Já se perguntou como é que os engenheiros de soldadura resolvem os problemas mais comuns na sua área? Desde a compreensão dos defeitos de soldadura até ao domínio das melhores técnicas para diferentes materiais, este artigo abrange 80 perguntas frequentes essenciais que todos os profissionais de soldadura devem conhecer. Mergulhe neste guia abrangente para aprender soluções práticas e dicas que irão melhorar as suas competências de soldadura e garantir resultados de alta qualidade nos seus projectos. Quer se trate de lidar com cortes inferiores, de escolher o método de soldadura correto ou de garantir a segurança, este recurso tem tudo o que precisa.
A presença de poros numa soldadura pode enfraquecer a sua secção de trabalho efectiva, resultando numa diminuição das propriedades mecânicas da soldadura, tais como a sua plasticidade, flexão e resistência ao impacto.
Nos casos em que os poros são graves, a estrutura metálica pode sofrer danos durante o funcionamento, especialmente em ambientes com tensões alternadas, como o golpe de aríete, vibração mecânica, alterações de temperatura, etc.
Causas: O ângulo de ranhura incorreto da soldadura, as folgas de montagem desiguais, a velocidade de soldadura incorrecta ou os métodos incorrectos de transporte do elétrodo e a seleção ou mudança incorrecta do elétrodo e do ângulo podem levar a problemas de soldadura.
Método de prevenção: Para evitar estes problemas, é essencial selecionar o ângulo de ranhura e a folga de montagem adequados.
Além disso, a seleção correcta do processo de soldadura Os parâmetros de soldadura, especialmente o valor da corrente de soldadura, e a adoção de métodos de transporte de tiras e ângulos adequados garantirão uma formação de soldadura uniforme.
Causas: A seleção inadequada dos parâmetros do processo de soldadura, a corrente de soldadura excessiva, o arco prolongado, a velocidade incorrecta de transporte da tira e a velocidade do elétrodo são as principais causas.
Método de prevenção: Para prevenir esta situação, é importante escolher a corrente e a velocidade de soldadura adequadas, evitar arcos excessivamente longos e dominar o método e o ângulo correctos de transporte da tira.
A camada de revestimento pressionada sobre a superfície do núcleo de soldadura é designada por revestimento.
A sua função é：
(1) Melhorar a estabilidade do arco de soldadura.
(2) Proteger o metal fundido do ar exterior.
(3) Transição elementos de liga são adicionados para obter as propriedades de soldadura necessárias.
(4) Melhorar o desempenho e a produtividade do processo de soldadura.
O processo de tratamento térmico envolve o aquecimento de peças de aço a uma temperatura superior a Ac3 ou Ac1, mantendo-a durante um determinado período de tempo e, em seguida, arrefecendo-a a uma velocidade adequada para obter martensite ou bainite. Este processo é normalmente designado por têmpera e é utilizado para melhorar a dureza, a força e a resistência ao desgaste do aço.
Caracteriza-se por:
(1) Oxidação do gás CO2;
(2) O efeito de arrefecimento do fluxo de ar cria poros na soldadura à medida que a poça de fusão solidifica rapidamente. No entanto, este processo é benéfico para soldadura de placas e resulta numa menor deformação após a soldadura.
(3) As juntas soldadas com baixo teor de hidrogénio apresentam uma elevada resistência à fissuração a frio em CO2 soldadura com proteção gasosa.
(4) A soldadura com proteção de gás de dióxido de carbono está frequentemente associada a salpicos, o que constitui a sua principal desvantagem.
As causas dos salpicos são as seguintes:
Encher o elemento de pressão com ar comprimido misturado com amoníaco 1% e fixar um papel ou uma ligadura embebida numa solução aquosa de nitrato de mercúrio 5% no exterior da soldadura. Em alternativa, pode também ser utilizado papel branco embebido em reagente de fenolftaleína.
Se houver uma fuga, aparecerão pontos pretos (ou vermelhos se for utilizado papel de fenolftaleína) na posição correspondente da tira de papel ou da ligadura.
Este método é altamente preciso e eficiente, especialmente para verificar a estanquidade da soldadura a baixas temperaturas ambiente.
A soldadura é classificada em três grupos, com base na energia adoptada e nas características do processo: soldadura por fusão, soldadura por pressãoe brasagem. Cada uma destas categorias é ainda dividida em vários métodos de soldadura.
A soldadura por fusão divide-se em seis tipos: soldadura por arco, soldadura por gás, soldadura por termite, soldadura por escória eléctrica, soldadura por feixe de electrões e soldadura a laser.
A soldadura por pressão divide-se em sete tipos: soldadura por pontos por resistência, soldadura por costura, soldadura topo a topo por resistência, soldadura por ultra-sons, soldadura por explosão, soldadura por difusãosoldadura por fricção e soldadura de alta frequência.
Brasagempor outro lado, inclui a brasagem por chama, a brasagem por indução, a brasagem em forno, a brasagem com solução salina e a brasagem por feixe de electrões.
A soldadura por arco tem quatro subcategorias: soldadura por arco com elétrodo, soldadura por pinos, soldadura com proteção gasosa, soldadura por arco submerso e arco de plasma soldadura. A soldadura com proteção gasosa divide-se ainda em soldadura por arco de árgonsoldadura por arco com dióxido de titânio e soldadura com hidrogénio atómico.
Corte térmico de metais, pulverização e goivagem por arco de carbono são métodos de processamento de metais que são semelhantes às técnicas de soldadura. Normalmente, enquadram-se no âmbito técnico das especialidades de soldadura.
O ângulo de ranhura é o ângulo incluído entre duas superfícies de uma ranhura.
A folga de raiz é a folga deixada entre a raiz de uma junta antes da soldadura. A sua função é assegurar a penetração da raiz durante a soldadura de apoio.
Uma aresta romba refere-se à aresta reta da face final ao longo da raiz da ranhura da junta da soldadura quando esta é biselada. É utilizada para evitar que a raiz se queime.
(1) Note-se que a tensão em vazio não deve exceder o valor nominal, que é de 60V CA ou 90V CC.
(2) Devem ser utilizados óculos de proteção para remover as escórias de soldadura.
(3) As áreas de construção com um grande número de pessoas devem ter persianas para evitar a radiação de arco doméstico.
(4) As pinças de soldadura com varetas de soldadura não devem ser colocadas ao acaso.
(5) Vareta de soldadura As cabeças não devem ser atiradas de forma descuidada; em vez disso, devem ser empilhadas no centro. Deve ser dada especial atenção à prevenção de incêndios.
(6) Ao soldar metais não ferrosos, tubos galvanizados ou ligas, devem ser usadas máscaras para evitar a inalação de óxido de zinco.
(7) O local, as ferramentas e o equipamento devem ser limpos e a fonte de alimentação deve ser desligada no final do trabalho.
(8) O invólucro da máquina de soldadura deve ser ligado à terra.
(9) Quando forem necessárias cinzas vegetais para isolamento térmico e arrefecimento lento, ter cuidado com os objectos circundantes para evitar incêndios.
(10) Desligar a alimentação eléctrica antes de deslocar a máquina de soldar ou de mudar a cablagem.
(11) As operações de soldadura devem ser efectuadas no interior da embarcação e supervisionadas no exterior.
(12) Ao soldar e reparar recipientes ou tubos que contenham meios inflamáveis e explosivos, estes devem ser substituídos e qualificados, e todas as tampas devem ser abertas.
Na soldadura, o fluxo é o principal fator para garantir qualidade da soldadura.
Tem as seguintes funções:
(1) Após a fusão, o fluxo sobe à superfície do metal fundido para proteger a poça de fusão e evitar a erosão causada por gases nocivos presentes na atmosfera.
(2) O fluxo ajuda na desoxidação e na formação de ligas e, em conjunto com o fio de soldadura, atinge a composição química e as propriedades mecânicas necessárias do metal de solda.
(3) Ajuda a obter uma soldadura bem formada.
(4) Reduz a taxa de arrefecimento do metal fundido, minimizando assim defeitos como poros e inclusões de escória.
(5) Além disso, evita os salpicos, reduz as perdas e aumenta o coeficiente de ligação.
Advantagem:
(1) O processo é flexível e altamente adaptável;
(2) É garantida uma produção de alta qualidade;
(3) A deformação pode ser facilmente controlada e a tensão pode ser melhorada através de ajustamentos do processo;
(4) O equipamento é simples e fácil de utilizar.
