Pesquisa sobre problemas de trincas a quente na soldagem de aço inoxidável e ligas resistentes ao calor

Aço inoxidável e resistente ao calor, ligas resistentes à corrosão são amplamente utilizadas em indústrias como petróleo, químico, aviação, aeroespacial, energia nuclear, metalurgia, eletricidade, transporte, têxtil, e eletrônica. Esses materiais são valorizados por seu efeito antiferrugem, resistente à corrosão, resistente à oxidação, e propriedades resistentes a altas temperaturas. No entanto, soldar esses materiais apresenta desafios significativos, particularmente com rachaduras a quente.

Tipos de rachaduras quentes

As trincas a quente na soldagem normalmente se enquadram em três categorias:

1. Rachaduras de Solidificação:
   • Ocorre no metal de solda.
   • Forme-se em áreas de alta temperatura onde coexistem fases líquidas e sólidas.
2. Rachaduras de Liquefação:
   • Ocorrem na zona afetada pelo calor ou na zona de reaquecimento de soldas multicamadas.
   • Também se forma em áreas de alta temperatura com fases líquidas e sólidas sob tensão térmica.
3. Rachaduras de baixa plasticidade:
   • Ocorre em temperaturas mais baixas.
   • Aparecem na área de granulação grossa da zona afetada pelo calor e não estão relacionados à fase líquida.

Sensibilidade a Rachaduras de Solidificação

Na soldagem de aço inoxidável, rachaduras de solidificação são uma grande preocupação. A sensibilidade dessas trincas depende do teor de ferrita delta. É menos provável que ocorram fissuras quando o conteúdo de ferrite está entre 5% e 20%. No entanto, quando o conteúdo excede 40%, a sensibilidade ao crack aumenta significativamente. Para evitar fissuras de solidificação, a composição química do metal de solda pode ser ajustada para manter o teor de ferrita dentro de uma pequena porcentagem.

Ligas à Base de Níquel

Ligas à base de níquel, como Connickel 625 ou 718, têm uma faixa de temperatura frágil mais ampla em comparação com Hastelloy X ou C-276, tornando-os mais sensíveis a fissuras de solidificação. Essas ligas contêm mais Nb, que forma NbC, fase gama (Ni3Nb), e fase de Laves. Durante a soldagem, Os eutéticos de fase γ/NbC ou γ/Laves se formam na área de solidificação final, levando a fissuras de solidificação devido aos seus baixos pontos de fusão. Elementos como C e Si também aumentam a sensibilidade à fissuração. Adicionalmente, NbC não dissolvido no material original pode levar a rachaduras de liquefação na interface γ/NbC.

Fatores que influenciam as rachaduras a quente

A ocorrência de trincas a quente em aço inoxidável e resistente ao calor, ligas resistentes à corrosão são influenciadas por vários fatores:

• Composição e Estrutura da Liga:
  • A composição e estrutura inerentes da liga do material são fatores significativos.
• Inclusões e Elementos Solutos:
  • Elementos como P, S, Pb, Sn, e Zn criam substâncias de baixo ponto de fusão que cobrem os limites dos grãos, causando rachaduras sob pequenas tensões térmicas.
• Conteúdo de ferrita:
  • Para soldas de aço inoxidável com austenita-ferrita, o conteúdo de ferrita afeta significativamente a sensibilidade à trinca.
• Impurezas:
  • Em soldas de aço inoxidável de austenita pura, menor teor de P+S reduz a sensibilidade a trincas a quente.
• Formação Eutética:
  • Em ligas à base de níquel, elementos como Nb, C, e Si formam eutéticos de baixo ponto de fusão, aumentando a sensibilidade ao crack. Impurezas como P e S nos limites dos grãos também contribuem para fissuras a quente.

Resumindo, fissuração a quente na soldagem de aço inoxidável e resistente ao calor, ligas resistentes à corrosão são influenciadas pela composição da liga, fatores estruturais, inclusões, elementos solutos, e impurezas. O controle desses fatores pode ajudar a mitigar o risco de trincas a quente.