Dominando a Soldagem de Aço Inoxidável: Técnicas e Dicas

Introdução ao Aço Inoxidável

Antes de soldar aço inoxidável, deve-se descrever o material. Aços inoxidáveis representam uma classe de materiais à base de ferro com resistência à ferrugem e corrosão em certos ambientes, devido ao cromo. O cromo forma uma camada resistente de óxido de cromo na superfície, protegendo-a. "Aço inoxidável" é uma enorme classe de materiais, não um termo técnico para compra prática.

Três Classes Principais

As três classes – Austenítico, Ferrítico e Martensítico – são indicadas por sua estrutura metalúrgica. Mais especificamente, usam identificador referente à aparência de sua microestrutura ao microscópio ou difração de raios-X. As propriedades de cada classe afetam a soldagem de formas diferentes, então é importante identificar o tipo antes.

1. Austenítico (Série 300)

Considerados os mais fáceis de soldar. Conhecidos como "série 300" (classificação AISI/SAE). Subclasse "18/8": 18% cromo, 8% níquel.

Características:

• Não magnético ou levemente magnético
• Não atacado por solução 10% ácido nítrico em álcool
• Não endurece por tratamento térmico
• Endurecimento por deformação – dúctil, deformável mecanicamente, aumenta dureza e resistência
• Facilmente soldado, com precauções
• Condutividade térmica 1/3 a 1/2 de outros aços
• Coeficiente expansão térmica 30-50% maior

As duas últimas características causam maior distorção que outros aços.

Nem todos da série 300 têm igual soldabilidade. Adição de enxofre/selênio para usinabilidade (Tipo 303) causa trinca a quente severa, tornando-o "não soldável".

Cuidado com sensibilização: Ocorre a 600-900°C (1100-1650°F). Promove carbonetos de cromo nas fronteiras de grão e perda de cromo anticorrosivo do metal base. Ocorre na Zona Afetada pelo Calor (ZAC), nas faixas laterais ao cordão. Em junta sensibilizada, o cromo fica indisponível para proteção. Se não corrigido, solda em 18/8 perde propriedade protetora em caminhos sensibilizados, ficando propenso a ataque intergranular.

Três estratégias contra sensibilização:

1. Versão baixo carbono (ex: 304L) – menos carbono para carbonetos de cromo.
2. Metal base com titânio (321) ou columbio (347) – formam carbonetos de Ti/Nb, liberando cromo. Nota: metal de adição deve ser sempre columbio. Titânio é reativo e não recuperado na deposição. Columbio não reativo, permanece na fusão e forma carbonetos na faixa de sensibilização.
3. Tratamento térmico de solução a 1050°C (1900°F) – repara suscetibilidade à corrosão. Problemas: formação de óxidos pesados se não em vácuo/atmosfera protetora. Tipos 309, 310 (alta temp), 316/316L (corrosão) geralmente não sensíveis.

2. Ferrítico

Ferromagnético, não endurece por calor. Comum em escapamentos de carros. Quantidade limitada em estrutura austenítica reduz trinca a quente. Soldagem por arco com metal de adição ferrítico ou austenítico. Tratamento pós-solda pode melhorar propriedades.

3. Martensítico

Magnético, endurece totalmente por tratamento térmico. Soldagem não recomendada, embora viável com técnicas especiais. Pode trincar, se carbono não for baixo. Pré e pós-aquecimento podem ser necessários.

Quarta Classe: Endurecíveis por Precipitação (PH)

Facilmente soldáveis, mas instruções precisas de tratamento térmico devem ser seguidas para desenvolver propriedades requeridas.

Processos de Soldagem para Aço Inoxidável

Muitos tipos de soldagem, cada um com vantagens/desvantagens, exigindo instruções específicas.

Soldagem por Atrito

Quase sem problemas, exceto tipos de corte livre que não devem ser soldados. Usada para soldar inox a inox e a metais diferentes (cobre, alumínio). Atenção ao tipo/material e efeitos do calor perto da junta. Enxofre/selênio comprometem solidez.

Soldagem por Resistência

Usável na maioria. Série 300 austenítica e ferrítica soldam bem. Martensítica: resultado frágil se não amolecido por têmpera pós-solda. Adaptações para resistência elétrica, condutividade térmica baixa, expansão térmica alta, temp. fusão alta, resistência alta a temp. elevadas. Força do eletrodo mais alta, tempo e corrente menores para aços baixo carbono. Limpeza: sujeira, óleo, graxa, tinta E camada de óxido de cromo (escova de aço inox).

Soldagem a Arco

Usável com fluxo adequado. Menos viável para TIG, a menos que sem escolha. TIG exige eliminação de resíduos de fluxo, alonga operação e aumenta custo. Arco comum, atenção à classe/condição do material, sensibilização e deformações. Todos processos de arco empregáveis com atenção a junta, dimensões, preparação. SMAW amplamente usado por flexibilidade. Eletrodos em dois tipos por composição da cobertura, influenciam escolha da corrente. Metais de adição: classificação AWS A5.9/A5.9M:2006.

Soldagem por Feixe de Elétrons (EBW)

Realizada prontamente com bons resultados, mesmo em soldas profundas. Alta razão profundidade/largura permite juntas impossíveis por outros meios. Baixa entrada de calor, ZA limitada, sem dano notável a propriedades mecânicas, sem tratamento térmico adicional.

Soldagem a Laser

Usável com precauções para isolar da atmosfera e limitar danos durante aquecimento.

No fim, soldagem de aço inox não é complicada. Exige atenção a materiais, metais de adição e tipo de soldagem. Se tudo correto, sucesso garantido.

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