Subcotação é comum defeitos de soldagem na soldagem que enfraquece a resistência e a estabilidade das estruturas soldadas.
Então, como ocorre o rebaixamento na soldagem? Na verdade, existem muitas razões para isso. Isso pode ser devido a corrente ou velocidade de soldagem ajustada incorretamente, ângulo ou tamanho do eletrodo escolhido incorretamente ou até mesmo uso inadequado de gás de proteção. Todos esses problemas podem atrapalhar o processo de soldagem e levar a cortes inferiores.
Como devemos lidar com a redução na soldagem? Neste artigo, forneceremos explicações detalhadas para profissionais de soldagem experientes e iniciantes sobre as causas, perigos e contramedidas do corte inferior na soldagem.
O que é um corte inferior na soldagem?
O corte inferior de soldagem é a ranhura ou depressão indesejável formada ao longo das bordas de uma junta soldada; o metal base derreteu, mas não foi totalmente preenchido pelo metal de adição. Geralmente aparece como um entalhe ou reentrância em um ou ambos os lados do cordão de solda. A profundidade e a largura do rebaixo podem variar, mas normalmente se estendem até o metal base adjacente à solda.
O rebaixo excessivo pode enfraquecer a resistência das juntas soldadas e gerar concentração de tensão no rebaixo, podendo levar a danos estruturais. Especialmente para a soldagem de aço de baixa liga e alta resistência, a estrutura da borda do rebaixo é endurecida, o que tem maior probabilidade de causar rachaduras.
Consulte o diagrama abaixo para obter um exemplo visual de corte inferior de soldagem.
Tipos de corte inferior de soldagem
De acordo com a posição do rebaixo na parte superior e inferior da costura de solda, ele pode ser dividido em rebaixo externo (no lado com maior abertura da ranhura) e rebaixo interno (no lado inferior da ranhura).
Corte inferior externo
O rebaixo externo normalmente ocorre no lado da abertura maior de um chanfro, ou seja, na superfície externa da costura de solda. Sua principal característica é a presença de ranhuras ou depressões perceptíveis na borda ou na ponta da costura de solda. A formação de rebaixo externo está frequentemente relacionada a fatores como fluxo da poça de fusão, velocidade de soldagem, ângulo de soldagem e corrente de soldagem durante o processo de soldagem.
Se a poça de fusão não preencher adequadamente o chanfro durante a soldagem, ou se o metal derretido não encolher adequadamente durante o resfriamento, sulcos ou depressões podem se formar na borda da costura de solda, conhecida como corte inferior externo.
O rebaixo externo não apenas enfraquece a resistência estrutural da costura de solda, mas também pode se tornar uma área de concentração de tensão, aumentando o risco de fratura da junta de solda durante o serviço.
Corte inferior interno
O rebaixo interno ocorre na parte inferior do chanfro, dentro da costura de solda, na junção do metal de solda e do metal base. A formação de rebaixo interno é normalmente devido ao fluxo irregular e à solidificação da poça de fusão na parte inferior do chanfro durante o processo de soldagem.
Ao soldar chapas grossas ou empregar processos de soldagem multipasse, pode ocorrer corte interno devido ao fluxo restrito da poça de fusão na parte inferior do chanfro ou ao controle inadequado dos parâmetros de soldagem. Como o corte interno fica oculto na costura de solda e é difícil de detectar diretamente por meio de inspeção visual, métodos de testes não destrutivos, como testes radiográficos e testes ultrassônicos, são necessários para identificação e avaliação.
A presença de rebaixo interno também impacta negativamente o desempenho da costura de solda, reduzindo a capacidade de suporte de carga e a resistência à corrosão da junta de solda.
A figura a seguir mostra exemplos de imagens elétricas para rebaixo externo e rebaixo interno.
Além dos rebaixos externos e internos, os tipos de rebaixos de soldagem também podem ser divididos nos seguintes tipos, conforme mostrado no diagrama de exemplo:
Impacto do corte inferior da soldagem no desempenho do componente
Sob cargas estáticas
- No estado plástico do componente: O corte inferior reduz a área da seção transversal da junta e aumenta as tensões locais. Se o rebaixamento for paralelo à tensão aplicada e em estado plástico, não afetará significativamente o desempenho da junta.
