O aço carbono é forte e muito durável. Por ser um material acessível, o aço carbono pode suportar altas cargas e tem boa soldabilidade, o que o torna a escolha ideal para projetos de soldagem.
Embora suas aplicações sejam amplas, muitos engenheiros e técnicos costumam enfrentar uma série de desafios no processo de soldagem de aço carbono, incluindo a seleção de materiais, a complexidade dos processos de soldagem e o controle de qualidade das juntas soldadas. Seu desempenho de soldagem está diretamente relacionado à resistência e à durabilidade do produto final.
É por isso que queremos ajudá-lo com este artigo. Ele aprofundará seu conhecimento sobre as melhores práticas de soldagem de aço carbono. Isso é fundamental para melhorar a qualidade da soldagem e reduzir os riscos.
O que é aço carbono?
O aço-carbono é uma liga composta principalmente de ferro e carbono, com teor de carbono geralmente variando de 0,05% a 2,1%. Devido à sua excelente resistência, durabilidade e economia, o aço carbono se tornou um dos materiais mais usados no setor de manufatura.
Além de ser amplamente utilizado na construção e na infraestrutura, ele também desempenha um papel importante na fabricação de automóveis e no setor de energia.
O aço carbono moderno é afetado por pequenas quantidades de outros elementos de liga. Entre eles estão o manganês, o silício e o cromo. A adição desses elementos pode melhorar suas propriedades mecânicas e a soldagem.
Sobre o aço carbono soldado
Tipo de aço carbono
O aço-carbono é definido como aço com teor de carbono inferior a 2,11% e contém uma pequena quantidade de Mn, Si, S, P, O e ligas de ferro-carbono com outras impurezas chamadas aços-carbono.
De acordo com o conteúdo de C (carbono), ele pode ser dividido em:
- Teor de ferro-carbono puro industrial Wc<0,04% liga de ferro-carbono;
- Aço de baixo carbono - teor de carbono Wc<0,251Aço carbonoTP3T;
- Aço carbono médio - teor de carbono 0,25%<Wc<0,60% aço carbono;
- Aço de alto carbono - teor de carbono Wc>0,60% aço carbono;
Processos de soldagem
Fatores que influenciam a soldagem
Quanto maior for o teor de carbono, maior será a dureza e menor será a soldabilidade. Portanto, o método de soldagem é diferente para diferentes teores de carbono e precisa ser ajustado de acordo com a realidade.
Elementos de liga: A presença de elementos de liga, como o manganês ou o silício, afeta o processo de soldagem. Conhecer o nível dos elementos de impureza pode ajudar a encontrar o método de soldagem correto.
Outros elementos de liga, como fósforo, enxofre, oxigênio e nitrogênio, também afetam a soldabilidade. A temperatura eutética do ferro e do sulfeto de ferro é baixa (985 ℃). Portanto, durante o trabalho a quente, a eutética do ferro e do sulfeto de ferro já derreteu devido à temperatura de processamento, que geralmente é de 1.150 a 1.200 ℃, resultando em rachaduras durante o processamento, um fenômeno conhecido como "fragilização térmica do enxofre". Portanto, o teor de S no aço deve ser rigorosamente testado. Por outro lado, o enxofre também tende a causar porosidade na solda.
Pontos de solda
Antes da soldagem, as medidas a seguir podem ser usadas para reduzir os defeitos de solda e melhorar a qualidade da tubulação:
- Faça o pré-aquecimento antes da soldagem e mantenha a temperatura entre os canais durante a soldagem.
- São usados materiais de soldagem com baixo teor de hidrogênio ou ultrabaixo teor de hidrogênio.
- Solde continuamente toda a solda para evitar interrupções.
- Inicie o arco na ranhura, evite machucar o material de base e preste atenção ao preenchimento do poço do arco ao extinguir o arco.
- Não forme, corrija e monte em baixas temperaturas.
- Melhorar as condições de trabalho no frio o máximo possível.
Tecnologia de soldagem
Soldagem a arco
A soldagem a arco é o método mais comumente usado para soldar tubos de aço. A soldagem a arco manual é adequada para a produção de pequenos lotes, enquanto a soldagem a arco submerso é adequada para a produção em massa. A soldagem a arco de argônio é comumente usada em ocasiões que exigem alta qualidade de soldagem, como nos setores alimentício e farmacêutico.
Soldagem com proteção gasosa
A soldagem com proteção de gás inclui principalmente a soldagem a arco de argônio, a soldagem a arco de argônio e a soldagem a arco de argônio com gás misto. Esses métodos no processo de soldagem usam proteção de gás inerte para evitar a poluição por oxigênio e nitrogênio, melhorando assim a qualidade das juntas soldadas.
Soldagem por indução de alta frequência
A soldagem por indução de alta frequência é adequada para a produção de tubos de aço carbono com diâmetros pequenos. O método gera calor por meio de uma corrente de alta frequência, aquece rapidamente o tubo e o solda. Esse método de soldagem é rápido, eficiente e adequado para produção em massa.
Outras considerações
A soldabilidade do aço carbono diminui com o aumento do teor de carbono porque o aço com maior teor de carbono é facilmente endurecido após o resfriamento rápido na temperatura de soldagem.
Após o endurecimento, a solda e as zonas de aquecimento são facilmente afetadas pela plasticidade da diminuição da tensão de soldagem sob a ação de trincas.
Portanto, ao soldar aço carbono com alto teor de carbono, deve-se prestar atenção para diminuir a taxa de resfriamento.
Em suma, a soldagem de aço carbono deve se basear em seus diferentes teores de carbono para tomar as medidas de processo adequadas.
O baixo teor de carbono, como o aço doce, deve prestar atenção para evitar restrições estruturais e estresse térmico desequilibrado causado por rachaduras; o alto teor de carbono, como o aço com alto teor de carbono, além de evitar rachaduras causadas por esses estresses, também deve prestar atenção especial à prevenção de rachaduras induzidas por têmpera.