Falta de fusão e falta de penetração: como distingui-las
Os dois defeitos em que duas superfícies de metal ficam encostadas sem estarem ligadas. Inadmissíveis nos níveis B e C — e quase sempre invisíveis de fora.
Resposta curta
A falta de fusão (401) é um cordão que tocou o metal sem o fundir. A falta de penetração (402) é uma raiz onde o arco nem chegou. A primeira cura-se com calor e técnica na máquina; a segunda, com geometria na montagem. Nenhuma é admitida nos níveis B e C.
A falta de penetração (402) é uma raiz a que o cordão nunca chegou. A falta de fusão (401) é metal depositado que não fundiu com o que tinha ao lado. A primeira vem quase sempre da montagem: folga, nariz, diâmetro do eléctrodo. A segunda, dos parâmetros e da técnica. A ISO 5817 não admite a falta de fusão em nenhum nível de qualidade, nem a falta de penetração nos níveis B e C; o nível D tolera uma falta de penetração curta até 0,2 t, 2 mm no máximo.
A diferença
| Falta de penetração (402) | Falta de fusão (401) | |
|---|---|---|
| O que é | O cordão não foi fundido até à profundidade exigida | O metal foi depositado mas não fundiu com o bordo nem com o passe anterior |
| Onde aparece mais | Na raiz de uma junta soldada de um só lado | Na linha de fusão, entre passes |
| Vê-se por fora | Às vezes — denuncia-o uma raiz estreita | Praticamente nunca |
| Como se detecta | UT, radiografia, inspecção pelo outro lado | UT; a radiografia pior — o defeito é plano |
| Causa principal | Geometria da montagem: folga, nariz, diâmetro | Parâmetros e técnica: pouco calor, ângulo errado |
Falta de fusão ou falta de penetração: como saber qual é
A falta de penetração manda-nos de volta à montagem; a falta de fusão, aos parâmetros e à técnica. Quatro verificações separam-nas.
| Verificação | Falta de fusão (401) | Falta de penetração (402) |
|---|---|---|
| Posição na secção | Face do chanfro, entre passes ou face do nariz — em qualquer ponto da espessura | Na raiz, no eixo |
| Macrografia | Uma linha fina na linha de fusão ou entre cordões, muitas vezes com escória | Os narizes continuam lá: bordos rectos e paralelos com a folga ou uma faixa não fundida entre eles |
| Radiografia | Linha fina desviada para o bordo do cordão, muitas vezes intermitente; pode nem aparecer | Linha escura recta no eixo, com bordos regulares |
| Ultrassons | Reflector plano no flanco ou entre passes; eco forte só quando atingido de frente | Reflector na raiz, à profundidade da face oposta |
| Dobragem ou fractura | Abre pela linha de fusão; face do chanfro lisa, não fundida | Abre pela raiz; uma faixa de nariz não fundido |
Na macrografia
Uma secção atacada (ISO 17639) é a prova mais directa. A falta de penetração deixa a junta visível tal como foi montada: narizes rectos com a folga entre eles. A falta de fusão aparece como uma linha escura fina; escória dentro dela aponta para a limpeza, uma linha limpa ao longo do flanco aponta para o calor e o ângulo.
Na radiografia
A radiografia (ISO 17636) mostra bem a falta de penetração: uma linha recta ao centro, com bordos regulares. A falta de fusão no flanco fica mais perto do bordo do cordão, onde está a parede do chanfro, muitas vezes aos bocados. Um defeito plano oblíquo ao feixe pode não deixar imagem nenhuma.
Com ultrassons
O ensaio por ultrassons (ISO 17640) responde a defeitos planares. Um eco à profundidade da face oposta, no eixo, é um problema de raiz; um eco do flanco a meia espessura é falta de fusão lateral. O ângulo da sonda escolhe-se para atingir o flanco de frente, por isso o inspector precisa do croquis da preparação.
Na dobragem ou na fractura
Uma dobragem de face ou lateral (ISO 5173) com falta de fusão abre pela linha de fusão e mostra um flanco liso e baço, às vezes com cor de óxido. Uma dobragem de raiz com falta de penetração abre pela raiz e mostra uma faixa plana de nariz não fundido.
