Soldagem de fusão profunda versus soldagem de penetração total: Qual é a melhor?

Do ponto de vista da ciência dos materiais, a soldagem por fusão profunda envolve uma reação metalúrgica parcial entre os metais soldados em ambos os lados, com profundidade limitada em comparação com a soldagem de penetração total.

A soldagem por penetração total, por outro lado, garante um processo completo de transformação de fase para os metais soldados, resultando em uma estrutura interna mais homogênea e menos defeitos metalúrgicos.

Consequentemente, as soldas de penetração total apresentam características de resistência superiores em comparação com as soldas de fusão profunda.

A soldagem de filete, a soldagem por fusão profunda e a soldagem por penetração total representam as três formas mais comuns de soldas de filete contínuas. A geometria específica do chanfro depende de fatores como a espessura da chapa e o método de soldagem.

De acordo com as normas DNV e LR, as soldas de fusão profunda não exigem teste ultrassônico (UT), enquanto as soldas de penetração total exigem inspeção UT 100%.

A soldagem de penetração total exige a limpeza da raiz para eliminar defeitos de soldagem antes da vedação da parte traseira. A soldagem por fusão profunda não exige a limpeza da raiz da parte traseira, e o design do chanfro é determinado pela espessura da chapa e pela profundidade de fusão desejada.

As estruturas sujeitas a cargas dinâmicas normalmente exigem a soldagem de penetração total para reduzir a concentração de tensão e melhorar as propriedades mecânicas da junta de solda, vantagens não oferecidas pela soldagem por fusão profunda.

Do ponto de vista da resistência, as juntas estruturais críticas geralmente exigem soldagem de penetração total. Entretanto, se a soldagem por fusão profunda puder garantir a resistência adequada da solda, as juntas de penetração total podem não ser necessárias.

Os processos de soldagem devem equilibrar aplicabilidade, confiabilidade e custo-benefício. A soldagem por penetração total, comparada à soldagem por fusão profunda, consome mais materiais de soldagem, aumenta a intensidade da mão de obra e exige inspeções pós-soldagem mais extensas.

A soldagem por fusão profunda aumenta a profundidade de penetração da junta e é frequentemente empregada quando o ângulo de solda de filete é excessivo, permitindo uma redução de 15-20% no tamanho da perna da solda.

A American Welding Society (AWS) classifica a soldagem por fusão profunda como penetração parcial da junta, enquanto a penetração total é definida como penetração completa da junta. Em alguns contextos, a soldagem por fusão profunda é indicada como PP (penetração parcial) e a penetração total como FP (penetração total).

Os requisitos de inspeção são diferentes para esses tipos de solda. As soldas de fusão profunda normalmente passam apenas por testes de vazamento, enquanto as soldas de penetração total exigem testes de vazamento e testes de partículas magnéticas (MT) ou ultrassônicos (UT).

As práticas modernas geralmente envolvem a preparação do chanfro para ambos os tipos, com variações nas dimensões da face da raiz. A soldagem de penetração total normalmente mantém uma face de raiz de 4 mm, exigindo a limpeza da parte traseira, enquanto a soldagem de fusão profunda permite uma face de raiz maior sem limpeza da parte traseira.

As geometrias das juntas de solda também diferem. A soldagem por fusão profunda (muitas vezes erroneamente rotulada como "PENETRAÇÃO COMPLETA" no texto original) normalmente utiliza uma seção transversal em forma de V com formação de um único lado, deixando uma face de raiz de 0 a 2 mm. Essa raiz é fundida diretamente durante a soldagem, com a formação da parte traseira geralmente facilitada pelo suporte de cerâmica. As aplicações comuns incluem conexões entre a chapa do convés e o convés principal e juntas entre o assento inferior da antepara do tipo ranhura e a chapa inferior interna.

A verdadeira soldagem de penetração total (incorretamente rotulada como "DEEP PENETRATION" no texto original) geralmente emprega uma seção transversal em forma de K ou Y, com uma face de raiz superior a 3 mm. Esse método envolve soldagem de dupla face e é normalmente reservado para juntas com requisitos especiais.