Materiais, processos, soldabilidade e consumíveis
Introdução
O níquel é um metal típico para utilização de elementos de liga, que está contido em cerca de 2000 materiais com teores de 0,5 a 100%.
Considerando que foi utilizado em cunhagem de moedas a cerca de 250 anos antes de Cristo com um elemento que foi detectado por Cronstedt em 1751.
O níquel da crosta terrestre está entre um dos 90 elementos em pequenas quantidades sob a forma de minério sulfetado ou laterítico. Os mais importantes minérios sulfato estão localizados no Canadá e Rússia. O minério de níquel é combinado com o cobre e cobalto e outros metais preciosos (ouro, prata, platina). Minérios Óxidos lateríticos incluem, entre outros arsênico e silício que são amplamente distribuídas nas zonas equatoriais da Terra. Os campos de minério mais importante são o de minério laterica na Nova Caledónia.
Em 1998, cerca de 1 milhão de toneladas de níquel metálico foram produzidos no mundo, dos quais cerca de 120,000 toneladas foram importadas pela Alemanha. Significativas quantidades adicionais estão disponíveis para consumo sob a forma de reciclagem de sucata de aço inoxidável. Dois terços do níquel primário são consumidos para a produção de aços inoxidáveis. Ligas à base de níquel consumem cerca de 20% de níquel primário total. O restante
é usado para galvanoplastia, catalisadores e pela indústria de fundição conforme a tabela 1.
Tabela 1: Produção das ligas a base de Níquel por formato de Acordo com U. Heubner and W. Herda
Definição das ligas de níquel, e seus grupos.
Ligas à base de níquel são materiais, no qual o níquel é o elemento químico base, incluindo o níquel puro. As Ligas com mais de 50% de Ni são definidos como ligas de níquel. Tais ligas são padronizadas em composições quase uniformes e em ligas individuais. As Ligas de níquel também podem ser agrupadas por sua estrutura química (Tabela 2).
Os grupos estão divididos tendo como principal grupo o das ligas de solução sólida com estrutura cúbica de face centrada (como o aço inoxidável austenítico). Um pequeno grupo de ligas endurecidas por tratamento térmico e um grupo ainda menor das ligas reforçadas por dispersão oxida, produzidas pela metalurgia do pó.
Tabela 2: Ligas a Base de Níquel
As ligas de níquel na Alemanha são padronizadas de acordo com a norma DIN 17740-17745 de acordo com sua composição (Tabela 3).
A norma DIN 17750 – 17753 contém propriedades mecânicas dos produtos semiacabados. Ambas as séries de normas atualmente estão sendo atualizadas e serão relançadas em breve. As Ligas à base de níquel são igualmente abrangidas pelas normas ISO (tabela 4). A comparação entre ambos os padrões está contida na Tabela 5, mostrando que a maioria das ligas produzidas na Alemanha seguem o padrão corresponde à norma ISO. Para uma nova edição da ISO 9722, será adicionado um número de novas ligas (tabela 5b). Além disso, algumas outras normas nacionais serão utilizadas, tais como as normas de aeronaves e as Normas do código ASME, que contenham, de modo geral considerando os seus requisitos especiais. Internacionalmente os códigos ASTM – ASME são amplamente aplicados. Os consumíveis de soldagem estão normalizados na norma DIN 1736, que está sendo atualizado e será emitido em padrão europeu.
As designações alemãs do metal base e dos materiais de solda foram adotadas por organizações internacionais e órgãos europeus;
No entanto, os números são de diferentes materiais entre a Europa e a ISO.
Tabela 3: Normas DIN para as ligas de Níquel
Os mais importantes grupos das ligas de níquel
Níquel Puro
O níquel é um metal de cor prata e é o elemento número 28 da tabela periódica possui uma massa atômica de peso de 58,71. E sua densidade específica é de 8,9 g/cm3.
O níquel puro normalizado tem uma pureza de 99,0 para 99,8% (DIN 17740). E para os componentes soldados e componentes submetidos a altas temperaturas de serviço exclusivamente de baixo carbono (LC) – devem ser especificados (tabela 6a). Nestas ligas, o teor de carbono está limitado a 0,02% máx. Este montante permanece em solução sólida; maiores quantidades são precipitadas durante o aquecimento como grafite sobre os limites de grãos e comprometem a ductilidade (como o grafite no ferro fundido).
