DEFEITOS EM SOLDAGEM

Preparado por: Ramn S. C. Paredes, Dr. Eng.

Alguns dos defeitos que podem ocorrer no metal de solda so:

trincas de solidificao ou trincas a quentetrincas induzidas por hidrognio no metal de soldaporosidadeincluses de escria ou outras inclusestrincas de craterafalta de fusoperfil do cordo desfavorvel

Defeitos do metal de solda

1 Trinca longitudinal na ZTA.2 Trinca longitudinal na ZF3 Trinca de cratera

A maioria dos aos pode ser soldada com um metal de solda decomposio similar do metal de base. Sendo que aos com alto teorde liga e as ligas no ferrosas requerem metal de adio diferentes dometal de base.

Isso torna essas ligas suscetveis fissurao de solidificao ou aquente, que pode ser evitada mediante a escolha de consumveisespeciais que proporcionam a adio de elementos que reduzem afaixa de temperatura de solidificao.

Trincas de solidificao ou trincas a quente

A fissurao a quente tambm fortemente influenciada peladireo de solidificao na solda. Quando gros de lados opostoscrescem juntos numa forma colunar, impurezas e constituintes debaixo ponto de fuso podem ser empurrados na frente desolidificao para formar uma linha fraca no centro da solda.

Soldas em aos de baixo carbono que porventura possam conteralto teor de enxofre podem se comportar dessa forma, de modoque pode ocorrer fissurao no centro da solda.

(b)

Trinca em solda pelo processo arco submerso- unio em T

de Novais, 2010

Trincas induzidas por hidrognio no metal de solda

Esse modo de fissurao acontece a temperaturas prximas daambiente, sendo mais comumente observada na ZTA.

O hidrognio introduzido na poa de fuso atravs da umidade oudo hidrognio contidos nos compostos dos fluxos ou nas superfciesdos arames ou do metal de base.

Numa poa de fuso de ao o hidrognio se difunde do cordo desolda para as regies adjacentes da zona termicamente afetada queforam reaquecidas suficientemente para formar austenita.

medida que a solda se resfria a austenita se transforma e dificulta adifuso posterior do hidrognio.

Porosidade

A porosidade pode ocorrer de trs modos.

Primeiro, como resultado de reaes qumicas na poa de fuso, isto ,se uma poa de fuso de ao for inadequadamente desoxidada, osxidos de ferro podero reagir com o carbono presente para liberarmonxido de carbono (CO). A porosidade pode ocorrer no incio do cordo desolda na soldagem manual com eletrodo revestido porque nesse ponto a proteo no totalmente efetiva.

Segundo, pela expulso de gs de soluo medida que a soldasolidifica, como acontece na soldagem de ligas de Al quando ohidrognio originado da umidade absorvido pela poa e mais tardeliberado.

Terceiro, pelo aprisionamento de gases na base de poas de fusoturbulentas na soldagem com gs de proteo, ou o gs evoludodurante a soldagem do outro lado de uma junta em "T.

A maioria desses efeitos pode ser facilmente evitada, embora aporosidade no seja um defeito excessivamente danoso spropriedades mecnicas, exceto quando aflora superfcie.

Quando isso acontece, pode favorecer a formao de entalhes quepodero causar falha prematura por fadiga, por exemplo.

Porosidade

Costa Campos, 2009

Incluses

Com processos que utilizam fluxo possvel que algumas partculasdesse fluxo sejam deixadas para trs, formando incluses no cordo desolda.

mais provvel de as incluses ocorrerem entre passes subseqentesou entre o metal de solda e o chanfro do metal de base.

A causa mais comum a limpeza inadequada entre passes agravadapor uma tcnica de soldagem ruim, com cordes de solda semconcordncia entre si ou com o metal de base.

Assim como na porosidade, incluses isoladas no so muito danosass propriedades mecnicas, porm incluses alinhadas em certasposies crticas como, por exemplo, na direo transversal tensoaplicada, podem iniciar o processo de fratura.

H outras formas de incluses que so maiscomuns em soldas de ligas no ferrosas oude aos inoxidveis do que em aosestruturais.

Incluses de xidos podem ser encontradasem soldas com gs de proteo onde o gsfoi inadequadamente escolhido ou inclusesde tungstnio na soldagem GTAW (TIG) comcorrentes muito altas para o dimetro doeletrodo de tungstnio ou quando este tocaa pea de trabalho.

Freqentemente tambm encontra-seincluso de escoria devido a limpezainadequada (eletrodo revestido e tubular).

Costa Campos, 2009

Defeitos de cratera

Se a fonte de calor for repentinamente removida, a poa fundidasolidifica com um vazio que denominado cratera.

Quanto maior for a velocidade de soldagem, mais alongado ser oformato cordo.

A cratera est sujeita a conter trincas de solidificao na forma deestrela.

Quanto maior for a velocidade de soldagem, mais alongado ser oformato do cordo.

As tcnicas de soldagem ao final do cordo de solda sodesenvolvidas para corrigir esse fenmeno voltando o arco poralguns momentos para preencher a poa de fuso ou at mesmoreduzindo gradualmente a corrente enquanto se mantm o arcoesttico.

