1. Defeitos comuns de soldagem em soldas Q355GNH
(1) Fissuração-induzida por hidrogênio (HIC) – o defeito mais crítico
Manifestação: Fissuras finas (transgranulares ou intergranulares) que se formam no metal de solda ou na ZTA horas a dias após a soldagem, muitas vezes desencadeadas por tensão residual e absorção de hidrogênio.
Causas:
Alto teor de hidrogênio proveniente de materiais de soldagem "sujos" (por exemplo, eletrodos úmidos, gás de proteção não purificado como CO₂ com umidade).
A composição rica em Cu/Cr-do Q355GNH aumenta sua sensibilidade à fragilização por hidrogênio.
O resfriamento rápido após a soldagem (por exemplo, em ambientes frios) retém o hidrogênio na microestrutura, aumentando a força motriz da trinca.
(2) Falta de Fusão (LOF) e Falta de Penetração (LOP)
Manifestação: lacunas não fundidas entre o metal de solda e o metal base (LOF) ou penetração incompleta através da espessura da junta (LOP), enfraquecendo a capacidade de carga-da junta.
Causas:
Entrada de calor insuficiente (por exemplo, baixa corrente de soldagem, alta velocidade de deslocamento) – Os elementos de liga de intemperismo do Q355GNH aumentam ligeiramente seu ponto de fusão, exigindo maior calor do que o aço carbono comum.
Ajuste inadequado-da junta (por exemplo, folga excessiva da raiz, desalinhamento) ou ângulo incorreto do eletrodo/fio.
(3) Engrossamento de grãos na ZTA – Degrada a tenacidade
Manifestação: A ZTA (adjacente à solda) desenvolve grãos grossos de ferrita ou bainita, levando a uma queda acentuada na resistência ao impacto em baixas-temperaturas (por exemplo, a energia de impacto a -40 graus cai abaixo de 27J).
Causas:
Entrada excessiva de calor (por exemplo, alta corrente de soldagem, baixa velocidade de deslocamento) – a exposição prolongada a altas temperaturas (acima de 950 graus) faz com que os grãos de austenita cresçam incontrolavelmente.
A microestrutura normalizada do Q355GNH é sensível ao calor; o superaquecimento perturba o equilíbrio fino de ferrita-perlita.
(4) Degradação da resistência à corrosão – um defeito “oculto”
Manifestação: A zona de solda (incluindo o metal de solda e a ZTA) corrói mais rapidamente do que o metal base, formando camadas irregulares de ferrugem – uma falha na função de intemperismo do núcleo do Q355GNH.
Causas:
Metal de adição incompatível (por exemplo, usando eletrodos de aço carbono simples em vez de eletrodos específicos de aço resistente a intempéries) – a solda carece de Cu/Cr/Ni para formar uma camada protetora contra ferrugem.
Pós{0}}oxidação da solda (por exemplo, sem tratamento de passivação) – os grãos grossos da ZTA formam ferrugem porosa e não{3}}aderente.
2. Medidas de Prevenção para Cada Defeito
(1) Prevenir rachaduras-induzidas por hidrogênio (HIC)
Controlar fontes de hidrogênio:
Materiais de soldagem a seco: Asse eletrodos com baixo-hidrogênio (por exemplo, E5015-G para aço resistente a intempéries) a 350–400 graus por 1–2 horas; armazene os eletrodos não utilizados em um forno aquecido (80–120 graus).
Purify shielding gas: Use dry CO₂ or Ar-CO₂ (moisture content ≤50ppm); install a gas dryer if ambient humidity >60%.
Reduza o estresse residual:
Preheat the base metal to 80–150°C (critical for plates >12mm de espessura ou em temperaturas<5°C) to slow cooling and allow hydrogen escape.
Execute o alívio de tensão pós{0}}soldagem (550–650 graus por 1–2 horas) para componentes de paredes-espessas ou juntas-de alta tensão.
Otimize a taxa de resfriamento: Use o controle de temperatura entre passes (mantenha 150–250 graus entre passes de solda) para evitar resfriamento rápido.
(2) Prevenir a falta de fusão/penetração
Ajustar a entrada de calor:
Para soldagem a arco manual (MMA): Use eletrodos com diâmetro de 3,2 a 4,0 mm, corrente de 100 a 160 A e velocidade de deslocamento de 8 a 12 cm/min.
Para soldagem a arco de metal a gás (GMAW): Use fio com diâmetro de 1,2 mm, corrente 180–220A, tensão 22–26V e velocidade de deslocamento 10–15cm/min.
Melhorar a preparação conjunta: Certifique-se de que a folga da raiz seja de 2–4 mm, o ângulo de bisel seja de 60 graus ±5 graus e limpe as bordas da junta (remova ferrugem, óleo ou incrustações com uma escova de aço ou esmeril).
Otimize a técnica de soldagem: Mantenha um ângulo eletrodo/fio de 70–80 graus (para soldas de ângulo) ou 90 graus (para soldas de topo); use movimentos de "tecelagem" (largura menor ou igual a 3× diâmetro do eletrodo) para garantir a fusão completa.
(3) Prevenir o engrossamento dos grãos HAZ
Limitar a entrada de calor: Mantenha a entrada de calor menor ou igual a 25kJ/cm (para placas com espessura menor ou igual a 20mm) – evite eletrodos/fios superdimensionados ou velocidades de deslocamento lentas.
Use processos de soldagem-de baixo calor: Prioritize GMAW or pulsed GMAW over submerged arc welding (SAW) for thin plates; SAW (high heat input) is only suitable for plates >25mm com normalização pós{1}}soldagem.
Controlar a temperatura entre passes: Não exceda 300 graus – o calor excessivo entre passagens prolonga a exposição da ZTA a altas temperaturas.
(4) Prevenir a degradação da resistência à corrosão
Use metais de adição-de grau de intemperismo:
MMA: E5015-G (GB/T 5117) ou E5016-G (eletrodos específicos de aço para intemperismo com Cu/Cr/Ni).
GMAW: ER50-G (GB/T 8110) com teor de Cu 0,20–0,50% e teor de Cr 0,30–0,80%.
Tratamento de superfície pós{0}}soldagem:
Remover respingos de solda e escória com cinzel ou esmeril; escova-de arame na zona de solda para promover a formação uniforme de camada de ferrugem.
Aplique um revestimento de passivação (por exemplo, primer epóxi) se o componente for exposto a ambientes agressivos (por exemplo, névoa salina costeira) dentro de 1 mês após a soldagem.