- No estado frágil do componente: Qualquer rebaixo aumenta o risco de fratura frágil, com valores de rebaixo permitidos muito baixos para materiais de alta resistência ou soldagens de paredes espessas.
Sob cargas dinâmicas
- Ranhuras afiadas de solda penetram nas seções e causam propagação de microfissuras; ranhuras circulares não apresentam microfissuras na superfície.
- A relação entre profundidade de corte inferior e resistência à fadiga: Cortes inferiores mais profundos levam a maiores reduções na resistência à fadiga.
Corrosão
- Rebaixos ou ranhuras de solda em ambientes corrosivos aceleram a corrosão local devido ao acúmulo de produtos de corrosão.
Rebaixos em ambientes úmidos ou contendo resíduos metalúrgicos apresentam maiores riscos. - Esses fatores destacam a importância de minimizar o rebaixamento para manter a integridade estrutural e o desempenho dos componentes soldados, especialmente sob condições de carga variadas e em ambientes corrosivos.
Causas raízes do corte inferior na soldagem
A redução pode resultar de vários fatores. O corte inferior surge do excesso de calor, velocidade de deslocamento rápida, tamanho inadequado do eletrodo/enchimento ou preparação inadequada da junta. Algumas causas comuns incluem:
Metal de adição insuficiente
Vários fatores podem contribuir para a deposição insuficiente de metal de adição. Usar um tamanho de eletrodo pequeno limita a quantidade de metal de adição disponível para a solda. A extensão inadequada do eletrodo, onde o eletrodo fica muito distante da tocha de soldagem, também pode reduzir a eficiência da transferência do metal de adição. Além disso, ângulos acentuados do eletrodo podem direcionar o metal de adição para longe das bordas do cordão de solda, causando cortes inferiores.
Corrente excessiva
Corrente de soldagem excessiva pode fazer com que as bordas da junta derretam e fluam para a poça de fusão, deixando impressões semelhantes a canais de drenagem ao longo do comprimento da solda. Além disso, a corrente excessiva pode causar corte inferior, superaquecimento da raiz, queimadura e outros problemas em ambos os lados da costura de solda, especialmente em posições de soldagem plana, vertical e horizontal, onde cordões de solda podem se formar na raiz; em posições de soldagem suspensas, a raiz pode apresentar concavidade.
Soldagem Velocidade lenta
A soldagem em velocidade lenta pode permitir que as bordas da junta derretam excessivamente antes que a poça de fusão se mova. Este derretimento excessivo das bordas e subsequente drenagem para a poça de fusão pode criar defeitos de corte inferior.
Técnica de soldagem inadequada
No treinamento e ensino de soldagem, devido à ênfase no cumprimento das cotas de produção, muitos trabalhadores tendem a preferir o uso de correntes mais altas. No entanto, o uso de corrente excessivamente alta pode acelerar a fusão do metal base, aumentar o tamanho da poça de fusão e impedir que o metal derretido da haste de soldagem preencha adequadamente a ranhura formada pela fusão das bordas do metal base. Como resultado, a largura do cordão de solda torna-se suficiente, levando ao rebaixamento.
Metal de adição incorreto
Usar um metal de adição incorreto para a aplicação de soldagem pode criar maiores gradientes de temperatura entre o centro da solda e as bordas. Este aquecimento desigual pode fazer com que as bordas derretam excessivamente e drenem para a poça de fusão, causando cortes inferiores.
Habilidades insuficientes de soldador
Soldadores novatos podem ter dificuldade em eliminar cortes nas juntas. O movimento inconsistente do arco pode levar ao aquecimento desigual e ao derretimento do metal base. A tecelagem inadequada, onde o eletrodo é movido em um padrão específico para distribuir o metal de adição, pode resultar em cobertura inadequada ao longo das bordas do cordão de solda. O comprimento excessivo do arco, que é a distância entre a ponta do eletrodo e o metal base, pode reduzir a eficiência da transferência de calor e afetar a penetração do metal de adição. A velocidade lenta de deslocamento, que é a taxa na qual a tocha de soldagem se move ao longo da junta, também pode permitir que o arco permaneça em uma área por muito tempo, derretendo o metal base excessivo e potencialmente causando cortes inferiores.
