O ABC da soldadura por arco

Trinca SR

O tratamento térmico de pós-soldagem (PWHT) é realizado geralmente para aliviar os esforços residuais, remover o hidrogênio diffusible, e para uma temperagem das microestruturas duras de transformação da solda, desse modo impedindo as fracturas frágeis e obtendo as propriedades desejadas do produto. Contudo, o PWHT pode ter alguns efeitos negativos, tais como trinca de alívio de tensão (trinca SR).

A trinca SR pode tornar-se um problema, particularmente no PWHT do aço de elevada resistência a tração, do aço de baixa liga resistente ao calor e das soldagens de aço inoxidável. A Figura 1 mostra um exemplo típico de trinca SR que ocorreu em uma solda de aço de elevada resistência a tração 780-MPa que seja tratado termicamente a 600°C por 2 horas após a solda. Acredita-se que esta trinca microscópica estêve iniciada pela fluência do metal durante o relaxamento do esforço residual a temperaturas elevadas, particularmente na área de grão grosseira na Zona Afetada pelo Calor (ZAC) no dedo da solda. Isto é o lugar onde os esforços residuais são concentrados. E esta trinca propaga ao longo dos limites de grão de austenita anteriores da ZAC.

Figura 1: Trincas SR típicas ocorrendo em uma solda de aço de elevada resistência a tração 780-Mpa (PWHT: 600°C × 2 h) [Ref. 1]

A susceptibilidade da trinca SR de tipos particulares de aço é governada pela temperatura do PWHT e pelo elemento de liga. A Figura 2 mostra como a susceptibilidade da trinca SR é afectada pelos elementos de liga particulares contidos nos aços do teste e pela temperatura do PWHT. Mostra claramente que a susceptibilidade da trinca torna-se a mais alta a 600°C. Isto é acreditado para ser causado pelo endurecimento da precipitação de carboneto do elemento de liga das grões de cristal, diminuindo desse modo relativamente a força dos limites de grão.

Figura 2: A susceptibilidade da trinca SR do aço Cr-Mo (0,16%C, 0,30%Si, 0,60%Mn, 0,99%Cr, 0,46%Mo) em função da temperatura do PWHT e elementos de liga adicionais no teste de trinca d limitação de ranhura [Ref. 2]

Ito e Nakanishi [Ref.1] sugerem um índice de susceptibilidade da trinca SR, PSR (%) = Cr + Cu + 2Mo + 10V +7Nb + 5Ti - 2, onde as escalas aplicáveis dos elementos de liga são 1,5%Cr máximo, 0,10-0,25%C, 1,0%Cu máximo, 2,0%Mo máximo, 0,15%V máximo, 0,15%Nb máximo, e 0,15%Ti máximo. Acredita-se que onde o PSR é maior que zero, a trinca SR pode ocorrer.

Para evitar a trinca SR, as seguintes medidas podem ser tomadas
(1) Seleccionar um aço menos suscetível tomando em consideração, por exemplo, o índice de susceptibilida de trinca SR (PSR).
(2) Refinar a ZAC de grão grosseira no dedo da solda aplicando a técnica do grânulo de têmpera.
(3) Vestir o metal de solda para atenuar a transição à superfície do metal de base, ou remover o reforço do metal de solda para ser nivelado contra a superfície do metal de base a fim de minimizar ou remover a area de concentração de esforço.
(4) Evitar dobrar uma solda em ângulo em uma solda da junção de tope para impedir os esforços residuais e a concentração de esforços excessivos.
(5) Evitar juntar os componentes de espessuras excessivamente dissimilares, para impedir a concentração alta de esforço

» Referências «

[1] H. Suzuki, et al. Metalurgia de solda, Sanpo Pub. Inc.
　[2] H. Ikawa, et al. Soldagem do aço resistente ao calor, Sanpo Pub. Inc.

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