Comparado com o níquel puro, as ligas Ni-Cu- têm uma maior resistência à temperatura elevadas do que os metais Ni e Cu (fig. 4). Se a maior resistência é necessária, esta pode ser alcançada por conformação a frio. Com a força de recozimento de recristalização é novamente reduzido a condição de recozido. Isto tem sido levado em conta para todas as soluções sólidas de ligas de níquel, quando as ligas são soldadas e afetada pelo calor a ZTA é recristalizada. A liga de Ni-Cu mais comum é NiCu3OFe, é ponto de Curie é de cerca de temperatura ambiente, portanto, a liga pode ser magnética ou não magnética, dependendo da análise particular dentro do intervalo de tolerância.
As ligas Ni-Cu mostram uma elevada resistência à corrosão contra soluções alcalinas, sais oxidantes, e também água do mar e água salgada. A adição de 1 – 2% Fe melhora a resistência à corrosão. As ligas estão imunes contra a corrosão perfurante (Pitting), corrosão em água do mar e permitem maiores velocidades de água do que o cobre em trocadores de calor que utilizam água do mar. Valores típicos de acordo com DIN são apresentados na tabela 6b.
Ligas níquel-ferro.
Estruturas de níquel em forma de solução sólida com o ferro em uma ampla gama de concentrações (fig. 5).
As ligas de níquel ferro são aplicadas principalmente em virtude da especificidade das suas propriedades físicas. Seu coeficiente de dilatação térmica pode ser controlado pela composição, mas de valor é quase zero para uma liga com 36% de níquel (Invar).
Como mostrado na fig. 5, as ligas com até 22% Ni são ferríticos à temperatura ambiente a estrutura com maior conteúdo de Ni é austenítica, o uso de ligas de Ni-Fe para estruturas soldadas é limitado. Apenas as ligas com 36% Ni são usadas para membranas de tanques de gás natural e dutos para o transporte de gases em temperaturas criogênicas a (-160 ° C a -196 ° C).
Ligas de níquel-cromo-ferro
As ligas de Níquel de solução sólida cúbica de face centrada com cromo (e ferro) em uma ampla variedade de composições
(Fig. 6). Essas ligas têm uma elevada resistência à corrosão a temperatura ambiente e em altas temperaturas. Na estrutura estão localizados de altos teores de ferro tais como os aços inoxidáveis austeníticos Cr-Ni com o aumento conteúdo de níquel até cerca de 70% Ni, 20% Cr e 10% Fe. Para melhorar ainda mais a sua força, as ligas podem ser adicionadas elementos de liga como o cobalto e o molibdênio, ou Ti, Al e Nb para endurecimento. Ni-Cr-Ni-ad Cr-Mo as ligas que estão contidas nas normas DIN 17742 novos e 17.744 (1998) estão listados na tabela7.
NiCr8020 sem Fe é aplicado para o tratamento térmico de fornos e resistência elétrica de aquecimento de fios. Ele possui uma alta resistência à oxidação e também é resistente contra carbonatação e nitretação em alta temperatura atmosferas.
A resistência à corrosão em altas temperaturas (como exigido para cinzas óleo agressivo, contendo pentóxido vanádio e sulfato de nitrio pode ser melhorada com maiores teores de cromo acima de 30% em forjados e 50 ou mesmo 60% em peças fundidas.
Para fins gerais NiCr15Fe, uma liga com 70% Ni, 15% Cr, ferro é amplamente aplicada para ambos fins para resistência à corrosão e de componentes de alta temperatura. Internacionalmente, é conhecida como “Alloy 600”. Mais NiCr29Fe recentemente, uma liga com 29% Cr (liga 690) está a ganhar importância crescente, como é superior a corrosão resistente que o Alloy 600. Para os componentes sujeitos a fadiga “temperatura do Alloy 601” é vantajosa pois contém 60% de Ni, 23% Cr e 1,35% A] (fig. 7). Além disso, uma variedade de ligas de Cr-Ni disponível para aplicações específicas (Tabela 8). Composições de alguns estabelecido Ni-Cr e ligas Ni-Cr-Mo estão listados na tabela 8. Mais recentemente, também uma série de ligas Fe-Cr-Ni, com teor de 20 a 37% Ni ganhando interesse para aplicações específicas. Superior Cr-conteúdo combinada com adições de cério e zircônio são vantajosos em ciclos de temperatura e se a existência de enxofre no produto tem um efeito adverso efeito sobre ligas de níquel a temperaturas elevadas e alta (tabela 8b).
