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Soldadura de reparação: como reparar uma fissura para que não volte

Uma soldadura de reparação é mais difícil do que a original. O chanfro está numa peça rígida, o aço é muitas vezes desconhecido e a causa da fissura continua lá. Segue a ordem de trabalho para uma fissura em aço, ferro fundido ou alumínio; os remendos em troços podres e o enchimento de superfícies gastas estão na página de reparações e recuperação.

Resposta curta

Soldar uma reparação é remover o defeito por completo e substituí-lo por metal depositado são, em condições não piores do que as da junta original. Para uma fissura: encontrar as pontas reais com líquidos penetrantes (PT) ou partículas magnéticas (MT), furar logo depois delas com 3–4 mm, rebarbar ou goivar um chanfro em V ou U até metal são, voltar a verificar o chanfro, pré-aquecer ao valor da calculadora de pré-aquecimento (S355J2, 20 mm, adição de baixo hidrogénio: 75 °C), soldar em troços curtos das pontas para o centro, manter a temperatura entre passes entre a de pré-aquecimento e 250 °C e voltar a controlar a reparação — nos aços temperáveis não antes de 24–48 h depois de soldar.

Reparar uma fissura passo a passo

  1. Identificar o material e a causa. A qualidade e o carbono equivalente vêm do certificado ou de uma análise (calculadora de CE e CET); a causa, de onde e quando a fissura apareceu: a quente, a frio ou por fadiga. Uma fissura cuja causa continua lá volta ao mesmo sítio.
  2. Encontrar as pontas. Rebarbar a superfície até metal limpo: a ponta visível raramente é a real. PT (ISO 3452-1) serve em qualquer metal; MT (ISO 17638) só em aço ferromagnético, mas mostra também fissuras logo abaixo da superfície. Marcar as pontas com o punção.
  3. Furar as pontas: 3–4 mm logo depois de cada uma, para que a ponta saia com a apara e não fique no metal. Os furos passam a fazer parte do chanfro e são soldados com ele.
  4. Escavar até metal são. Rebarbagem ou goivagem a arco-ar em todo o comprimento e profundidade da fissura. Chanfro em V ou U de fundo arredondado, aberto o bastante para o eléctrodo chegar ao fundo — cerca de 60° com eléctrodo, 50–60° com MAG, como numa junta topo a topo nova —, com as pontas a sair em rampa suave. Uma fissura em toda a espessura leva uma preparação completa com talão e folga (preparação de bordos). As faces goivadas rebarbam-se até metal limpo.
  5. Verificar o chanfro. PT ou MT no chanfro limpo. Qualquer indicação: rebarbar mais fundo e verificar de novo. Registar o comprimento e a profundidade da escavação — fazem falta ao registo e ao cálculo do material de adição.
  6. Pré-aquecer. O valor vem da calculadora, não do hábito. O chanfro de reparação é segurado pela peça toda e está mais constrangido do que a junta original, por isso o valor calculado é o mínimo. Aquecer uma faixa larga e confirmar com lápis térmico dos dois lados do chanfro. O tempo de arrefecimento confirma-se na calculadora de t8/5.
  7. Soldar com uma sequência. Adição de baixo hidrogénio; eléctrodos básicos ressecados segundo a tabela de secagem de eléctrodos. Primeiro os furos e as pontas, depois troços curtos para o centro; cordões direitos camada a camada, escória retirada de cada um, todas as crateras cheias.
  8. Manter a temperatura entre passes. Nem abaixo do pré-aquecimento nem acima de cerca de 250 °C no aço estrutural corrente — é o limite superior que a calculadora também usa. O inox austenítico fica abaixo de cerca de 150 °C e o alumínio da série 6xxx abaixo de cerca de 120 °C.
  9. Controlar a reparação acabada. Primeiro à vista, depois PT ou MT no cordão e no metal à volta, e UT para defeitos internos em secções espessas. Nos aços de carbono equivalente alto o controlo final não vem antes de 24–48 h depois de soldar: as fissuras a frio precisam de tempo. A aceitação é a da soldadura original, e as fissuras não são admitidas em nenhum nível de qualidade da ISO 5817.
  10. Registar. Onde, com que comprimento e profundidade; END antes e depois; pré-aquecimento e temperatura entre passes medidos; material de adição, soldador e WPS.
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Pré-aquecimento na reparação: valores da calculadora

Alguns aços e espessuras calculados com a fórmula da calculadora. O hidrogénio pesa tanto como a espessura: no S355J2 de 20 mm, passar de HD 4 para HD 12 (eléctrodo de rutilo) sobe o pré-aquecimento de 75 para 120 °C.

Espessura, mmS235JR
CET 0,25 · HD 12, °C
S355J2
CET 0,34 · HD 4, °C
S355J2
CET 0,34 · HD 12, °C
S460N
CET 0,42 · HD 4, °C
10—3585100
205075120135
3080100150165
40100120170185
60120140190205

Entrega térmica 1,5 kJ/mm, resultado arredondado para cima a 5 °C — a mesma fórmula da calculadora (EN 1011-2, método B). «—» — pela fórmula não é preciso pré-aquecer. O CET de cada aço é o valor de partida da calculadora; numa reparação vale o CET do certificado ou de uma análise.