Desvantagens:
(1) Os requisitos para os soldadores são rigorosos e a tecnologia e a experiência da operação de soldadura têm um impacto direto na qualidade do produto. (2) As condições de trabalho podem ser inferiores e (3) a produtividade pode ser baixa.
Durante o processo de soldadura, a fonte de calor move-se ao longo da soldadura, provocando alterações de temperatura em diferentes pontos ao longo do tempo. Este fenómeno é conhecido como ciclo térmico de soldadura do ponto.
Factores de influência:
(1) Parâmetros do processo de soldadura e energia linear;
(2) Temperatura de pré-aquecimento e interpasse; espessura da placa, forma da junta e condutividade térmica dos materiais.
Causas:
É o resultado da tensão de tração quando a poça de fusão arrefece e cristaliza, e a camada fina líquida formada pelo eutéctico de baixo ponto de fusão durante a solidificação.
Métodos de prevenção:
Durante a soldadura por fusão, a relação entre a largura da soldadura (b) e a espessura calculada da soldadura (H) na secção transversal de uma única soldadura, denotada como ф= B / h, é conhecida como o fator de formação da soldadura.
Um menor fator de formação da soldadura indica uma soldadura mais estreita e profunda, o que pode aumentar a probabilidade de poros, inclusões de escória e fissuras na soldadura. Assim, é importante manter o fator de formação da soldadura a um nível adequado.
As causas são:
(1) Ferrugem e humidade;
(2) Método de soldadura;
(3) Tipo de soldadura vara;
(4) Tipo e polaridade da corrente;
(5) Parâmetros do processo de soldadura;
Métodos de prevenção:
(1) Para a soldadura por arco manual, deve ser deixado um espaço de 10 mm em ambos os lados da soldadura. Para a soldadura por arco automática, a ferrugem e outras sujidades superficiais num espaço de 20 mm em ambos os lados da soldadura devem ser cuidadosamente removidas.
(2) Antes da soldadura, a vareta de soldadura e o fluxo devem ser rigorosamente secos de acordo com os regulamentos e armazenados num barril de isolamento para fácil utilização e acesso.
(3) Assegurar a adoção de parâmetros de processo de soldadura adequados. Quando se utiliza um elétrodo alcalino para soldar, deve ser efectuada uma soldadura por arco curto.
A liga do metal de solda consiste em transferir os elementos de liga necessários para o metal de solda (metal de revestimento) através do material de solda para fazer a solda composição metálica cumprir os requisitos exigidos.
Os métodos de liga incluem principalmente:
1) Aplicação de soldadura de ligas fio;
2) Aplicar o fio fluxado ou o elétrodo fluxado;
3) Utilizar um revestimento de liga metálica ou um fluxo cerâmico;
4) Aplicação de pó de liga metálica;
5) Aplicar a reação de deslocamento.
As causas de fissuras frias incluem principalmente os três aspectos seguintes:
(1) Quanto maior for a tendência de endurecimento do aço endurecido, mais susceptíveis são os materiais com teor de carbono que excedam a do aço 16MnR estão sujeitos a fissuração a frio.
(2) O papel do hidrogénio: Durante a soldadura, o metal de solda absorve mais hidrogénio e, devido à rápida taxa de arrefecimento da solda, algum hidrogénio pode permanecer no metal de solda.
(3) Tensão de soldadura: O hidrogénio, a estrutura endurecida e a tensão são as principais causas da fissuração a frio.
A fissuração a frio é mais provável de ocorrer durante a soldadura de aço de baixa liga e alta resistência, aço de carbono médio, aço ligado e outros tipos de açomas é menos comum na soldadura de aço com baixo teor de carbono e de aço inoxidável austenítico.
O arco por impulsos foi adotado na soldadura por arco com proteção gasosa mista, marcando um desenvolvimento significativo na tecnologia de arco com proteção gasosa. Esta inovação alarga o âmbito de aplicação da soldadura por arco com proteção gasosa. soldadura eléctrica e oferece as seguintes vantagens:
(1) A técnica oferece as vantagens da transição por curto-circuito e da transição por jato, tornando-a adequada para a soldadura de chapas finas e grossas, e é aplicável a todas as posições de soldadura.
(2) Permite um controlo eficaz da entrada de calor no metal de base, melhorando assim o desempenho de juntas soldadas.
(3) Possui uma vasta gama de regulação de corrente e uma forte adaptabilidade.
O elétrodo Acid oferece um excelente desempenho do processo, um aspeto atraente e é insensível à ferrugem, gordura, humidade, etc. Além disso, tem uma baixa absorção de humidade e pode ser utilizado com fontes de alimentação CA e CC.
No entanto, o elétrodo ácido tem vários inconvenientes, incluindo dessulfuração e desaeração incompletas, ausência de desfosforização, fraca resistência a fissuras e baixas propriedades mecânicas.
Por outro lado, o elétrodo alcalino tem uma boa resistência à fissuração, desaeração completa, fácil remoção de escórias, boa formação da solda e elevadas propriedades mecânicas. As suas principais desvantagens são a forte absorção de humidade e a fraca resistência aos poros.
Geralmente, o elétrodo alcalino só pode utilizar uma fonte de alimentação de corrente contínua. No entanto, se for adicionada uma quantidade adequada de estabilizador de arco ao revestimento, pode utilizar tanto CA como CC.
As medidas para melhorar a resistência da ligação das juntas sobrepostas são:
(1) Quando a estrutura o permite, as juntas sobrepostas com ambos os lados soldaduras de filete e as soldaduras de filete frontais devem ser utilizadas tanto quanto possível para reduzir a concentração de tensões e melhorar a distribuição das tensões.
(2) As soldaduras de encaixe e as soldaduras com ranhuras devem ser adicionadas à soldadura sobreposta.
(3) Uma junta sobreposta unilateral de costura reta pode utilizar uma forma de sobreposição de costura em dente de serra.
Durante a soldadura por arco de corrente contínua, o golpe parcial do arco causado pela ação da força electromagnética no circuito de soldadura é chamado golpe parcial magnético.
As medidas para evitar o sopro de polarização magnética incluem geralmente:
O pré-aquecimento é uma medida eficaz para reduzir a taxa de arrefecimento após a soldadura. Não só prolonga o tempo de arrefecimento dentro do intervalo de austenite temperatura de transformação e reduz a tendência de endurecimento, mas também prolonga o tempo de arrefecimento quando a temperatura máxima de aquecimento da soldadura atinge 100 ℃, o que ajuda na fuga de hidrogénio.
Além disso, o pré-aquecimento pode reduzir a tensão de soldadura e evitar fissuras a frio.
As causas da inclusão de escória são:
As medidas para evitar a inclusão de escórias incluem:
As medidas para reduzir a concentração de tensões nas juntas soldadas são:
As propriedades mecânicas do metal de solda dependem de vários factores, incluindo a sua composição química, a relação de fusão, a camada de soldadura e linha de soldadura energia.
Entretanto, as propriedades mecânicas da zona afetada pelo calor são influenciadas principalmente pela energia da linha de soldadura.
Além disso, as propriedades mecânicas globais da junta soldada podem ser afectadas pelo facto de o tratamento térmico ser realizado após a soldadura.
Para evitar fissuras a frio durante a soldadura do aço 15CrMo, devem ser tomadas as seguintes medidas de processo:
(1) Pré-aqueça a soldadura a 150 ~ 300 ℃ antes de soldar. No entanto, para o suporte de soldadura por arco de árgon e soldadura com proteção de gás CO2, o pré-aquecimento pode ser reduzido ou omitido.
(2) Cobrir imediatamente a soldadura e a zona afetada pelo calor com uma tela de amianto após a soldadura para permitir um arrefecimento lento.
(3) Realizar a têmpera de alta temperatura a 680 ~ 700 ℃ imediatamente após a soldadura.
O processo de revestimento de uma camada de transição é utilizado para obter um desempenho de junta de alta qualidade quando são soldados metais diferentes, como o aço.
Por exemplo, ao soldar aço inoxidável austenítico e aço perlítico estabilizado com boro, a aplicação de uma camada de transição num dos lados do aço perlítico resistente ao calor ajuda a reduzir o tamanho da camada de difusão e a minimizar a probabilidade de fissuras.