Fig. 7: Corrosão em altas temperaturas dos gases de escape de veículos automóveis sob condições de temperatura cíclica 980/20 ° C.
Tabela 8a: Composição química das ligas Ni-Cr (Mo)
Molibdênio-níquel e ligas de níquel-cromo-molibdênio
Para melhorar a resistência à corrosão de ligas de Ni-Cr-Fe, o molibdênio é adicionado. Duas ligas típicas de Ni-Cr-Mo são o NiCr21 Mo (liga 825), contendo 42% Ni, 21% Cr, Mo 3% (ou 2% Cu) e NiCr22Mo91 \ 1b (liga 625), com 22% e 9% Cr Mo mais uma adição de nióbio, de 4% (Tabela 8).
Nas ligas com alto Mo e sem Cr são aplicadas aos componentes onde a resistência à corrosão é extremamente elevada (Tabelas 9 e 10). Estas ligas são produzidas após solubilização em estado de solução sólida. As variáveis, compreendidas nas tabelas 7, 9 e 10, têm sido desenvolvidas para otimizar suas propriedades (e economia) específicas para novas aplicações, por exemplo, plantas FGD (Dessulfurização de gases de combustão) em usinas termoelétricas. A liga Ni-Mo sem Cr, NiMo28 (Liga B-2) pode formar fases intermetálicas (Ni3Mo e Ni4Mo) em casos de aplicações específicas e nem sempre é resistente à corrosão sob tensão. Adições de Cr e Fe que foi vantajosa, como resultado das ligas B-3 e B-4 têm sido desenvolvidas, para melhorar a sua resistência a corrosão, as ligas podem ser facilmente fabricadas. A liga tem um teor maior de Cr de 8% e Fe 6,5%, aproximando as composições das ligas Ni-Mo-Cr listados na tabela 10.
A liga C-276 foi desenvolvido na década de sessenta com base na liga C, reduzindo o teor de Si e C, a liga com cerca de 400 ppm Si C e 50 ppm podem ser aplicados na condição de soldada de muitas aplicações (fig. 8).
Tabela 9: Composição química da nova liga de Níquel Molibdénio (Cromo) (elemento principal de liga em peso) %
A liga C-4 foi desenvolvida nos anos 70. Não contem tungstênio e o teor de ferro foi reduzido. É facilmente soldável. Nos anos 80 a liga C-22 foi introduzida, com um teor de Cr maior que a liga C-276 e C-4. Como resultado, a resistência a corrosão em meio oxidante foi melhorada. A liga 59 criada nos anos 90 tem um teor de Cr ainda maior, com um conteúdo de molibdênio ainda em 16% (o W foi eliminado). A liga 59 é caracterizada por uma combinação de alta resistência a corrosão, boa conformação e alta estabilidade térmica.
Do ponto de vista da corrosão, a liga Ni-Mo tem maior resistência em condições redutoras, ou seja, resistente a ácido hidroclorídrico concentrado fervente.
As ligas Ni-Mo-Cr são resistentes a corrosão de ácidos fortemente oxidantes, e, portanto, ácido sulfúrico concentrado até 130 °C, soluções alvejantes e sais oxidantes.
Como mencionado antes, as ligas Ni-Mo- podem ser endurecidas por envelhecimento entre 600 a 980 °C, devido a que durante o envelhecimento nesta faixa de temperatura Ni e Mo formam fases intermetálicas Ni3Mo e Ni4Mo. Para ambientes corrosivos essas formações são indesejáveis, já que a redução do conteúdo de Mo na matriz e a resistência a corrosão comprometida. Quando um endurecimento indesejável por envelhecimento ocorre na fabricação, um revenimento brando a temperaturas de 1150 a 1200 °C é necessário.