Reparação por material: tabela de decisão

A ordem de trabalho é a mesma; os pormenores mudam com o metal. Em detalhe: soldar ferro fundido, soldar alumínio e soldar aço inoxidável.

MaterialEncontrar a fissura e escavarPré-aquecimento e entre passesMaterial de adição e técnicaAtenção a
Aço estrutural não ligado (S235, S355)PT ou MT; rebarbar ou goivar a arco-ar, chanfro em V ou U, faces goivadas rebarbadas até metal limpoPela calculadora: S355J2, 20 mm — 75 °C com HD 4, 120 °C com HD 12; entre passes desde o pré-aquecimento até 250 °CEléctrodo básico ou fio maciço MAG de resistência igual; cordões direitos das pontas furadas para o centroA causa: uma fissura de fadiga volta se o pormenor ficar igual
Aço de alta resistência ou espesso (S460 e acima, mais de 30 mm)De preferência MT; escavar toda a profundidade, a fissura vai mais fundo do que pareceNunca abaixo do valor calculado: S460N, 40 mm, HD 4 — 185 °C; o chanfro de reparação está mais constrangido do que a junta originalSó consumíveis de baixo hidrogénio (HD 5 ou menos), básicos ressecados; t8/5 dentro da janela do fabricante do açoAs fissuras a frio aparecem horas depois: controlo final às 24–48 h
Aço inoxidável austenítico (1.4301, 1.4404)Só PT — MT não funciona em aço austenítico; rebarbar com discos usados só em inoxSem pré-aquecimento; entre passes abaixo de cerca de 150 °CMaterial de adição da mesma qualidade, graus L (C abaixo de 0,03 %); pouca entrega térmica, cordões curtosSensibilização entre 450 e 850 °C; remover as cores de revenido depois de soldar
Ferro fundido cinzento e nodular, método a frioPT, ou aquecer um pouco a peça oleosa — o óleo que sai desenha a fissura; furos de 3–4 mm, chanfro em U de fundo arredondado, queimar o óleoSem pré-aquecimento; o cordão seguinte só quando a peça se aguenta à mãoNi-CI ou NiFe-CI (EN ISO 1071), cerca de 25 A por mm de diâmetro, cordões de 20–40 mm, martelar cada um a quenteA ZTA passa a ferro fundido branco: a reparação aguenta mas não se maquina
Ferro fundido, método a quenteComo no método a frioA peça inteira a 500–600 °C, mantida durante o trabalho, arrefecimento lento no forno durante horasSoldadura oxiacetilénica com vareta de ferro fundido e fluxoÉ preciso forno; o único caminho para uma junta que se maquina como a peça
Ligas de alumínioPT; óxido fora com escova de inox reservada ao alumínio, escavar com fresa de metal duroSó aquecimento moderado; série 6xxx no máximo cerca de 120 °C e não mais de 15 minTIG em corrente alterna ou MIG; 5356 ou 5183 para 5xxx, 4043 ou 5356 para 6xxx, 4043 para peças fundidasO calor anula o endurecimento por envelhecimento da 6xxx na ZTA — a zona reparada fica mais fraca
Aço vazadoPT ou MT; as cavidades de fundição sob a superfície são muitas vezes maiores do que a indicação — escavar até o chanfro estar sãoComo o aço laminado da mesma composição: CE ou CET do certificado e depois a calculadoraMaterial de adição de baixo hidrogénio, de acordo com a composiçãoSe a peça foi tratada termicamente, a sua especificação pode exigir tratamento térmico depois da reparação

Documentação, WPS e procedimento

Numa peça fabricada segundo uma norma, a reparação solda-se por um WPS como qualquer soldadura de produção. Se o processo, o grupo de material, a espessura e a posição do chanfro de reparação cabem no domínio de uma qualificação existente (WPQR segundo a ISO 15614-1), vale o WPS original; outro processo ou um chanfro fora desse domínio precisam de procedimento qualificado próprio. Num sistema de qualidade segundo a ISO 3834 a reparação é uma não conformidade: instrução de reparação escrita, nova inspecção pelos requisitos originais e um registo. Reparar sem papéis serve para um suporte no seu próprio quintal, não para uma peça que outra pessoa tem de aceitar.

