Em relação aos elementos de liga tais como Si, Mn, S, P, Cr, AI, Ti, Mo, e V contidos no fio de soldadura, qual é o impacto destes elementos de liga no desempenho da soldadura? A seguir, são apresentadas explicações para cada elemento: Silício (Si) O silício é o elemento desoxidante mais utilizado no fio de soldadura. Ele pode prevenir o ferro [...]
Em relação aos elementos de liga tais como Si, Mn, S, P, Cr, AI, Ti, Mo, e V contidos no fio de soldadura, qual é o impacto destes elementos de liga no desempenho da soldadura? A seguir estão as explicações para cada elemento:
O silício é o elemento desoxidante mais utilizado no fio de soldadura. Pode impedir que o ferro se combine com o oxigénio e pode reduzir o FeO na poça de fusão.
No entanto, quando o silício é utilizado sozinho para a desoxidação, o SiO2 tem um ponto de fusão elevado (aproximadamente 1710℃), e as partículas produzidas são pequenas e difíceis de flutuar para fora da poça de fusão. Isso pode levar ao aprisionamento de escória no metal de solda.
A função do manganês é semelhante à do silício, mas a sua capacidade de desoxidação é ligeiramente inferior à do silício. Quando o manganês é utilizado sozinho para a desoxidação, o MnO resultante tem uma densidade mais elevada (15,11g/cm3) e é também difícil de flutuar para fora da poça de fusão.
Para além da sua função de desoxidação, o manganês no fio de soldadura pode também combinar-se com o enxofre para formar sulfureto de manganês (MnS), que pode ser removido (dessulfurado), reduzindo assim a tendência de fissuração a quente causada pelo enxofre.
Uma vez que é difícil remover os produtos de desoxidação quando o silício ou o manganês são utilizados isoladamente para a desoxidação, é normalmente utilizada uma combinação de silício e manganês para formar um composto de silicato (MnO-SiO2) durante a desoxidação.
MnO-SiO2 tem um ponto de fusão mais baixo (aproximadamente 1270℃) e uma densidade mais baixa (aproximadamente 3,6g/cm3). Pode coagular em grandes blocos de escória e flutuar para fora da poça de fusão, obtendo um bom efeito de desoxidação.
O manganês é também um importante elemento de liga no aço e um importante elemento de endurecimento. Tem um impacto significativo na tenacidade do metal de solda.
Quando o teor de Mn é inferior a 0,05%, o metal de solda tem alta tenacidade. Quando o teor de Mn é superior a 3%, o metal de solda torna-se frágil. Quando o teor de Mn está entre 0,6% e 1,8%, o metal de solda tem alta resistência e tenacidade.
O enxofre no aço está frequentemente presente sob a forma de sulfureto de ferro, que se distribui num padrão de malha ao longo dos limites dos grãos e reduz significativamente a tenacidade do aço. A forma eutéctica temperatura do ferro e o sulfeto de ferro é relativamente baixo (985 ℃).
Portanto, durante o trabalho a quente, uma vez que a temperatura inicial de trabalho é geralmente entre 1150-1200 ℃, o eutético de ferro e sulfeto de ferro já derreteu, levando a rachaduras durante o processo de trabalho.
Este fenómeno é conhecido como "fragilidade a quente do enxofre". A propriedade do enxofre torna o aço propenso a fissuras a quente durante a soldadura.
Por conseguinte, o teor de enxofre no aço é rigorosamente controlado. A principal diferença entre o aço-carbono comum, o aço-carbono de alta qualidade e o aço avançado de alta qualidade é a quantidade de enxofre e de fósforo.
Como mencionado anteriormente, o manganês tem um efeito dessulfurizante porque pode formar sulfeto de manganês (MnS) de alto ponto de fusão (1600 ℃) com enxofre, que é distribuído em uma forma granular dentro dos grãos.
Durante o trabalho a quente, o sulfureto de manganês tem plasticidade suficiente para eliminar os efeitos nocivos do enxofre. Por conseguinte, é benéfico manter uma certa quantidade de teor de manganês no aço.
O fósforo pode ser completamente dissolvido em ferrite no aço. O seu efeito de reforço no aço só é ultrapassado pelo carbono e aumenta a resistência e dureza de aço.
O fósforo pode também melhorar a resistência à corrosão do aço, mas diminui significativamente a sua ductilidade e tenacidade. Este efeito é particularmente grave a baixas temperaturas, o que é conhecido como o fenómeno da "fragilidade a frio do fósforo".
Por conseguinte, é prejudicial para a soldadura e aumenta a suscetibilidade do aço à fissuração. Como impureza, o teor de fósforo no aço também deve ser limitado.
