Na construção de estruturas como tanques esféricos e vasos de pressão, as soldas são submetidas a tratamentos térmicos pós-soldagem (PWHT) para reduzir as tensões residuais induzidas pelas soldagens e aumentar a resistência à fratura e as propriedades de fadiga das soldas. Como essas estruturas estão cada vez maiores e são operadas a pressões cada vez mais altas, e também em virtude da crescente demanda de energia, a resistência dos materiais de aço empregados foi progressivamente aumentada. Para atender esta tendência, foi desenvolvido o DW-A62LSR, um arame tubular rutílico (FCW) para materiais de aço da classe HT610 ou superior, para satisfazer os seguintes requisitos:
Como soldado: TS ≧ 621 MPa (90 ksi), vE ≧ 27J a -60℃
PWHT: TS ≧ 586 MPa (85 ksi), vE ≧ 27J a -40℃
A Tabela 1 mostra a composição química típica do metal depositado com [T]DW-A62LSR.
C | Si | Mn | P | S | Ni | Outras |
---|---|---|---|---|---|---|
0.05 | 1.14 | 1.29 | 0.007 | 0.008 | 2.59 | Mo, Ti, B |
As Figuras 1 e 2 mostram a relação entre as condições PWHT e as propriedades mecânicas do metal depositado.
Figura 1: Relação entre a resistência à tração e o
parâmetro temperado de Larson Miller (LMTP)
LMTP = T(20 + log t).
(T: Temperatura [K]; t: tempo de espera [horas])
Figura 2: Relação entre a energia absorvida e o LMTP
O efeito do aporte de calor (taxa de resfriamento a 540℃ [℃/s], calculada pela equação de Rosenthal) na resistência à tração e energia absorvida do metal depositado nas condições como soldado e PWHT foi examinado, e os resultados estão mostrados nas Figuras 3 e 4, respectivamente.
Figura 3: Relação entre a resistência à tração e a
taxa de resfriamento a 540℃ nas condições
como soldado e PWHT
(620℃ x 8 horas; LMTP = 18,7 x 103)
Linha contínua: como soldado; linha pontilhada: PWHT
Figura 4: Relação entre a energia absorvida e a
taxa de resfriamento a 540℃ nas condições
como soldado e PWHT
(620℃ x 8 horas; LMTP = 18.7x103)
Linha contínua: como soldado; linha pontilhada: PWHT:
Um teste de solda de junta de topo foi conduzido, nas condições apresentadas na Tabela 2.
Arame de solda | DW-A62LSR (1.2mmΦ) |
---|---|
Metal base | Aço classe TS610MPa (60 mm de espessura) |
Dimensão do chanfro |
![]() |
Posição e parâmetros de soldagem (aporte de calor) |
(1) Plana (1G): 270A-28V (1,2 kJ/mm) (2) Horizontal (2G): 260A-28V (0,8 kJ/mm) (3) Vertical ascendente (3G): 220A-24V (2,4 kJ/mm) |
PWHT | Como soldado & 620℃ x 8 horas (LMTP 18,7 x 103) |
Temperatura de pré-aquecimento e de interpasse |
90-110℃ e 140-160℃ |
Gás de proteção | 80% Ar-20% CO2; 25 litros/min |
A Figura 5 mostra as macroestruturas de juntas soldadas nas posições 1G, 2G e 3G. Os resultados do teste de propriedades mecânicas nas condições como soldado e PWHT são mostradas na Tabela 3.
Figura 5: Macroestrutura de juntas soldadas (posições 1G, 2G e 3G da esquerda para a direita)
Posição | Condição PWHT |
Propriedades de tração |
Resistência do entalhe |
|||
---|---|---|---|---|---|---|
0.2%PS [MPa] |
TS [MPa] |
El [%] |
Energia absorvida [J] | |||
-60℃ | -40℃ | |||||
1G | AW *1 | 713 | 748 | 22 | 67 | 81 |
PWHT *2 | 627 | 692 | 22 | 41 | 61 | |
2G | AW *1 | 722 | 752 | 22 | 81 | 91 |
PWHT *2 | 678 | 721 | 27 | 47 | 62 | |
3G | AW *1 | 640 | 706 | 24 | 61 | 90 |
PWHT *2 | 619 | 686 | 28 | 31 | 64 |
*1 AW: como soldado *2 PWHT: 620℃ x 8 horas