I MPORTANCIA DE LOS ENSAYOS DE QUIMIOSENSIBILIDAD

Segundo Kirkhope et al. (1999), a técnica TIG Dressing vem se destacando na literatura como uma técnica de custo intermediário, sendo utilizada para aumentar a resistência à fadiga, justificando seu emprego em estruturas de grande porte, como pontes, vigas e vasos de pressão. No entanto, essa técnica tem sido pouco difundida para aplicação em conjuntos soldados visando redução do desgaste por corrosão, quando comparada ao uso de técnicas convencionais de usinagem para o mesmo fim.

Dahle (1998) e Pedersen et al. (2009) mostraram que os benefícios alcançados por esta técnica estão relacionados à redução do fator concentrador de tensão na soldagem, uma vez que através da refusão, dado sem o emprego de metal de adição, são removidas as descontinuidades superficiais, além de promover uma transição suave entre o metal de solda e o metal de base. Estudos reportados por Haagensen e Maddox (2010) mostraram que esta técnica promove um raio suave na junta soldada de no mínimo 3,0 mm, podendo se estender para maior.

Segundo Will (2008), como desvantagens desta técnica, para soldagem manual pode- se citar a necessidade de treinamento especial do operador e a dificuldade em reestabelecer um critério de inspeção para garantir que o processo tenha sido conduzido satisfatoriamente.

De acordo com Haagensen e Maddox (2010), esta técnica consiste em reaquecer e refundir o último passe com um arco TIG apontado para o pé do cordão, obtendo-se uma concordância bastante satisfatória entre ometal de solda e o metal de base, sendo aplicável em junções com espessura de no mínimo 6,0 mm para aço e 4,0 mm para alumínio. A refusão proporcionada pela técnica elimina irregularidades que devem ser evitadas para uma boa resistência à fadiga e espera-se que resultado semelhante se tenha quanto a resistência à corrosão de conjuntos soldados.

Ainda, de acordo com os mesmos autores, esta técnica é sensível aos contaminantes que podem surgir na superfície da solda, tais como, ferrugem, óleo, pintura. Assim, antes da

aplicação da técnica, a superfície da solda deve ser limpa com escova ou passar por uma limpeza química para remoção desses contaminantes.

Alguns autores, dentre eles, Rudolph et al. (2002) têm usado um procedimento de acabamento superficial na borda do cordão de solda (fazendo um adoçamento com TIG Dressing) para eliminar ou reduzir os defeitos superficiais inerentes ao processo de soldagem, obtendo bons resultados na resistência à fadiga.

Volvo (2007), usando o TIG Dressing com objetivo de aumentar a resistência à fadiga pela transição suave entre o metal de solda e o metal de base de juntas soldadas em T, observou que esta técnica quando robotizada proporciona uma boa habilidade de lidar com desvios ao longo da solda, onde seu emprego está ligado à qualidade da borda do cordão e não à produtividade. Desta forma, espera-se que com uma transição suave entre o metal de solda e o metal de base, aumentando o raio de concordância, possa ter uma redução no nível de tensões nessa região, contribuindo para um aumento na resistência à corrosão.

Estudos feitos por Isoura (1989) mostraram que a profundidade de penetração do arco na técnica TIG Dressing geralmente alcançada é de cerca de 3 mm, porém em alguns casos realizados em pontes de aço no Japão confirmaram que os melhores resultados foram obtidos, utilizando-se aporte de calor na faixa compreendida entre 1,7 e 2,0 kJ/mm. Num estudo mais recente, o efeito da energia do arco foi investigado, utilizando-se um valor máximo de 1,9 kJ/mm e um valor mínimo de 0,4 kJ/mm.

De acordo com Kado et al. (1975) no uso da técnica, o eletrodo TIG deve estar orientado para o metal de base a uma distância que varia de 0,5 a 1,5 mm do pé do cordão (distância a partir da linha da borda do cordão de solda) de acordo com a Fig. 2.11. Já para distâncias inferiores a 0,5 mm, haverá formação de novos entalhes, o que afetará a resistência à fadiga. Já nos cordões com perfil mais plano, o eletrodo deve estar mais próximo da concordância. Desta forma, em ambos os perfis, conseguir-se-á remover as falhas superficiais, bem como produzir uma transição suave entre o metal de solda e o metal. Dessa forma espera-se que também essa técnica possa proporcionar um bom resultado na resistência à corrosão de regiões tão restritas quanto a ZAC.

