Com o rápido desenvolvimento da tecnologia industrial, o aço inoxidável é amplamente utilizado como material resistente à corrosão, de alta resistência e esteticamente agradável em uma variedade de aplicações, como construção, automotiva, aeroespacial e processamento de alimentos. No entanto, devido às suas propriedades físicas e químicas únicas, o processo de soldagem do aço inoxidável enfrenta vários desafios. Neste artigo, discutiremos em detalhes os desafios da soldagem de aço inoxidável, métodos comuns de soldagem e melhores práticas para ajudar os profissionais do setor a melhorar a qualidade e a eficiência da soldagem.

Desafios de soldagem de aço inoxidável

1. Oxidação e descoloração em alta temperatura

Aço inoxidável no processo de soldagem em alta temperatura, a superfície fica sujeita à oxidação, formação de filme de óxido, resultando em alterações de cor na solda e na zona afetada pelo calor. Isto não afeta apenas a estética, mas também enfraquece a resistência à corrosão do material. Para evitar que isso aconteça, geralmente é necessário utilizar gás de proteção ou decapagem e passivação após a soldagem.

2. Sensibilidade a rachaduras térmicas

Especialmente o aço inoxidável austenítico é suscetível a trincas térmicas durante o processo de resfriamento da soldagem devido ao seu alto coeficiente de expansão térmica e baixa condutividade térmica. A trinca térmica geralmente ocorre no metal de solda ou na zona afetada pelo calor, o que pode levar à falha da estrutura soldada em casos graves. Para minimizar o risco de fissuras térmicas, é necessário controlar rigorosamente os parâmetros do processo de soldagem e selecionar materiais de soldagem adequados.

3. Deformação de soldagem

Como o aço inoxidável possui um alto coeficiente de expansão térmica, o processo de soldagem produzirá grandes tensões térmicas, resultando na deformação da soldagem. Isto é especialmente óbvio para estruturas grandes ou peças de paredes finas, o que pode afetar a precisão dimensional e a qualidade da aparência do produto. Medidas razoáveis ​​de fixação e antideformação precisam ser usadas para controlar a deformação da soldagem.

4. Precipitação de nitretos e carbonetos
No processo de soldagem em alta temperatura, o nitrogênio e o carbono no aço inoxidável podem reagir com o cromo para formar nitretos e carbonetos, esses precipitados reduzirão a resistência à corrosão e a tenacidade do material. O controle do aporte térmico de soldagem, a seleção de materiais de soldagem adequados e o subsequente tratamento térmico são a chave para prevenir esse fenômeno.

5.Respingos de soldagem e contaminação

Respingos e contaminantes gerados durante o processo de soldagem podem aderir à superfície da solda e ao material de base, afetando a qualidade e a aparência da solda. Isto requer o uso de processos de soldagem adequados e medidas de proteção, como o uso de corrente de soldagem com baixo respingo e gás de proteção de soldagem.

Métodos de soldagem de aço inoxidável

1. Soldagem a arco de tungstênio e argônio (TIG)
Soldagem TIGé um método de soldagem que usa um eletrodo de tungstênio não consumível e proteção com gás inerte (por exemplo, argônio) e é particularmente adequado para soldagem de aços inoxidáveis ​​de paredes finas. A soldagem TIG fornece uma costura de solda suave e de alta qualidade e é comumente usada em áreas onde é necessária soldagem de alta precisão, como equipamentos aeroespaciais e médicos. A fim de melhorar a eficiência da soldagem, a tecnologia de soldagem TIG pulsada pode ser usada para reduzir ainda mais a entrada de calor e a distorção.

2. Soldagem com eletrodo fundido protegido por gás (MIG)
A soldagem MIG utiliza eletrodo fundido e proteção com gás inerte, adequado para soldagem de chapas de aço inoxidável de espessura média, com alta produtividade. Ao ajustar a corrente, a tensão e a velocidade de soldagem, você pode controlar efetivamente os respingos de soldagem e o formato da poça de fusão. Para melhorar a qualidade da soldagem, você pode usar proteção mista de gases, como uma mistura de argônio e dióxido de carbono.

