Interações Metal-Gás, Escória, Soldabilidade e Defeitos em Soldagem

Questão 1) Interações Metal-Gás em Processos de Soldagem

Discuta as interações entre metal/gás em processos de soldagem. Comente os efeitos benéficos e os possíveis defeitos gerados pela interação.

Resposta: As interações metal-gás ocorrem nos processos de fusão que utilizam um gás inerte para criar uma atmosfera protetora ao redor do metal fundido.

Efeitos benéficos: Proteção da poça de fusão contra impurezas presentes na atmosfera e na corrente de ar.

Possíveis defeitos: A dissolução de gás no metal fundido pode causar a formação de descontinuidades (particularmente porosidade) e a degradação das propriedades mecânicas.

Questão 2) Definição e Funções da Escória

Defina o que é escória e suas funções durante os processos de soldagem que utilizam este tipo de material.

Resposta: A escória é um resíduo não metálico produzido no processo de soldagem. No estado líquido, ela protege a poça de fusão das impurezas, formando uma barreira protetora, estabilizando o arco e facilitando a soldagem.

Questão 3) Índice de Basicidade e Teores de Oxigênio e Enxofre

Defina índice de basicidade e comente sua relação com os teores de oxigênio e enxofre nas propriedades da junta soldada.

Resposta: Na soldagem de aços e outras ligas, a basicidade do fluxo é fundamental na interação entre o fluxo e o metal fundido. O índice de basicidade (B) indica essa basicidade. Fluxos com B < 1,0 são ácidos; com 1,0 ≤ B ≤ 1,5 são neutros; e com B > 1,5 são básicos. Fluxos básicos geralmente resultam em menores teores de oxigênio e enxofre na solda, melhorando as propriedades mecânicas e a resistência à fissuração durante a solidificação. Porém, podem causar pior estabilidade operacional e dificultar a remoção da escória.

Questão 4) Identificação e Causas de Defeitos de Solda

Dadas as imagens, identifique os defeitos e comente sobre as principais causas.

• Falta de penetração: Cordão de solda que não une completamente a espessura das duas partes que estão sendo soldadas.
• Mordedura: Fusão excessiva do metal de base na região adjacente à margem do cordão de solda.
• Inclusão de escória: Aprisionamento de compostos não metálicos no cordão ou entre cordões de solda.

Questão 5) Mecanismo de Formação de Trincas Induzidas por Hidrogênio

Desenhe esquematicamente e explique o mecanismo de formação de trincas induzidas por hidrogênio na presença de inclusões de sulfeto de manganês.

Resposta: A fragilização por hidrogênio pode gerar trincas alguns dias após a soldagem. Essas trincas podem ser tão pequenas que ficam abaixo do limite de detecção dos ensaios não destrutivos. (A representação esquemática não pode ser incluída neste formato de resposta.)

Questão 7) Índice de Carbono Equivalente e Soldabilidade

Defina índice de carbono equivalente e sua importância para a soldabilidade dos materiais.

Resposta: O índice de carbono equivalente relaciona a temperabilidade do aço e sua soldabilidade. Quanto maior o valor, pior a soldabilidade. Valores abaixo de 0,41 representam boa soldabilidade. Acima disso, eletrodos básicos ou de baixo hidrogênio são recomendados. Acima de 0,45, o metal base deve ser pré-aquecido.

Questão 8) Requisitos para Boa Soldabilidade

Quais os requisitos que um material com boa soldabilidade deve apresentar?

Resposta:

• Resistência mecânica e tenacidade
• Qualidade da junta mesmo com diluição elevada
• Resistência à corrosão após a soldagem
• Não fragilizar durante o tratamento térmico de alívio de tensões

Questão 9) Efeitos dos Elementos de Liga na Soldabilidade

Quais os efeitos dos elementos de liga na soldabilidade dos materiais?

Resposta: Alteram a temperabilidade dos aços carbono nas ZAC e ZTA, influenciam as concentrações de C, Mn, Cr, Mo, Ni, V e Si, entre outros, e podem formar soluções sólidas intersticiais para endurecer a liga (aços: C, N e B; alumínio: Mg, Si, Mn).

Questão 10) Problemas na Soldagem de Aços Inoxidáveis Ferríticos

Quais os principais problemas encontrados na soldagem de aços inoxidáveis ferríticos? O que pode ser feito para minimizar esses problemas?

Resposta:

• Sensitização: Usar material adequado (estabilizado com titânio ou nióbio) e reduzir a energia de soldagem.
• Fragilização por hidrogênio: Utilizar procedimentos com baixos teores de hidrogênio durante o processo de soldagem.
• Crescimento de grão: Redução da energia de soldagem.

Questão 11) Problemas na Soldagem de Aços Inoxidáveis Austeníticos

Quais os principais problemas encontrados na soldagem de aços inoxidáveis austeníticos? O que pode ser feito para minimizar esses problemas?

Resposta:

• Trincas a quente: Usar material adequado com baixo teor de carbono ou estabilizado com nióbio ou titânio, reduzir a energia de soldagem, usar aços com baixos teores de enxofre e fósforo, usar metais de adição que geram teores de ferrita próximos a 8% no cordão de solda, e modificar a geometria da junta para reduzir as tensões.