Soldadura do cobre e suas ligas As principais ligas são os latões (Cu-Zn) e os bronze-alum alumínios (Cu-Al) A maior dificuldade que surge na soldadura dos cobres está relacionada com a presença de óxido cuproso (Cu 2 O) Este óxido forma com o cobre um eutéctico, que está distribuído na estrutura sob a forma de glóbulos, não tendo efeitos apreciáveis nas propriedades Se o Cu for aquecido durante um período apreciável a T > 915ºC, estes eutécticos deixam de estar distribuídos na estrutura para se concentrarem nos LG, o que provoca uma redução apreciável da resistência e ductilidade. O hidrogénio também afecta a soldadura. O hidrogénio dissolve-se rapidamente no metal aquecido reduzindo os óxidos cuprosos, o que dá origem a vapor de água, que vai provocar porosidades. 1 Soldadura do cobre e suas ligas Para se conseguirem resultados satisfatórios devem ser utilizados MB com um teor de O 2 <0.03% (cobre desoxidado) por neles não existir óxido cuproso e, ainda, porque contém P residual, que foi utilizado na sua desoxidação, o qual combinando-se com o oxigénio eventualmente absorvido durante a soldadura, vai evitar a formação de óxidos cuprosos. A soldadura de latões é caracterizada por uma volatização acentuada do Zn, durante a soldadura. Esta perda de Zn traduz-se numa deteorização de propriedades. Assim, uma película de óxidos que dificulte a sua volatização é benéfica. 2
Soldadura do titânio e suas ligas A baixa densidade, uma excelente resistência à corrosão e uma elevada relação resistência/densidade fazem do Ti e suas ligas materiais de uso bastante extensivo nos domínios aeronáuticos, espacial, militar, naval e indústrias químicas. O Ti tem uma forte afinidade para o O 2, formando à Tamb um óxido (TIO 2 ) bastante estável. Esta estabilidade, bem como a sua espessura aumentam com a temperatura. Estes materiais são bastante reactivos, sendo por isso muito sensíveis à contaminação pelo oxigénio e pelo azoto, quando aquecidos a T > 500ºC, do que resulta uma marcada deteorização das propriedades mecânicas e abaixamento da resistência à corrosão Muitas vezes recorre-se à execução da soldadura numa câmara com argon O Ti não pode ser soldado por fusão a outros materiais porque se formam no metal fundido compostos inter-metálicos muito frágeis 3 Ferro fundido Liga Fe-C C com 1,7 a 4,5% de C A distribuição do carbono na matriz dá origem a vários tipos de ferros fundidos diferentes em propriedades mecânicas e soldabilidade 4
Ferro fundido cinzento (mais utilizado) Propriedades Aspecto da superfície da fractura cinzento-mate 2 a 4% de C com 0,8% C combinado (em solução) e o resto em forma de grafite estrutura conseguida com adições de 1 a 3% de Si e arrefecimento lento na fundição Microestrutura de matriz ferrítica e perlítica com inclusões de grafite σ r de 18 a 40 Kg/mm 2 Sem limite elástico à fracção Bom limite elástico à compressão Capacidade de amortecimento de vibrações (aplicações: sinos, fixe de máquinas ferramenta) Facilmente maquinável Ductilidade baixa condicionada pela dimensão e forma dos flocos de grafite 5 Ferro fundido branco Ferro fundido branco Propriedades Aspecto da superfície da fractura clara Muito duro, muito frágil e não maquinável pouco usado Não tem carbono sob a forma de grafite estrutura conseguida com % de Si baixas e velocidade de arrefecimento altas na fundição Microestrutura carbonetos primários distribuídos numa estrutura dendrítica fina, matriz martensítica ou perlítica. σ 15 Kg/mm2 Ductilidade muito baixa e dureza elevada (aplicações: peças resistentes ao desgaste) 6
Ferro fundido maleável Obtido por tratamento térmico de recozimento do ferro fundido branco Propriedades σ r maior do que o anterior não tem rotura frágil como os outros Ductilidade melhor que o ferro fundido branco e cinzento Sensíveis ao reaquecimento que provoca a dissolução de grafite zonas com martensite ou ferro fundido branco no arrefecimento 2 tipos Ferríticos matriz ferrítica com carbono disperso em fragmentos (carbono revenido) Perlíticos carbono como no caso anterior mas com algum disperso sob a forma de cementite 7 Ferro fundido nobular Obtido através do cinzento com adição de MG e Ce o que provoca: Esferoidização da grafite Melhor σ r e melhor ductilidade que o ferro fundido cinzento Consoante o tratamento térmico a matriz pode ser: Ferrítica Perlítica Martensítica (de martensite revenida) 8
Pouco aplicados em construção soldada porque apresentam grandes problemas de soldabilidade sobretudo em soldadura por fusão devido a C aumentar e a terem pequena capacidade de deformação (ZAC martensítica carregada de C) podem fissurar logo durante a soldadura. Um tratamento térmico a uma peça fundida pode melhorar as suas propriedades e estrutura mas um cíclo térmico de soldadura é muito diferente, vai dar origem à formação de carbonetos devido às elevadas temperaturas atingidas perto de ZF e uma estrutura martensítica com muito C devido à velocidade de arrefecimento elevada fissuração quer durante a soldadura quer em serviço. Composição e estrutura do ferro fundido condicionam a fragilidade e a sensibilidade à fissuração (% de C). Convém minimizar a quantidade de C que entra em solução, a mior % de C possível deve aparecer em esteróides de C livre (grafite) o que o sobreaquecimento provocado pela soldadura seja o menor possível. Ferro fundido nodular e ferro fundido maleável com matriz ferrítica (mais ductilidade) suportam melhor as tensões de soldadura mais utilizados em 9 soldadura por fusão. A obtenção de uma boa soldadura depende de: O M.A. deve ter limite elástico baixo para que as tensões originadas pela soldadura sejam baixas (da ordem de σ e ) Eléctrodos com Ni e Ni-Fe estrutura austenítica com partículas de grafite: capacidade de deformação maior mais facilmente maquinável (apesar da diluição) Eléctrodos de aço carbono estrutura dura não maquinável permitem fácil posicionamento Pré-aquecimento 300-500ºC deve ser feito de modo que durante o arrefecimento a soldadura fique sujeita a tensões de compressão ZAC menos frágil reduz tensões residuais Sequência de soldadura correcta menores tensões residuais 10
Tratamento térmico de relaçãoa de tensões estrutura dura não maquinável permitem fácil posicionamento Aquecimento lento até 620º e arrefecimento lento até T amb Por vezes o tratamento térmico de recozimento (920ºC) grafitização de C ferritização da estrutura pode ser conseguido com cordões de soldadura que tratam zonas adjacentes Ancoragem (casos especiais) pernos e rasgos facilita a ligação AMB 11