Por que as soldas de aço inoxidável de passe único usando FCAW falham consistentemente nas inspeções? David Meyer e Rob Koltz analisam mais de perto os motivos dessas falhas. Getty Images
P: Estamos reparando raspadores de aço soldados em um sistema de secagem em ambiente úmido. Nossas soldas falharam nas inspeções devido à porosidade, mordeduras e trincas. Soldamos A514 a A36 usando eletrodos tubulares de 0,045″ de diâmetro, em todas as posições, com gás argônio (75%) e dióxido de carbono (25%) para melhor resistência ao desgaste.
Tentamos eletrodos de aço carbono, mas as soldas se desgastaram muito rapidamente e descobrimos que o aço inoxidável apresentou melhor desempenho. Todas as soldas são feitas na posição plana, com 3/8 de polegada de espessura. Devido à falta de tempo, todas as soldas foram feitas de uma só vez. O que poderia estar causando a falha das nossas soldas?
A mordedura geralmente ocorre devido a parâmetros de soldagem fora da especificação, técnica de soldagem inadequada ou ambos. Não podemos comentar sobre os parâmetros de soldagem porque não os conhecemos. Mordidas que ocorrem em 1F geralmente resultam de operação excessiva da poça de fusão ou velocidade de deslocamento muito rápida ou muito lenta.
Como o soldador está tentando depositar 3/8″, a possibilidade de manuseio excessivo da tocha pode ser parcialmente responsável pela soldagem de filete em passe único com arame tubular de pequeno diâmetro. No entanto, parece ser o uso da ferramenta errada em vez de um problema técnico, e essa é a razão.
A porosidade é causada por impurezas na solda, perda ou excesso de gás de proteção ou absorção excessiva de umidade pelo arame tubular. Você mencionou que se trata de um reparo em meio úmido dentro do secador, então, se as soldas não forem completamente limpas, essa pode ser a principal causa dos vazios.
O metal de adição que você está usando é um arame tubular com fluxo para soldagem em todas as posições. Esses tipos de arame possuem um sistema de escória de solidificação rápida. Isso é necessário para sustentar a poça de fusão ao soldar verticalmente para cima ou sobrecabeça. A desvantagem da escória de solidificação rápida é que ela se solidifica antes da poça de fusão abaixo dela. Se os gases ainda estiverem sendo liberados, eles geralmente ficam presos e aparecem posteriormente na forma de poros ou sulcos superficiais. Isso é amplificado ao soldar em posição plana com um arame de pequeno diâmetro e tentar depositar uma grande quantidade de solda em uma única passada, como em sua aplicação.
A fissuração da solda no início e no fim da soldagem pode ser causada por diversos fatores. Como você está depositando um cordão de solda largo com um arame de pequeno diâmetro, é provável que ocorra fusão insuficiente (LOF) na raiz da solda. A fissuração da solda é um fenômeno comum devido à alta tensão residual da solda e à LOF na raiz.
Para essa espessura de arame, você deve usar duas ou três passagens para completar 3/8 de polegada. Soldas de filete, ninguém. Pode ser mais rápido fazer três soldas sem defeitos do que fazer uma única solda defeituosa e depois ter que corrigi-la.
No entanto, outro problema que pode desempenhar um papel mais importante na fissuração da solda é o nível incorreto de ferrita na solda, que muitas vezes é a principal causa de fissuração. O arame 309L foi desenvolvido para soldar aço inoxidável a aço carbono, e não aço carbono a aço carbono. A composição química específica deste produto também leva em consideração alguma diluição do metal base para ambos os metais. Portanto, em aplicações de aço inoxidável a aço carbono, algumas ligas derivadas do aço inoxidável ajudam a equilibrar a composição química e a produzir quantidades aceitáveis ​​de ferrita. O uso de um metal de adição com aproximadamente 50% de ferrita, como o 312 ou o 2209, eliminará a possibilidade de fissuração devido ao baixo teor de ferrita.
A melhor maneira de proporcionar excelente resistência ao desgaste é soldar a junta com um eletrodo padrão de aço carbono ou inoxidável e, em seguida, adicionar uma camada de eletrodo de revestimento. No entanto, você mencionou que estava sob restrições de tempo muito apertadas e que qualquer situação de soldagem multipasse estava fora de questão.
Experimente usar um arame de diâmetro maior, como 1/16 de polegada ou maior. O uso de um arame tubular com proteção gasosa é ideal, pois proporciona melhor limpeza da solda e melhor proteção contra o fluxo de ar do que arames sem núcleo de fluxo. No entanto, em vez de um arame para todas as posições, um arame específico para posições planas e horizontais pode minimizar a porosidade ou o efeito de trilha de metal. Você também deve trocar o metal de adição de 309L para 312 ou 2209.
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