Decodificação de defeitos de soldagem: um guia para rachaduras e como combatê-las

As fissuras de soldagem estão entre os defeitos mais críticos, comprometendo a integridade estrutural. Compreender suas origens e prevenção é vital para engenheiros, soldadores e gerentes de projeto. Este artigo desmistifica quatro tipos principais de fissuras: Fissuras a Quente, Fissuras de Reaquecimento, Fissuras a Frio e Rasgamento Lamelar, oferecendo soluções acionáveis.

1. Fissuras a Quente: Quando o Calor é o Inimigo

As fissuras a quente se formam durante a soldagem sob altas temperaturas, propagando-se ao longo dos contornos dos grãos de austenita. Elas se enquadram em três categorias:

Fissuras de Solidificação: Ocorrem em aços carbono, aços inoxidáveis ou ligas de alumínio com altas impurezas de S/P. À medida que a poça de solda se solidifica perto da linha solidus, a tensão de contração rasga os contornos dos grãos enfraquecidos, que não possuem preenchimento de metal líquido.

Prevenção: Reduzir o teor de S/P/C; refinar os grãos com aditivos de Mo/V/Ti/Nb; pré-aquecer as peças; otimizar a entrada de calor.

Fissuras de Liquação: Microfissuras nas regiões da ZTA ou entre passes. Eutéticos de baixo ponto de fusão nos contornos dos grãos se refundem sob tensão.

Prevenção: Minimizar S/P/Si/B; reduzir a entrada de calor; controlar a forma do cordão de solda.

Fissuras de Ductilidade-Dip: Fissuras raras devido à má plasticidade em alta temperatura durante a poligonização.

Prevenção: Adicionar Mo/W/Ti para aumentar a energia de poligonização.

Dica Profissional: Escolher metais de adição com baixa impureza e pré-aquecimento calibrado reduz significativamente o risco de fissuras a quente. As soluções de soldagem modernas priorizam as químicas resistentes a fissuras.

2. Fissuras de Reaquecimento: A Ameaça Oculta Pós-Soldagem

As fissuras de reaquecimento (fissuras SR) ocorrem durante o tratamento térmico pós-soldagem (TTPS) em aços/ligas endurecidos por precipitação (por exemplo, aços Cr-Mo-V). Elas se propagam ao longo dos contornos de austenita de grão grosso da ZTA.

Causa: Relaxamento da tensão combinado com a precipitação de carbonetos/nitretos enfraquece os contornos dos grãos.

Prevenção:

Usar aços de grão fino.

Aplicar maior pré-aquecimento + pós-aquecimento.

Selecionar metais de adição de menor resistência ("subdimensionados").

Minimizar a concentração de tensão.

Observação do Engenheiro: Procedimentos de baixa entrada de calor e seleção de metal de adição sob medida são fundamentais. Fontes de energia avançadas permitem o controle preciso dos ciclos térmicos.

3. Fissuras a Frio: A Destruição Retardada do Hidrogênio

As fissuras a frio (fissuras induzidas por hidrogênio) aparecem horas/dias após a soldagem na ZTA ou no metal de solda de aços carbono/liga. Três fatores convergem:

1. Microestrutura Dura (Martensita).

2. Hidrogênio (da umidade, óleo, ferrugem).

3. Alta Tensão Residual.

Tipos comuns incluem fissuras na ponta, fissuras sob o cordão, e fissuras na raiz.

Prevenção:

l Usar materiais com baixo equivalente de carbono.

l Exigir eletrodos/processos de baixo hidrogênio (SMAW: EXX15/18; FCAW: Protegido por gás).

l Aplicar pré-aquecimento e tratamento térmico pós-soldagem (TTPS).

l Otimizar o projeto da junta para reduzir a restrição.

l Garantir limpeza impecável.

Visão Crítica: O controle do hidrogênio é inegociável. Consumíveis de baixo H combinados com protocolos adequados de cozimento/armazenamento são fundamentais. Equipamentos dedicados garantem a pureza consistente do gás de proteção e a estabilidade do processo.

4. Rasgamento Lamelar: O Pesadelo da Placa Espessa

Esta fissura subsuperficial ocorre paralela aos planos de laminação em placas espessas (≥25mm), especialmente em juntas T/Y/K. Desencadeada por alta tensão através da espessura (direção Z) excedendo a ductilidade do metal, ela expõe inclusões não metálicas (MnS, silicatos).

Prevenção:

l Especificar Aços de grau Z (Ψz ≥ 20-25%).

l Redesenhar juntas para evitar alta tensão Z (usar soldas simétricas, camadas de revestimento).

l Controlar o teor de enxofre (<0,005%) e a forma da inclusão (tratamento Ca/RE).

l Aplicar medidas de prevenção de fissuras a frio (baixo H, pré-aquecimento).

Foco em Fabricação Pesada: Projetos que usam seções espessas exigem materiais com classificação Z e projetos de juntas que minimizem a tensão através da espessura. Processos especializados de alta deposição podem reduzir passes e tensões.

O Caminho para a Soldagem Livre de Fissuras: Defesa Proativa

Combater as fissuras de soldagem exige uma estratégia holística:

1. Inteligência de Materiais: Selecione metais de base e metais de adição com base na suscetibilidade a fissuras (CE, Pcm, classificações Z).

2. Precisão do Processo: Aproveite o equipamento de soldagem avançado que permite:

l Controle preciso da entrada de calor.

l Gerenciamento reproduzível da temperatura de pré-aquecimento/entre passes.

l Fornecimento otimizado de gás de proteção.

3. Disciplina do Procedimento: Aplique protocolos rigorosos para preparação da junta, manuseio de consumíveis (baixo H!) e TTPS.

4. Sabedoria do Projeto: Evite concentradores de tensão; equilibre a simetria da solda.

Visão Chenxiang: Na Chenxiang China, projetamos soluções que visam as causas raiz da fissuração. Nossa gama de eletrodos de ultra baixo hidrogênio  (em conformidade com AWS A5.1 / A5.5), fontes de energia inversoras com controle de precisão, e gases de alta pureza são projetados para fornecer a estabilidade e o controle necessários para soldas críticas. De consumíveis de grau Z para seções espessas a sistemas automatizados que garantem perfis térmicos perfeitos, fazemos parceria com fabricantes para construir integridade desde o arco.A prevenção de fissuras não é sorte - é o resultado dos materiais certos, dos processos certos e dos parceiros certos.

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