Aço Inox: Processos de Soldagem

soldagem-aco-inox-pictureO aço inoxidável é um tipo de aço de alta liga, geralmente contendo em sua composição química elementos como cromo, níquel e molibdênio. Esses elementos de liga, principalmente o cromo, confere ao aço inox uma excelente resistência à corrosão quando comparados ao aço carbono. O aço inoxidável possui pelo menos 10,5% de cromo, com composição química balanceada para ter uma melhor resistência à corrosão.

Os aços inoxidáveis são classificados em aços inoxidáveis austeníticos, aços inoxidáveis ferríticos e aços inoxidáveis martensíticos. Porém, existem outras variáveis destes grupos de aços inoxidáveis, como, por exemplo, os aços inoxidáveis duplex que possuem 50% de ferrita e 50% de austenita e os aços inoxidáveis endurecíveis por precipitação.

As microestruturas que classificam os aços inoxidáveis são divididas em dois grupos de elementos de liga: os que estabilizam a austenita e os que estabilizam a ferrita, conforme abaixo:

  • Elementos que estabilizam a ferrita: Cr, Si, Mo, Ti e Nb;
  • Elementos que estabilizam a austenita: Ni, C, N e M.

A composição química do aço inoxidável em conjunto com o processamento termo-mecânico, confere-lhes propriedades diferentes fazendo com que, cada grupo de aço inox tenha uma aplicação diferente. Confira abaixo os tipos de aço inox e a aplicação de cada um deles:

Aço Inox Austenítico

Principal característica: resistência à corrosão.
Aplicação: Equipamento para indústria alimentícia, farmacêutica, química e petroquímica, construção civil, baixelas, travessas e demais utensílios domésticos.

Aço Inox Ferrítico

Principal característica: resistência à corrosão e custo mais acessível.
Aplicação: eletrodomésticos (microondas, geladeiras, fogões, entre outros), balcões frigoríficos, moedas, talheres e indústria automobilística.

Aço Inox Martensítico

Principal característica: dureza elevada.
Aplicação: Instrumentos cirúrgicos, facas de corte, discos de freio e cutelaria.

Processo de Soldagem: Unindo partes metálicas

A soldagem é o processo de junção de duas partes metálicas, utilizando uma fonte de calor, com ou sem aplicação de pressão. É um dos processos industriais mais importantes sendo utilizado na fabricação e recuperação de peças, equipamentos e estruturas.

O processo de soldagem mais utilizado na indústria é o que utiliza a eletricidade para gerar energia e realizar a fusão. Para realizar a fusão pode-se utilizar o arco ou a resistência elétrica, por meio do aquecimento por efeito Joule.

Características do processo de soldagem

O processo de soldagem deve ter as seguintes características:

  • Produzir energia suficiente para unir dois materiais, similares ou não, com ou sem fusão entre as partes;
  • Evitar o contato da região fundida e/ou aquecida com o ar atmosférico;
  • Remover eventuais contaminações das superfícies que estão sendo unidas, provenientes do metal de base ou do metal de adição;
  • Propiciar o controle das transformações de fase na junta soldada que podem afetar o seu desempenho.

Procedimentos Básicos para Soldagem do Aço Inox

Alguns procedimentos básicos devem ser seguidos no processo de soldagem do aços inox:

Segurança

  • Usar material de adição com composição química o mais próximo possível do material a ser soldado;
  • Evitar poças de fusão muito grandes para evitar trincas de solidificação na solda;
  • As juntas devem ser limpas, por processo de escovamento, esmerilhamento, decapagem química (Álccol isopropílico ou acetona);
  • Utilizar apenas escovas e picadeiras de aço inox;
  • Não utilizar as ferramentas usadas no aço inox, nas operações com aço carbono.

