Os aços carbono são definidos contendo até 2% C, 1.65% Mn, 0.60% Si, e 0.60% Cu, sem adição intencional de outros elementos de liga. A soldabilidade destes aços depende dos teores de carbono e manganês e níveis de impurezas.
Aços com baixos teores de carbono
Aços com menos que 0.15% C não são endurecíveis e tem excelente soldabilidade. A grande maioria destes aços é produzida na forma de produtos planos laminados (chapas e tiras) com até 0,5% de Mn. São geralmente acalmados e fornecidos laminados a frio e recozidos. O baixo teor de oxigênio dissolvido nas chapas de aço acalmado facilita a soldagem a arco sem formação de porosidades.
Aços com carbono na faixa de 0.15 a 0.30%
São aços geralmente fáceis de soldar, mas como há possibilidade de endurecimento são recomendados cuidados como o preaquecimento para níveis mais altos de manganês, para seções mais espessas e para juntas com alto grau de rigidez.
A grande maioria destes aços é produzida na forma de placas e tubos. São aços acalmados e laminados a quente.
A presença de carepa da laminação aumenta a tendência de formação de porosidade durante a solda. É recomendável o uso de eletrodos com altas porcentagens de desoxidantes, ou remoção da carepa antes da soldagem.
Algumas placas podem ser tratadas termicamente (normalizadas ou temperadas e revenidas) para melhoria das propriedades. Nestes casos o eletrodo consumível deve ser compatível com as propriedades do metal de base. Pode ser necessário o controle do aporte térmico na soldagem de forma a não prejudicar as propriedades na zona termicamente afetada (HAZ = Heated Affected Zone) do metal de base. Alternativamente pode ser necessário um tratamento pós-soldagem para restaurar a resistência e tenacidade da zona termicamente afetada.
Aços de médio carbono
Aços com teores de carbono entre 0.30 e 0.60% C, podem ser soldados com êxito por todos os processos de arco, desde que tomadas as devidas precauções. Quanto mais alto o teor de carbono, com o manganês entre 0.6 e 1.65%, mais endurecível o aço. Por esta razão eles são usados temperados e revenidos para aplicações como eixos, engrenagens, uniões, cames e trilhos.
Devido à tendência de formação de martensita durante a soldagem, e da dureza mais alta da martensita formada, são necessários tratamentos de pré-aquecimento e pós-aquecimento.
Consumíveis com baixo hidrogênio e procedimentos de soldagem adequados devem ser usados para reduzir a possibilidade de trincas induzidas pelo hidrogênio. Devido à elevada resistência destes aços pode ser necessária a utilização de eletrodos com elementos de liga, para sejam alcançadas as propriedades do metal de base na região da solda. Pode ainda ser necessário tratamento térmico pós soldagem para restabelecer a resistência e/ou tenacidade da zona termicamente afetada.
Aços de alto carbono
Aços com teores entre 0.60 e 2.00% C tem baixa soldabilidade devido a formação da martensita mais dura e quebradiça durante o resfriamento após a solda. Nesta categoria estão os aços ferramenta e aços para aplicações onde se requer alta resistência à abrasão. Para evitar o aparecimento de fissuras é essencial o uso de eletrodos consumíveis de baixo hidrogênio, assim como os procedimentos de pré-aquecimento e alívio de tensões. Eletrodos de aço inoxidável austenítico são às vezes usados para soldar aços de alto carbono.
OBS: apesar de listados nesta seção, os aços de alto carbono não são aços usados para aplicações na construção civil. Os teores de carbono em aços estruturais para construção civil estão entre baixo e médio.
Notas:
- aços com grandes teores de enxofre, fósforo ou chumbo são difíceis de soldar devido às trincas na solidificação e a formação de porosidade.
- aços carbono fundidos tem aproximadamente a mesma soldabilidade de aços carbono trabalhados com mesma composição
Processos de Soldagem
Todos os processos a arco podem ser utilizados para a soldagem de aços carbono. Os fatores a considerar para uma aplicação específica são:
- características do material – tendência a formação de porosidade ou trinca e propriedades mecânicas requeridas
- detalhes do tipo de junta – espessura do componente, projeto da junta, posição da solda, localização
- fatores econômicos – taxa de deposição, eficiência, custo da mão de obra, custo dos consumíveis, custo de equipamento, peças de reserva, montagem e limpeza.
Indicações gerais sobre os processos mais adequados para soldagem de aços podem ser vistas na seção Soldagem do Material Didático, em: Comparação dos Processos de Soldagem a Arco Voltaico
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