Na soldagem, ao contrário do que ocorre com o tratamento térmico, o aquecimento é localizado. Isso resulta que chapas grossas resfriam mais rápido que chapas finas. Pode-se desejar o resfriamento lento ou rápido da chapa em função da transformação de fase ocorrida. A velocidade de resfriamento pode ser calculada por meio das inúmeras soluções das equações de transferência de calor. Uma delas é a solução simplificada proposta por Adams para chapas grossa e fina.
No caso da chapa grossa, a velocidade de resfriamento (R) no centro do cordão em uma chapa grossa é dada por uma equação chamada de equação de Adams para chapa grossa.
Já no caso da chapa fina, a velocidade de resfriamento (R) no centro do cordão é dada por outra equação, conhecida como equação de Adams para chapa fina.
Mudanças nas variáveis envolvidas afetam de modo diferente a velocidade de resfriamento em chapas finas e grossas. O efeito dos parâmetros de soldagem na velocidade de resfriamento (R) de chapas finas e chapas grossas pode ser visto no quadro.
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Origem do efeito |
Variáveis |
Classificação das chapas |
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Chapa fina (2D) |
Chapa grossa (3D) |
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Efeito em R |
Efeito em R |
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Material |
K () |
I () |
I (T) |
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p () |
I () |
NI |
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C () |
1 (t) |
NI |
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Tc () |
I3 () |
I2 () |
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Parâmetros dos processos de soldagem |
E () |
η () |
I2(¯) |
1 (1) |
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V () |
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I () |
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v (¯) |
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Tpré() |
I3 (¯¯¯) |
I2 (¯¯) |
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Geometria |
e () |
1′ () |
NI |
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influências na velocidade de resfriamento
Mantendo-se todos os parâmetros de soldagem iguais, uma chapa grossa resfria muito mais rápido que uma chapa fina. Da mesma maneira, uma junta topo-a- topo pode apresentar dois caminhos para extração do calor. Já uma junta em ângulo apresenta três caminhos para extração de calor. Isto mostra que a geometria da junta também influi na velocidade de resfriamento.
Pode-se perceber o efeito da espessura da chapa na velocidade de resfriamento por meio do cálculo da velocidade de resfriamento aplicado a chapas de aço carbono, finas e grossas, em função da temperatura de pré-aquecimento e da energia de soldagem, admitindo-se Tc igual a 550°C. Os cálculos, já realizados, podem ser encontrados em um quadro para chapa grossa e chapa fina, em que as velocidades de resfriamento das chapas grossas são bem maiores que as das chapas finas.
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Temperatura de pré-aquecimento |
Energia de soldagem |
Velocidade de resfriamento |
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Chapa grossa |
Chapa fina |
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25°C |
700J/mm 1400J/mm |
69.18°C/s 34,73°C/s |
5,7°C/s 1,4°C/s |
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25°C |
700J/mm 1400J/mm |
50,83°C/s 25.52°C/s |
3.6°C/s 0.93°C/s |
A energia de soldagem e a temperatura de pré- aquecimento têm uma influência maior na velocidade de resfriamento da chapa fina que na da chapa grossa. Essas diferenças podem-se tornar maiores, dependendo da espessura das chapas.
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