Especificações técnicas Vol.13

Consumíveis de soldadura por arco submerso produzidos exclusivamente para o uso com corrente contínua

1. Prefácio

A soldadura por arco submerso (SAW = Submerged Arc Welding) é um dos processos principais de soldadura por arco . Representa aproximadamente 10% de toda a soldadura por arco. Por país, China consome mais de 50% de consumíveis de SAW e é seguida da Europa, America do Norte, Rússia e do Japão. Quanto para às indústrias, a SAW é usada primeiramente na fabricação das tubulações de aço, das construções de aço, das pontes, dos navios e dos centrais química devido às linhas de soldadura rectas longas que são comuns nestas estruturas.

No Japão, a rácio de consumo de SAW pela indústria está quase o mesmo que aquele para o mundo à exceção da tubulação de aço, qual representa uma parte muito mais baixa do consumo.de SAW

Tabela 1: Tipos e características de fluxos SAW

Tipo de fluxo	Ductilidade a baixa temperatura	Resistência da absorção da umidade	Índice de hidrogênio diffusible	Rácio de consumo de fluxo	Eficiência	Tipo da energia eléctrica
Fundido	Média	Melhor	Baixo	Média	Média	CA
Ligado	Bom	Média	Mais baixo	Baixo	Melhor	CA/CD
Aglomerado	Bom	Bom	Baixo	Baixo	Bom	CD

A Tabela 1 mostra as características de três tipos de fluxos SAW: fundido, ligado e aglomerado. No mercado japonês, os fluxos SAW apropriados para a corrente alternada (CA) tem sido favorecidos devido aos custos relativamente mais baixos das fontes de alimentação CA em comparação com a corrente contínua (CC). Os fluxos ligados, projetados para a C.A. e a C.C., foram desenvolvidos igualmente no Japão. Contudo, enquanto estes fluxos foram usados principalmente para a soldadura de entrada de calor grande, os fluxos aglomerados, aplicados para a soldadura de velocidade alta geral com C.C., estavam na procura nos mercados ultramarinos.

Para responder às necessidades dos mercados globais, Kobe Steel tem levado a cabo o desenvolvimento dos consumíveis SAW projetados para o uso exclusivamente com a C.C. e tem agora o gosto de anunciar a disponibilidade do fluxo aglomerado. Nomeando seu primeiro fluxo SAW deste tipo “AF”, Kobe Steel agora lançou oficialmente os FAMILIARC™ AF-490E e FAMILIARC™ AF-490AS.

Este artigo introduz os benefícios e as características do uso do AF-490E em combinação com o fio US-29 SAW e o AF-490AS com o US-36.

FAMILIARC™ US-29 FAMILIARC™ AF-490E

Tabela 2: Descrição do US-29/AF-490E

Classificação	AWS A5.17 F7A2-EM12K; F6P4-EM12K
Características	Solda de topo e solda em ângulo horizontal de chapas médias e pesadas
	Ductilidade excelente a baixa temperatura
Polaridade	DCEP
Basicidade de Boniszewski	1.4
Aprovação de transporte	ABS, DNV, LR, BV

US-29/AF-490E é uma combinação de fio sólido/fluxo para soldar os aços macios assim como os aços (classe HT490) de alta resistência de classe 490 MPa . O AF-490E, um fluxo aglomerado de base de aluminato, oferece uma ductilidade excelente de até -20°C assim como uma boa capacidade de soldadura em combinação com o fio SAW US-29. A Tabela 2 mostra os detalhes do US-29 x AF-490E.

2-1. Propriedades de metal "All-Weld"

Os produtos químicos e as propriedades mecânicas do metal "All-Weld" são mostrados nas Tabelas 3 e 4, respectivamente, e a aparência do cordão, na Figura 1. Mesmo sem a adição de todos os elementos especiais, a ductilidade estável pode ser obtida mesmo em temperaturas de até -20°C.