Do mesmo modo, ao soldar aço com cobre ou as suas ligas, a aplicação de uma camada de transição no aço ou no cobre e nas suas ligas ajuda a evitar fissuras de penetração e melhora o desempenho geral da junta.
Durante a regulação da temperatura na escória e no metal fundido, ocorre uma série de reacções metalúrgicas. Estas reacções incluem a desoxidação, a desfosforização, a dessulfuração e a formação de ligas.
O controlo adequado destas reacções pode melhorar significativamente a qualidade da soldadura. Por exemplo, a adição de uma quantidade suficiente de desoxidante ao revestimento do elétrodo pode desoxidar eficazmente a poça de fusão.
Do mesmo modo, a adição de uma quantidade adequada de óxido alcalino ao revestimento do elétrodo ou ao fluxo pode remover parcialmente o enxofre e o fósforo da poça de fusão. Adicionalmente, a utilização de elementos de liga no fluxo ou diretamente no núcleo ou fio de soldadura pode transferir os componentes de liga adicionados para a soldadura.
Por conseguinte, estas reacções metalúrgicas são amplamente utilizadas no processo de soldadura por fusão.
O árgon puro pode ser utilizado como gás de proteção durante o processo TIG soldadura de aço inoxidável. No entanto, quando o MIG soldadura de aço inoxidávelA utilização de árgon puro pode resultar num aspeto imperfeito da soldadura devido ao desvio do cátodo.
Para evitar isto, pode ser utilizado um gás misto rico em árgon para proteção. Por exemplo, a adição de oxigénio 1-2% ou oxigénio 1-2% e dióxido de carbono 5% ao árgon pode melhorar o aspeto da soldadura.
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Para unir tubos de pequeno diâmetro utilizando soldadura topo a topoNão é possível efetuar a soldadura interna. Por conseguinte, a escolha de uma ranhura de uma só face está limitada ao processo de soldadura de uma só face e à conformação de duas faces.
Para espessuras de parede que não sejam demasiado grossas, pode ser selecionada uma ranhura em V. No entanto, se a espessura da parede for grande e as condições de processamento o permitirem, uma ranhura em U pode ser mais adequada.
Se necessário, também é possível selecionar uma junta de bloqueio inferior ou uma junta com um anel de revestimento na parte inferior.
Geralmente, a seleção da corrente de soldadura baseia-se em:
(1) Diâmetro do elétrodo;
(2) Tipo de revestimento do elétrodo;
(3) Posição do espaço de soldadura;
(4) Dimensão da soldadura e tipo de junta;
(5) Tipo e polaridade de potência de soldadura fornecimento;
(6) Local de soldadura e temperatura ambiente.
O desempenho dos eléctrodos pode frequentemente ser afetado negativamente por vários factores, tais como a composição do revestimento do elétrodo, a humidade do ar, o modo de armazenamento e o tempo de armazenamento, conduzindo à absorção de humidade e resultando num arco instável, no aumento de salpicos e numa maior probabilidade de defeitos, tais como poros e fissuras.
Para atenuar estes problemas, é importante secar o elétrodo antes de o utilizar.
As principais vantagens da soldadura por arco de árgon para o alumínio e as suas ligas devem-se à utilização do árgon como gás inerte. Proporciona uma boa proteção, um arco estável e produz belas formações de soldadura.
Quando é utilizada uma fonte de alimentação CA, o efeito de esmagamento do cátodo pode remover eficazmente a película de alumina da superfície da poça de fusão.
Durante a soldadura, não são produzidas escórias e, por conseguinte, não há resíduos que provoquem a corrosão da junta.
O fluxo de árgon também tem um efeito de limpeza na área de soldadura, o que acelera a taxa de arrefecimento da junta soldada. Isto melhora a microestrutura e as propriedades da junta, reduzindo simultaneamente a deformação residual da soldadura após a soldadura.
Em geral, devido à finura da parede do tubo, a formação da soldadura pode deteriorar-se quando a soldadura é realizada em todas as posições, causada pelo fluxo de ferro fundido.
Por conseguinte, o método de soldadura ideal em tais situações é a soldadura por arco de árgon pulsado. Isto pode ser feito utilizando a soldadura por arco de árgon pulsado com tungsténio ou a soldadura por arco de árgon pulsado com elétrodo de fusão, sendo a primeira mais madura atualmente.
A principal vantagem deste método é a facilidade de automatizar o processo de soldadura, o que reduz a intensidade do trabalho e os requisitos de competências operacionais dos soldadores. Além disso, é benéfico para conseguir uma soldadura de uma face e uma conformação de duas faces, com boa qualidade de soldadura e um aspeto bonito.
Ao utilizar o método de fixação rígida para reduzir a deformação residual da soldadura, é importante ter em conta o seguinte:
(1) O método de fixação rígida só pode reduzir uma parte da deformação residual da soldadura, e não pode eliminá-la completamente. Isto é porque a deformação residual pode ainda ocorrer na soldadura mesmo depois que as restrições externas são removidas.
(2) O método de fixação rígida pode criar uma tensão de soldadura significativa nas juntas soldadas, o que pode ser problemático para materiais propensos a fissuras. Por conseguinte, deve ter-se cuidado ao utilizar este método em tais materiais.
Durante a soldadura por arco com elétrodo, uma soldadura é frequentemente criada utilizando vários eléctrodos devido ao comprimento limitado do elétrodo. Além disso, devido aos requisitos do processo de soldadura, uma soldadura pode ser formada por várias soldaduras curtas que são ligadas entre si.
A ligação entre os eléctrodos ou as soldaduras curtas é designada por "junta" da soldadura.
Ao efetuar a ligação, devem ser dominados os seguintes princípios básicos de funcionamento:
Durante a soldadura por arco com elétrodo, uma soldadura é frequentemente criada utilizando vários eléctrodos devido ao comprimento limitado do elétrodo. Além disso, devido aos requisitos do processo de soldadura, uma soldadura pode ser formada por várias soldaduras curtas que são ligadas entre si.
A ligação entre os eléctrodos ou as soldaduras curtas é designada por "junta" da soldadura.
A qualidade da soldadura é diretamente afetada pela corrente de soldadura. O aumento da corrente de soldadura pode melhorar a penetração da soldadura e garantir a sua qualidade. No entanto, uma corrente excessiva pode resultar em rebaixamento da soldadura, queimaduras, salpicos, sobreaquecimento da estrutura do metal de soldadura e aumento do tamanho do grão.
Além disso, a vareta de soldadura pode ficar vermelha, o revestimento pode cair e o desempenho da proteção pode ser reduzido. Por outro lado, se a corrente for demasiado baixa, pode causar defeitos como a inclusão de escória e a soldadura incompleta.
A soldadura envolve a combinação de átomos entre os materiais que estão a ser unidos, enquanto a brasagem liga materiais com um metal de enchimento de ponto de fusão inferior, chamado solda.
A soldadura é conhecida pela sua elevada resistência mecânica e produtividade ao unir peças espessas ou de grandes dimensões, mas também pode conduzir a tensões e deformações significativas e pode causar alterações na microestrutura da zona afetada pelo calor.
A brasagem, por outro lado, requer temperaturas mais baixas e pode resultar numa junta plana e lisa com um aspeto atraente, bem como níveis mais baixos de tensão e deformação. No entanto, também tem uma menor resistência da junta e requer tolerâncias apertadas no processo de montagem.
No início do processo de soldadura, a temperatura da soldadura é baixa e não pode subir rapidamente depois de o arco ser atingido. Isto resulta numa profundidade de penetração pouco profunda, o que pode reduzir a resistência da soldadura.
Para ultrapassar este problema, quando se utiliza um elétrodo ácido, o arco deve ser ligeiramente alongado após o golpe, a extremidade da soldadura deve ser pré-aquecida e, em seguida, o comprimento do arco deve ser encurtado para a soldadura normal.
Por outro lado, quando se utiliza um elétrodo alcalino, depois de atingir o arco em frente ao ponto de partida, o elétrodo deve ser devolvido ao ponto de partida para uma soldadura normal. Esta técnica ajuda a melhorar a penetração insuficiente no ponto de partida e resulta numa junta mais forte.
A presença de oxigénio tem um impacto significativo nas propriedades da soldadura. À medida que o teor de oxigénio aumenta, a resistência, a dureza e a plasticidade da solda diminuem significativamente. No entanto, também conduz à fragilização a quente, à fragilização a frio e ao endurecimento por envelhecimento do metal de solda.
