Você sabia que o aço inoxidável é uma liga composta de Ferro, Carbono e Cromo? No caso dos aços austeníticos há ainda a presença de Níquel (Ni), que exerce importante papel no desempenho do material, como veremos abaixo.
Em linhas alternativas da classe austenítica, como as séries 200 e 300, eleva-se a quantidade de Manganês, para compensar a redução de Níquel e se aproximar das propriedades mecânicas do produto de origem (304).
Todas as ligas de aço inoxidável, quando expostas a altas temperaturas, tendem a sofrer mudanças nas estruturas dos grãos (todos os metais são formados pela união de grãos, como se fossem células que unidas, formam todo o corpo), deste modo, a incidência de elevadas temperaturas pode promover mudanças benéficas e necessárias ou prejudiciais e indesejadas durante o processo de soldagem.
Uma das situações que exige atenção especial na manipulação dos aços inoxidáveis é a soldagem, principalmente em tubos.
Isso porque a exposição ao calor pode propiciar a alteração nos contornos do grão e a formação dos carbonetos de Cromo, ou seja, as partículas de Carbono aderem ao Cromo, o que pode causar uma deterioração do material. Esse processo diminui a resistência à fluência, podendo causar rompimentos ou perda da resistência à corrosão, já que a regeneração da camada passiva fica comprometida (camada passiva ou filme passivo é a camada invisível que cobre os aços inoxidáveis e protege contra agentes corrosivos).
A boa notícia é que uma das grandes vantagens dos aços inoxidáveis, principalmente as ligas austeníticas, é a excelente soldabilidade. As características gerais deste metal favorecem tal trabalho e, tomando as devidas precauções, a chance de ter um produto final atraente, duradouro e de propriedades químicas e mecânicas desejadas, é muito elevada.
Os processos de soldagem mais utilizados em aços inox são:
- TIG (Tungsten Inert Gas) ou GTAW (Gas-Shielded Tungsten Arc Welding) – é um processo que utiliza um eletrodo sólido de tungstênio não consumível. O eletrodo, o arco e a área em volta da poça de fusão da solda, são protegidos por uma atmosfera de gás inerte. Se um metal de enchimento é necessário, ele é adicionado no limite da poça de fusão. A soldagem TIG produz uma solda limpa e de alta qualidade e geralmente é utilizado para materiais finos em aço inoxidável.
- MIG – O processo de soldagem GMAW (Gas Metal Arc Welding), ou Soldagem ao Arco Elétrico com Atmosfera de Proteção Gasosa consiste de um processo de alimentação constante de um arame consumível (polaridade (+)), que é direcionado a uma peça metálica (polaridade (-) ), sob uma atmosfera de proteção gasosa.
- PLASMA – A solda por arco plasma utiliza a fusão de metais por meio de um arco elétrico constritor – estabelecido entre um eletrodo plasma de tungstênio e a peça que será soldada. O plasma é obrigado a passar por meio de um orifício, tornando-se um jato constrito de alta velocidade. O arco tem funções que vão além da térmica como nos processos convencionais a arco, denominado arco plasma.
- LASER – Soldagem a laser, é um processo de soldagem de feixe que é usado para unir metais. O calor necessário para conectar as peças é gerado pelo raio laser que é focado na solda. A soldagem por laser é um processo muito rápido e eficiente e é indicado para linhas automatizadas.
Como citamos, os tubos precisam de atenção redobrada. Aqui mostramos algumas falhas geradas por soldas efetuadas de maneiras inadequadas:
O que evitar na soldagem do aço inoxidável:
- Utilizar ligas adequadas, de preferência com baixo teor de Carbono, como o 304L por exemplo (a letra ¨L¨ significa baixo Carbono);
- Materiais com alto teor de carbono e com baixo teor de Níquel (410 e 430) são mais sensíveis a ocorrências indesejadas e necessitam de atenção extra, como pré-aquecimento;
- Nos processos de soldagem é importante utilizar insumos, como eletrodos e varetas com alto teor de Cromo, ou pelo menos, mais nobres que a liga a ser soldada. Exemplo, ao soldar um 304, utilize vareta 308, 316;
- Nunca utilizar refilo para soldar tubos pois possuem teor de cromo similar ao do material a ser trabalhado e quando forem aquecidos perderão elementos importantes;
- O tempo de soldagem, ou seja, a exposição à temperatura, deve ser o menor possível. No caso dos tubos, o processo de purga é extremamente importante para proteger a parte interna e impedir a propagação da alta temperatura no interior do tubo. A injeção de Argônio ou Nitrogênio no interior, no momento da soldagem, repele o oxigênio impedindo a queima, contaminação e fragilização do material.
Com estas dicas e seguindo os processos de forma adequada estará garantida toda a beleza, durabilidade, versatilidade e qualidade do seu produto final em aço inoxidável.