Ligas de níquel com alto teor de silício e cromo.
Condições passivantes acontecem se o potencial de corrosão for muito alto, de modo que o filme passivante com cromo trivalente é oxidado para hexavalente, o qual não é protetivo. Esse é o caso, por exemplo, em ácido nítrico concentrado fervente. Ligas com conteúdo de silício de 4,5 a 8% formam um filme protetor insolúvel de SiO2. Em ácido sulfúrico concentrado quente são obtidos bons resultados com ligas contendo alto teor de silício e cromo, de cerca de 30%. Com este tipo de liga a soldabilidade é muito limitada; baixo “heat input, e resfriamento por água durante a soldagem se faz necessário, assim como a solubilização por recozimento após a soldagem.
Ligas de níquel endurecíveis por envelhecimento.
Com Al, Ti e Nb o níquel forma fases intermetálicas: Ni3AI, Ni3Ti e Ni3Nb, que precipita na matriz quando o material é envelhecido. Então, ligas de base alumínio-níquel incluindo o níquel puro podem ser endurecidas por envelhecimento, se os elementos Al, Ti, Nb (e Mo) estiverem presentes. As precipitações intermetálicas são também chamadas fase-y. Elas precipitam nas extremidades dos grãos finamente distribuídos na matriz.
Como resultado, o escoamento, especialmente o limite de escoamento de 0,2%, é significativamente aumentado em temperaturas ambientes e também em altas temperaturas (tabela 11 e fig. 9). O alongamento e redução de área são correspondentemente reduzidos no teste de tração, assim como a resiliência.
Tabela 11: Propriedades de resistência do níquel endurecivel por envelhecimento comparado ao níquel normal
A principal vantagem do endurecimento por envelhecimento é, entretanto, o aumento do “creep rupture strength” em alta temperatura, acima dos 650ºC. O endurecimento por envelhecimento do níquel e ligas Ni-Cu são de importância limitada. Para aplicações em altas temperaturas, em turbinas a gás e motores a jato, quase que exclusivamente ligas Ni-Cr endurecíveis por envelhecimento são aplicadas. As composições típicas das ligas com soldabilidade limitada são listadas na tabela 12.
Tabela 12: Soldabilidade de ligas de níquel para alta temperatura (Composição química, valores típicos)
Na pratica, muito mais ligas endurecíveis por envelhecimento são especificadas pela indústria da aviação para eixos, aletas e carcaças de turbinas. Além disso ligas forjadas e fundidas são usadas em grande quantidade.
Quando a soldagem não é requerida, para eixos e aletas, uma quantidade crescente de elementos temperáveis por envelhecimento podem ser adicionados para aumentar o “creep strength” até o máximo possível.
A soldabilidade das ligas endurecíveis por envelhecimento é muito limitada. Se soldável, a liga é soldada na condição de recozimento leve. Deve ser considerado que na zona termicamente afetada pode haver um endurecimento, criando trincas em múltiplas camadas, se não for aplicado um leve recozimento intermediário. Portanto, a soldagem por resistência elétrica, soldagem por feixe de elétrons e também a soldagem a laser são os processos mais indicados para essas ligas.
As ligas temperáveis por envelhecimento a base de Nb são mais lentas do que as ligas em Al e Ti. Portanto as ligas de Nb são preferíveis para componentes que requerem soldagens muito grandes.
Possibilidades adicionais de aumentar a resistência ao creep é a adição de cobalto até 20% (para aumentar a resistência na matriz). Vanádio e outros elementos; outro método é a fusão a vácuo com feixe de elétrons e espaçamento dos cristais,
Ligas enrijecidas por dispersão de óxidos
A precipitação de fases intermetálicas se inicia quando as temperaturas de solução são atingidas. Um método relativamente novo de produzir resistência ao creep em
temperaturas muito elevadas é a dispersão de dureza com óxidos metálicos aplicando a metalurgia do pó. Pós de metais básicos são misturados em moinhos de bolas com
óxidos de metais como óxido de alumínio, óxido de ítrio, óxido de berílio, e alguns outros formando um pó quase uniforme (fig. 10 um/b) A mistura de pós é então
rensada isostaticamente a quente para formar um corpo quase forjado que pode ser posteriormente transformado em componentes. O aumento da resistência ao creep em altas temperaturas é óbvio nas figuras. 11 A/b.
