O ABC da soldadura por arco

EQUIVALENTE DE CARBONO

Na soldadura por arco dos aços de carbono e baixa liga, o endurecimento da Zona Afetada pelo Calor (ZAC) do metal de base é causado normalmente pela transformação da austenita à martensite que resulta da arrefecimento rápido do metal de solda. O grau de endurecimento depende do conteúdo da liga e da velocidade de arrefecimento. Para os aços de carbono e baixa liga, o efeito da composição é avaliado por meio do equivalente de carbono desenvolvido empìricamente (Ceq). A seguinte fórmula é usada mais frequentemente para determinar Ceq, que é adotado pelo Instituto Internacional de Soldadura:

No Japão, a seguinte fórmula é usada mais frequentemente para avaliar a temperabilidade dos aços de carbono e baixa liga:

Nestas fórmulas, C e outros elementos de liga representam os percentuais em massa.

Figura 1: Dureza máxima ZAC contra Ceq de aço macio de 20 mm de espesura e dos aços com elevada resistência a tração (soldadura da grânulo em placa com um eléctrodo D5016) [Referência 1].

Como indicado na Figura 1, a dureza ZAC máxima aumenta com o aumento do Ceq, ilustrando o efeito profundo e directo que o carbono tem na dureza. Outros elementos de liga afectam também a dureza, mas com menos influência. No total, afectam a temperabilidade da solda. Como indicado na figura, a dureza máxima ZAC de um aço de carbono ou baixa liga pode ser calculada segundo a fórmula Hmax = (666Ceq + 40) ± 40. Contudo, o uso mais importante deste conceito foi não prever a dureza, mas a temperatura mínima de pré-aquecimento necessária para evitar a formação de martensite dura ou uma microestrutura com ductilidade pobre.

Tal microestrutura, conjuntamente com a limitação de junta de solda e o conteúdo de hidrogênio do metal de solda, pode causar uma trinca a frio da solda. Segundo as indicações da Figura 2, a trinca de “underbead”, um tipo de trinca a frio que ocorre na ZAC, aumenta com o aumento do Ceq.

Figura 2: Efeito do Ceq do metal de base na trinca de “underbead” (Metal de base: Aço C-Mn de 38 mm de espesura; Eléctrodo coberto: E6010 de 3.2 mmØ; Condições de soldadura: 100A/25V/25cpm; Comprimento do grânulo: 32 mm) [Referência 2].

Para as razões discutidas, o Ceq é um indicador que possa ajudar a prever a temperabilidade ou a capacidade de soldadura do metal de base. Isto é, mais alto é o Ceq, maior será a dureza prevista e mais elevada será a temperatura de pré-aquecimento. Eis porque o Ceq pode ser incluído nas especificações materiais e nos códigos de construção de soldadura como um guia recomendado ou imperativo para regular a selecção de aço ou para controlar os procedimentos de soldadura.

» Referências «

[1] H.Suzuki e H.Tamura. Metalurgia de soldadura. Livro completo de soldadura-Séries 1, Sanpo Publication Inc.
　[2] S.Yamamoto. O ABC de soldadura por arco e inspecção. Shinko Welding Service Co., Ltd.

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