Além disso, o oxigénio afecta as propriedades físicas e químicas do metal de solda, reduzindo a sua condutividade, condutividade magnética e resistência à corrosão. O oxigénio dissolvido na poça de fusão pode formar poros de monóxido de carbono, queimar elementos de liga benéficos no material de soldadurae deterioram o desempenho geral da soldadura.
Além disso, quantidades excessivas de oxigénio e carbono na gota podem causar salpicos e desestabilizar o processo de soldadura. Por isso, é crucial controlar os níveis de oxigénio durante a soldadura para garantir soldaduras de alta qualidade.
A soldadura de chapas finas coloca vários desafios, tais como a queima, a deformação pós-soldadura, a má formação da soldadura e a porosidade.
Para evitar a porosidade, é essencial limpar bem a área da junta, removendo qualquer sujidade e manchas de água antes da soldadura. Os bordos da placa também devem ser processados com precisão para evitar desalinhamentos, que podem resultar em queimaduras. O desalinhamento não deve exceder 0,5 mm. Adicionalmente, os parâmetros do processo de soldadura devem ser controlados com precisão para evitar defeitos como queimaduras, má formação ou penetração incompleta. Devem ser evitadas quaisquer grandes flutuações nos parâmetros de soldadura.
Para uma fixação rígida e para reduzir a deformação da soldadura, podem ser utilizados cavalos de pressão, ferro ou soldadura fixa na soldadura de placas finas. Para soldaduras longas, devem ser adoptados métodos de soldadura segmentados, como o método de soldadura por saltos. O espaçamento da soldadura por pontos deve ser pequeno e deve ser utilizada uma soldadura por pontos densa, com cada secção a ter aproximadamente 10~15mm de comprimento.
Recomenda-se o método de ligação inversa DC, com cordão de soldadura linear rápido de arco curto. Quando as condições de produção o permitem, a soldadura pode ser inclinada 15°~20° para a soldadura descendente para melhorar a velocidade de soldadura, evitar queimaduras e reduzir a deformação. Também pode ser utilizada a extinção intermitente do arco ou a soldadura vertical descendente.
Por último, é fundamental seguir rigorosamente uma sequência de soldadura razoável para obter os melhores resultados.
(1) Versão revista recomendada:
(2) Versão revista recomendada:
Considere o seguinte parâmetros de soldadura:
(1) A ranhura deve ser processada de acordo com a forma e o tamanho especificados.
(2) Antes da soldadura, toda a ferrugem, manchas de óleo, água, tinta e outros detritos na superfície da ranhura e à sua volta devem ser cuidadosamente removidos. Quaisquer resíduos deixados pela goivagem por arco de carbono também devem ser removidos.
(3) A soldadura deve ser efectuada imediatamente após a limpeza.
Se a ranhura ficar húmida ou enferrujada por outras razões que não a soldadura, deve ser novamente limpa antes da soldadura.
Se a soldadura for efectuada num clima muito húmido, ou se houver orvalho ou geada na superfície da ranhura ou à sua volta, esta deve ser seca antes da soldadura.
Durante o processo de soldadura, a soldadura é sujeita a aquecimento e arrefecimento localizados e irregulares, resultando em diferentes graus de expansão térmica do metal e contração em diferentes partes da junta soldada.
Uma vez que a soldadura é uma unidade coesa, todas as suas partes estão interligadas e restringem-se mutuamente, impossibilitando a sua extensão ou encurtamento livre. Esta restrição leva a tensões e deformações durante o processo de soldadura.
O elétrodo alcalino possui boas propriedades de dessulfuração (De-S) e de fósforo (P), o que o torna vantajoso para resistir a fissuras quentes.
O revestimento é composto por uma quantidade significativa de materiais alcalinos formadores de escória, juntamente com uma quantidade específica de desoxidante e agente de liga.
A altas temperaturas, reage com o hidrogénio para produzir cianeto de hidrogénio (HF), reduzindo assim o teor de hidrogénio na soldadura. Esta reação é benéfica na resistência às fissuras a frio.
(1) Não é sensível a peças finas e a defeitos próximos da superfície, sendo mais aplicável a peças espessas.
(2) O ciclo de deteção de defeitos é curto e o equipamento é simples, de baixo custo e não prejudica o corpo humano.
(3) Contudo, a natureza dos defeitos de soldadura não pode ser avaliada diretamente através da inspeção ultra-sónica.
Existem vários factores que podem causar problemas durante a soldadura. Estes incluem uma ranhura de soldadura com uma aresta romba demasiado grande, um ângulo de ranhura demasiado pequeno, uma raiz de soldadura não limpa, uma abertura demasiado pequena, um ângulo incorreto do elétrodo ou do fio de soldadura, corrente baixa, velocidade rápida, comprimento de arco excessivamente longo e sopro de polarização magnética durante a soldadura.
Além disso, a utilização de demasiada corrente pode fazer com que a vareta de soldadura derreta demasiado depressa, antes de o metal da soldadura ter sido totalmente aquecido.
Outros factores que podem contribuir para problemas de soldadura incluem ferrugem, incrustações de óxido e manchas de óleo que não são removidas entre camadas ou na extremidade do metal de base. A má posição de soldadura e a acessibilidade também podem causar problemas.
Ao inclinar-se para a frente, o coeficiente de formação da soldadura aumenta, resultando numa profundidade de penetração reduzida e numa soldadura mais larga. Este método é ideal para a soldadura de chapas finas.
No entanto, a inclinação para a frente enfraquece o efeito da força do arco no metal da fila traseira da poça de fusão, levando a um metal líquido mais espesso no fundo da poça de fusão. Isto dificulta o efeito de aquecimento do arco no metal de base e reduz a espessura da soldadura.
Simultaneamente, o efeito de pré-aquecimento do arco no metal de base não fundido à frente da poça de fusão é reforçado, causando um aumento da largura da soldadura e uma diminuição do reforço. Este método também é adequado para a soldadura de chapas finas.
As medidas preventivas incluem:
(1) Remover cuidadosamente a ferrugem e outras sujidades na superfície da soldadura num espaço de 10 mm em ambos os lados da soldadura por arco manual e de 20 mm em ambos os lados da soldadura por arco submerso automática.
(2) Secar rigorosamente a vareta de soldadura e o fluxo de acordo com os regulamentos antes de soldar e guardá-los num barril de isolamento de fácil acesso.
(3) Utilizar parâmetros de processo de soldadura adequados. Quando se utiliza um elétrodo alcalino para a ligação à terra, deve ser utilizada a soldadura por arco curto.
A soldadura por arco de árgon é caracterizada por uma pequena penetração da soldadura e por uma deformação de trabalho mínima. Este método produz uma elevada densidade de soldadura, tornando-a menos propensa a defeitos, tais como inclusão de escória, orifícios de ar, rebaixamento e outros. A soldadura resultante cumpre os requisitos rigorosos dos ensaios não destrutivos e apresenta uma excelente resistência, tenacidade e plasticidade.
Além disso, as suas propriedades mecânicas em termos de índices de tração, flexão e impacto ultrapassam as de outras técnicas de soldadura. A soldadura por arco de árgon é particularmente adequada para a soldadura de uma face, a conformação de duas faces e a soldadura de paredes finas.
No entanto, as suas desvantagens incluem a baixa eficiência do trabalho e os elevados custos de processamento, que podem variar significativamente consoante as condições de mercado.
Em alternativa, as máquinas de soldar com proteção gasosa CO2 são altamente eficientes e relativamente baratas, podendo ser utilizadas para muitas operações no local que satisfaçam os requisitos gerais de inspeção. Eles são especialmente adequados para acompanhar o ritmo de trabalho utilizando mão de obra manual. No entanto, as desvantagens da soldadura com proteção de gás CO2 também são evidentes. A sua utilização está geralmente limitada a situações em que o Estado impõe um controlo rigoroso da qualidade da soldadura.
Em primeiro lugar, consideremos o tipo de aço dissimilar que precisa de ser soldado. Se for um aço estrutural de carbono, devem ser seleccionadas varetas de soldadura de baixa resistência. Isto significa que devem ser utilizadas varetas de soldadura com baixa resistência de soldadura.
Se um dos dois aços dissimilares for um liga de açoÉ essencial compensar a perda de elementos de liga durante o processo de soldadura. Neste caso, é necessário escolher o elétrodo de soldadura para aço-liga.