Entrada de calor
A entrada excessiva de calor, especialmente ao usar altas correntes de soldagem e velocidades de soldagem rápidas, pode reduzir o material na área da linha de fusão, levando ao corte local da ponta da solda. Ao soldar juntas em T, é mais provável que o uso de uma entrada de calor maior na soldagem de passe único cause cortes inferiores. Isso ocorre porque o tamanho da poça de fusão é maior e o metal de solda cede antes de solidificar em uma forma triangular, deixando uma lacuna na superfície superior, resultando em corte inferior.
Mais outras razões
- Gás de proteção incorreto: A seleção ou vazão inadequada do gás de proteção pode afetar a proteção da poça de fusão, levando à fusão incompleta e ao corte ao longo das bordas da solda.
- Especificação do material de soldagem: O uso de materiais de soldagem de tamanho maior pode levar ao derretimento de porções excessivas do metal base durante a soldagem, resultando em cortes inferiores.
- Eletrodo Amortecido: Um eletrodo amortecido pode causar instabilidade no arco, afetando a transferência de calor e metal de adição para a junta. Esta instabilidade pode contribuir para o desenvolvimento de defeitos de corte inferior.
Perigos de cortes inferiores de soldagem
Os cortes inferiores da soldagem representam riscos graves para a qualidade e durabilidade da junta. Eles enfraquecem a integridade estrutural, diminuem a capacidade de suporte de carga e promovem corrosão prematura. O principal perigo é a redução na capacidade de suporte de carga, o que leva à concentração de tensões, fissuras e, potencialmente, à falha estrutural completa. Lidar com rebaixos é crucial para garantir a segurança e a confiabilidade da solda.
Resolvendo problemas de corte inferior
A remoção de cortes inferiores de cordões de solda defeituosos é uma etapa importante que visa corrigir erros no processo de soldagem e melhorar a qualidade da soldagem. Abaixo estão algumas sugestões e etapas para ajudar a eliminar defeitos de corte nas costuras de solda:
- Metal de preenchimento: Aplique metal de adição adicional nas ranhuras ou áreas afetadas pelo corte inferior. Certifique-se de que o metal de adição corresponda à composição original da solda e seja aplicado com precisão para combinar perfeitamente com a solda circundante.
- Limpeza Completa: Antes do reparo, limpe completamente a área afetada para remover escória, detritos e outros contaminantes que possam comprometer a qualidade do reparo. Use ferramentas apropriadas, como escova de aço ou esmeril, para garantir uma superfície limpa e lisa para soldagem.
Como prevenir o corte inferior da soldagem
Para evitar ou minimizar cortes durante a soldagem, você pode tomar várias medidas e empregar técnicas adequadas. Aqui estão algumas estratégias para ajudar a evitar cortes durante a soldagem:
Seleção Correta dos Parâmetros de Soldagem
Certifique-se de usar os parâmetros de soldagem corretos, como corrente, tensão, velocidade de deslocamento e tamanho/tipo de eletrodo de acordo com as especificações do procedimento de soldagem e o material a ser soldado. O ajuste adequado desses parâmetros pode ajudar a controlar a entrada de calor e garantir a fusão adequada sem causar cortes inferiores.
De acordo com as especificações de soldagem relevantes, selecione os parâmetros do processo de soldagem, cultive a consciência da boa qualidade no trabalho diário, participe de vários treinamentos e padronize seriamente os requisitos de soldagem. Exemplos de processos:
| Tipo de haste de soldagem | Gradação | Diâmetro da haste de soldagem/mm | Corrente de soldagem/A | Tensão do arco/V | Velocidade de soldagem cm/min |
| E4303 | Primeira camada | 3.2 | 90-140 | 21-30 | 10-30 |
| Camada intermediária | 3.2 | 100-160 | 24-34 | 10-30 | |
| Camada externa | 4.0 | 130-220 | 21-37 | 10-35 | |
| Superfície de cobertura | 4.0 | 130-220 | 21-37 | 10-35 |
Escolhendo a técnica de soldagem correta
Use uma técnica de soldagem adequada, incluindo a manutenção da velocidade de deslocamento correta, mantendo um comprimento de arco consistente e usando o ângulo de soldagem correto. Evite padrões de tecelagem excessivamente largos e garanta um movimento suave e constante ao longo da junta para obter uma fusão uniforme e minimizar o risco de corte inferior.