Acabamento

  • Remover o excesso de material do cordão de solda;
  • Corrigir os riscos da remoção empregando uma correia de lixa que gera riscos retos;
  • Para dar o passe final de acabamento, onde será igualado o acabamento da região da solda com o resto do material, recomenda-se o uso de Correia de Scotch-Brite SCM A-Grosso + Roda para Metal A2-M + Correia 3M 441D ou 3M 441W # 120 ou similares quando se desejar o acabament0 nº3 e Correia de Scotch-Brite SCM A - Médio + Roda para Metal A2-F + Correia 3M 441D ou 3M 441W # 150 ou similares para obter acabamento nº4.

Processos para Soldagem de Aços Inoxidáveis

Soldagem por Resistência Elétrica (ERW)

A soldagem por resistência elétrica utiliza o aquecimento por efeito Joule para realizar a fusão entre os metais. O efeito Joule ocorre pelageração de calor através da passagem de corrente elétrica em umaresistência. Na soldagem das chapas, a maior resistência estálocalizada na superfície interna das mesmas. Com a aplicação da pressãopelos eletrodos de cobre e posteriormente a passagem de correnteelétrica, ocorre a fusão desta face em comum, formando o ponto. Chamamos este processo de soldagem por resistência elétrica a ponto.

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Todas as variantes deste processo utilizam a corrente elétrica e a aplicação de pressão. No caso da soldagem de tubos com costura (ERW), a corrente elétrica induz correntes na superfície dos chanfros, fundindo o material. Com a aplicação da pressão, a regi]ao fundida é quase que totalmente expulsa, produzindo um cordão de solda com uma zona fundida bastante reduzida, ou inexistente e uma zona afetada pelo calor bem estreita.

Dentre as características do processo de soldagem por resistência elétrica, destacam-se:

  • Tipo de operação: automática;
  • Equipamentos utilizados no processo: fonte de energia e eletrodos de liga de cobre;
  • Custo do equipamento: de 10 a 30 vezes o custo do equipamento de soldagem com eletrodo revestido;
  • Consumíveis: não se aplica;
  • Velocidade da soldagem: 0,1 s por ponto e 10 cm/s (costura);
  • Espessuras soldáveis: de 1,0 mm a 3,0 mm;
  • Posições de soldagem: a princípio todas, porém, depende da geometria da peça e da flexibilidade do equipamento;
  • Diluição: 100%;
  • Tipo de junta: sobreposta (ponto) ou topo-a-topo (costura);
  • Faixa de corrente: de 10 mil a 50 mil A;
  • Ricos de choque elétrico;
  • No caso da operação manual, há risco de acidentes no posicionamento das peças antes da soldagem.

Abaixo as principais vantagens e desvantagens do processo de soldagem por resistência elétrica:

Vantagens

  • Possibilita soldagem de chapas bem finas;
  • Facilidade na operação e automação;
  • Velocidade no processo;
  • Não depende da habilidade do soldador.

Desvantagens

  • Custo muito elevado do equipamento de soldagem e da manutenção;
  • Não aceita soldagem de peças com formatos complexos e pesados;
  • Demanda muito energia elétrica durante a soldagem.

Soldagem a Arco Gasoso com Tungstênio (GTAW ou TIG)

Este é o processo mais amplamente usado devido a sua versatilidade e alta qualidade bem como a aparência estética do acabamento da solda. A capacidade de soldar em baixa corrente e, portanto entrada de pouco calor, mais a capacidade de adicionar o arame de adição necessária, é ideal para materiais finos e a raiz corre em um dos lados da soldagem de chapa e tubo, mais grossa. O processo é facilmente mecanizado e a habilidade para soldar com ou sem o arame de adição (solda autógena) faz deste processo a soldagem orbital do tubo.

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O argônio puro é o mais popular gás protetor, porém o argônio rico de misturas com a adição de hidrogênio, hélio ou nitrogênio é também empregado em finalidades específicas. Sendo empregada a soldagem lateral simples com proteção de gás inerte em baixo do cordão de solda evita-se a oxidação e a perda da resistência a corrosão.
O nome TIG é proveniente das iniciais da nomenclatura do processo em inglês: Tungsten Inert Gás. Nesse processo a adição é feita externamente, manual ou automatizada.

