Conhecido por sua resistência à corrosão e ampla gama de utilizações no manuseio de alimentos, talheres e muitas outras aplicações, o aço inoxidável é um dos metais mais populares em uso atualmente. As dezenas de variantes de liga tornam a soldagem do aço inoxidável mais complicada do que a soldagem do aço carbono tradicional. No entanto, embora as ligas inoxidáveis já tenham sido consideradas um grande desafio para a soldagem, hoje elas são descritas como “diferentes” em oposição a “difíceis” entre a maioria dos soldadores.
Os aços inoxidáveis são aços de alta liga contendo no mínimo 10,5% de crómio. Além disso, eles geralmente são ligados a outros elementos para melhorar a resistência ao calor, as propriedades mecânicas e as características de fabricação. Estes elementos de liga também modificam e influenciam a soldabilidade do aço inoxidável.
Para soldar inox com sucesso, é importante conhecer os diversos tipos de inox e suas propriedades. Eles são divididos em cinco tipos principais: ferríticos, martensíticos, endurecidos por precipitação, duplex e austeníticos.
Tipos de aço inoxidável
Austenítico
Oferecemos: 301, 302, 303, 304, 316, 321, 347, N50 e N60. Esta classe de aço inoxidável é altamente resistente à corrosão, forte e altamente moldável. Mas também é propenso a rachaduras por estresse. Estes são considerados os aços inoxidáveis mais facilmente soldáveis. Não há necessidade de tratamento térmico pré ou pós-soldagem. As ligas austeníticas são normalmente soldadas com cargas de composição correspondente ao material de base. Existem algumas exceções; A carga 308 é usada para as ligas 302 e 304, e a carga tipo 347 é usada para as ligas 321.
Ferrítico
Oferecemos: 410, 420, 440. As séries 400 e 500 constituem as classes martensíticas. Essas ligas têm maior resistência, resistência ao desgaste e resistência à fadiga do que as classes austeníticas e ferríticas. Mas são menos resistentes à corrosão. Esta classe torna-se dura e quebradiça após o resfriamento, tornando-a um excelente material para resistência ao desgaste, mas mais difícil de soldar, pois tende a soldar rachaduras durante o resfriamento. No entanto, o aço inoxidável martensítico pode ser soldado com precauções cuidadosas. Os metais de adição geralmente devem corresponder ao teor de crómio e carbono do metal martensítico base. O enchimento tipo 410 é usado para soldar aços dos tipos 402, 410, 414 e 420. Os tipos austeníticos 308, 309 e 310 também são usados para soldar aços martensíticos entre si ou metais diferentes.
Martensítico
Oferecemos: 410, 420, 440As séries 400 e 500 constituem as classes martensíticas. Essas ligas têm maior resistência, resistência ao desgaste e resistência à fadiga do que as classes austeníticas e ferríticas. Mas eles são menos resistentes à corrosão. Esta classe torna-se dura e quebradiça após o resfriamento, tornando-a um excelente material para resistência ao desgaste, mas mais difícil de soldar, pois tende a soldar rachaduras durante o resfriamento.No entanto, o aço inoxidável martensítico pode ser soldado com precauções cuidadosas. Os metais de adição geralmente devem corresponder ao teor de cromo e carbono do metal martensítico base. O enchimento tipo 410 é usado para soldar aços dos tipos 402, 410, 414 e 420. Os tipos austeníticos 308, 309 e 310 também são usados para soldar aços martensíticos entre si ou metais diferentes.
Endurecimento por precipitação
Oferecemos: 455, 13-8, 15-5, 17-4. Os aços inoxidáveis endurecidos por precipitação contêm crómio e níquel. Esses metais fornecem uma combinação das propriedades dos graus martensíticos e austeníticos. Eles podem ser endurecidos através de tratamento térmico a níveis comparáveis aos aços martensíticos, ao mesmo tempo que são resistentes à corrosão como os aços austeníticos. Os aços PH podem ser facilmente soldados usando procedimentos semelhantes aos dos aços inoxidáveis da série 300. O grau 17-4 é comumente soldado com enchimento 17-7 e pode ser soldado sem pré-aquecimento. Tal como acontece com muitas outras ligas, alcançar as mesmas propriedades mecânicas na solda e no material original é difícil para os aços PH. Mesmo ao utilizar enchimento correspondente, é necessária uma preparação cuidadosa. O tratamento térmico após a soldagem pode ser usado para ajudar a solda a obter semelhanças com o metal original.