Figura 2.11 - Atuação da técnica TIG Dressing mostrando a distância requerida do centro do arco ao pé do cordão para efetuar a refusão (NUSSBAUMER, 2008)

Haagensen (1978) e Haagensen e Maddox (2008) observaram que níveis excessivos de dureza na ZAC foram obtidos com a utilização desta técnica em aços C-Mn, com alto teor de carbono. Em alguns casos observou-se dureza superior a 400 HV, o que constitui um problema para construções marítimas, onde a dureza não deve ultrapassar 300 HV. A solução encontrada foi um segundo passe de refusão, realizado a 3 ou 4 mm de distância do primeiro, com o arco inclinado entre 30 e 45º do metal de base, o qual reveniu a martensita formada com a primeira deposição.

Zhao (2002) verificou que a composição química do metal de base, temperatura de fusão e suas características de expansão e contração tem grande significância na seleção do processo de refusão. Os aços de forma geral são apropriados para refusão. Os aços inoxidáveis e a maioria das ligas a base de Ni são facilmente refundidas superficialmente por todos os processos de refusão com excelentes resultados.

Zhang (2002), usando aço inoxidável SAF 2205 (0.03%Cr; 1.0%Si; 2.0% Mn; 0.03% P; 0.02% S; 22% Cr; 5.5% Ni; 3.2% Mo; 0.18% N), avaliou o efeito da soldagem com tocha dupla usando plasma pulsado com refusão de TIG na microestrutura e corrosão por pite, onde os efeitos foram avaliados com variação da corrente e distância entre as tochas. Houve um controle maior na microestrutura, havendo um aumento na resistência à corrosão por pite. A velocidade de corrosão ficou evidenciada com o aumento da distância entre as tochas e com a diminuição da corrente de soldagem TIG, embora o autor admita a necessidade de um refinamento melhor nos parâmetros de soldagem.

Estudos feitos por Procopiak et al. (2008), com refusão de TIG para recuperar turbinas hidráulicas com aço inox austenítico AWS E309, mostraram que houve um bom acabamento do cordão e um refinamento da microestrutura, escondendo a extensão de falhas de

empilhamento reduzindo a quantidade de transformação de fase, aumentando à resistência à erosão por cavitação.

O tamanho dos grãos obtidos durante a operação de soldagem tem fundamental importância nas propriedades mecânicas que a camada de solda depositada irá apresentar. Estudos feitos por Nishiyama (1978) mostraram que técnicas de refino superficial como o TIG Dressing tem sido utilizada visando controlar o tamanho dos grãos, melhorando propriedades de resistência à corrosão. Embora Will (2008), fazendo refusão com TIG em ligas de aço inoxidáveis, Cavitec, Durcavit e Cavitalloy, tenha observado que o uso desta técnica não tenha gerado um refinamento da microestrutura, gerando um aumento do tamanho médio dos grãos das três ligas.

Segundo Guozhi et al. (2007), a microestrutura e as propriedades mecânicas da camada refundida variam em função da cinética de solidificação. A energia de soldagem imposta na técnica TIG Dressing e o tempo de interação durante a refusão são os principais fatores de influência na microestrutura. A temperatura superficial máxima não pode alcançar uma faixa de intensa vaporização, requerendo um limite de aporte térmico. O tempo de interação não pode ser reduzido significativamente se for requerida uma espessura mínima de camada refundida.

De acordo com Zhao (2002), o processo de refusão usando a técnica TIG Dressing pode minimizar problemas relacionados à presença de inclusões, poros e segregações prejudiciais ao material, melhorando a homogeneidade e refinando a microestrutura do conjunto soldado. De acordo com Guozhi et al. (2007), uma superfície refundida adquire dureza elevada, maior resistência ao desgaste e à corrosão, além de ficar mais “lisa”, minimizando a área esmerilhada para correção do perfil da peça, preservando a estrutura refinada. Também se pode reduzir tensões residuais trativas na superfície da peça ou substituí-las por tensões compressivas. Devido à menor penetração térmica, as distorções da peça são mínimas.

O mesmo comportamento foi observado por Arivazhagan (2008), verificando que a refusão com TIG reduziu o número de microinclusões grandes na zona da solda, favorecendo uma distribuição de tamanho dos grãos mais uniforme, aumentando a tenacidade na zona soldada do aço P91(9Cr-1Mo).

De acordo com Knight (1978) e Kou (2002), quando se usa aplicações correta dos parâmetros da técnica TIG Dressing, se há um controle dos sítios de nucleação da martensita, isto é, estabilização da fase  (original) através de grãos mais refinados e com isso retardando a mudança  → martensita; maior dissolução dos segregados em função do aumento na área superficial dos grãos por unidade de volume, provocada pelo refinamento;

abaixamento de Ms em decorrência do refinamento nos grãos da fase inicial ; aumento no tempo de incubação antes do início da transformação  → martensita.