Quando não fazer soldadura de reparação

  • Equipamentos sob pressão e peças que trabalham sob pressão — só por uma entidade e um procedimento aceites pela regulamentação aplicável, com inspecção. Não é trabalho de oficina feito de passagem.
  • Equipamentos de elevação, peças de travões e de direcção e tudo o que, ao falhar, possa ferir alguém: substituir.
  • Fissuras de fadiga sem mudar o projecto. A soldadura repõe o mesmo entalhe e a fissura volta. Primeiro a causa — carga, pormenor, rigidez — com o projectista.
  • Peças temperadas e tratadas termicamente — molas, engrenagens cementadas, veios temperados e revenidos. O calor da soldadura destrói o tratamento e a ZTA tempera. Só com um procedimento que inclua tratamento térmico depois; senão, substituição.
  • Ferro fundido branco e peças coquilhadas são praticamente insoldáveis; o ferro fundido queimado por anos de serviço a quente volta a fissurar junto a cada cordão.
  • Um sítio já reparado duas vezes. O aço ali foi sobreaquecido duas vezes e está frágil.
  • Aço que não se consegue identificar. Sem CE não há valor de pré-aquecimento; primeiro uma análise ou pelo menos uma medição de dureza.

Erros na reparação: causa, verificação, remédio

Oito erros pela ordem em que acontecem durante uma reparação.

#CausaComo verificarO que fazer
1Fissura soldada por cima sem escavarUma linha ou uma indicação PT no fundo do chanfroEscavar até metal são e confirmar com PT ou MT antes do primeiro cordão
2Pontas da fissura por encontrar ou por furarEm poucos dias uma fissura nova continua para lá do fim da reparaçãoEncontrar as pontas reais com PT, furar 3–4 mm logo depois de cada uma, incluir os furos no chanfro
3Pré-aquecimento baixo ou com o maçarico num pontoLápis térmico ou termómetro de contacto dos dois lados do chanfro, não só na superfície ao ladoAquecer por igual uma faixa larga até ao valor da calculadora e mantê-lo em todos os passes
4Eléctrodos básicos húmidosArco a cuspir, poros finos à superfície, no dia seguinte uma fissura transversal ou na ZTARessecar a 300–350 °C durante 2 h e guardar depois em estufa portátil a 100–150 °C
5Controlo final logo após o último passe«Sem indicações» uma hora depois de soldarEm aços de carbono equivalente alto, END final não antes de 24–48 h depois de soldar
6Fissura de fadiga ressoldada com o mesmo pormenorFissura no pé do cordão, num furo ou recorte sob carga variável, marcas de praia na fracturaApurar a carga e mudar o pormenor com o projectista; a soldadura sozinha repõe o mesmo entalhe
7Terceira reparação no mesmo sítioRestos de reparações antigas, zona dura e frágilSubstituir a peça ou o troço: aço sobreaquecido duas vezes é frágil
8Eléctrodo de aço em ferro fundidoPoucos dias depois uma fissura ao longo da linha de fusão, a broca escorrega no cordãoEléctrodo de níquel, cordões curtos, martelagem

Para continuar

Porque se formam as fissuras e como se numeram num relatório: fissuras no cordão. O que encontra e o que não vê cada método de inspecção: a tabela do catálogo de defeitos de soldadura. Remendos, enchimento e reparações de estruturas e máquinas: reparações e recuperação. Os números para o seu aço: pré-aquecimento, carbono equivalente e tempo de arrefecimento t8/5.

Perguntas frequentes

Pode-se soldar uma fissura por cima, sem a escavar?

Não. A ponta da fissura fica debaixo do cordão novo e a fissura continua a crescer a partir dela. A fissura escava-se até metal são, o chanfro verifica-se com líquidos penetrantes ou partículas magnéticas e só então se solda.

Que diâmetro têm os furos nas pontas da fissura?

3–4 mm, logo depois de cada ponta, quando os líquidos penetrantes mostraram onde a fissura acaba de facto. O furo elimina a ponta aguda; depois passa a fazer parte do chanfro de reparação e é soldado com ele.

Que pré-aquecimento pede uma soldadura de reparação?

Pelo menos o da junta original, calculado a partir do CET, da espessura, do hidrogénio e da entrega térmica. Para S355J2 de 20 mm a 1,5 kJ/mm a calculadora dá 75 °C com material de adição de baixo hidrogénio (HD 4) e 120 °C com eléctrodo de rutilo (HD 12). O chanfro de reparação está mais constrangido do que a junta original, por isso o valor calculado é o mínimo.

Quando se controla a soldadura de reparação?

À vista e com líquidos penetrantes logo a seguir, mas nos aços de carbono equivalente alto os END finais fazem-se não antes de 24–48 h depois de soldar, porque as fissuras a frio aparecem com atraso. O tempo de espera real é fixado pela norma do produto ou pelo plano de inspecção.

Uma reparação precisa de WPS próprio?

Nem sempre. Se o processo, o grupo de material, a espessura e a posição da reparação cabem no domínio de uma qualificação existente (WPQR segundo a ISO 15614-1), solda-se por esse WPS. Outro processo, um chanfro fora do domínio de espessuras ou outro material exigem qualificação própria.

Ferro fundido: reparação a frio ou a quente?

A frio — eléctrodos Ni ou NiFe, cordões curtos de 20–40 mm e martelagem — para a maioria dos suportes e carcaças. A quente, com a peça inteira a 500–600 °C e arrefecimento lento no forno, quando a zona reparada tem de ser maquinada depois.

Autor: , soldador e serralheiro civil Actualizado:

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