem pode ter outras recomendações.
Para melhores resultados, utilize uma ponta cônica e um bico para canalização radicular, visando localizar a área de cobertura do gás. O bico cônico com difusor de gás integrado proporciona excelente cobertura.
Note que o uso do processo GMAW de curto-circuito modificado sem gás de proteção produz uma pequena quantidade de escamas na parte traseira da solda. Normalmente, essas escamas se desprendem à medida que a solda esfria e atendem aos padrões de qualidade para aplicações nas indústrias de petróleo, energia e petroquímica.
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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