A soldabilidade refere-se à capacidade de os materiais serem soldados em componentes, de acordo com os requisitos de conceção especificados, em condições de construção limitadas, e cumprirem os requisitos de serviço pré-determinados.
A soldabilidade é influenciada por quatro factores: material, método de soldadura, tipo de componente e requisitos de serviço. O aço-carbono é uma liga de ferro-carbono à base de ferro.
O carbono é um elemento de liga, e a sua fração mássica não é superior a 1%. Além disso, a fração mássica de manganês não é superior a 1,2% e a fração mássica de silício não é superior a 0,5%. Estes dois últimos elementos não são utilizados como elementos de liga.
Outros elementos, como o Ni, o Cr e o Cu, são controlados dentro do limite das quantidades residuais e não são utilizados como elementos de liga.
Os elementos de impureza, tais como S, P, O e N, são estritamente limitados de acordo com as várias variedades e classes de aço.
Por conseguinte, a soldabilidade do aço-carbono depende principalmente do teor de carbono. A soldabilidade deteriora-se gradualmente com o aumento do teor de carbono, e a soldabilidade do aço com baixo teor de carbono é a melhor, como mostra a Tabela 1.
A Tabela 1 mostra a relação entre a soldabilidade e o teor de carbono do aço-carbono.
| nome | Fração mássica de carbono (%) | Dureza típica | Utilização típica | Soldabilidade |
|---|---|---|---|---|
| aço macio | ≤0.15 | ６０HRB | Placas, e | excelente |
| 0.15~0.25 | ９０HRB | Perfis, chapas e barras estruturais | bom | |
| Aço de médio carbono | 0.25~0.60 | 25HRC | Peças de máquinas e ferramentas | Médio (calor necessário, pós-calor, método de soldadura com baixo teor de hidrogénio) |
| Aço de alto carbono | ≥0.60 | 4OHRC | Mola, molde, carril | Inferior (é necessário pré-aquecimento e pós-aquecimento, e é necessário o método de soldadura a hidrogénio para o núcleo) |
O aço que possui resistência suficiente e resistência à oxidação a altas temperaturas é conhecido como aço resistente ao calor.
O aço de baixa liga resistente ao calor é composto principalmente por Cr e Mo como elementos de liga primários. A estrutura da matriz é constituída por perlite (ou perlite + ferrite), que é designada por aço resistente ao calor de perlite. Os tipos de aço comummente utilizados incluem 15CrMo, 12CrMoV, 12Cr2MoWVTiB, 14mnmov, 18mnmonb e 13mnnimonb.
Porque o aço resistente ao calor Pearlite contém uma certa quantidade de Cr, Mo, e outros elementos de liga, um aço duro e quebradiço estrutura da martensite pode ser gerado na zona afetada pelo calor.
Durante a soldadura a baixas temperaturas ou para a soldadura de estruturas rígidas, é provável que se formem fissuras a frio. Por conseguinte, devem ser tomadas as seguintes medidas de processo durante a soldadura:
O pré-aquecimento é um processo crucial na soldadura de aço resistente ao calor com uma estrutura de perlite.
Para garantir a qualidade da soldadura, a peça de trabalho deve ser pré-aquecida e mantida a uma temperatura de 80 a 150 ℃ durante a soldadura por pontos e a soldadura formal.
Quando se utiliza a soldadura por arco de árgon ou a soldadura com proteção de gás CO2 para o suporte, o temperatura de pré-aquecimento podem ser reduzidas ou completamente ignoradas.
Imediatamente após a soldadura, cobrir a soldadura e zona afetada pelo calor com uma tela de amianto para arrefecer lentamente.
A têmpera imediata a alta temperatura deve ser efectuada após a soldadura para evitar a fissuração retardada, aliviar a tensão e melhorar a microestrutura.
É importante evitar a gama de temperaturas de 350 ~ 500 ℃ durante o tratamento térmico pós-soldadura, uma vez que esta gama pode causar uma forte fragilidade ao fogo no aço resistente ao calor Pearlite.
O Quadro 2 ilustra a temperatura recomendada para o tratamento térmico pós-soldadura de vários aços perlíticos resistentes ao calor normalmente utilizados.
Quadro 2 tratamento térmico pós-soldadura temperatura do aço resistente ao calor pearlite
| Grau de aço | Espessura a tratar termicamente (m) | Temperatura de têmpera a alta temperatura após a soldadura (℃) |
| 15CxMo12Cx1MoV20CxMo12Cx212Cx3MoVSiTiB | >10> 6 Qualquer espessura qualquer espessura | 680 ~ 700720 ~ 760720 ~ 760760 ~ união de soldadura e corte 780740 ~ 780 |
Ao soldar estruturas de aço com baixo teor de carbono num inverno rigoroso, a rápida velocidade de arrefecimento da junta soldada aumenta a tendência para a formação de fissuras. Isto é particularmente verdadeiro para a primeira soldadura de uma estrutura espessa e grande, que é mais suscetível à formação de fissuras.
Por conseguinte, devem ser adoptadas as seguintes medidas de processo:
Consulte a Tabela 3 para a temperatura de pré-aquecimento necessária durante a soldadura a baixa temperatura de várias estruturas metálicas e a Tabela 4 para a temperatura de pré-aquecimento necessária durante a soldadura a baixa temperatura de tubos e recipientes sob pressão.
Tabela 3 temperatura de pré-aquecimento da soldadura a baixa temperatura da estrutura metálica de aço de baixo carbono
| Espessura da soldadura (mm) | Temperatura de pré-aquecimento a várias temperaturas |
| <3031~5051~70 | Não pré-aqueça quando não for inferior a - 30 ℃; Pré-aquecimento abaixo de - 30 ℃; Não pré-aqueça quando 100 ~ 150 ℃ não for inferior a 10 ℃; Pré-aquecimento quando a temperatura for inferior a 10 ℃; Não pré-aqueça quando 100 ~ 150 ℃ não for inferior a 0 ℃; Pré-aqueça 100 ~ 150 ℃ quando for inferior a 0 ℃ |
Quadro 4 temperatura de pré-aquecimento da soldadura a baixa temperatura de condutas de aço de baixo carbono e de recipientes sob pressão
| Espessura da soldadura (mm) | Temperatura de pré-aquecimento a várias temperaturas |
| <16173031^4041~50 | Não pré-aqueça quando não for inferior a - 30 ℃; Pré-aqueça a 100 ~ 150 ℃ abaixo de - 30 ℃ e não abaixo de - 20 ℃; Pré-aquecimento abaixo de - 20 ℃; Não pré-aqueça quando 100 ~ 150 ℃ não for inferior a 10 ℃; Quando a temperatura é inferior a - 10 ℃, a temperatura de pré-aquecimento não é inferior a 100c150 ℃, e quando não há - 0 ℃, o pré-aquecimento não é necessário; Pré-aqueça 100 ~ 150 ℃ quando for inferior a 0 ℃ |
(1) Quando se trata de soldadura por arco manual, a seleção da vareta de soldadura correcta é crucial. Para aço de baixo carbono comum Q235A resistência média à tração é de 417,5 MPa. De acordo com o princípio da igualdade de resistência, a vareta de soldadura recomendada para este tipo de aço seria a série E43.
Para mais informações sobre a seleção de eléctrodos para a soldadura por arco manual de aço de baixo carbono com diferentes graus, consulte a Tabela 5.
Tabela 5 seleção de eléctrodos para soldadura manual por arco de aço de baixo carbono
| Grau de aço | Modelo de vareta de soldadura selecionado para a estrutura geral | Carga dinâmica, complexa, estrutura de chapa espessa, caldeira | Condições de soldadura |
|---|---|---|---|
| Modelo de vareta de soldadura para a soldadura de recipientes sob pressão e a baixa temperatura | |||
| Q235 | E4313，E4303，E4301，E4320，E4311 | E4316，E4315（E5016，E5015） | Geralmente não pré-aquecido |
| Q255 | Geralmente não pré-aquecido | ||
| Q275 | E4316，E4315 | E5016，E5015 | Pré-aquecimento da estrutura de chapa espessa acima de 150 ℃ |
| 08、10、15、20 | E4303，E4301，E4320，E4311 | E4316，E4315（E5016，E5015） | Geralmente não pré-aquecido |
| 25 | E4316，E4315 | E5016，E5015 | Pré-aquecimento da estrutura de chapa espessa acima de 150 ℃ |
| 20g22g | E4303，E4301 | E4316，E4315（E5016，E5015） | O pré-aquecimento da estrutura da placa grossa é de 100 ~ 150 ℃, e a aliança de soldagem e corte geralmente não é pré-executada |
| 20R | E4303，E4301 | E4316，E4315（E5016，E5015） |
Nota: o modelo de vareta de soldadura entre parêntesis na tabela indica que pode ser utilizado em substituição.
