Na aplicação prática todos os aços com menos de 5% de elementos de liga são chamados de “matérias-negras” porque eles geralmente têm uma superfície escura e estão oxidando durante um tempo. Materiais de alta liga são chamados “matérias-brancas” porque eles são entregues com uma luz brilhante e de superfície e elas não mudam a sua aparência com o tempo.
Se contarmos o número de aços baixa liga (inferior a 5% de elementos de liga) na German Stahl-Eisen -Liste nós encontramos cerca de 1000 diferentes tipos de aço e aço fundido. O número de aços de alta liga é cerca de 500. O número de juntas possíveis, então é de cerca de 500.000.

Para as propriedades mecânicas de todo o conjunto, as propriedades dos metais base e do metal de solda são importantes, mas especialmente importantes são as duas zonas afetadas pelo calor (ZTA) nos metais de base, porque suas propriedades são alteradas pela energia de soldagem.
A ZTA não é característica para juntas dissimilares, porque eles são formados da mesma forma quando soldado os mesmos aços. Portanto, antes de planejar uma solda de junta dissimilar, devemos conhecer todos os detalhes dos dois metais e seu comportamento durante a soldagem.

Para um pré-aquecimento antes da soldagem do aço, só há uma razão: evitar as trincas induzidas pelo hidrogênio. Há uma série de fórmulas em todo o mundo para o cálculo da temperatura de pré-aquecimento, mas a melhor parece ser a fórmula de Uwer / Höhne publicado no SEW 088.
A composição química do metal base é levada em conta para determinar o carbono equivalente.
A fórmula mostra que o teor de carbono tem influência.

Com uma calculadora programável, ou melhor, com um programa de computador pode ser facilmente calculada a temperatura recomendada de pré-aquecimento. Isso é mostrado na figura abaixo.

O tempo de resfriamento t8/5 entre 800 e 500 °C na ZTA durante a soldagem podem ser calculados com as seguintes equações.

Quando utilizar outro processo de soldagem ao invés de soldagem a arco submerso uma determinada eficiência térmica tem de ser utilizada no cálculo.
É importante notar que, no fluxo de calor bidimensional o tempo de resfriamento t8/5 também depende da espessura da parede! Este não é o caso do fluxo de calor tridimensional.
Recomenda-se, portanto, aplicar o fluxo de calor tridimensional nos casos práticos.

A transição do modelo tridimensional para o modelo bidimensional é definida em SEW 088 para tomar lugar na espessura de transição, em que ambos os modelos dão o mesmo t8/5. Com espessuras menores do que o modelo bidimensional e com espessuras maiores do modelo tridimensional dá o menor valor para t8/5. Então, nós sempre usaremos o menor valor. A correlação com experimentos práticos é boa.

Um metal base tem que ser soldado sempre com o mesmo tempo de resfriamento t8/5, como será explicado mais adiante. Isto significaria que para o caso bidimensional, para cada espessura de parede novos parâmetros de soldagem serão calculados. Por isso, é muito simples de usar fluxo de calor tridimensional. A imagem seguinte mostra o cálculo do ciclo de temperatura e do tempo de resfriamento t8/5 com um programa de computador.

O quadro a seguir mostra um levantamento sobre os processos que ocorrem na ZTA durante a soldagem.

Nós escolhemos o t8/5 o mais curto possível, para atingir o máximo de dureza permitido. Isto dá uma maior força de impacto da ZTA.

Quando a soldagem é com eletrodo, geralmente a velocidade da soldagem é desconhecida e difícil de controlar. Mas o comprimento do cordão (com a execução da solda feita com um eletrodo) também é adequado para controlar a energia de soldagem.

Uma análise do processo mostra que um comprimento do cordão constante também a energia de soldagem é constante.

A correlação entre o cordão e a energia de soldagem não depende do núcleo do arame, mas do revestimento do eletrodo. Isso ocorre porque as reações metalúrgicas entre as gotas de metal e a escória podem definir a energia térmica livre ou não.

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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