O aço inoxidável não é necessariamente difícil de trabalhar, mas a soldagem requer atenção cuidadosa aos detalhes. Ele não dissipa o calor como o aço macio ou o alumínio e pode perder alguma resistência à corrosão se você colocar muito calor nele. As práticas recomendadas 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 alimentos e bebidas de alta pureza, produtos farmacêuticos, vasos de pressão e aplicações petroquímicas. No entanto, esse material não dissipa o calor como o aço macio ou o alumínio, e a soldagem inadequada pode reduzir sua resistência à corrosão. Aplicar muito calor e usar o metal de adição errado são dois culpados.
Seguir algumas práticas recomendadas para soldagem de aço inoxidável pode ajudar a melhorar os resultados e garantir que o metal mantenha sua resistência à corrosão. Além disso, atualizar o processo de soldagem pode trazer benefícios de produtividade sem comprometer a qualidade.
Na soldagem de aço inoxidável, a seleção do metal de adição é fundamental para controlar o teor de carbono. Os metais de adição usados ​​na soldagem de tubos de aço inoxidável devem melhorar o desempenho da solda e atender aos requisitos da aplicação.
Procure metais de adição com uma designação “L”, como ER308L, pois fornecem um teor máximo de carbono mais baixo que ajuda a manter a resistência à corrosão de ligas de aço inoxidável com baixo teor de carbono. A soldagem de um metal de base com baixo teor de carbono com metais de adição padrão aumenta o teor de carbono da junta soldada, aumentando o risco de corrosão. Evite metais de adição marcados com um “H”, pois fornecem maior teor de carbono e são projetados para aplicações que exigem maior resistência em temperaturas elevadas.
Ao soldar aço inoxidável, também é importante escolher um metal de adição com baixos níveis de traços (também conhecidos como impurezas) de elementos. Esses são elementos residuais nas matérias-primas usadas para fazer metais de adição, incluindo antimônio, arsênico, fósforo e enxofre. Eles podem afetar muito a resistência à corrosão do material.
Uma vez que 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. Devido a lacunas entre as peças ou ajuste irregular, a tocha deve permanecer em um local por mais tempo e mais metal de adição é necessário para preencher essas lacunas.
A limpeza desse material também é muito importante. Quantidades muito pequenas de contaminação 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, use uma escova especial de aço inoxidável que não tenha sido usada em aço carbono ou alumínio.
No aço inoxidável, a sensibilização é a principal causa de perda de resistência à corrosão. Isso pode acontecer quando a temperatura de soldagem e a taxa de resfriamento oscilam muito, alterando a microestrutura do material.
Esta solda OD em tubo de aço inoxidável, soldada usando GMAW e deposição de metal regulada (RMD) sem retrolavagem do passe de raiz, é semelhante em aparência e qualidade às soldas feitas com GTAW com retrolavagem.
Uma parte fundamental da resistência à corrosão do aço inoxidável é o óxido de cromo. Mas se o teor de carbono na solda for muito alto, o carboneto de cromo se formará. Estes se ligam ao cromo e impedem a formação do óxido de cromo desejado, que dá resistência à corrosão do aço inoxidável. 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 da entrada de calor.
Minimize a quantidade de tempo que a solda e a zona afetada pelo calor permanecem em temperaturas elevadas - normalmente consideradas 950 a 1.500 graus Fahrenheit (500 a 800 graus Celsius).
Outra opção é usar metais de adição projetados 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 a gás (GTAW) para o passe de raiz é o método tradicional de soldagem de tubos de aço inoxidável. Isso geralmente requer retrolavagem de argônio para ajudar a prevenir a oxidação na parte de trás da solda. No entanto, o uso de processos de soldagem de arame em tubos de aço inoxidável está se tornando cada vez mais comum.
Ao soldar aço inoxidável usando o processo de soldagem a arco de metal a gás (GMAW), argônio e dióxido de carbono, uma mistura de argônio e oxigênio ou uma mistura de três gases (hélio, argônio e dióxido de carbono) são tradicionalmente usados. Normalmente, essas misturas contêm principalmente argônio ou hélio e menos de 5% de dióxido de carbono, pois o dióxido de carbono fornece carbono para a poça de fusão e aumenta o risco de sensibilização. O argônio puro não é recomendado para GMAW em aço inoxidável.
O fio fluxado 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 projetados para evitar que o carbono do gás de proteção contamine a solda.
À medida que os processos GMAW evoluíram, eles simplificaram a soldagem de tubos e tubulações de aço inoxidável. Embora algumas aplicações ainda possam exigir processos GTAW, os processos avançados de arame podem fornecer qualidade semelhante e maior produtividade em muitas aplicações de aço inoxidável.
As soldas ID de aço inoxidável feitas com GMAW RMD são semelhantes em qualidade e aparência às soldas OD correspondentes.
O passe de raiz usando um processo GMAW de curto-circuito modificado, como a Deposição Regulada de Metal (RMD) de Miller, elimina a retrolavagem em algumas aplicações de aço inoxidável austenítico. O passe de raiz RMD pode ser seguido por GMAW pulsado ou passes de enchimento e tampa de soldagem a arco fluxado - uma mudança que economiza tempo e dinheiro em comparação com o uso de GTAW com purga reversa, especialmente em tubos maiores​​​​ .
O RMD usa transferência de metal de curto-circuito controlada com precisão para produzir um arco calmo e estável e poça de solda. Isso fornece menos chance de voltas frias ou falta de fusão, menos respingos e uma passagem de raiz de tubo de maior qualidade.
Processos não convencionais podem aumentar a produtividade da soldagem. Ao usar um RMD, a velocidade de soldagem pode ser de 6 a 12 pol./min. Como o processo aumenta a produtividade sem aquecimento adicional das peças, ele ajuda a manter as propriedades e a resistência à corrosão do aço inoxidável. A entrada de calor reduzida do processo também ajuda a controlar a deformação do substrato.
Este processo GMAW pulsado fornece comprimentos de arco mais curtos, cones de arco mais estreitos e menos entrada de calor do que a transferência de pulso de spray convencional. Como o processo é de circuito fechado, o desvio do arco e as variações de distância ponta-peça são praticamente eliminados. Isso fornece um controle de poça mais fácil para soldagem no local e fora do local.
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