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.

①

Use os eléctrodos de hidrogênio baixo na soldadura por arco de metal protegido.

②

Use os fios sólidos na soldadura por arco de metal de gás para reduzir o hidrogênio a um nível inferior.

③

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).

・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

①

Seja certo secar os eléctrodos cobertos para a soldadura por arco de metal protegido antes do uso.

②

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.

③

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.

④

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.

⑤

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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