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Descontinuidades metalúrgicas

Escrito por Infosolda. Posted in Metalurgia

As descontinuidades metalúrgicas mais comuns são a porosidade, a trinca de solidificação e a trinca a frio induzida por hidrogênio.

 porosidade

A porosidade é um defeito volumétrico, geralmente aceito pelas normas de qualificação de procedimentos e soldadores até uma determinada quantidade, tamanho e distribuição.

A porosidade é causada principalmente pela presença de gases na poça de fusão que não puderam sair para a atmosfera; esta ocorrência tanto pode estar relacionada a procedimentos de soldagem quanto a variações na composição química do metal de base e do metal de adição.

Os gases mais comuns encontrados na soldagem são o nitrogênio, o oxigênio e o hidrogênio. O nitrogênio e oxigênio podem ser introduzidos através da contaminação da poça de fusão com o ar atmosférico. O oxigênio pode vir também através das oxidações superficiais das chapas.

quanto maior a diferença entre a solubilidade do gás nos estados líquido e sólido, maior a intensidade da porosidade

As fontes de hidrogênio são várias: contaminação do gás de proteção como cilindro de gás e vazamentos na tocha; contaminação do metal base, como peças fundidas ou trabalhadas; e contaminação do metal de adição.

Há outras causas de porosidade. Uma delas é a soldagem executada sobre superfícies contaminadas com óleos, graxas, tintas, vernizes, revestimentos plásticos, etc. Neste caso, a porosidade ocorre porque esses materiais decompõem-se nas temperaturas de fusão dos materiais metálicos e contaminam a poça de fusão.

O teor de carbono também constitui causa de porosidade em aços. Isto acontece quando o carbono reage com o oxigênio dissolvido na poça de fusão e forma bolhas de C0/C02 que podem ficar aprisionadas no cordão e causar a porosidade.

formação de poros

A presença ou não dos poros na zona fundida depende da competição entre a velocidade de subida do poro para a superfície livre da poça de fusão e a velocidade da frente de solidificação. Se a velocidade da frente de solidificação for maior que a de subida da bolha, ocorre a porosidade agrupada.

Caso ambas as velocidades sejam próximas, a porosidade poderá ser do tipo alinhada ou vermiforme.

 

Quando a velocidade da frente de solidificação é muito menor que a velocidade de subida da bolha, há tempo suficiente para a bolha de gás atingir a superfície livre do líquido e sair para a atmosfera.

Pode-se minimizar a quantidade de poros aumentando-se o tempo de residência no estado líquido da poça de fusão. O efeito das variáveis de soldagem e do material no tempo de residência pode ser, por meio de equação:

Duas das variáveis dessa equação estão relacionadas com o procedimento de soldagem; são elas a energia de soldagem e a temperatura de pré- aquecimento. Um aumento na energia de soldagem ou a presença de pré-aquecimento aumentam o tempo de solidificação da poça de fusão. Essas mudanças no procedimento de soldagem podem minimizar a porosidade da zona fundida.

É interessante ressaltar que a porosidade é um defeito volumétrico, geralmente aceito pelas normas de qualificação de procedimentos e soldadores até uma determinada quantidade, tamanho e distribuição.

Inclusão de escória é uma descontinuidade que se caracteriza pelo aprisionamento de materiais não metálicos (escória) no cordão de solda ou entre cordões de solda; podem ser facilmente detectáveis por ensaios não destrutivos adequados.

inclusão de escória

A inclusão de escória é geralmente causada por um erro de projeto de junta ou por técnicas incorretas adotadas pelo soldador.

Um reforço excessivo em uma junta topo-a-topo com chanfro em V é um exemplo de como conseguir facilmente uma inclusão de escória. Neste caso, o reforço deve ser removido a fim de que a escória aderida às margens do cordão possa ser destacada. Caso contrário, ocorrerá perda de tempo e de material e, consequentemente, diminuição na produtividade.

É muito comum a prática de soldar o cordão por cima da escória, sem removê-la antes. Esta é uma prática que não só prejudica bastante a qualidade da solda como também pode levar à diminuição da produtividade e o aumento do custo, em razão do necessário retrabalho da junta.

minimização da inclusão escória

É possível minimizar a presença de inclusão de escória; para isso, deve-se observar que o projeto de junta seja realizado de maneira a facilitar o acesso e a técnica de deposição do cordão de solda. São igualmente importantes a formação e a experiência do soldador, o qual deve utilizar técnicas de deposição adequadas ao trabalho de soldagem da junta. Finalmente, também influi a escolha do acabamento do cordão: um cordão com acabamento côncavo facilita mais a remoção da escória do que um cordão com acabamento convexo.

diferença entre inclusão de escória e micro-inclusões

A inclusão de escória difere das micro-inclusões, presentes em todos os processos de soldagem que geram escória. Com tamanho ao redor de 10 mm, as micro-inclusões não são detectadas pelos ensaios não destrutivos e, dependendo de sua composição química, podem melhorar as propriedades mecânicas de aços de alta resistência e baixa liga.

 Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997