Tabela 3: Composição quimica do metal "All-Weld" (% massa)

	C	Si	Mn	P	S
US-29 / AF-490E	0.05	0.41	1.60	0.016	0.005
Nota: Condições de soldadura: 550A-30V-42cpm; Ext=30mm

Tabela 4: Propriedades mecânicas do metal "All-Weld"

		0.2%OS (MPa)	TS (MPa)	El (%)	IV at -40℃ (J)	IV at -20℃ (J)
US-29/ AF-490E	AW*1	464	562	30	-	Avg 119 (125, 113, 118)
	PWHT (620℃ x 1hr)	380	494	35	Avg 129 (142, 124, 122)	Avg 150 (154, 153, 143)
Especs. AWS. (AW*1 somente)		350 min	490 min	22 min	-	35 min
Nota: Condições de soldadura: 550A-30V-42cpm; Ext=30mm *1: Condição "Como soldada

2-2. Soldadura "Two-run" de junta de topo

A soldadura de junta de topo foi realizada usando as chapas de JIS G3106 SM400B com uma espessura máxima de 16 mm. O arranjo do eléctrodo é mostrado na Figura 2. As condições de soldadura são mostradas na Tabela 5.

As Figuras 3 e 4 mostram a macroestrutura e a aparência do cordão, respectivamente, e a Tabela 6, as propriedades mecânicas do metal de solda da junta de topo.

Tabela 5: Condições de soldadura de soldadura "Two-run"

Seqüência de soldadura	Diâmetro de fio (mm)	Condições de soldadura	Temperatura de interpass eb pré-aquecimento
1o	4.0	750A-32V-60cpm Ext 30 mm	Temperatura ambiente
2o		700A-32V-55cpm Ext 30 mm

Tabela 6: Propriedades mecânicas do metal de solda pela soldadura "Two-run"

0.2%OS (MPa)	TS (MPa)	El (%)	IV at -20℃ (J)	IV at 0℃ (J)
419	532	34	Avg 116 (131, 121, 96)	Avg 147 (148, 146, 146)

2-3. Soldadura horizontal em ângulo

O arranjo do eléctrodo usado na soldadura horizontal em ângulo é mostrado na Figura 5 e a macroestrutura e a aparência do cordão, nas Figuras 6 e 7.

O relacionamento entre a entrada de calor da soldadura e o comprimento de pé é mostrado na Figura 8, em todos os diâmetros disponíveis do eléctrodo. Nas análises laboratoriais, os comprimentos de pé de 4 a 9 mm foram obtidos; contudo, recomenda-se aos usuários que utilizem os comprimentos de pé de 6-8 mm, com respeito à precisão do sulco assim como à estabilidade de soldadura em locais de trabalho reais.

Tabela 7: Índice de hidrogênio diffusible

	Índice de hidrogênio iffusible (ml/100g)					Classificação de aprovação de transporte
	N=1	N=2	N=3	N=4	Médio
US-29/AF-490E	2.5	2.6	2.7	2.7	2.6	H5
Nota: (1) Condições de soldadura: 550 A-30 V-42 cpm; Ext=30 mm (2) Método do teste: Cromatografia de gás (conforme AWS A4.3)

2-4. Índice de hidrogênio diffusible do metal de solda

O índice de hidrogênio diffusible como medido pela cromatografia de gás conforme AWS A4.3 é mostrado na Tabela 7. Pode-se notar um nível extremamente baixo de 2,5 ml/100 g e quase nenhuma flutuação.

3. FAMILIARC™ US-36 3 FAMILIARC™ AF-490AS

Tabela 8: Descrição do US-36/AF-490AS

Classificação	AWS A5.17 F7A6-EH14; F7P6-EH14
Características	Solda de topo da chapa média e pesada
	Multi-pass welding only
	Ductilidade excelente a baixa temperatura de até -40℃
Polaridade	DCEP
Basicidade de Boniszewski	2.6
Aprovação de transporte	ABS, DNV, LR, BV

O US-36/AF-490AS é uma combinação do fio sólido/fluxo para soldar os aços macios assim como os aços de Classe HT490. O AF-490AS, um fluxo aglomerado de base de fluoreto, mostra uma ductilidade magnífica e estável até -40°C assim como uma boa usabilidade em combinação com o fio SAW US-36. Os detalhes relativos a US-36 x AF-490E são mostrados na Tabela 8.

3-1. Propriedades do metal "All-Weld"

Os produtos químicos e as propriedades mecânicas do metal "All-Weld" são mostrados nas 9 e 10, respectivamente. Os resultados de teste do impacto na condição "como soldada" assim como depois o Tratamento Térmico de Pós-Solda (PWHT = Postweld Heat Treatment) são mostrados nas Figuras 9 e 10 pelas curvas de transição, respectivamente.