Soldagem TIG
A tecnologia de soldagem TIG é conhecida pelo seu alto nível de controle e precisão. Os soldadores podem gerenciar com precisão a corrente de soldagem, a velocidade de soldagem e o uso de metal de adição, garantindo perfis de cordão de solda claros sem cortes inferiores. Além disso, deve-se notar que após a conclusão da soldagem, é necessário distinguir entre soldagem ruim e soldagem boa para garantir a qualidade e confiabilidade da junta soldada.
Soldagem MIG
A tecnologia de soldagem MIG é caracterizada por alta eficiência e estabilidade, tornando-a adequada para soldagem automatizada e semiautomada. O ajuste adequado dos parâmetros de soldagem, incluindo velocidade de alimentação do arame, corrente de soldagem e tensão, garante metal de adição suficiente na junta de solda, evitando efetivamente o corte inferior. O controle da velocidade de alimentação do arame é um fator chave para garantir a deposição adequada do metal de adição na junta soldada.
Solda Stick
A soldagem a arco de metal blindado (SMAW), comumente conhecida como soldagem com bastão, é um método de soldagem amplamente utilizado, conhecido por sua adaptabilidade a materiais de espessuras variadas. Ao selecionar o tamanho apropriado do eletrodo, ajustar os ângulos de deslocamento e de trabalho e controlar o comprimento do arco, o corte inferior pode ser efetivamente evitado, melhorando assim a qualidade e a confiabilidade da junta de solda. Além disso, manter um comprimento de arco adequado e uma velocidade de soldagem estável também é crucial para evitar cortes inferiores.
Soldagem a laser
A soldagem a laser é um método de soldagem de alta precisão e alta energia, adequado para soldar materiais de chapa fina. Devido à sua rápida velocidade de soldagem e pequena zona afetada pelo calor, pode efetivamente reduzir a ocorrência de corte inferior. No entanto, a soldagem a laser exige altas demandas de equipamentos e técnicas operacionais, necessitando de treinamento e experiência especializados para garantir a qualidade da soldagem.
Prepare a junta adequadamente
Certifique-se de que a junta esteja devidamente preparada com o ângulo de chanfro, ajuste e limpeza corretos. A preparação adequada da junta proporciona melhor acesso ao metal de solda e ajuda a garantir penetração e fusão adequadas ao longo da junta, reduzindo a probabilidade de corte inferior.
Mantenha o ângulo de soldagem correto
O ângulo entre a pistola ou eletrodo de soldagem e a peça de trabalho deve ser mantido dentro de uma faixa apropriada, geralmente entre 60° e 80°. Para operações de soldagem manual, a linha vertical entre a cabeça de soldagem e a peça de trabalho deve ser rigorosamente controlada em cerca de 90 graus e ajustada adequadamente de acordo com as diferentes posições de soldagem.
Selecionando o gás de proteção correto
Diferentes processos e materiais de soldagem requerem o uso de diferentes tipos de gases de proteção. Por exemplo, o argônio (Ar) é comumente usado como gás de proteção para materiais de soldagem como aço inoxidável, ligas de alumínio e ligas de titânio devido às suas propriedades inertes. O dióxido de carbono (CO₂), por outro lado, é frequentemente utilizado para soldagem de aço devido ao seu custo relativamente mais baixo.
O uso de gases de proteção incompatíveis com o processo de soldagem e com os materiais a serem unidos pode resultar na diminuição da estabilidade do arco, na proteção inadequada da solda e no aumento dos riscos de cortes inferiores e outros defeitos de soldagem.
Ângulo do eletrodo
Durante o processo de soldagem, mesmo pequenas variações no ângulo do eletrodo podem afetar significativamente a profundidade, largura e formato do cordão de solda. O ângulo inadequado do eletrodo pode resultar em penetração insuficiente do metal de solda na junta de solda, levando a cortes inferiores. Na maioria dos casos, o ângulo de deslocamento deve apresentar ligeiramente uma posição de “arrasto”, aproximadamente 10 a 15 graus, permitindo que o metal de soldagem preencha novamente a junta de solda.