Forjamento a frio e usinabilidade das ligas de níquel.
Todas as ligas com base solução sólida tem estrutura face cubo centrada e apresentam um comportamento de forjamento a frio e usinabilidade similares às ligas inox austeníticas. O aumento da tensão e dureza, pela deformação a frio é mostrado na figura 12. Para os vários procedimentos de usinagem, em um primeiro momento, os valores de velocidade de corte e preparação das ferramentas podem ser obtidos dos manuais de aços inoxidáveis. Valores típicos são mostrados na tabela 13 e 14 para torneamento externo e interno.
Efeitos de impurezas na soldabilidade – 7.1.1 – Enxofre.
Enxofre e níquel formam sulfito de níquel eutético a 645ºC. A solubilidade do enxofre no níquel na condição de solução sólida é cerca de ,005%. Maior conteúdo de enxofre é precipitado como NiS2 (fig. 13). Numa concentração atmosférica de enxofre o ponto eutético é formado a temperaturas entre 400 e 800 ºC. Ele migra da superfície para o material ao longo das bordas do grão (fig. 14) e com tensões cria trincas a frio e a quente. É, portanto, vital que seja feito um revenimento em um forno com atmosfera livre de enxofre, e que os componentes sejam completamente limpos antes da soldagem. (figs 15ª/b)
Oxigênio
A temperatura acima de 900ºC em atmosfera fortemente oxidante também com oxigênio, piora a linha de oxidação intercristalina das ligas de Ni-Cu.
Nitrogênio
A solubilidade dos gases em metais fundidos é maior do que em estado sólido. Se resfriados vagarosamente, os gases podem se difundir pelo metal para a superfície no estado sólido em altas temperaturas, quando a solubilidade decresce. Com taxas de resfriamento altas, como durante a soldagem, o tempo para a difusão dos gases é frequentemente insuficiente. Os gases remanescentes em solução supersaturada no metal sólido e durante posterior resfriamento é finalmente aprisionado em poros. (fig. 16)
A sensibilidade dos vários materiais para a formação de poros de gases é diferente. O níquel é principalmente sensível ao nitrogênio, e se presente em grande quantidade, também ao oxigênio. O hidrogênio não apresenta problemas com o níquel, assim como os gases de proteção argônio e hélio.
Elementos de baixo ponto de fusão.
Elementos de baixo ponto de fusão como o antimônio, chumbo, latão, bismuto, telúrio e outros, tem uma baixa solubilidade no níquel e ligas de níquel. Eles podem criar fragilização a quente, especialmente em ligas de alta temperatura. Esse defeito pode ainda ocorrer na zona termicamente afetada durante a soldagem. Esses elementos tem de ser cuidadosamente removidos durante a fabricação de ligas de alta temperatura (Eles não podem ser removidos de forma confiável pelos meios usuais como decapagem ou limpeza).
Trincas a quente.
Deve-se ter atenção em ligas de Ni-Cr com conteúdo de Ni entre 30 e 40%. Essas ligas com estrutura completamente austenítica são susceptíveis a micro trincas tanto no cordão de solda como na zona termicamente afetada. Isso se aplica em particular a X10NiCrAlTi32-20 (liga 800). É, portanto, recomendado o uso de metais de adição com alto conteúdo de níquel, preferencialmente 50%. Eventualmente a camada de cobertura de passes múltiplos de soldagem pode ser feita com arame de adição ou eletrodo. Ligas de níquel com alto teor de níquel (>50%) não tem ocorrência desse tipo de trinca.
Soldagem
Com exceção das ligas endurecíeis por envelhecimento e as ligas reforçadas por dispersão de óxidos, todas as outras ligas de base níquel pode ser soldadas com o mesmo equipamento usado para soldagem do aço inoxidável. Como explicado abaixo, o metal de adição e eletrodo revestido em combinações adequadas estão disponíveis para todas as ligas de níquel.
