Porosidade de soldagem
A porosidade da soldagem é um defeito comum que afeta negativamente a qualidade da solda, a integridade estrutural e o desempenho em aplicações industriais.
Aprenda sobre porosidade na soldagem e suas causas, seus efeitos e estratégias de prevenção. Conhecer os principais parâmetros e as melhores práticas do setor permite produzir soldas de alta qualidade, minimizando defeitos.
O que é porosidade na soldagem?
Porosidade é um termo usado para descrever pequenos vazios (bolsões de gás) presos em uma solda à medida que ela esfria. Essas pequenas bolhas enfraquecem a solda, comprometendo a estrutura mecânica, causando falhas devido à tensão e levando à formação de rachaduras.
Tipos de Porosidade
A porosidade se manifesta de várias formas, cada tipo possuindo características únicas:
Porosidade de superfície
Presença de bolsas de gás visíveis na superfície da solda; a causa mais comum de porosidade superficial é a falta de cobertura de gás de proteção.
Porosidade subterrânea
Vazios internos foram descobertos por meio de testes não destrutivos (END) usando raios X ou inspeção ultrassônica.
Porosidade do buraco de minhoca
Durante a formação da solda, poros longos e tubulares se formam devido ao rápido aprisionamento de gases.
Porosidade uniforme
Poros pequenos distribuídos uniformemente geralmente estão associados a materiais contaminados ou parâmetros de soldagem incorretos. Entender esses tipos ajuda os soldadores a identificar e lidar com a porosidade de forma eficaz.
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Causas da Porosidade na Soldagem
A porosidade se desenvolve em uma solda quando gases ficam presos dentro da poça de fusão e não conseguem escapar antes que a solda se solidifique. Há várias razões para esse defeito, desde propriedades do material até tecnologia de soldagem incorreta.
Contaminação de materiais
A porosidade é um problema significativo devido à contaminação de metais básicos ou materiais de enchimento. Contaminantes comuns incluem:
Vários poros de soldagem em uma linha
Umidade
A água absorvida na superfície do material é liberada pela soldagem, formando poros.
Óleo e graxa
Resíduos do trabalho com máquinas ou manuseio evaporam e formam bolsas.
Ferrugem ou carepa de laminação
Camadas de óxido na superfície do aço não podem ser transportadas para a poça de solda.
Ao soldar tubulações, especialmente em ambientes úmidos como as indústrias de petróleo e gás, é essencial remover a umidade e os óxidos antes da soldagem por meio de limpeza pré-soldagem usando solventes ou escovação de arame.
Cobertura inadequada de gás de proteção
A poça de solda é protegida da atmosfera com gás de proteção (como argônio ou CO2). Alguns exemplos de problemas de cobertura de gás:
- Baixa vazão de gás:A blindagem insuficiente permite que nitrogênio ou oxigênio entrem na poça de solda.
- Fluxo de gás excessivo: provoca turbulência que atrai o ar atmosférico.
- Vazamento de linhas de gás: Equipamentos defeituosos reduzem o fornecimento de gás para a zona de solda.
Para uma boa cobertura, você pode usar uma vazão de gás de 15 a 25 pés cúbicos por hora (CFH) para soldagem MIG. Ajuste de acordo com a posição de soldagem e as condições ambientais.
Parâmetros de soldagem incorretos
Unidade de soldagem
Parâmetros de soldagem como tensão, corrente e velocidade de deslocamento afetam diretamente a porosidade de uma solda.
Alta tensãoAlta tensão pode aumentar o comprimento do arco, o que leva a um arco instável, resultando em uma poça de fusão inadequada e porosidade.
Baixa Corrente: Falhas de calor insuficientes podem deixar traços de gases na solda.
Velocidade de viagem rápida:A velocidade de soldagem evita que o gás escape da poça de fusão.
Controladores lógicos programáveis (CLPs) permitem o controle preciso de parâmetros em sistemas de soldagem automatizados usados na fabricação automotiva, minimizando a porosidade na produção de alto volume.
Fatores Ambientais
Elementos externos dispersam a cobertura de gás de proteção, seja vento ou correntes de ar, especialmente em soldagens externas. A alta umidade também introduz umidade, aumentando a probabilidade de porosidade induzida por hidrogênio.
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Efeitos da porosidade na qualidade da solda
A porosidade enfraquece as propriedades mecânicas e a integridade das soldas, o que é especialmente crítico em aplicações industriais.