O crómio pode aumentar a resistência e dureza do aço enquanto diminui a sua ductilidade e tenacidade em menor grau. O crómio tem fortes capacidades de resistência à corrosão e aos ácidos, pelo que os aços inoxidáveis austeníticos contêm geralmente mais de 13% de crómio.
O crómio tem também fortes propriedades anti-oxidação e de resistência ao calor. Por conseguinte, o crómio é também amplamente utilizado em aços resistentes ao calor, como o 12CrMo, o 15CrMo e o 5CrMo. O crómio está presente no aço em determinadas quantidades.
O crómio é um componente importante do aço austenítico e um componente da ferrite. Pode melhorar a resistência à oxidação e as propriedades mecânicas do aço liga de aço a altas temperaturas. No aço inoxidável austenítico, quando a quantidade total de crómio e níquel é 40%, e a relação Cr/Ni é 1, existe uma tendência para a fissuração a quente.
No entanto, quando a relação Cr/Ni é de 2,7, não há tendência para a fissuração a quente.
Por conseguinte, em geral, quando a relação Cr/Ni é de cerca de 2,2-2,3 no aço do tipo 18-8, o crómio pode facilmente formar carbonetos na liga de aço, reduzir a condutividade térmica e causar dificuldades na soldadura devido à formação de óxido de crómio.
O alumínio é um dos elementos desoxidantes mais fortes. Por conseguinte, a utilização de alumínio como desoxidante pode não só reduzir a produção de FeO, mas também facilitar a redução de FeO, suprimindo eficazmente a reação química do gás CO produzido na piscina fundida e melhorando a capacidade de resistir à porosidade do CO.
Além disso, o alumínio pode também combinar-se com o azoto para formar um efeito de fixação do azoto, reduzindo a porosidade do azoto.
No entanto, a utilização de alumínio para a desoxidação resulta na formação de AI de elevado ponto de fusão2O3 (aproximadamente 2050℃), que existe em estado sólido na poça de fusão e é fácil de causar o aprisionamento de escória no metal de solda.
Ao mesmo tempo, o fio de soldadura que contém alumínio é propenso a salpicos e o teor excessivo de alumínio pode reduzir a resistência do metal de soldadura à fissuração a quente.
Portanto, o teor de alumínio no fio de soldadura deve ser rigorosamente controlado e não deve ser demasiado elevado. Se o teor de alumínio no fio de soldadura for devidamente controlado, a dureza, o ponto de escoamento e a resistência à tração do metal de solda são ligeiramente melhorados.
Titânio é também um forte elemento desoxidante e pode também combinar-se com o azoto para formar TiN, desempenhando um papel de fixação de azoto e melhorando a capacidade do metal de solda para resistir à porosidade do azoto.
Se as quantidades adequadas de titânio e boro (B) estiverem presentes na estrutura do metal de solda, a estrutura do metal de solda pode ser refinada.
O molibdénio pode aumentar a resistência e a dureza do aço de liga, refinar o tamanho do grão, evitar a fragilidade da têmpera e a tendência para o sobreaquecimento e melhorar a resistência a altas temperaturas, a resistência à fluência e a durabilidade.
Quando o teor de molibdénio é inferior a 0,6%, pode melhorar a ductilidade, reduzir a tendência para fissurar e aumentar a resistência ao impacto. O molibdénio também tem tendência para promover a grafitização.
Por conseguinte, o teor de molibdénio nos aços resistentes ao calor, tais como 16Mo, 12CrMo, 15CrMo, etc., é geralmente de cerca de 0,5%.
Quando o teor de molibdénio no aço-liga se situa entre 0,6% e 1,0%, o molibdénio pode reduzir a plasticidade e a tenacidade do aço-liga e aumentar a sua tendência para a têmpera.
O vanádio pode aumentar a resistência do aço, refinar o tamanho do grão, reduzir a tendência de crescimento do grão e melhorar a temperabilidade.
O vanádio é um elemento formador de carboneto relativamente forte, e os carbonetos que ele forma são estáveis abaixo de 650 ℃.
Também tem efeitos de endurecimento por envelhecimento. Os carbonetos de vanádio têm estabilidade a altas temperaturas e podem melhorar a dureza do aço a altas temperaturas. O vanádio pode também alterar a distribuição dos carbonetos no aço, mas tem tendência para formar óxidos refractários, dificultando a soldadura e o corte.
Geralmente, quando o teor de vanádio no metal de solda é de cerca de 0,11%, pode desempenhar um papel na fixação do azoto, transformando uma situação desfavorável numa situação favorável.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
PT 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 