Falta de fuso

Esses so defeitos comuns fceis de seevitar. A causa pode ser uma corrente desoldagem muito baixa ou uma velocidadede soldagem inadequada. de Novais, 2010

Falta de fuso +++

de Novais, 2010

Defeitos na ZTA

Alguns dos defeitos que podem ocorrer na ZTA so:

Fissurao por hidrognio

Decoeso lamelar

Trincas de reaquecimento

Fissurao por corroso sob tenso

Trincas de liquao ou microfissurao

Esse tipo de fissurao pode ocorrer numa microestruturatemperada suscetvel fissurao como a martensita, aliada tenso aplicada.

Para qualquer ao a dureza atingida na ZTA depende diretamente dataxa de resfriamento e quanto maior a taxa de resfriamento maisfacilmente a estrutura pode trincar.

Um importante fator influenciando a taxa de resfriamento a massade material sendo soldada: quanto maior a espessura da junta,maior a velocidade de resfriamento.

Fissurao por hidrognio

O tipo de junta tambm afeta a taxa de resfriamento pelo nmero decaminhos ao longo dos quais o calor pode fluir. Numa junta de topoh dois caminhos. Por outro lado, numa junta em ngulo h trscaminhos, de tal modo que um cordo de solda de mesmo tamanhonessa junta resfria-se mais rapidamente.

Caminhos do fluxo de calor em juntas de topo e em ngulo .

Trincas por hidrognio na zona termicamente afetada numa junta em ngulo feita com um eletrodo rutlico.

ESAB, 2004

Trincas por hidrognio na zona termicamente afetada

Buschinelli, 2011

Decoeso lamelar

Esse defeito ocorre em chapas grossas como resultado de imperfeies no metal debase acentuadas pelas deformaes de soldagem e projeto de junta inadequado.

Chapas de ao so provavelmente afetadas devido as suas pobres propriedades aolongo da espessura provenientes de regies finas de incluses no metlicasdispostas em camadas paralelas superfcie.

Essas so abertas pelas deformaes de soldagem, formam trincas prximas ZTA ese propagam na forma de degraus.

Decoeso lamelar na ZTA de umajunta de topo multipasse

Buschinelli, 2011

Princpios de (a) almofadamento e (b) almofadamento durante a prpria soldagem

Trincas de reaquecimento

Esse fenmeno pode acontecer em alguns aos de baixa liga noscontornos de gro, normalmente na regio de granulaogrosseira da ZTA, aps a solda ter entrado em servio a altastemperaturas ou ter sido tratada termicamente.

As causas reais para esse fenmeno so complexas e no estocompletamente entendidas, mas o mecanismo pode envolverendurecimento no interior dos gros pelos formadores decarbonetos como cromo, molibdnio e vandio, concentrando adeformao nos contornos de gro que, se contiverem impurezascomo enxofre, fsforo, poder haver colapso nessas regies.

TRINCAS DE REAQUECIMENTO

CMn steel weld

Trincas de reaquecimento em ao CrMoV Buschinelli, 2011

Fissurao por corroso sob tenso - CST

uma forma de fissurao que pode ocorrer em muitos materiais eest usualmente associada presena de um meio corrosivo como,por exemplo, sulfeto de hidrognio (H2S), podendo atacar a regioendurecida da ZTA em tubulaes de ao.

Por isso especificada muitas vezes uma dureza mxima.Precaues gerais contra a CST incluem a seleo cuidadosa dometal de base e de um tratamento ps-soldagem adequado parareduzir as tenses e colocar a ZTA em sua condio microestruturalmais adequada.

Corroso sob tenso

Meio

agressivo

Tenses

trao

Material

susceptvel

CST

Corroso sob tenso

Corra, 2011

Trincas de liquao

Outros possveis defeitos na ZTA incluem trincas de liquaocausadas pela fuso de constituintes de baixo ponto de fusopresentes nos contornos de gro, resultando em microtrincasque podem posteriormente formar stios de propagao detrincas maiores.

Microestrutura da zona de ligaomostrando a formao dasmicrotrincas de liquao.

Paredes, 2001

AISI 304

Zona fundida eno misturada

Iconel625

Iconel625

Liquao nocontorno de gro

Trincas de liquao

Costa Campos, 2009

1) Paulo Rogerio Santos de Novais. Avaliao das principais descontinuidades encontradas nas juntas soldadas, causas

e possveis solues - Contribuio tcnica n 9. ABCM Associao Brasileira de Construo Mecnica

2010.

2) Augusto Buschinelli Et.al. TRINCAS A FRIO INDUZIDAS PELO HIDROGNIO - mtodos para determinao do

pr-aquecimento UFSC 2011

3) Wagner Reis da Costa Campos , ET AL. CARACTERIZAO MICROESTRUTURAL DE SOLDA DISSIMILAR -

AO INOXIDVEL AUSTENITCO AISI 304 COM ADIO DE LIGA DE NQUEL INCONEL 625. T

ecnol. Metal. Mater. Miner., So Paulo, v. 6, n. 1, p. 19-23, jul.-set. 2009

4) Celso Ricardo Corra - Consultor de Manuteno. Deteco de Trincas e Substituio de Tubos Compostos em

Caldeira de Recuperao. 2011.

5) ESAB Metalurgia da Soldagem 2004.

Referncias