Explorando a soldagem eficiente do mundo do metal: aço inoxidável

O aço inoxidável, devido à sua excelente resistência à corrosão, resistência ao calor e tolerância a baixas temperaturas, é amplamente utilizado em talheres, eletrodomésticos, fabricação de máquinas, decoração arquitetônica, carvão, petroquímica e outros campos. Desde os primeiros dias da República Popular da China até ao período pré-reforma e abertura, a procura de aço inoxidável da China foi principalmente para aplicações industriais e de defesa. Hoje em dia, a produção de aço inoxidável da China representa mais de 50% da produção mundial de aço inoxidável, estabelecendo a sua posição significativa no mercado global de aço inoxidável. Porém, o processo de soldagem do aço inoxidável não é uma tarefa fácil, exigindo o domínio de uma série de pontos técnicos e a superação de diversas dificuldades técnicas.

I. Características do aço inoxidável

O aço inoxidável, em resumo, refere-se ao aço com elemento primário com teor de cromo (Cr) superior a 12%. Esta composição coloca o aço num estado passivado, conferindo-lhe assim as características do aço inoxidável. Com base em sua estrutura e composição química, o aço inoxidável pode ser classificado em quatro categorias: aço inoxidável austenítico, aço inoxidável martensítico, aço inoxidável ferrítico e aço inoxidável duplex.

O aço inoxidável austenítico, com sua superior resistência à corrosão, resistência ao calor e propriedades não magnéticas, é amplamente utilizado em eletrodomésticos, peças automotivas e instrumentos médicos.

O aço inoxidável martensítico, conhecido por sua boa usinabilidade, alta dureza e propriedades magnéticas, é frequentemente usado para fabricar talheres, lâminas, peças mecânicas, etc.

O aço inoxidável ferrítico, rico em titânio, é resistente a altas temperaturas e à corrosão, comumente utilizado na produção de escapamentos automotivos, trocadores de calor e outros componentes.

O aço inoxidável duplex combina as vantagens dos aços inoxidáveis ​​austeníticos e ferríticos, oferecendo alta resistência e excelente resistência à corrosão.

Além disso, o aço inoxidável também possui as seguintes características notáveis:

Excelente resistência à corrosão: O elemento cromo no aço inoxidável pode formar uma densa película de óxido em sua superfície, resistindo efetivamente à erosão de oxigênio, água e outros meios corrosivos.

Alta resistência e tenacidade: O aço inoxidável possui alta resistência e tenacidade, capaz de suportar tensões mecânicas significativas.

Resistência a altas e baixas temperaturas: O aço inoxidável mantém boas propriedades mecânicas em altas e baixas temperaturas.

Apelo estético e facilidade de processamento: O aço inoxidável possui brilho metálico brilhante, é fácil de processar e moldar, adequado para a fabricação de produtos de diversos formatos e estruturas complexas.

No entanto, o aço inoxidável tem uma condutividade térmica relativamente baixa e um grande coeficiente de expansão térmica, levando a problemas como trincas a quente e corrosão intergranular durante a soldagem. Para garantir a qualidade e o desempenho das juntas soldadas, é necessário selecionar métodos de soldagem apropriados, controlar os parâmetros de soldagem e tomar medidas de proteção adequadas.

II. Principais métodos de soldagem de aço inoxidável

Soldagem por resistência

Características: A soldagem por resistência utiliza o calor de resistência gerado pela corrente que passa pela superfície de contato para derreter e conectar as superfícies de contato. A soldagem por resistência tem as vantagens de velocidade de soldagem rápida, alta eficiência de produção e qualidade de solda estável.

Escopo de aplicação: A soldagem por resistência é adequada para soldar chapas e tubos de aço inoxidável com espessuras relativamente finas e formatos regulares.

Pontos de operação: Antes de soldar, certifique-se de que a superfície da peça esteja limpa e plana; selecione a corrente de soldagem e o tempo de soldagem apropriados; controlar a pressão de soldagem para garantir a qualidade da solda.

Soldagem a arco manual

Características: A soldagem a arco manual é um método de soldagem operando manualmente uma pistola de soldagem a arco, oferecendo grande flexibilidade e aplicabilidade a vários formatos e tamanhos de peças de trabalho.

Escopo de aplicação: A soldagem a arco manual é adequada para soldar peças de aço inoxidável com espessuras relativamente finas e formas complexas.

Pontos de operação: Durante a soldagem, controle o comprimento do arco e mantenha uma velocidade de soldagem estável; selecione eletrodos de soldagem e correntes de soldagem adequados; preste atenção a parâmetros como vazão de gás de proteção e comprimento de extensão do eletrodo de tungstênio.