Dúplex
Os aços inoxidáveis duplex são “duplex” porque possuem uma microestrutura bifásica. Contém grãos de aço inoxidável ferrítico e austenítico. Esses aços têm tenacidade e ductilidade significativamente melhores do que os graus ferríticos. Porém, não atingem os excelentes valores dos graus austeníticos. Mas compartilham uma resistência à corrosão comparável aos aços austeníticos. Os aços duplex modernos são facilmente soldáveis. Mas o procedimento para manter a faixa de entrada de calor deve ser rigorosamente seguido. Devido à complexa composição química do material, muito calor também afeta negativamente o aço inoxidável duplex. Da mesma forma, selecionar um metal de adição é um pouco mais desafiador. Muitos tipos de metais básicos inoxidáveis duplex não estão disponíveis como metais de adição devido ao facto de que o metal de adição esfria muito mais rapidamente do que o metal base.
Preparando-se para soldar
Como em qualquer tipo de soldagem, é importante limpar o aço inoxidável antes de soldá-lo. O que pode não perceber é o quão sensível a solda inoxidável é à presença de qualquer aço carbono. Certifique-se de que todas as ferramentas usadas para limpar o aço inoxidável sejam usadas apenas para limpar o aço inoxidável. Por exemplo, se usar uma escova de aço inoxidável para limpar aço carbono, não a use novamente em aço inoxidável. O mesmo se aplica aos martelos e pinças de aço inoxidável. Vestígios de aço carbono podem ser transferidos para o aço inoxidável, causando ferrugem. Da mesma forma, retificar aço carbono próximo ao aço inoxidável pode resultar em problemas. O pó de aço carbono suspenso no ar pode pousar no aço inoxidável próximo e causar ferrugem. É por isso que é uma boa ideia manter as áreas de trabalho em aço carbono e aço inoxidável separadas.
Processos
O procedimento para soldar aço inoxidável não é muito diferente daquele para soldar aço-carbono. A maior parte do aço inoxidável pode ser unida por meio de vários tipos de soldagem. Para ajudá-lo a encontrar o melhor para o seu material, aqui está um detalhamento das classificações de soldabilidade do aço inoxidável e outras propriedades de fabricação para cada tipo de aço inoxidável.
Características e propriedades dos aços inoxidáveis
Defeitos comuns de solda inoxidável
Compreender os defeitos comuns durante a soldagem é o primeiro passo para evitá-los. A soldagem de aço inoxidável não é muito diferente daquela exigida na soldagem de aço carbono padrão, com algumas exceções. Primeiro, deve ter mais cuidado e controle em relação ao aquecimento e resfriamento do aço inoxidável. Em segundo lugar, é importante combinar adequadamente os metais de adição com o material a ser soldado.
Rachadura
A imperfeição de soldagem mais comum em aço inoxidável são as rachaduras. Mesmo os aços inoxidáveis austeníticos, os mais facilmente soldados de todos os aços inoxidáveis, apresentam risco de trincas. Isso ocorre porque os aços austeníticos não possuem ferrita, que dissolve impurezas prejudiciais que resultam em rachaduras. Para evitar fissuras nestes metais, principalmente em estruturas totalmente austeníticas, a escolha de uma carga contendo ferrita é altamente recomendada. Os aços inoxidáveis ferríticos, por outro lado, podem rachar durante o processo de soldagem devido ao engrossamento excessivo dos grãos, o que leva a uma baixa tenacidade na zona afetada pelo calor. Ao soldar seções finas, não são necessárias precauções especiais. Em materiais mais espessos ou juntas altamente restringidas, no entanto, o uso de uma baixa entrada de calor pode minimizar o tamanho da zona de grão grosso e minimizar a sensibilidade à fissuração. Da mesma forma, o uso de uma carga austenítica pode ajudar a produzir um metal de solda mais tenaz. Os aços martensíticos são muito propensos a trincas a frio como resultado do hidrogénio, o que também ocorre com aços de baixa permeabilidade. O risco de fissuras geralmente aumenta com o teor de carbono. O risco de trincas em aços inoxidáveis martensíticos pode ser combatido utilizando um processo de soldagem com baixo teor de hidrogénio, como TIG ou MIG, ou usando cargas controladas por hidrogénio. Além disso, os tratamentos pré e pós-soldagem, especialmente para secções mais espessas e materiais com maior teor de carbono, ajudarão a endurecer a estrutura, permitirão que o hidrogénio se difunda do metal de solda e reduzirão o risco de fissuras.