(2) A seleção adequada do fio de soldadura e do fluxo para a soldadura por arco submerso é o aço de baixo carbono.
Ver a Tabela 6 para a seleção adequada do fio de soldadura e do fluxo para a soldadura por arco submerso.
Tabela 6 Seleção adequada do fio e do fluxo de soldadura por arco submerso de aço de baixo carbono
| Grau de aço | Fio de soldadura | Fluxo |
|---|---|---|
| Q234 | HO8A | HＪ430HJ431 |
| Q255 | HO8A | |
| Q275 | HOBＭnA | |
| 15、20 | H08A,HO8MnA | HＪ430HJ431HJ330 |
| 25 | HO8MnA,H10Mn2 | |
| 20g，22g | HO8HnA,HO8MnSi,h10Mn2 | |
| 20R | H08MnA |
(3) Seleção do fio de soldadura CO2: Os graus de fio de soldadura de núcleo sólido são H08Mn2Si e H08Mn2SiA, e proporcionam uma elevada resistência do metal depositado após a soldadura. Os tipos de fio fluxado disponíveis são YJ502-1, YJ506-2, YJ506-3 e YJ506-4.
(4) Para a combinação de fio de soldadura e fluxo para soldadura por electroslagA temperatura da poça de fusão da soldadura por electroescória é mais baixa do que a da soldadura por arco submerso. Por conseguinte, o efeito de redução do silício e do manganês no fluxo é fraco. Recomenda-se a seleção de fio de soldadura com elevado teor de manganês e silício.
Por conseguinte, o fio de soldadura H10Mn2, H10MnSi e o fluxo HJ360, ou o fio de soldadura H10MnSi e o fluxo HJ431 são frequentemente preferidos para a soldadura por electroescória.
A soldabilidade do aço pode ser avaliada de forma geral e relativa com base no valor do carbono equivalente. No entanto, este valor só pode estar dentro de um determinado intervalo porque:
1. Dois aços com valores de carbono equivalente iguais, mas com teores de carbono diferentes, terão uma soldabilidade diferente. Os aços com maior teor de carbono são mais propensos a produzir uma estrutura endurecida durante a soldadura, o que leva a uma maior tendência para a fissuração e a uma má soldabilidade.
Assim, quando o valor do carbono equivalente do aço é igual, não pode ser considerado uma indicação exacta da soldabilidade.
2. O cálculo do valor de carbono equivalente reflecte apenas a influência da composição química na soldabilidade e não tem em conta o efeito potencial de diferentes velocidades de arrefecimento que podem produzir estruturas variadas. Se a velocidade de arrefecimento for rápida, a soldabilidade tornar-se-á pior.
Outros factores, como a temperatura máxima de aquecimento, o tempo de permanência a alta temperatura no ciclo de soldadura e a estrutura do metal de solda, também têm impacto na soldabilidade, mas não são reflectidos na fórmula de cálculo do valor de carbono equivalente.
Por conseguinte, a fórmula do valor de carbono equivalente só pode avaliar a soldabilidade do aço dentro de uma gama específica de tipos de aço e não pode ser utilizada como um índice de avaliação exato.
O ponto de escoamento do aço 18MnMoNb é de 490 MPa, o que o torna parte do aço de grau 490 MPa.
Devido ao seu elevado teor de carbono e de aço-liga, o aço 18MnMoNb apresenta uma maior tendência para o endurecimento por têmpera e para a fissuração a frio do que o aço 16Mn.
Pontos-chave do processo de soldadura:
Alívio do stress recozimento consiste em aquecer um material entre 450 e 650 ℃, abaixo do ponto anormal, durante um determinado período de tempo e, em seguida, arrefecê-lo lentamente até à temperatura ambiente. Este processo pode efetivamente eliminar tensão residual gerados durante o corte, a estampagem, a fundição e a soldadura.
Para o aço-carbono, a temperatura de aquecimento recomendada é de 625 ± 25 ℃, enquanto que para o aço-liga, é de 700 ± 25 ℃.
O tempo de espera necessário dependerá da espessura do material. Para o aço carbono, o tempo de espera deve ser de 1 hora por cada 25 mm de espessura. Para o aço de liga, deve ser de 2 horas por 25 mm de espessura, e a taxa de arrefecimento deve ser inferior a 275 ℃ por hora por 25 mm de espessura.
É importante notar que o processo de tratamento térmico depende fortemente de valores empíricos e não pode ser resolvido através de mera cópia. A composição do material varia muito entre os diferentes tipos de materiais.
Durante a soldadura, estão presentes vários gases em torno do banho de soldadura, que provêm principalmente das seguintes fontes
(1) Gás gerado pelo agente gerador de gás no revestimento do elétrodo ou no fluxo.
(2) Ar ambiente.
(3) Gás residual do núcleo de soldadura, do fio de soldadura e do metal de base durante a fundição.
(4) Gás formado pela decomposição da água cristalina que permanece no revestimento do elétrodo ou no fluxo a alta temperatura.
(5) Ferrugem, humidade, tinta e outros materiais não removidos da superfície do metal de base, que se decompõem sob a ação do arco elétrico.
O HJ431 é um fundente com elevado teor de manganês e de silício, que pertence ao tipo de fusão.
A tabela 24 apresenta a composição química do fluxo.
O fluxo está disponível na cor vermelho-castanho ou amarelo claro, e está na forma de partículas vítreas que variam em tamanho de 0,45 a 2,5 mm.
A fonte de alimentação pode ser utilizada tanto para CA como para CC, sendo necessária a ligação inversa para a alimentação de CC.
O fluxo apresenta um excelente desempenho do processo e um arco estável, resultando em belas ondulações em escala de peixe na soldadura. No entanto, tem uma resistência média à ferrugem. As principais reacções químicas que ocorrem durante a soldadura com metal fundido são as seguintes:
MnO + Fe = FeO + MnSiO2 + 2Fe = 2FeO + SiCaFe + H2O = CaO + 2HF ↑
CaF2 + 2H = Ca + 2HF ↑
O Mn e o Si reduzidos penetram no metal de solda, o que melhora as suas propriedades mecânicas.
A libertação de HF minimiza o teor de hidrogénio do metal de solda e melhora a sua capacidade anti-porosidade.
Tabela 7 composição química (fração mássica) de HJ431 (%)
| Si0 | MnO | CaF | Mgo | Ca0 | AlO | Fe0 | S | P |
| 40~44 | 34~38 | 3~7 | 5~8 | ≤6 | ≤4 | ≤1.8 | ≤0 .06 | ≤0.08 |
O HJ431 é utilizado em conjunto com os fios de soldadura H08A e H08MnA para soldar componentes importantes de aço de baixo carbono e aço de baixa liga.
De acordo com os regulamentos da amostra de produtos de materiais de soldadura, o fluxo sinterizado é representado pela letra SJ seguida de três dígitos:
1) O primeiro dígito indica o sistema de escória de escória fluxada, como mostra a Tabela 8.
Quadro 8 séries de primeiros dígitos da marca do fluxo sinterizado
| Marca Flux | Gama de componentes principais das escórias (número de tipos de classificação de qualidade) (%) | |
|---|---|---|
| SJ1 ×× SJ2 ×× SJ3 ×× ST4 ×× sJ5 ×× SJ6 ×× | Tipo de fluoreto de cálcio; tipo de alumínio elevado; tipo de silício-cálcio; tipo de silício-manganês; Alumínio titânio tipo; outros tipos | CaF2≥15； CaＯ+ＭgＯ+MnＯ+CaF2>50； SiＯ2≤20； Al３O２≥20； Ａｌ３Ｏ２＋CaＯ＋ＭgＯ>45ＣaＯ+MgO+SiＯ2>60ＭnＯ+SiＯ２>50A1２O３+TiＯ2>45 |
2) O segundo e o terceiro algarismos representam diferentes marcas de fundentes no mesmo tipo de sistema de escória, que estão dispostos pela ordem 01, 02 e ".
