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NOÇÕES DE
SOLDAGEM
aula 2
soldabilidade
composição química processamento
microestrutura propriedades mecânicas
aço ao carbono aço C-Mn aço Cr-Mo aço inox fundido forjado laminado tratado
AÇOS
baixa resistência média resistência alta resistência
tenacidade controlada soldabilidade
solicitações
fadiga corrosão desgaste fluência impacto
procedimento
de soldagem
tecnologias de fabricação
tecnologias de inspeção normas
LIGAS NÃO
FERROSAS
Niquel Aluminio Titânio Cobre
SOLDABILIDADE
- susceptibilidade à formação de defeitos
trincamento a quente
segregação de produtos de baixo ponto de fusão
trincamento a frio
martensita + hidrogênio + tensão + baixa temperatura
trincamento em reaquecimento
elementos endurecedores por precipitação
- susceptibilidade à perda de propriedades
metal de base
endurecimento excessivo amaciamento excessivo fragilização
BREVE REVISÃO DE METALURGIA diagrama Fe-C curvas de resfriamento recristalização AÇO AO CARBONO COMUM AÇO BAIXA LIGA (% ELEMENTOS DE LIGA < 8%) C-Mn por exemplo ASTM A516 gr 70 microligado (Nb, Ti, V) por exemplo pipelines API 5LX-70, X- temperado e revenido de baixo C por exemplo ASTM A 514 Cr-Mo ferrítico para alta temperatura 1%Cr , 5% Cr Cr-Mo ou Cr-Ni-Mo família 41xx, 43xx, 86xx temperado e revenido HTLA AÇO ALTA LIGA (> 8% EL) RESISTENTES À CORROSÃO - INOXIDÁVEIS (Cr > 12%) MARTENSÍTICOS (Cr ~12%), alta resistência FERRÍTICOS (Cr ~20%) , resistência à corrosão AUSTENÍTICOS (Cr + Ni), resistência à baixa temperatura DUPLEX (22 ou 25 Cr + Ni + N), resistência à corrosão RESISTENTES AO CALOR - REFRATÁRIOS RESISTENTES AO DESGASTE – FERRAMENTAS, MATRIZES
FERROS FUNDIDOS LIGAS NÃO FERROSAS solubilização envelhecimento
APORTE DE CALOR
Depende de:
- Processo de soldagem (V, I)
- Bitola do eletrodo
Técnica de soldagem
GTAW 15V
SMAW 25 V
SAW 35 V
A extensão das alterações no material (ZTA) depende não somente dos ciclos aplicados mas também das características do material de base.
REPARTIÇÃO TÉRMICA
temperatura máxima x distância
Regiões
da
Junta
Soldada
metal de solda
ZTA
metal de base
REPARTIÇÃO
TÉRMICA
Processo P de mais baixo aporte de calor que processo P
Vt – velocidade de resfriamento
Escoamento de calor na soldagem de cordão
sobre chapa:
(a) chapa fina - escoamento de calor bidimensional
(b) chapa grossa - escoamento de calor tridimensional.
A velocidade de resfriamento na zona adjacente à solda é determinada por fatores relacionados à TROCA DE CALOR, a saber:
GEOMETRIA,
ESPESSURA,
APORTE DE CALOR,
TEMPERATURA DE PRÉ-AQUECIMENTO.
O tipo de microestrutura formada na ZTA depende do mecanismo de endurecimento do material e de sua curva de resfriamento.
Com os mesmos ciclos de soldagem um flange de ASTM A 105 sofreu endurecimento maior do que um tubo de ASTM A106. O flange tem mais massa que o tubo e maior teor de carbono.
flange tubo
TENSÕES RESIDUAIS
Tipo de material
aço de alto limite elástico σ
aço C-Mn
LR
LR
limite de escoamento limite de resistência
ε
LE
LE
Alívio térmico de tensões
Alívio mecânico de tensões
expansão, martelamento, peening
TRATAMENTO TÉRMICO DE
ALÍVIO DE TENSÕES
Condições de alívio obrigatório:
- materiais de alto limite elástico
- aços temperados e revenidos
- grandes espessuras soldadas
Condições de alívio recomendado:
trincamento a quente
TRINCAS
a quantidade de hidrogênio depende do processo de soldagem
TEMPERATURA DE PREAQUECIMENTO (T 0)
SUGERIDA PARA A SOLDAGEM DE AÇOS
COM DIFERENTES VALORES DE CARBONO
EQUIVALENTE (CEQ)
CEQ T0 [O]
ATÉ 0,45% OPCIONAL
DE 0,45% A 0,60% DE 100 A 200 O^ C
ACIMA DE 0,60% DE 200 A 370 O^ C
susceptibilidade ao trincamento a frio
trinca facilmente
trinca raramente
trinca se não tomar cuidado
ARBL TTM baixo carbono Cr-Mo temperados e revenidos alta resistência T e R
Decoesão Lamelar
Grandes espessuras Aços mais impuros
Modificação de Projeto Uso de almofada
