Efeitos Térmicos na Soldagem de Materiais Metálicos

Soldagem

Efeitos Térmicos na Soldagem de Materiais Metálicos

Ação – Reação: Os materiais respondem física, mecânica e metalurgicamente a agressão térmica. O fluxo de calor define as características finais da junta soldada.

O ciclo térmico é importante porque com ele se pode conhecer as possíveis mudanças microestruturais e consequentemente as propriedades finais de uma junta soldada, como o tamanho de grão.

A – Condutividade térmica do metal base: o metal base que tem mais condutividade (Cu por exemplo) resfria mais rápido pelo efeito da transferência de calor.

B – Espessura: Uma espessura maior tem um tempo de resfriamento mais rápido, porque a soldagem é um processo pontual, então soldando uma espessura maior, mais difícil a dissipação deste calor gerado.

C – Geometria da peça: Depende das direções que o calor pode ser dissipado, em L por exemplo são 3 direções, e de topo normal são 2, então em L dissipa mais rápido, tempo de resfriamento mais rápido.

D – Energia, Velocidade de soldagem e Temperatura inicial da junta: Normalmente, a energia de soldagem baixa, apesar de agredir menos a peça (Pretendido), representa um rápido resfriamento, o que pode representar mudança de microestrutura. Portanto, é indicado um pré-aquecimento da junta, para poder utilizar a energia baixa e ainda assim ter um resfriamento mais lento.

A energia está inversamente proporcional a velocidade de soldagem.

Energia de soldagem baixa: propriedades otimizadas da junta soldada. Ela dimensiona o grau de agressão da junta, por isso deve-se limitar seu valor máximo, garantindo uma situação conservadora, pois a mínima energia é ditada pelos parâmetros operacionais para se efetuar a união por soldagem.

Regiões que podem ser visualizadas em uma junta soldada monopasse:

Solda: Zona fundida. (Onde a Temperatura de soldagem é maior que a de fusão)

ZTA: Zona termicamente afetada, vizinha a solda, que permaneceu no estado sólido e foi submetida ao ciclo térmico, com possíveis mudanças de microestrutura e propriedades. (Entre a Temperatura de fusão e a crítica)

Metal base: não alterou microestrutura e propriedades. (abaixo da crítica)

Para Multipasse, soma-se: Cada cordão de solda depositado impõe um ciclo térmico ao anterior e também as ZTAs. Região reaquecida: metal depositado que ficou submetido ao ciclo térmico de um cordão depositado anteriormente. (Depende do tempo e temperatura pra alterar microestrutura)

Tensões Térmicas

Abaixo do limite de escoamento do material: tensões residuais internas na junta. Não há evidencia dela no exterior. Podem fragilizar a peça, em processos posteriores como usinagem ou em serviço, induzindo o empeno, trincamento ou corrosão sob tensão.

Acima do escoamento: Deformação plástica, causa instabilidade dimensional, empena ou distorce a peça.

Solução:

- Processos e procedimentos: eficiência do processo em função do tipo de fonte térmica usada. Menor aquecimento e ou volume = menor distorção ou empeno.