61ª Reunião Anual da SBPC
B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica
ANÁLISE DE DESCONTINUIDADES GERADAS EM JUNTAS SOLDADAS  PELOS PROCESSOS FCAW E FCAW-CW.
Noemia Ferreira Leal 1, 3, 4
Bruno Gonçalves Rodrigues 1, 3, 4
Cássio Patrick Nunes Mendes 1, 3, 4
Carlos Alberto Mendes da Mota 1, 2, 3, 4, 5
1. Universidade Federal do Pará
2. Instituto de Tecnologia - ITEC
3. Faculdade de Engenharia Mecânica
4. Grupo de estudo em Tecnologia de Soldagem – GETSOLDA
5. Orientador
INTRODUÇÃO:

Ao mesmo tempo em que a indústria se desenvolve, tem sido crescente a preocupação em relação à segurança no ambiente de trabalho. A prevenção de acidentes em áreas industriais tem sido o grande desafio da engenharia nos dias de hoje. É necessário o constante monitoramento de máquinas e equipamentos, procurando minimizar as falhas ao máximo, evitando colocar em risco a vida de pessoas e do meio ambiente.

Dado que o processo de soldagem é hoje amplamente utilizado na indústria, nesse contexto, este trabalho visa um estudo acerca de descontinuidades geradas em cordões de solda produzidas pelos processos de soldagem arame tubular (FCAW) e arame tubular com adição de arame frio (FCAW-CW) e quais os possíveis motivos que as originaram.

A descontinuidade pode ser definida como a falta de homogeneidade na estrutura de uma junta soldada, podendo ser causada pelo mau ajuste dos parâmetros de soldagem, como: instabilidade do arco elétrico, fluxo inadequado de corrente/tensão, dentre outros. Contudo, não se pode considerar que toda descontinuidade se caracterize como um defeito, mas como um fator inerente à soldagem. Uma junta soldada será considerada defeituosa quando a mesma apresentar descontinuidades que não atendam às normas de aceitação e o padrão de qualidade específico do projeto.
METODOLOGIA:

O trabalho foi desenvolvido nos processos FCAW e FCAW-CW, em juntas com chanfro V de 60°, usando o eletrodo AWS E71T-1 e como arame frio o AWS ER70S-6, em corrente continua positiva (CC+). A fonte foi eletrônica transistorizada, do tipo corrente constante com corrente de 80A, e gás de proteção CO2 puro. Realizou-se os ensaios de líquido penetrante (LP) e ultra-som e também a análise macrográfica.

No ensaio de LP, a superfície recebeu uma pré-limpeza para eliminar contaminantes. Aplicou-se o líquido penetrante, secando por dez minutos. O excesso de penetrante foi removido com limpeza em água. A seguir, aplicou-se o revelador, que agiu por dez minutos e mostrou a localização das descontinuidades superficiais através da formação da Indicação. Depois, o corpo de prova foi limpo eliminando-se os resíduos.

No ensaio de ultra-som também houve uma pré-limpeza impedindo a adulteração do resultado. A inspeção foi realizada, por técnico especializado, através da varredura da superfície do metal de base adjacente à solda, paralela ao cordão de solda. Neste ensaio, utilizou-se transdutores angulares de 60° e 70°, com 4 MHz  de frequência.

A macrografia analisou o corpo de prova seccionado no sentido transversal da junta soldada, sendo lixado com granulometria até 360 mesh e ataque com Nital 2%.
RESULTADOS:

Foi observado através do ensaio de LP a falta de penetração do revelador em alguns pontos da superfície da solda. Neste ensaio, não houve indicação aparente de descontinuidade caracterizada como defeito, pela inspeção visual pôde-se notar a boa molhabilidade e continuidade da solda.

No ensaio de ultra-som foram detectadas varias descontinuidades no processo FCAW-CW, classificadas assim como defeitos, pois as mesmas estavam fora dos padrões de aceitação pelo Critério de Aceitação de Juntas Soldadas, conforme Código ASME Sec. VIII Div.1, Div. 2 e Sec. I, estas descontinuidades foram definidas posteriormente através da análise macrográfica como sendo inclusões de escória. No processo FCAW, a descontinuidade detectada não foi classificada como defeito pois estava dentro de níveis aceitáveis.

A macrografia definiu as regiões termicamente afetada e do metal de base e a disposição dos cordões de solda, alem de detectar as inclusões de escória entre passes.
CONCLUSÃO:

Como a soldagem foi multipasses, a escória pode não ter sido removida adequadamente durante o processo. Outros fatores podem ser devido a manipulação inadequada do eletrodo, o ângulo de soldagem ou movimentação (tecimento) inadequada, que podem fazer com que a escória não escoe para a frente da poça, ficando aprisionada entre os cordões.

Dado a deposição de maior quantidade de material no processo FCAW-CW, há a necessidade do controle da velocidade, senão o cordão se torna irregular. Com essa maior deposição, a poça de fusão fica mais viscosa, tendendo a aprisionar a escória.

Por possuir maior taxa de deposição que outros processos, o arame tubular pode trabalhar com ângulo do chanfro mais estreito, o projeto inadequado da junta pode contribuir para essa inclusão.

Inclusões isoladas não são muito danosas às propriedades mecânicas, mas se forem alinhadas em certas posições críticas podem iniciar o processo de fratura. Inclusões de óxidos podem ser encontradas em soldas com gás de proteção onde o gás foi inadequadamente escolhido ou dimensionado. Essas inclusões podem agir como concentradores de tensões, favorecendo o aparecimento de trincas.

Neste trabalho notou-se que os parâmetros definidos devem ser ajustados para se obter melhores resultados posteriores.
Palavras-chave: descontinuidades, ensaios mecânicos, FCAW.