Corrigindo profundidade excessiva de corte inferior na costura de solda
Para áreas menores de corte, um rebolo pode ser usado para suavizar a transição. Ao selecionar um rebolo, a aspereza deve ser determinada com base no tamanho e nos requisitos do cordão de solda, normalmente variando de 100 a 240 grãos. Durante a retificação, é importante controlar a velocidade e a pressão para evitar retificação excessiva ou danos ao cordão de solda.
Verificações de prevenção de cortes inferiores na soldagem
Antes da soldagem, a realização de uma avaliação completa de pré-soldagem garante operações mais suaves e tempo de inatividade reduzido.
Configuração e verificação dos parâmetros da máquina
- Inspecione e defina minuciosamente os parâmetros de soldagem, incluindo amperes, volts, velocidade do fio e velocidade de deslocamento, de acordo com a especificação do procedimento de soldagem.
- Certifique-se de que todas as configurações sejam precisas e estejam em conformidade com os padrões da indústria e do material que está sendo soldado.
Manutenção e calibração adequadas de máquinas de solda
- Realize inspeções pré-soldagem para verificar a condição do equipamento.
- Verifique se o alimentador de arame e os roletes estão com a tensão adequada para garantir uma alimentação de arame consistente.
- Substitua os revestimentos desgastados da pistola MIG para manter um fluxo estável do metal de adição.
- Verifique o fluxo do gás de proteção e ajuste o regulador de acordo.
- Inspecione a pistola ou tocha quanto a acúmulo de detritos que possam obstruir o fluxo de gás.
- Verifique as mangueiras de gás quanto a danos ou vazamentos que possam comprometer a atmosfera protetora.
Inspeção de cabos condutores e de aterramento
- Inspecione os cabos condutores e de aterramento quanto a desgaste, desgaste ou danos que possam levar à perda de corrente na poça de fusão.
- Certifique-se de que todas as conexões estejam firmes e seguras para manter o fluxo de corrente ideal.
Preparação conjunta
- Verifique se a preparação da junta, incluindo o tamanho da folga, a abertura da raiz e os ângulos de bisel, está dentro dos limites especificados para reduzir o risco de corte inferior.
Ao realizar essas verificações abrangentes de pré-soldagem, você pode reduzir significativamente a probabilidade de encontrar problemas de corte inferior durante as operações de soldagem.
Conclusão
O corte inferior da soldagem pode comprometer a integridade das juntas soldadas, levando a possíveis falhas estruturais. Ao compreender suas causas e implementar soluções apropriadas, os soldadores podem produzir soldas de alta qualidade com recortes mínimos, garantindo a confiabilidade e a longevidade dos componentes soldados.
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Perguntas frequentes
A profundidade do rebaixo é medida da superfície original do metal base até o ponto mais baixo da ranhura ou depressão ao longo da ponta da solda. Esta profundidade pode variar dependendo de fatores como parâmetros de soldagem, propriedades do material e técnica de soldagem, mas normalmente varia de uma fração de milímetro a vários milímetros de profundidade.
Quando ocorre um corte inferior, cria-se uma ranhura ou depressão ao longo do metal base adjacente à solda, deixando material de enchimento insuficiente para uma ligação eficaz. Esta falta de material pode levar a pontos de concentração de tensão, o que pode resultar em falha prematura sob carga ou tensão.
Os danos causados pelo corte inferior podem ser reparados. Quando a profundidade do rebaixo for rasa, não excedendo 10% da espessura do material de base, pode ser alisada com uma esmerilhadeira ou disco abrasivo. Se o rebaixo for severo ou ocorrer em áreas críticas, o reparo poderá exigir soldagem. O reparo da solda envolve a nova soldagem no corte inferior para preencher a ranhura e restaurar a integridade da junta soldada.
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Este artigo foi escrito por engenheiros da equipe da BOYI TECHNOLOGY. Fuquan Chen é engenheiro e especialista técnico com 20 anos de experiência em prototipagem rápida e fabricação de peças metálicas e plásticas.
Olá! Você se importaria de compartilhar qual plataforma de blog você está usando?
Estou planejando começar meu próprio blog em um futuro próximo, mas estou tendo dificuldades para decidir entre BlogEngine/WordPress/2evolution e
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P.S.: Desculpe por sair do assunto, mas eu precisava perguntar!