3. Soldagem a arco de plasma (PAW)
Soldagem a arco de plasma(PAW) é uma tecnologia de soldagem de alta precisão que utiliza um arco de plasma como fonte de calor para fornecer calor de soldagem concentrado e estável. PAW é adequado para aplicações de soldagem que exigemalta qualidade e baixa distorção, como a fabricação de instrumentos de precisão e equipamentos de última geração. Comparada à soldagem TIG, a PAW oferece velocidades de soldagem mais rápidas e uma zona afetada pelo calor menor.

4. Soldagem a laser
Soldagem a laserutiliza um feixe de laser de alta densidade de energia como fonte de calor, que tem as vantagens de alta velocidade de soldagem, baixa distorção e uma pequena zona afetada pelo calor, e é particularmente adequado para necessidades de soldagem de alta precisão e alta eficiência.Soldagem a laseré adequado para soldar peças estruturais complexas e de paredes finas, como componentes eletrônicos e fabricação de peças automotivas.

5. Soldagem por resistência a ponto
A soldagem a ponto por resistência utiliza o calor gerado pela corrente elétrica através do ponto de contato para soldagem, comumente usado em conexões finas de aço inoxidável, como na fabricação de carrocerias de automóveis e carcaças de eletrodomésticos. O método é rápido, tem pequenas juntas de solda e é adequado para produção em massa.

Melhores práticas para soldagem de aço inoxidável

Para garantir uma solda de aço inoxidável de alta qualidade, a seguir estão algumas práticas recomendadas amplamente reconhecidas na indústria:

1. Limpeza de superfície
Antes da soldagem, as superfícies de aço inoxidável devem ser cuidadosamente limpas para remover graxa, óxidos e outros contaminantes, a fim de evitar defeitos de soldagem. A limpeza pode ser feita com produtos de limpeza químicos ou ferramentas mecânicas de moagem.

2. Controle da entrada de calor
Controle a entrada de calor ajustando a corrente de soldagem, a tensão e a velocidade de soldagem para evitar uma entrada excessiva de calor que leve ao superaquecimento do metal de solda, o que por sua vez reduz o risco de trincas térmicas e distorção de soldagem.

3. Uso de gás de proteção
Um gás de proteção adequado (por exemplo, argônio puro ou hélio) deve ser usado durante a soldagem para evitar que a área soldada entre em contato com o ar e para evitar oxidação e nitretação. Para materiais de paredes espessas, uma dupla camada de gás protetor pode ser usada para melhorar o efeito protetor.

4. Pré-aquecimento e pós-tratamento térmico
Para aço inoxidável de paredes espessas ou aço inoxidável com alto teor de carbono, o pré-aquecimento antes da soldagem e o tratamento térmico pós-soldagem podem reduzir o estresse térmico e as rachaduras. A temperatura de pré-aquecimento e a temperatura de tratamento térmico devem ser selecionadas de acordo com o tipo de material e processo de soldagem.

5. Seleção de material de soldagem adequado
Use materiais de soldagem que correspondam ao material de base para garantir que o metal de solda e o material de base tenham composição química e propriedades mecânicas semelhantes para garantir a resistência e a resistência à corrosão da junta soldada.

6. Teste de qualidade de soldagem
Após a conclusão da soldagem, a inspeção da qualidade da soldagem, como inspeção por raios X, inspeção ultrassônica e inspeção de penetração de corante, deve ser realizada para garantir que as juntas soldadas estejam livres de defeitos como rachaduras, porosidade e aprisionamento de escória.

Perspectivas Futuras

Com o progresso da ciência e da tecnologia, a tecnologia de soldagem de aço inoxidável continuará a se desenvolver na direção de alta eficiência, inteligência e verde. No futuro, robôs de soldagem automatizados e sistemas inteligentes de controle de soldagem melhorarão ainda mais a eficiência e a qualidade da soldagem. Ao mesmo tempo, a pesquisa e o desenvolvimento de tecnologias de soldagem ecologicamente corretas também se tornarão uma direção importante para reduzir as emissões de gases nocivos e o desperdício de materiais no processo de soldagem.