Soldagem com proteção a gás (soldagem MIG/MAG e soldagem TIG)

Soldagem MIG/MAG: Utiliza gás inerte ou gás misto como camada protetora, alimentando o fio de soldagem na poça fundida através de dispositivos de alimentação de fio automáticos ou semiautomáticos para soldagem. Tem as vantagens de velocidade de soldagem rápida, qualidade estável e baixo custo. Adequado para áreas de soldagem com distribuição de alta densidade.

Soldagem TIG: utiliza gás argônio como gás de proteção, aquecendo o eletrodo de soldagem de aço inoxidável até o estado fundido e, em seguida, entrando em contato com a peça de trabalho para formar uma solda. Oferece vantagens como boa formação de solda, alto acabamento superficial e adequação para soldagem de chapas finas e chapas médias a pesadas de tubos. No entanto, o processo é complexo, a velocidade de soldagem é lenta e os custos são mais elevados.

Soldagem a laser

Características: A soldagem a laser utiliza a alta densidade de energia de um feixe de laser para realizar a soldagem, apresentando alta precisão, alta velocidade e boa qualidade de solda.

Escopo de aplicação: A soldagem a laser é adequada para soldar peças de aço inoxidável com requisitos de qualidade de solda extremamente altos e formatos complexos.

Pontos de operação: Durante a soldagem, controle a potência e a posição do ponto focal do feixe de laser; manter uma velocidade de soldagem estável; preste atenção à taxa de fluxo do gás de proteção e à estabilidade do feixe de laser.

Outros métodos de soldagem

Soldagem por arco submerso : Indicado para soldagem de chapas de aço inoxidável de espessura média e superior, oferecendo vantagens como alta produtividade e boa qualidade de solda. No entanto, pode facilmente causar segregação de elementos de liga e impurezas.

Soldagem por eletroescória : Utiliza o calor de resistência gerado pela corrente que passa pela escória líquida para soldagem, adequado para ocasiões de produção em massa. No entanto, tem certas restrições quanto ao material e tamanho da peça de trabalho.

III. Dificuldades Técnicas e Soluções em Soldagem de Aço Inoxidável

Fenômeno de craqueamento a quente

Dificuldade técnica: O aço inoxidável austenítico, especialmente os tipos de aço que contêm mais níquel, enxofre e outros elementos, são propensos a trincas a quente durante a soldagem, afetando a qualidade da soldagem.

Solução: Adote pré-aquecimento e tratamento pós-térmico para reduzir o estresse de soldagem; simultaneamente, a seleção de materiais de enchimento apropriados e a otimização dos parâmetros de soldagem (como corrente, tensão, velocidade) também são cruciais.

Corrosão Intergranular

Dificuldade técnica: A combinação de carbono e cromo no aço inoxidável austenítico forma carboneto de cromo que precipita nos limites dos grãos, resultando no esgotamento do cromo nos limites dos grãos, desencadeando assim a corrosão intergranular.

Solução: Utilizar materiais de aço inoxidável com baixas emissões de carbono ou eliminar ou reduzir a precipitação de carboneto de cromo através de tratamento térmico pós-soldagem.

Deformação de Soldagem

Dificuldade técnica: O aço inoxidável possui um grande coeficiente de expansão térmica, tornando-o sujeito a deformações durante os processos de aquecimento e resfriamento.

Solução: Projete razoavelmente a forma da junta, adote uma sequência de soldagem simétrica e use acessórios de fixação de maneira adequada para reduzir a deformação da soldagem.

Porosidade de soldagem

Dificuldade técnica: A má proteção durante a soldagem ou contaminantes na superfície do metal base podem levar à formação de poros de hidrogênio ou outros poros de gás.

Solução: Garanta uma limpeza completa da superfície a ser soldada antes da soldagem e mantenha um bom ambiente de proteção contra gases durante a soldagem.

A soldagem de aço inoxidável é um processo tecnicamente desafiador, que exige consideração abrangente das propriedades do material, métodos de soldagem, especificações operacionais e outros fatores. Ao selecionar métodos de soldagem e parâmetros técnicos apropriados e adotar soluções eficazes, a qualidade e o desempenho das soldas de aço inoxidável podem ser garantidos. No futuro, prevemos o surgimento de tecnologias e equipamentos de soldagem mais avançados, abrindo espaços mais amplos para a aplicação de aço inoxidável  Garça  também continuará a explorar profundamente inovações na tecnologia de soldagem de aço inoxidável, contribuindo com sua experiência profissional para melhorar a qualidade e o desempenho da soldagem.