De acordo com os regulamentos da amostra de produtos de materiais de soldadura, o fluxo fundido é representado pela letra HJ seguida de três dígitos:
1) O primeiro dígito indica o teor de MnO no fluxo, e a sua disposição em série é apresentada no Quadro 9.
Quadro 9 séries de primeiros dígitos da marca do fluxo de fusão
| Marca Flux | Tipo de fluxo | Fração mássica de ＭnO (%) |
| H ordem 1 ×× H2 ×× H Ding 3 ×× H Ding 4 ×× | Sem manganês; Baixo manganês; Médio manganês; Alto manganês | <22~５1 |
2) O segundo dígito indica o teor de SiO2 e CaF2 no fluxo, e a sua disposição em série é apresentada no quadro 10.
Quadro 10 série de segundos dígitos da marca do fluxo de fusão
| Marca Flux | Tipo de fluxo | Fração mássica de si0caf (%) |
| × um × HJ × dois × H × três ×× 4XHJ × cinco × H Ding × seis × HJ × sete × HJ × oito × H × nove × | Baixo silício e baixo teor de flúor; Médio silício e baixo teor de flúor; Alto silício e baixo teor de flúor; Flúor em baixo silício; Médio silício e flúor; Flúor em alto silício; Baixo silício e alto teor de flúor; Médio silício e alto teor de flúor; outros | SiＯ2<10；CaF２<10SiＯ210~30；CaF２<10SiＯ2>30；CaF<10ＳiＯ２＜10；CaF210~30SiＯ210~30；CaF210~30SiＯ2>30；CaF２10~30SiＯ＜10；CaF２<30ＳiＯ２10~30；CaF２＞30 |
3) O terceiro dígito indica diferentes graus do mesmo tipo de fluxo, que estão dispostos na ordem de 0, 1, 2 e ". 4) Quando são produzidas duas dimensões de partículas para a mesma marca de fundente, no caso de partículas finas (a dimensão das partículas do fundente é
0,45 ~ 2,4 mm) marca de fluxo seguida de" ×" Palavra.
O SJ501 é um fluxo ácido sinterizado com uma composição química apresentada na Tabela 11. A fonte de alimentação é adequada tanto para soldadura AC como DC. Quando a soldadura DC é utilizada, é adoptada a ligação inversa e a corrente máxima de soldadura pode atingir 1200A. A cor do fluxo é branco prateado. Tem uma forte resistência à porosidade durante a soldadura a alta velocidade e não é sensível a uma pequena quantidade de ferrugem ou película de óxido a alta temperatura.
O SJ501 é adequado para a soldadura de aço de baixo carbono e algumas estruturas de aço de baixa liga utilizando fios de soldadura H08A e H08MnA. É também ideal para a soldadura rápida com vários fios, particularmente para a soldadura de passagem única de dupla face.
Quadro 11 Composição química (fração mássica) de SJ501 (%)
| Si0+Ti0 | Al２O３+MnＯ | CaF2 | S | P |
| 30 | 59 | 8.8 | 0.039 | 0.041 |
Uma placa de apoio, feita da mesma composição que o metal de base, é colocada na parte de trás da ranhura para garantir uma junta totalmente soldada durante o processo de soldadura sem queimar a raiz.
Este tipo de junta é conhecido como uma junta de placa de apoio, e as formas comuns da placa de apoio incluem: Ranhura da placa de apoio da correia em forma de I, ranhura da placa de apoio da correia em forma de V, ranhura da placa de apoio da correia em forma de Y, ranhura da placa de apoio da correia em forma de V de um lado, como mostrado na Figura 6.
a) Ranhura em forma de I com placa de apoio
b) Ranhura em V com placa de apoio
c) Ranhura em Y com placa de apoio
d) Ranhura de uma face com placa de apoio
As competências operacionais necessárias para a soldadura de juntas de placas de base são mais simples e fáceis de dominar em comparação com a soldadura de uma face e a enformação de duas faces.
Esta técnica é frequentemente utilizada em situações em que a soldadura no verso não é viável, como na costura circunferencial de cilindros de pequeno diâmetro ou de recipientes encamisados.
No entanto, uma desvantagem deste método é que, se a elipticidade da placa de base e do cilindro for inconsistente, pode haver uma lacuna quando são montados juntos. Durante a soldadura, a escória derretida pode não flutuar e pode resultar na inclusão de escória.
A qualificação do procedimento de soldadura JB4708-92 para recipientes de aço sob pressão estipula que ângulo de flexão da soldadura de uma face com suporte pode basear-se na norma do ângulo de flexão da soldadura de duas faces.
Quando a espessura da soldadura é a mesma, a geometria das três ranhuras é mostrada na Fig. 5.
a) Ranhura em Y b) Ranhura em U com bordo rombo c) Ranhura em Y duplo
1) O processamento da superfície da ranhura é simples.
2) Pode ser soldada de um lado sem ser virada.
3) Quando a área espacial de ranhura de soldadura é grande, há muitos materiais de enchimento e a espessura da soldadura é grande, a produtividade é baixa.
4) Grande deformação da soldadura.
Os símbolos suplementares são utilizados para complementar algumas características das soldaduras, como se mostra na tabela.
| Nome | Mapa de esboço | Símbolo | declaração interpretativa |
|---|---|---|---|
| Símbolo com placa de suporte |  |  | Indica que existe uma placa de apoio na parte inferior da soldadura |
| Símbolo de soldadura de três lados |  |  | Indica que existem soldaduras em três lados |
| Símbolo de soldadura envolvente |  |  | Indica a soldadura à volta da soldadura |
| Símbolo do campo |  | Indica a soldadura no local ou no local | |
| Coincidência da cauda |  | O processo e o método de soldadura podem ser marcados com referência à norma gb185-85 |
O símbolo num desenho que indica o método de soldadura, a forma da soldadura e o tamanho da soldadura é conhecido como símbolo de soldadura.
De acordo com a representação dos símbolos de soldadura delineados em GB324-88, um símbolo de soldadura consiste tipicamente num símbolo básico e num líder. Além disso, podem ser incluídos símbolos auxiliares, símbolos suplementares e símbolos de tamanho de soldadura, conforme necessário.
A junta formada na soldadura após a soldadura é designada por solda.
De acordo com a forma de combinação, as soldaduras podem ser divididas em soldaduras de topo, soldaduras de filete, soldaduras de encaixe e soldaduras de extremidade.
As soldaduras que constituem a junta de topo são designadas por soldaduras de topo. A soldadura de topo pode ser formada por uma junta de topo ou por uma junta em T (junta cruzada), que se refere à soldadura com zero perna de soldadura após soldadura de penetração total após o biselamento.
A superfície de junção das duas soldaduras que são soldadas entre si pode ser soldada de forma reta ou quase reta. Além disso, quando a soldadura é composta por soldadura de topo e soldadura em ânguloé designada por soldadura combinada.
Uma soldadura combinada é criada quando uma junta em T (junta cruzada) é biselada e soldada com penetração total, resultando numa soldadura com um determinado percurso de soldadura.
Uma soldadura de topo é criada numa ranhura, enquanto uma soldadura de filete é utilizada para ligar duas soldaduras fora da ranhura.
Refere-se à soldadura que preenche o orifício redondo formado pela sobreposição de duas soldaduras, uma das quais é aberta com um orifício redondo, e depois soldada no orifício redondo
Soldaduras que formam juntas de terminação.
Durante a soldadura, o nome geral de várias quantidades físicas (como a corrente de soldadura, a tensão do arco, a velocidade de soldadura, a energia linear, etc.) seleccionadas para garantir a qualidade da soldadura é parâmetros do processo de soldadura.
A influência dos parâmetros do processo na forma da soldadura é a seguinte:
Quando as outras condições permanecem inalteradas, com o aumento da corrente de soldadura, a espessura da soldadura e o reforço aumentam, enquanto a largura da soldadura permanece quase inalterada (ou ligeiramente aumentada).
Quando as outras condições se mantêm inalteradas, a tensão do arco aumenta, a largura da soldadura aumenta significativamente e a espessura da soldadura e o reforço diminuem ligeiramente.
