Soldadura dos aços de carbono médio/alto e dos aços especiais

5. Considerações sobre as rachaduras

(1) Causas de rachaduras de solda

Em linhas gerais, as rachaduras no aço carbono médio/alto podem ocorrer quando algum tempo passou após a soldadura é terminada. Estas rachaduras são chamadas rachaduras frias ou rachaduras atrasadas.

Embora as rachaduras de solidificação que podem ocorrer imediatamente depois que a soldadura é terminada não são raras, e as rachaduras atrasadas que ocorrem mais freqüentemente são explicadas abaixo.

As causas principais de rachaduras atrasadas são associadas com os seguintes três pontos.
・Endurecimento de HAZ
・Existência de muito hidrogênio difusível no metal de solda
・Limitação grande

(2) Prevenção de rachaduras atrasadas

・Impede que o HAZ se endureça

Embora é importante seleccionar o aço com um baixo Ceq. tanto quanto possível, há um limite a este. Nos procedimentos de soldadura, os meios os mais eficazes para impedir rachaduras atrasadas estão o pré-aquecimento. Isto é óbvio na Fig. 3 a página 34. Com o pré-aquecimento do metal de base, a velocidade de arrefecimento durante a soldadura torna-se menor e a elevação da dureza do HAZ é suprimida. A temperatura apropriada de pré-aquecimento depende da categoria de aço (Ceq.) e da espessura da placa. Como um termo de referência, as temperaturas de pré-aquecimento são indicadas na tabela dos consumíveis de solda recomendados na Secção 6.

・Menos hidrogênio difusível no metal de solda

O hidrogênio difusível entra no metal de solda durante a soldadura da umidade nos consumíveis da solda, na cara de sulco e na atmosfera. O hidrogênio que entrou no metal de solda pode difundir com o tempo e parte dele alcança o HAZ para causar a ocorrência de rachadura por sua pressão.

Há algumas medidas para diminuir o hidrogênio difusível no metal de solda como as seguintes.

Use os eléctrodos de hidrogênio baixo na soldadura por arco de metal protegido.
Use os fios sólidos na soldadura por arco de metal de gás para reduzir o hidrogênio a um nível inferior.
Aplique o Pós-tratamento imediato à junta da solda a 300~350℃ para remover o hidrogênio.

Quando os eléctrodos de hidrogênio baixo são usados, o controle de secagem é importante. Se os eléctrodos de hidrogênio baixo é deixado na atmosfera, absorvem a umidade segundo as indicações da Fig. 5, e assim a secagem é exigida se o índice de umidade alcança 0,3~0,5% (variando segundo o tipo de eléctrodo coberto).

Fig. 5 Curvas de absorção de umidade para eléctrodos de tipo de hidrogênio baixo

・Minimiza a limitação

Quando a força de esticão (esforço) que está criada soldando não pode ser liberada da junta da solda, pode-se geralmente dizer que a junta está sob uma limitação forte. Normalmente, o esforço criado pode ser liberado da junta de solda se a junta pode se deformar. Contudo, quando a espessura da placa é grande ou a estrutura é complicada, o esforço não pode ser liberado pela deformação da junta da solda e assim o esforço tende a ser liberado rachando.

Esta é a razão pela qual as rachaduras tendem a ser geradas quando a limitação da junta de solda é forte. Para reduzir a limitação, é necessário projectar uma estrutura com placas mais finas e com configurações mais simples. Mas esta aproximação tem seu próprio limite. Conseqüentemente, é mais prática evitar a solda de áreas de esforço concentrado e soldá-la em uma seqüência apropriada de soldadura para minimizar a concentração de esforço.

Quando ainda há um medo da ocorrência de rachadura após as medidas contra o endurecimento do HAZ, o hidrogênio difusível e a limitação estiveram tomados, o recozimento de alívio de tensão pós-solda é eficaz. Se possível, recozer a 600~650℃ por uma hora por 25 mm de espessura da placa imediatamente depois que a solda foi terminada e então a junta da solda deve ser resfriado no forno.