Resistência e Ductilidade Reduzidas
Bolsões de gás concentram tensões e reduzem a resistência à tração e a ductilidade da solda. Mesmo uma pequena porosidade pode levar a falhas catastróficas em aplicações de alto risco, como vasos de pressão e componentes de suporte de carga.
Suscetibilidade à corrosão
A porosidade da superfície torna a solda suscetível a elementos ambientais, causando corrosão em ambientes marinhos extremos ou em processos químicos.
Não conformidade com as normas
Os códigos de soldagem para indústrias são AWS D1.1 (aço estrutural) ou ASME Seção IX (vasos de pressão). Se a porosidade exceder esses limites, a solda poderá falhar em aplicações que utilizam esses requisitos.
Como prevenir a porosidade na soldagem
A porosidade pode ser prevenida com o uso de materiais e parâmetros de soldagem adequados, aliados a um controle de qualidade adequado. Aqui estão algumas ações específicas para reduzir a porosidade:
Preparação Pré-Soldagem
Materiais de base limpos:
Desengordurar, escovar com escova de aço ou lixar para remover óleo, umidade e sujeira. A acetona é usada para remover contaminantes superficiais graves do aço inoxidável.
Materiais de enchimento seco:
Armazene os eletrodos e os fios de enchimento em ambientes com umidade controlada para soldagem SMAW. Pré-aqueça os eletrodos de baixo hidrogênio (250–300 °C) antes de usá-los.
Inspecionar Equipamento:
Seu equipamento fornece gás de proteção consistentemente (verifique se há vazamentos nas linhas de gás, reguladores e tochas)?
Otimize os parâmetros de soldagem
Tenha em mente que o ajuste das configurações de soldagem com base no material e no processo (soldagem a arco, soldagem TIG ou MIG) é essencial:
- Soldagem MIG: Para aço carbono, use uma faixa de tensão de 18–24 V e uma velocidade de alimentação de arame de 200–400 polegadas por minuto
- Soldagem TIG: Ajuste a amperagem para cerca de 100–200 A para aço inoxidável de 1/8 de polegada de espessura, para que um arco estável seja produzido e você o mantenha funcionando.
- velocidade de deslocação: 10–15 polegadas por minuto (para deixar o gás escapar)
Soldagem de tubos limpos
Seleção de gás de proteção para soldagem
Selecionando o gás de proteção adequado para o material e processo de soldagem:
- Argônio: Perfeito para soldagem TIG de aço inoxidável e alumínio.
- Mistura de Argônio-CO2 (75/25): Adequado para soldagem MIG de aço carbono.
- Hélio: Aumenta a penetração em materiais densos e requer maiores vazões.
Medidas de controle de qualidade
- Ensaios não destrutivos (NDT): Utilize métodos de raios X, ultrassom ou penetração de tinta para encontrar porosidade subsuperficial.
- Treinamento de soldador:Os operadores devem ser certificados e treinados em metodologias de prevenção de defeitos.
- Monitoramento de processo: Use sensores para monitorar o fluxo de gás em tempo real, o arco estável e o comportamento da poça de solda para soldagens sensíveis, como vasos de pressão.
Conclusão
A porosidade é um problema evitável. imperfeição de soldagemCom as melhores práticas, como limpeza, otimização do fluxo de gás e aplicação de ensaios não destrutivos (END), os soldadores podem produzir soldas de alta qualidade e livres de defeitos.
Compreender e mitigar a porosidade é essencial em indústrias onde a confiabilidade é um fator inegociável, garantindo a conformidade com as normas e otimizando as características estruturais. Mantenha-se atualizado sobre tecnologias emergentes e treinamentos para manter uma vantagem competitiva em qualidade de solda.
Compartilhe suas experiências com porosidade na soldagem ou faça perguntas nos comentários abaixo.
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Perguntas frequentes
- Como você interrompe a porosidade na soldagem?
Limpe o metal do substrato de base, use um gás de proteção adequado e faça a manutenção do equipamento. Também é essencial armazenar os eletrodos de soldagem para evitar a entrada de umidade.
- Como a porosidade é prevenida?
É essencial limpar o metal base e proteger adequadamente o banho de solda usando o gás de proteção correto e adequado.
- O que causa porosidade em 7018?
A porosidade no 7018 é causada por um comprimento de arco estendido e umidade no revestimento do eletrodo que é absorvida pelo eletrodo com armazenamento inadequado.
- Quanta porosidade é aceitável em uma solda?
O AWS D1.1 permite porosidade de até 3/8″ de diâmetro para um único poro; você pode usar outros padrões para verificar a porosidade permitida de acordo com os requisitos.