Dentre as características do processo TIG de soldagem, destacam-se:

  • Tipo de operação: manual;
  • Equipamentos: fonte de energia, cilindro de gás, tocha e fluxômetros para medir a vazão do gás;
  • Custo do equipamento: de 1,5 a 10 vezes o custo do equipamento de soldagem com eletrodo revestido;
  • Consumíveis: gás de proteção, metal de adição, bocal de cerâmica e eletrodo de tungstênio;
  • Taxa de deposição: de 0,2 a 1,5 kg/h;
  • Espessuras soldáveis: de 0,1 a 12 mm;
  • Posição de soldagem: todas;
  • Diluição: de 2 a 20% de adição;
  • Tipos de junta: todas;
  • Faixa de corrente: de 10 a 300 A;
  • Necessário proteção ocular;
  • Grande emissão de radiação ultravioleta;
  • Risco de choque elétrico.

Abaixo as principais vantagens e desvantagens do processo TIG de soldagem:

Vantagens

  • Produz soldas de excelente qualidade;
  • Ótimo acabamento do cordão de solda;
  • Menor aquecimento da peça soldada;
  • Baixa sensibilização à corrosão intergranular;
  • Ausência de respingos;
  • Pode ser automatizado.

Desvantagens

  • Na presença de corrente de ar, dificulta a utilização do processo de soldagem;
  • Adequado somente para peças com menos de 6 mm de espessura;
  • Devido a taxa de deposição, possui uma produtividade baixa;
  • Custo elevado;
  • Quando não automatizado, o processo depende da habilidade do soldador.

Soldagem a Arco de Plasma (PAW)

O processo de soldagem a arco de plasma é uma derivação do processo TIG, envolvendo a construção de um sistema de bocal que produz um arco de plasma transferido concentrado e estreito com características de penetração profunda.

Usado principalmente num sistema mecanizado com alta velocidade e alta produtividade é uma solda autógena onde é necessário uma junta de topo de conto vivo com espessura de até 8 mm. É necessário uma combinação de PAW/TIG e arame de enchimento para assegurar uma junta de topo de canto vivo mais grosso com perfil pleno na superfície da solda. Para espessuras maiores que 10 mm emprega-se a preparação de raiz da solda PAW com V parcial seguido de junta de enchimento multi passo. É necessária a proteção com gás argônio para manter a resistência à corrosão de baixo do cordão.

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Esse processo tem as mesmas vantagens e desvantagens do processo TIG de soldagem, com exceção da espessura limite das chapas e da taxa de deposição.

Dentre as características do processo de soldagem a arco de plasma, destacam-se:

  • Tipo de operação: manual ou automática;
  • Equipamentos: fonte de energia, cilindro de gás, tocha e fluxogramas para medir vazão do gás;
  • Custo do equipamento: de 5 a 10 vezes o custo do equipamento de soldagem com eletrodo revestido;
  • Consumíveis: gás de plasma e proteção, metal de adição, bocal de cobre e de cerâmica e eletrodo de tungstênio;
  • Taxa de deposição: de 0,5 a 2,5 kg/h;
  • Espessuras soldáveis: de 1 a 2 mm (plasma);
  • Posições de soldagem: todas;
  • Diluição: de 20 a 40% com adição.
  • Tipo de junta: topo-a-topo (chanfro reto);
  • Faixa de corrente: de 1 a 500 A.
  • Necessária proteção ocular;
  • Emissão intensa de radiação ultravioleta.

Abaixo as principais vantagens e desvantagens do processo de soldagem a arco de plasma:

Vantagens

  • Produz soldas de excelente qualidade;
  • Permite soldagem de espessuras grandes (maiores que 6 mm) em um único passe;
  • Velocidade de soldagem maior que o processo TIG.

Desvantagens

  • Custo elevado;
  • Equipamento complexo;
  • Difícil controle do processo.

Veja abaixo uma tabela de sugestão de gases utilizados na soldagem a arco de plasma de aços inoxidáveis:

sugestao-gases-soldagem-plasma

 



     

    Preço
    R$ 275,90
    à vista

    ou em até 9x de R$ 30,66

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