6. Temperaturas de pré-aquecimento e consumíveis de solda recomendados para os aços de estrutura de maquinaria e carcaças e forjamentos de aço carbono

Classe de aço*1 Temp. de pré-
aquecimento
(℃)
Consumíveis de solda recomendados
JIS ASTM
ou
AISI/SAE
So para juntar Para juntar com força
de metal de base perto
Soldadura
por arco de
metal protegido
Soldadura
MAG
Soldadura
TIG
Soldadura
por arco de
metal protegido
Soldadura
MAG
Soldadura
TIG
S30C,33C 1030 100min. LB−47
LB−26
MG−50
MIX−50S
TG−S50 LB−52 MG−50
MIX−50S
TG−S50
S35C 1035 100min. LB−62 MG−60
MG−S63B
TG−S62
S38C,40C,
43C
1038,1039
1040,1042
1043
150min. LB−62 MG−60
MG−S63B
TG−S62
S45C,48C,
50C
1045,1046
1049
200min. LB−106 MG−70
MG−S70
TG−S80AM
S53C 1050,
1053
250min. LB−106 MG−70
MG−S70
TG−S80AM
S55C 1055 250min. LB−116 MG−80
MG−S80
TG−S80AM
S58C 1059,
1060
300min. LB−116 MG−80
MG−S80
TG−S80AM
SNCM220,
420
8615,8617
8620,8622
200min. LB−116 MG−80
MG−S80
TG−S80AM
SNCM431 300min. LB−116 MG−80
MG−S80
TG−S80AM
SNCM439,
447,630
4340 350min. CM−A106 MG−S2CM TG−S2CM
SCM420 250min. CM−A106 MG−S2CM TG−S2CM
SCM430,
435
4130,
4137
300min. CM−A106 MG−S2CM TG−S2CM
SCM440,
445
4140,4142
4145,4147
350min. CM−A106 MG−S2CM TG−S2CM
SCM822 250min. CM−A106 MG−S2CM TG−S2CM
SF390A,
440A,490A
A105
A668 : B,C
150min. LB−52 MG−50
MIX−50S
TG−S50
SC360,
410,450,480
SFVC−1,
2A,2B
A27
(Veja abaixo
para A105,
A181,
A266)
100min. LB−52 MG−50
MIX−50S
TG−S50
SF540A,
590A
A668 :
D,Fb
200min. LB−62 MG−60
MG−S63B
TG−S62
A181−60
A266−1
100min. LB−47
LB−26
MG−50
MIX−50S
TG−S50
A105
A181−70
A266−2,4
100min. LB−52 MG−50
MIX−50S
TG−S50
A266−3 100min. LB−57 MG−60
MG−S63B
TG−S62
*1. Verifique se as propriedades mecânicas do metal de enchimento são aceitáveis à aplicação adiantado.

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7. Dicas para uma melhor fabricação de soldadura

Seja certo secar os eléctrodos cobertos para a soldadura por arco de metal protegido antes do uso.
A soldadura MAG produz uma penetração profunda e assim o metal de solda tende a gerar as rachaduras quentes, afetadas muito pelas composições quimicas do metal de base. Assim, recomenda-se usar umas mais baixas correntes de soldadura para obter una penetração rasa. Exemplo: 220A ou menos para um diâmetro de fio de 1,2 mm.
Embora a temperatura de pré-aquecimento deve ser variada de acordo com Ceq., a espessura da placa e o grau de limitação, é mais seguro usar uma mais alta temperatura de pré-aquecimento para impedir o rachamento frio.
O pré-aquecimento imediato é executado com a finalidade da remoção do hidrogênio. Deve ser feito imediatamente depois que a solda foi terminada a 300~350℃ para 30~60 minutos, seguido pelo resfriamento lento.
Executando o recozimento de alívio de tensão (SR =stress−relief) de pós-solda a 600~650℃ por uma hora por 25 mm de espessura da placa para melhorar a resistência a rachadura e para diminuir a dureza do HAZ, uma junta mais adequado da solda pode ser obtida.

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