A soldagem manual com eletrodo revestido é usualmente feita com corrente contínua, e com o eletrodo conectado ao polo positivo. Alguns tipos de eletrodos contêm elementos de liga no revestimento.
A soldagem TIG (tungsten-inert-gas) foi originalmente desenvolvida para as ligas de níquel. Eletrodos de tungstênio ligado ao tório são utilizados, conectados ao polo negativo. O processo é amplamente utilizado para a soldagem de secções de até 3 mm de espessura, o passe de raiz em chapas mais grossas, e para a soldagem de tubos. O argônio é utilizado como gás de proteção, mas também mistura de gases argônio-hidrogênio, Argônio-hélio, e argônio-oxigênio podem ser utilizadas e são disponíveis comercialmente.
A soldagem MIG e Mag é possível com eletrodos padronizados para todas as ligas de níquel. Assim com a soldagem TIG com argônio, argônio-hélio (1,5% He) e Ar-He-com Max 3% CO2 podem ser utilizados. A adição de CO2 aumenta a soldabilidade. A adição de 5% de H2 no gás de proteção evita a formação de um filme de óxido aderente nas superfícies das camadas. A escovação ou esmerilhamento das camadas individuais é, portanto, desnecessária.
A soldagem a plasma com metais de adição padronizados e argônio, assim como plasma-gas e argônio ou argônio-hidrogênio como gás de proteção é utilizado para espessuras até cerca de 10mm. A soldagem Micro plasma com 1 a 20ª permite a união de chapas finas ou mesmo folhas sem metal de adição, caso a soldagem TIG não seja possível devido à baixa voltagem e arco instável.
A soldagem a arco submerso com arame de adição ou tiras é aplicada na junção assim como no revestimento Clad. Fluxos com combinação de pós metálicos estão disponíveis para muitas, mas não todas, as ligas de níquel.
A soldagem por oxi-acetileno não deve ser usada para ligas de níquel.
metais de adição.
Metais de adição para soldagem por fusão de ligas com base em níquel são padronizadas pela norma DIN 1736, parte 1 e 2 (tabela150. Essa norma está sendo melhorada e será brevemente emitida como uma norma europeia EM. Na tabela 16 a lista de metais de adição da atual DIN 1736 é comparada com a pretendida nova EM. Para praticamente todas as ligas de níquel, um ou mais correspondentes metais de adição e eletrodos revestidos são indicados. Em comparação com os materiais base, os materiais de soldagem contêm certas quantidades de Al, Ti e/ou Nb, para converter o nitrogênio, o qual é convertido no metal de solda e nitritos de alumínio, titânio ou nióbio como inclusões sólidas. Também uma quantidade extra de oxigênio e Monóxido de carbono ou dióxido de carbono é transformada em óxidos ou carbetos sólidos. Por essas formações sólidas constituindo o metal de solda, este é reforçado resistência maior que o metal base (tabela 16).
Além da norma alemã DIN 1736 nos USA a norma AWS A5.11 e 5.14 são de interesse para pedidos no exterior especificados nessas normas. Uma norma ISSO para materiais de soldagem de base níquel também está em preparação (tabela 17).
Para a maioria das ligas de níquel, endurecíveis por envelhecimento, não existe normalização para os metais de adição. Se o material base o qual normalmente contém Al, Ti ou Nb são soldáveis, estes podem ser soldados por fusão sem metal de adição ou arame correspondente. Como parte dos elementos de endurecimento por envelhecimento são consumidos para solidificar o nitrogênio, os valores de resistência das soldas podem ser menores que as do metal base.
Tabela 15 Metais de adição hoje existentes na DIN 1736. Parte 1 e na nova Norma EN em rascunho.
Soldagem de ligas dissimilares.
União de aços austeníticos com ferríticos
Para união de aços Cr-Ni austeníticos com aços não ligados, metal de adição austenítico devem ser aplicados, se essas juntas não forem submetidas serviços em alta temperatura.
