Existem diversos fatores que podem contribuir para a deformação durante a soldagem, e destes, o aquecimento não uniforme da junta soldada pelo arco ou chama, é o mais importante. A restrição deliberadamente imposta ou a que surge da natureza dos componentes também tem influência. Contudo, a previsão acurada da deformação se toma difícil uma vez que as propriedades físicas e mecânicas nas quais se baseariam os cálculos de deformação, variam com a temperatura, que por sua vez depende da energia de soldagem aplicada.
Com o aumento da temperatura, o limite de escoamento, o módulo de elasticidade e a condutividade térmica do aço decrescem e o coeficiente de dilatação térmica aumenta. Estas variações, por sua vez, afeiam o escoamento e a uniformidade de distribuição do calor, tomando difícil o cálculo preciso da deformação.
Assim, é de grande valor na fase de projeto ou de fabricação, o entendimento prático das causas da deformação, dos efeitos da contração nos vários tipos de estruturas e equipamentos soldados e os métodos para controlar e usar de forma vantajosa as forças de contração. Os principais fatores de influência na deformação são:
· Energia de soldagem - Para compreendermos como a deformação ocorre, imaginaremos que tenhamos que soldar duas chapas numa junta de ângulo, conforme figura (a). Se, a partir da temperatura ambiente, estas duas chapas fossem aquecidas uniformemente e com completa liberdade para se mover em todas as direções, elas retornariam as suas forma original se lhes fosse permitido resfriar uniformemente até a temperatura ambiente.
Contudo, durante a soldagem o aquecimento não é uniforme e, no resfriamento, a contração desigual do metal de solda e das chapas ocorre. Se o cordão de solda não estivesse ligado às chapas, este ao se resfriar, estaria conforme indicado na figura (c).
Desta forma, para que ele se ligasse às chapas conforme indicado na figura(b), seria necessário esticá-lo longitudinalmente e transversalmente, por forças que excederiam a tensão de escoamento do material. O que ocorre, porém, na realidade, é que as tensões internas que surgem na solda e no metal de base durante o resfriamento encontram alívio na deformação, e assim a forma e dimensões da peça mudarão quando ela retornar a temperatura ambiente.
A variação do tamanho e da forma das peças soldadas depende portanto da energia de soldagem,, da natureza da fonte de energia e da maneira na qual esta energia é aplicada. O calor, além daquele aplicado pelo processo de soldagem, pode também influir na deformação. O pré-aquecimento é um exemplo disso, e o pré-aquecimento local mal aplicado pode aumentar a deformação.
· Grau de restrição - Se imaginarmos agora que as chapas tivessem restringidas as suas possibilidades de deformação, o nível de tensões internas se elevaria, haveria escoamento do cordão de solda e ao final a peça se acomodaria na temperatura ambiente com um pequeno grau de deformação. Contudo, a restrição imposta à acomodação das tensões internas pela deformação, pode se tomar muito séria, no caso de grandes espessuras, onde o surgimento de trincas pode se tomar inevitável.
Tensões internas - Tensões internas estão geralmente presentes nos componentes de uma estrutura mesmo antes de sua fabricação e são causadas por vários processos como laminação, dobramento, corte, conformação e oxi-corte. A magnitude destas tensões vai depender da severidade do processo empregado. O calor aplicado durante a soldagem tende a aliviar estas tensões e a deformação final é uma combinação do processo de soldagem aplicado com as tensões internas da peça.
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