Quando as outras condições permanecem inalteradas, um aumento da velocidade de soldadura resulta numa diminuição da largura da soldadura, da espessura da soldadura e do reforço.
A corrente de soldadura, a tensão do arco e a velocidade de soldadura são os três principais parâmetros do processo de soldadura durante a soldadura.
Ao selecionar estes parâmetros, deve ser considerada uma coordenação adequada entre os três para obter uma soldadura com boa forma e que cumpra as normas exigidas.
Os requisitos para as juntas de topo de soldaduras são os seguintes:
1. Na ligação de chapas de aço com espessuras diferentes, uma diferença significativa de espessura entre as chapas de ambos os lados pode causar uma alteração considerável da secção na ligação após a soldadura. Esta mudança pode levar a uma concentração de tensão severa.
Por conseguinte, para estruturas soldadas críticas, tais como recipientes sob pressão, as chapas grossas devem ser desbastadas. De acordo com as normas técnicas aplicáveis, quando a espessura da chapa mais fina é ≤ 10 mm e a diferença de espessura entre as duas chapas é superior a 3 mm, ou quando a espessura da chapa mais fina é > 10 mm e a diferença de espessura entre as duas chapas é superior a 30% da espessura da chapa mais fina ou superior a 5 m, o bordo da chapa grossa deve ser desbastado. O comprimento do desbaste deve ser maior ou igual a 3 vezes a diferença de espessura.
2. Quando uma soldadura em linha reta é unida a uma soldadura curva, a soldadura situa-se na junção, provocando uma tensão de soldadura significativa e tornando-se a superfície mais fraca de toda a estrutura. Por conseguinte, a soldadura curva na junta de topo deve ter uma secção reta para que a soldadura fique na posição de topo plano.
A guia é geralmente composta por uma guia com uma seta (a seguir designada por "linha de seta") e duas linhas de referência (uma linha contínua e outra pontilhada), como mostra a Fig. 17.
Quando se utiliza o líder, este deve coincidir com o símbolo de base:
a) A soldadura está do lado da seta da junta
b) A soldadura está no lado sem seta da junta
c) Soldadura simétrica
d) Trabalho de soldadura de dupla face
O ensaio por partículas magnéticas é um método de ensaio não destrutivo que utiliza o fenómeno das partículas magnéticas serem atraídas pelo campo magnético de fuga gerado por defeitos superficiais em materiais ferromagnéticos quando sujeitos a um forte campo magnético.
O princípio da deteção de defeitos por partículas magnéticas envolve a magnetização local da soldadura inspeccionada, o que resulta em linhas de força magnéticas que passam através da soldadura.
Para soldaduras com o mesmo tamanho de secção e materiais internos uniformes, a distribuição das linhas de força magnética é uniforme. No entanto, na presença de defeitos tais como fissuras, poros e inclusões de escória na superfície ou no interior da soldadura, as linhas de força magnética contornarão estas áreas com elevada resistência magnética, causando flexão, como se mostra na Fig. 5A.
Nesta altura, as partículas magnéticas são espalhadas na superfície da soldadura e as linhas de força magnética passam através das partículas magnéticas que estão localizadas nos defeitos da superfície, criando uma "fuga de fluxo magnético" e fazendo com que as partículas magnéticas sejam adsorvidas no defeito.
O tamanho e a posição do defeito podem ser determinados examinando a forma, o número e a espessura das partículas magnéticas adsorvidas.
É importante notar que os defeitos internos que estão longe da superfície da soldadura não criarão fugas de fluxo magnético nas linhas de força magnéticas e, por conseguinte, as partículas magnéticas não serão absorvidas ou acumuladas, tornando os defeitos indetectáveis. As partículas magnéticas mais comuns utilizadas neste método de ensaio são o óxido férrico (Fe3O4) e óxido férrico (Fe2O3).
Os defeitos podem ser divididos em três tipos, de acordo com a sua forma:
(1) O comprimento de um traço magnético de defeito linear é superior a três vezes a sua largura.
(2) Um traço magnético de defeito circular é qualquer traço magnético de defeito que não seja linear.
(3) Um traço magnético de defeito disperso refere-se a vários defeitos numa determinada área que aparecem ao mesmo tempo.
Norma de qualidade: de acordo com as disposições da norma ZBJ04006-87, o grau de traço magnético defeituoso está dividido em 7 níveis.
O símbolo básico é um símbolo que representa a forma da secção transversal da soldadura. A tabela apresenta várias representações simbólicas básicas comuns.
| Nome | Mapa de esboço | Símbolo |
|---|---|---|
| Soldadura em forma de I |  |  |
| Soldadura em Y |  |  |
| Soldadura em V de um só lado com bordo rombo |  |  |
| Soldadura em forma de U com bordo rombo |  |  |
| Conta de trás |  |  |
| Soldadura de filete |  |  |
| Tampão de soldadura |  |  |
Os raios X e os raios Y podem ser utilizados para a inspeção radiográfica, respetivamente.
Quando os raios atravessam os materiais metálicos, parte da sua energia é absorvida, atenuando os raios. A atenuação é diferente consoante a espessura do material penetrante material metálicoque pode variar devido a defeitos como fissuras, poros, penetração incompleta ou outras imperfeições que causam o adelgaçamento do material, ou devido a diferenças de volume e massa (como inclusões de escória).
A atenuação é mais significativa quando se atravessa objectos espessos ou de grandes dimensões, o que resulta numa intensidade mais fraca no substrato, numa menor sensibilidade do negativo e numa menor escuridão após a revelação. Inversamente, a escuridão é mais profunda quando a atenuação é menor.
Ao analisar as imagens com diferentes níveis de escuridão no negativo, os defeitos podem ser claramente visualizados.
A deteção de defeitos por ultra-sons é um método de ensaio não destrutivo que utiliza os ultra-sons para detetar defeitos internos nos materiais.
O princípio da deteção de defeitos por ultra-sons consiste em encontrar defeitos utilizando a diferença de impedância acústica (o produto da massa volumétrica do material e da velocidade do som) entre os defeitos nas soldaduras e os tecidos normais, bem como o fenómeno de reflexão das ondas sonoras em interfaces heterogéneas com diferentes impedâncias acústicas.
Durante a deteção de defeitos, um transdutor piezoelétrico na sonda emite ondas ultra-sónicas de impulso, que são transmitidas à soldadura através de um meio de acoplamento acústico (como água, óleo, glicerol ou pasta).
Depois de encontrar o defeito, a onda ultra-sónica gera uma onda reflectida. Outra sonda semelhante ou a mesma sonda é então utilizada para receber a onda sonora reflectida, que é convertida num sinal elétrico pelo transdutor.
O sinal elétrico é amplificado e visualizado num ecrã fluorescente ou impresso numa fita de papel. A posição do defeito pode ser determinada com base na posição da sonda e no tempo de propagação da onda sonora (posição do eco no ecrã fluorescente).
A amplitude da onda reflectida pode fornecer uma avaliação aproximada da dimensão do defeito.
Norma de qualidade: A probabilidade de o feixe ultrassónico ser perpendicular ao plano do defeito aumenta com o número de direcções de deteção ultra-sónica de soldaduras, resultando numa maior taxa de deteção de defeitos e em resultados de avaliação mais precisos.
De acordo com a norma GB11345-89, os métodos manuais de deteção de defeitos por ultra-sons e a classificação dos resultados da deteção de defeitos em soldaduras de aço classificam os danos por ultra-sons em três níveis de inspeção: A, B e C, com base no número de direcções de deteção de soldaduras. A qualidade da inspeção aumenta do nível A para o nível C, sendo o nível B adequado para recipientes sob pressão.
O objetivo da proteção da área de soldadura é evitar que o ar invada a gota e a poça e reduzir o teor de azoto e oxigénio no metal de solda.
Existem três formas de proteção:
Durante a soldadura com proteção gasosa, é utilizado um gás de proteção (CO2, H2, Ar) para isolar a área de soldadura do ar circundante.
A proteção contra escórias, por outro lado, consiste em cobrir a superfície metálica da poça de fusão com uma camada de escórias para evitar o contacto com o ar. Este método é normalmente utilizado em processos de soldadura como a soldadura por electroescória e a soldadura por arco submerso.
A proteção combinada gás-escória é outro método que utiliza tanto o gás de proteção como a escória para proteger simultaneamente o metal fundido. Este método é normalmente utilizado na soldadura por arco manual.
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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