A soldadura de penetração total é sempre superior à soldadura por fusão profunda? Esta questão intriga muitos na indústria metalúrgica. Este artigo analisa os pontos fortes e fracos de ambas as técnicas, detalhando as suas aplicações, implicações de custos e requisitos de inspeção. No final, perceberá quando deve escolher a penetração total para obter resistência e fiabilidade, ou a fusão profunda para obter eficiência e rentabilidade.
Do ponto de vista da ciência dos materiais, a soldadura por fusão profunda envolve uma reação metalúrgica parcial entre os metais soldados de ambos os lados, com uma profundidade limitada em comparação com a soldadura de penetração total.
A soldadura de penetração total, pelo contrário, assegura um processo de transformação de fase completo para os metais soldados, resultando numa estrutura interna mais homogénea e em menos defeitos metalúrgicos.
Consequentemente, as soldaduras de penetração total apresentam caraterísticas de resistência superiores em comparação com as soldaduras de fusão profunda.
A soldadura de filete, a soldadura de fusão profunda e a soldadura de penetração total representam as três formas mais comuns de soldaduras de filete contínuas. A geometria específica do bisel depende de factores como a espessura da chapa e o método de soldadura.
De acordo com as normas DNV e LR, as soldaduras de fusão profunda não requerem ensaios ultra-sónicos (UT), enquanto as soldaduras de penetração total requerem a inspeção UT 100%.
A soldadura de penetração total requer a limpeza da raiz para eliminar defeitos de soldadura antes da selagem do lado posterior. A soldadura por fusão profunda não requer a limpeza da raiz do lado posterior, e o desenho do bisel é determinado pela espessura da chapa e pela profundidade de fusão desejada.
As estruturas sujeitas a cargas dinâmicas requerem normalmente a soldadura de penetração total para atenuar a concentração de tensões e melhorar as propriedades mecânicas da junta de soldadura, vantagens não oferecidas pela soldadura por fusão profunda.
Do ponto de vista da resistência, as juntas estruturais críticas exigem geralmente uma soldadura de penetração total. No entanto, se a soldadura por fusão profunda puder garantir uma resistência de soldadura adequada, as juntas de penetração total podem não ser necessárias.
Os processos de soldadura devem equilibrar a aplicabilidade, a fiabilidade e a relação custo-eficácia. A soldadura de penetração total, comparada com a soldadura por fusão profunda, consome mais materiais de soldadura, aumenta a intensidade do trabalho e requer inspecções pós-soldadura mais extensas.
A soldadura por fusão profunda aumenta a profundidade de penetração da junta e é frequentemente utilizada quando o ângulo de soldadura de filete é excessivo, permitindo uma redução de 15-20% no tamanho da perna de soldadura.
A American Welding Society (AWS) classifica a soldadura por fusão profunda como penetração parcial da junta, enquanto a penetração total é definida como penetração completa da junta. Em alguns contextos, a soldadura por fusão profunda é designada por PP (Penetração Parcial) e a penetração total por FP (Penetração Total).
Os requisitos de inspeção diferem para estes tipos de soldadura. As soldaduras de fusão profunda são normalmente submetidas apenas a ensaios de estanquidade, enquanto as soldaduras de penetração total requerem ensaios de estanquidade e ensaios de partículas magnéticas (MT) ou ultra-sónicos (UT).
As práticas modernas envolvem geralmente a preparação do bisel para ambos os tipos, com variações nas dimensões da face da raiz. A soldadura de penetração total mantém normalmente uma face de raiz de 4 mm, exigindo a limpeza do lado posterior, enquanto a soldadura de fusão profunda permite uma face de raiz maior sem limpeza do lado posterior.
As geometrias das juntas de soldadura também diferem. A soldadura por fusão profunda (muitas vezes erradamente designada como "PENETRAÇÃO COMPLETA" no texto original) utiliza tipicamente uma secção transversal em forma de V com formação unilateral, deixando uma face de raiz de 0-2 mm. Esta raiz é diretamente fundida durante a soldadura, sendo a formação do lado posterior frequentemente facilitada por um suporte cerâmico. As aplicações mais comuns incluem as ligações entre a chapa do convés e o convés principal e as ligações entre o assento inferior da antepara do tipo ranhura e a chapa inferior interior.
A verdadeira soldadura de penetração total (incorretamente rotulada como "DEEP PENETRATION" no texto original) emprega geralmente uma secção transversal em forma de K ou de Y, com uma face de raiz superior a 3 mm. Este método envolve a soldadura de dupla face e é tipicamente reservado para juntas com requisitos especiais.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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