Regras para evitar trincas e minimizar distorções

Seleção do material base

Para a seleção do material base as seguintes influências devem ser levadas em consideração:

– Tensão residual causada pela soldagem;

– Estado de tensão causada por carga externa;

– Temperatura ambiente mínima;

– Espessura de parede do produto;

– Velocidade de carga aplicada;

– Ductilidade e capacidade de resistência do material;

A seleção tem referência, por exemplo, acordando com a norma Europeia ENV 1993-1-1 de 1992, anexo C.

As fórmulas no anexo são baseadas nos formulários de fraturas mecânicas.

Além disso deve determinar o carbono equivalente e, na dependência do resultado, deverá determinar o pré-aquecimento.

Seleção do metal de adição.

O metal de adição deve ter, também, uma boa ductilidade e alongamento. A padronização das propriedades mecânicas é importante como exibido na tabela abaixo:

Soldagem em ambientes de baixa temperatura.

Se a soldagem for realizada em baixas temperaturas, as seguintes precauções devem ser consideradas:

– Proteger a área de solda com uma tenda;

– A área interior tem que ser aquecida completamente;

– Extensivo pré-aquecimento na área da junta antes da soldagem (acima de 300 mm para ambos os lados da junta);

– Resfriar lentamente usando camadas térmicas.

Desenho

Evitar flanges de paredes espessas

Limites de espessuras para filetes de solda em gargantas.

As considerações abaixo para a entrada do calor são recomendadas para preservar os limites de espessura das gargantas, por exemplo, acordando com a DIN 18800-1, elemento 519:

Evitando trincas: min. A ≥ √máx. t – 0,5 (mm) para a raiz.

Evitando distorções: máx. a ≤ 0,7 x min. T

Evitar juntas cruzadas

Evitar juntas cruzadas resulta em um estado multiaxial de tensões, por estas reações elas devem ser evitadas, mas em alguns casos isto não é possível.

Em casos semelhantes a sequência de soldagem é decisiva para a faixa de tensões residuais.

Planejando a sequência de soldagem.

Abaixo considerações sobre tensões residuais.

Para obter baixas tensões residuais, será necessário, de todos os membros, que apenas um contraia livremente, o mais longo possível.

Para esta reação na soldagem deve-se efetuar:

-Do centro para fora;

– A solda, com reforço na estrutura, será soldada com caldeamento mínimo.

Abaixo considerações de distorção.

Neste caso a sequência de soldagem deve garantir uma estrutura plana, depois da soldagem, o qual deve-se efetuar:

– De fora para dentro;

– A solda, com reforço na estrutura, será soldada primeiro, mas requer materiais base e consumíveis de soldagem, com boa ductilidade.

Exemplo: Situação das juntas da alma da viga de um cantiléver.

Sequência de Soldagem

A- Oficina

Todos os cordões serão soldados na oficina, finalizando aproximadamente 300 mm na frente da posição da junta.

Reações:

1. Isto facilitará e trará as seções para um alinhamento.
2. Difusão plena na tensão residual depois da soldagem na posição das juntas.

B- Posição

Começando a soldagem com estas juntas, podem aparecer forças tensoras residuais externas atrasadas embaixo. Com esta recomendação e a norma, “Interromper a solda antes do cordão de solda”, a sequência de soldagem é a seguinte:

1. soldar a parte inferior da flange
2. soldar a parte superior da flange ou soldar a inferior e a superior simultaneamente
3. soldar a lâmina da chapa
4. soldar os cordões de solda na parte inferior da flange.
5. Soldar os cordões de solda na parte superior da flange.

C- Sequência de soldagem nas flanges para evitar distorções angulares

A preparação da junta deve ser efetuada com duplo V não simétricos

Sequência de soldagem:

1- Começando a soldagem no maior V

2- Remova a camada raiz com esmerilhadeira ou furadeira. Se for furadeira tire a superfície antes de começar com o teste de trinca superficial

3- Solde completamente a raiz do outro lado

4- Solde o resto da parte do V maior

5- Comece os ensaios não destrutivos na solda, por exemplo com teste de Ultrassom e/ou teste de Raio X (radiografia)

Soldas em posições próximas ao eixo neutro.

Balanceamento aproximado ao eixo neutro.

Usar Strongback, grampos e fixadores para manter a posição e o alinhamento.

Dobrar os membros ou pré-ajustar as juntas

Fazer checagem frequente nas medidas.

Isto é muito importante para que a estrutura da soldagem chegue deformada a temperatura ambiente, senão o resultado das medidas pode ficar incorretos.

Sumário

– Tensão residual na solda

-Aparecimento de forças externas

– Não visível

– Resulta do estado triaxial de tensões com decréscimo do alongamento e isto pode resultar em:

                  – Trincas

                  – Em uma estrutura frágil

                  – Em trincas lamelares

– Alcança valores muito altos do que o normal, produzindo resistência, especialmente se os membros da solda forem muito reforçados.

– Resulta na distorção, se os membros da soldagem não forem reforçados.

– Pode se soldar com processos normais de soldagem.

– Pode reduzir, na melhor forma, um posto global, aliviando a tensão de solda.

Esse texto foi traduzido por alunos da fatec-sp
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