A soldadura de aços carbono (aços não aliados) exige o controlo rigoroso da taxa de arrefecimento e da composição química do metal base para mitigar o risco de fissuração a frio (fissuração por hidrogénio) e garantir a tenacidade adequada na Zona Afetada pelo Calor (ZAC).
Ao contrário do aço inoxidável, onde a preocupação central é a perda de resistência à corrosão, no aço carbono o foco principal reside na gestão da dureza estrutural e na prevenção de fases frágeis como a martensite não revenida.
1. Parâmetros e Seleção de Processos
A escolha do método de união depende diretamente da espessura dos componentes, da geometria da junta e dos requisitos de integridade mecânica do projeto.
- Processo SMAW (Elétrodo Revestido): Indicado para montagens em obra e reparações estruturais. Exige a utilização de elétrodos de baixo hidrogénio (da classe AWS E7018) em aços de médio carbono ou em juntas de elevada restrição, minimizando a introdução de hidrogénio difusível na poça de fusão.
- Processo GMAW (MIG/MAG): Aplicado em ambiente fabril para alta produtividade. A utilização de misturas gasosas ricas em Árgon (Ar + 15-25% CO2) otimiza a estabilidade do arco e o perfil de penetração do cordão. O modo de transferência por pulverização (spray transfer) é priorizado em espessuras elevadas devido ao maior aporte térmico e ausência de projeções.
- Processo GTAW (TIG): Reservado para passes de raiz em tubagens de alta pressão e componentes de baixa espessura, onde o controlo preciso da penetração e a ausência de escória são críticos para passar nos ensaios não destrutivos (END) por radiografia.
2. Controlo Térmico: Pré-aquecimento e Temperatura Interpasses
A determinação da necessidade de pré-aquecimento é calculada com base no Carbono Equivalente (CE) do material e na espessura combinada da junta.
CE = %C + (%Mn / 6) + ((%Cr + %Mo + %V) / 5) + ((%Ni + %Cu) / 15)
Valores de CE superiores a 0,40% aumentam significativamente a temperabilidade do aço, exigindo a aplicação de calor localizado antes do início do arco para desacelerar a taxa de arrefecimento e permitir a difusão do hidrogénio para fora da matriz ferrítica.
A temperatura interpasses deve ser monitorizada continuamente para evitar o crescimento excessivo de grão na ZAC, o que degradaria as propriedades de impacto (limiar de transição dúctil-frágil).
3. Tratamento Térmico Pós-Soldadura (PWHT)
Em estruturas de grande espessura ou sujeitas a regimes de fadiga severos, o Tratamento Térmico Pós-Soldadura (alívio de tensões) é obrigatório por norma (como a ASME Sec. VIII ou EN 1090). O ciclo térmico, tipicamente realizado entre 580°C e 620°C, reduz as tensões residuais induzidas pela contração do ciclo de soldadura, restaura a ductilidade local e estabiliza a microestrutura, prevenindo falhas catastróficas em serviço.
Execução Técnica Especializada em Aço Carbono
A conformidade mecânica e a integridade estrutural de componentes em aço carbono dependem diretamente do rigor na aplicação dos parâmetros de soldadura e do controlo térmico. Dispomos da competência técnica e dos procedimentos qualificados necessários para executar soldadura industrial neste material, garantindo uniões isentas de defeitos microestruturais e preparadas para elevados regimes de solicitação. Entre em contacto com a nossa equipagem técnica para validar as especificações do seu projeto e assegurar uma execução em total conformidade com as normas do setor.
O seu projeto necessita de soldaduras em aço carbono?