Projetado para a basicidade óptima do fluxo, o AF-490AS pode obter a ductilidade estável e excelente nas temperaturas tão baixas quanto -40°C, mesmo que nenhum elemento especial seja adicionado. A aparência do cordão é mostrada na Figura 11.

Tabela 9: Composição quimica do metal "All-Weld" (% massa)

	C	Si	Mn	P	S
US-36 / AF-490AS	0.07	0.39	1.62	0.014	0.004
Nota: Condições de soldadura: 550 A-30V-42 cpm; Ext=30 mm

Tabela 10: Propriedades mecânicas do metal "All-Weld"

		0.2%OS (MPa)	TS (MPa)	El (%)
US-36/ AF-490AS	Como soldado	516	598	32
	PWHT (620℃ x 1hr)	547	565	32
Especs. de AWS. (Como soldado e PWHT)		375 min	490-660	22 min
Nota: Condições de soldadura: 550A-30V-42cpm; Ext=30mm

3-2. Multi passagem amba soldadura do lado da junta de topo

A soldadura da junta de topo foi realizada usando chapas da categoria EH36 com uma espessura de 20 mm. A Figura 12 mostra a configuração do sulco e a seqüência de passagem. A Tabela 11 mostra as condições de soldadura, a Tabela 12, os produtos químicos e a Tabela 13, as propriedades mecânicas da junta de topo obtidas através de ambas soldas de lado.

Table 11: Condições de soldadura

Lado	Diâmetro de fio (mm)	Passagem	Parâmetros de soldadura	Extensão (mm)
Face	4.0	1	450A-30V-42cpm	30
		2-6	550A-30V-42cpm
Parte traseira		1	450A-30V-42cpm
		2-4	550A-30V-42cpm
Nota: Temperatura de interpass e pré-aquecimento: 100-150°C

Tabela 13: Propriedades mecânicas da junta de topo de ambas soldas de lado

TS(MPa)	IV at -40C(J)	Teste da curvatura *2
559 *1	Médio 84 (81, 87, 83)	Face: Bom Reverso: Bom
Nota: *1: Posição fraturada = Metal de Base *2: Teste de curvatura: De acordo com a Regra de Classificação de Transporte

Tabela 12: Produtos químicos da junta de topo de ambas soldas de lado (% massa)

C	Si	Mn	P	S
0.09	0.39	1.55	0.014	0.004

Tabela 14: Índice de hidrogênio diffusible

	Índice de hidrogênio diffusible (ml/100g)					Classificação de aprovação de transporte
	N=1	N=2	N=3	N=4	Avg
US-36/AF-490AS	2.2	2.3	2.1	2.3	2.2	H5
Note: (1) Condições de soldadura: 550A-30V-42cpm; Ext=30mm (2) Método do teste: Cromatografia de gás (conforme AWS A4.3)

3-3. Índice de hidrogênio diffusible do metal de solda

O índice de hidrogênio diffusible como medido pela cromatografia de gás conforme AWS A4.3 é mostrado na Tabela 14. O nível extremamente baixo de 2,0 ml/100 g e poucas flutuações são notáveis.

4. Especificações de pacote

Tabela 15: Especificações de pacote para os novos fios SAW

Diâmetro (mm)	Tipo	Peso (kg)
1.6	Carretel	10, 20
2.0
2.4
2.4	Bobina	25
3.2
4.0		25, 75
4.8

As especificações de pacote dos fios SAW US-29 e US-36 e dos fluxos SAW AF-490E e AF-490AS estão mostradas nas Tabelas 15 e 16, respectivamente.

Tabela 16: Especificações de pacote para o fluxo novo SAW

Tamanho de malha	Tipo	Peso (kg)
12 x 65	Saco (alumínio laminado)	20

5. Condição de secagem

Tabela 17: A condição de secagem para os novos fluxos SAW

	Temperatura de secagem	Tempo de secagem
AF-490E	300-350℃	1-2 horas
AF-490AS

A condição de secagem para os AF-490E e AF-490AS são mostradas na Tabela 17.

6. Postscript

Este artigo descreveu os dois fluxos aglomerados recentemente desenvolvidos de Kobe Steel: AF-490E e AF-490AS. Usados em combinação com os US-29 ou US-36, caracterizam as propriedades estáveis do metal de solda e um índice de hidrogênio diffusible extremamente baixo. Espera-se que estarão aplicados as estruturas "offshore" assim como à construção naval, ambo exigem juntas soldadas apropriadas e seguras.

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