A soldagem de tubos e tubulações de aço inoxidável geralmente requer purga inversa com argônio ao usar processos tradicionais, como soldagem a arco de tungstênio a gás (GTAW) e soldagem a arco de metal 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 o aço inoxidável da série 300, os empreiteiros podem eliminar o blowback nas soldas do canal radicular, trocando o GTAW ou SMAW tradicional por um processo de soldagem aprimorado, ao mesmo tempo em que obtêm alta qualidade de solda, mantendo a resistência à corrosão do material e atendendo à especificação do procedimento de soldagem (WPS) que exige um processo de soldagem a arco de metal a gás por curto-circuito (GMAW).
Favorecidas por sua resistência e resistência à corrosão, 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 abordadas pelo GMAW de curto-circuito aprimorado.
Primeiro, como a escassez de soldadores qualificados continua, encontrar trabalhadores familiarizados com GTAW é um desafio contínuo. Segundo, GTAW não é o processo de soldagem mais rápido, o que dificulta as empresas que buscam aumentar a produtividade para atender às demandas dos clientes. Terceiro, requer 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 contra a formação de óxidos pesados ​​na presença de oxigênio.
Se a parte traseira não estiver protegida durante a soldagem do canal radicular aberto, podem ocorrer danos ao substrato. Essa quebra é chamada de sacarificação, assim chamada porque resulta em uma superfície que se parece com açúcar dentro da solda. soldagem, repetindo o processo de decapagem e soldagem até completar o cordão de raiz.
Elimine o blowback. Retrações 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 permite que a empresa conclua o passe de raiz sem retrolavagem em muitas aplicações de aço inoxidável. As aplicações de soldagem para aços inoxidáveis ​​da série 300 são adequadas para isso, enquanto as 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 baixo 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 controlada com precisão para fornecer deposição uniforme de gotículas. 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.
Com transferência de metal controlada e congelamento mais rápido da poça de fusão, a poça de fusão é menos turbulenta e o gás de proteção deixa a pistola GMAW relativamente intacta. Isso permite que o gás de proteção passe pela raiz aberta, deslocando a atmosfera e evitando a sacarificação ou oxidação na parte de trás da solda. Essa cobertura de gás leva apenas um curto período de tempo porque as poças congelam muito rapidamente.
Os testes mostraram que o processo GMAW de curto-circuito modificado atende aos padrões de qualidade da solda, mantendo 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 proporcionar um grande retorno de tempo e economia 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 de soldador. Estes incluem:
Elimina o potencial de canais quentes por poder depositar mais metal para aumentar a espessura do canal radicular.
Excelente tolerância para desalinhamento alto e baixo entre as seções do tubo. Devido à transferência de metal suave, o processo pode facilmente preencher lacunas de até 3⁄16 polegadas.
O comprimento do arco é consistente independentemente da extensão do eletrodo, o que compensa os operadores que lutam para 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 de argônio.
Para operações que desejam eliminar o backflush em aplicações de aço inoxidável, é importante seguir cinco dicas importantes para obter sucesso ao mudar para um processo GMAW de curto-circuito modificado.
Limpe o interior e o exterior dos tubos para remover quaisquer contaminantes. Use uma escova de aço projetada para aço inoxidável para limpar a parte de trás da junta a pelo menos 1 polegada da borda.
Use um metal de adição de aço inoxidável com alto teor de silício, como 316LSi ou 308LSi. O alto teor de silício ajuda na umectação da poça de fusão e age 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 bocal para canalização da raiz para localizar a cobertura de gás. O bocal cônico com difusor de gás integrado oferece 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 de trás da solda. Isso geralmente se desprende à medida que a solda esfria e atende aos padrões de qualidade para petróleo, usinas de energia e aplicações 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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