Se, no entanto, as juntas entre aços austeníticos e ferríticos forem expostas a altas temperaturas, como por exemplo em trocadores de calor para usinas elétricas, as condições devem ser diferentes. Caso em temperaturas de serviço de 600ºC puder ocorrer difusão, o carbono contido no aço ferrítico na forma de carbetos ou bainita migrará para a estrutura austenítica resultando na Descarbonetação da ferrita e na formação de zonas de carbeto de cromo na estrutura austenítica. A ferrita descarburetada perde resistência, e a austenita se fragiliza. O níquel puro ou ligas de níquel com mais de 50% de Ni entre os dois materiais impede ou ao menos retarda a difusão do carbono. Entretanto, hoje em dia, materiais de soldagem com níquel do tipo NiCr20Nb são aplicados para a união de aços ferriticos e austeníticos em aplicações de alta temperatura. Como os aços austeníticos e ferríticos tem uma diferença grande em seus coeficientes de dilatação térmica, os quais induzem tensões com a mudança de temperatura, o metal de adição de níquel tem a vantagem adicional de ter o coeficiente de dilatação térmica entre os dos aços ferriticos e austeníticos (fig. 17) e, portanto, diminuem as tensões nas linhas de fusão.
Uniões entre ligas de níquel de diferentes composições.
Diferentes ligas de Ni-Cr soldáveis podem ser unidas usado o correspondente metal de adição para o maior membro da liga. Se, entretanto, cobre ou ligas de cobre tiverem de ser unidas com aços ou ligas de níquel contendo cromo, nem o cobre ou outros materiais de soldagem devem ser utilizados. O metal da solda de cobre migra para as extremidades do grão do aço. Com tensões de tração da ordem de 150N/mm2 podem resultar em “hot-shortness. Para essas combinações o metal de adição de níquel puro SG-NiTi4 resp. El-NiTi3 de acordo com a DIN 1736 deve ser utilizado para a soldagem ou amantegamento de um lado da junta soldada, com 2 ou 3 camadas. A solda de metal de níquel é compatível com Cu, Cr, Fe a outros metais em uma grande faixa de combinações de ligas e formação de fases frágeis são evitadas. (fig. 18)
Para a soldagem de ligas dissimilares é aconselhável utilizar um procedimento de soldagem que utilize um baixo aporte térmico e fusão limitada do metal base. Feixe de elétrons e laser podem ser soluções para ligas de difícil soldagem.
Junção de metais leves com aços e ligas NF
Aonde um grande número de metais leves, usados na construção de equipamentos químicos são soldados, estes não podem ser soldados por fusão aos aços ou metais pesados devido a grande diferença de temperaturas de fusão. A brasagem é uma solução possível. Como componentes de alumínio tem uma superfície de óxido que é difícil de unir, se sugere fazer um revestimento de cobre ou níquel antes da brasagem.
Soldagem de aços clad
Fara componentes de grande espessura, sujeitos a ambientes parcial ou totalmente corrosivos, o uso de aço clad é mais econômico do que a utilização de material ligado puro. O cladeamento pode ser feito tanto por revestimento por solda, laminado ou por cladeamento por explosão. Mais recentemente o revestimento por soldagem “line papering” tem sido mais comumente utilizado para o revestimento de grandes vasos.
Para a soldagem de componentes de aço clad, independentemente do metal base e do revestimento, devem ser consideradas as seguintes regras. Se o componente pode ser soldado de ambos os lados, a abertura da solda deve ser iniciada do lado do aço.
A soldagem do aço pode então ser executada com o material de adição compatível. A soldagem do lado clad deve ser feita no lado da raiz após a remoção do cordão do lado do aço. Ao menos duas camadas de aço de alta ligam deve ser executada (de preferência 3 camadas) para reduzir ou mesmo evitar a diluição com o ferro no topo da camada clad. Dependendo do material clad, se tecnicamente possível, uma soldagem com liga superior deve ser utilizada (fig. 19). Se o componente clad for acessível somente de um lado, a solda deve ser toda feita com material de liga correspondente ao material clad.
Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
torne-se um engenheiro ou um especialista internacional de soldagem IIW IWE IWS
Entre em contato por: +55 (11) 91713-0190 / 96378-0157 / treinasolda@infosolda.com.br / Infosolda@infosolda.com.br