Os três tipos de falta de fusão: 4011, 4012, 4013
Falta de fusão lateral (4011)
Metal depositado contra a face do chanfro, sem a fundir, normalmente ao longo de um troço. Vem de um chanfro estreito, do ângulo errado da tocha ou de modos MAG frios.
Falta de fusão entre passes (4012)
Um passe que não fundiu com o de baixo. Causas: escória ou óxido deixados no cordão, entalhes fundos nos bordos de um cordão abaulado, corrente baixa de mais nos passes de enchimento.
Falta de fusão na raiz (4013) — não é o mesmo que 402
O passe de raiz chegou ao fundo mas não fundiu com um dos narizes; na 402 a raiz nem sequer foi atingida. Na macrografia, a 4013 tem a raiz cheia e a linha ao longo de uma face; a 402, um vazio ao meio. A 4013 vem de um arco desviado para um lado ou do sopro magnético; a 402, da montagem — ver falta de penetração na raiz.
Porque são tão perigosas
Um poro é redondo e a tensão contorna-o. A falta de fusão é uma descontinuidade plana de bordo agudo, que concentra a tensão exactamente como uma fissura. Mecanicamente é uma fissura — só que fabricada em vez de crescida.
Por isso a ISO 5817 não lhe dá dimensão admissível em nenhum nível de qualidade. Não há medição a discutir: encontrada significa reparada.
Nove causas de falta de fusão: o sinal e o que mudar
- Início frio. Sinal: falta de fusão no início dos passes e nas retomas. O que fazer: escorvar à frente e voltar por cima do início, chapas de arranque nas juntas críticas, afinar o fim do passe anterior.
- Corrente baixa de mais. Sinal: cordão alto e arredondado, com bordos vincados. O que fazer: acertar a corrente pelo eléctrodo e pela chapa — a calculadora de corrente para eléctrodo revestido, a tabela de parâmetros para MIG/MAG.
- Velocidade alta de mais. Sinal: cordão estreito que não molha as duas paredes. O que fazer: abrandar até ele assentar nelas.
- Banho à frente do arco (o metal líquido isola o flanco do calor). Sinal: superfície lisa a esconder a falta de fusão — MAG com avanço lento para a velocidade do fio, vertical descendente em chapa mais grossa. O que fazer: manter o arco no bordo de ataque, andar mais depressa ou baixar o fio, soldar chapa grossa em vertical ascendente.
- Ângulo errado da tocha ou do eléctrodo. Sinal: o defeito na parede de que o arco se afastava. O que fazer: apontar à parede; num chanfro largo, dois cordões por camada, cada um contra a sua parede.
- Chanfro estreito de mais. Sinal: 4011 em baixo no chanfro, nas duas paredes. O que fazer: medir o ângulo com calibre. A tabela do site dá 50–70° para V simples de 3 a 12 mm, 60° para eléctrodo revestido, 50–60° para MAG — preparação de juntas, calculadora de chanfro.
- Calamina, óxido, escória. Sinal: 4012 com escória, ou uma linha ao longo de uma face de corte não rebarbada. O que fazer: rebarbar até metal brilhante, tirar a escória de cada passe, eliminar os entalhes dos bordos.
- MAG em curto-circuito em chapa grossa. Sinal: cordão bonito, frio por dentro. O curto-circuito trabalha a 16–22 V, com banho frio; para 8–10 mm a tabela de parâmetros dá fio de 1,2 mm, 220–280 A, 26–29 V — já é terreno do spray, que começa por volta dos 26–28 V e se usa a partir de uns 5 mm de chapa. O que fazer: encher em spray ou pulsado — ver soldadura MIG/MAG.
- Sopro magnético. Sinal: em corrente contínua o arco foge nas pontas da junta e perto da garra de massa. O que fazer: mudar a garra de sítio, soldar na direcção de um ponteado forte, inclinar o eléctrodo contra o sopro, passar a corrente alterna com eléctrodo revestido quando o eléctrodo o permite.
A raiz em particular
A falta de penetração passou a ter página própria: nove causas, o sinal que distingue cada uma, os valores de folga e nariz e os limites da ISO 5817 — falta de penetração na raiz. Aqui fica a versão curta.
Com acesso só de um lado, a raiz é o ponto crítico. Ou é totalmente penetrada — e aí é preciso a folga e o nariz certos — ou se solda pelo verso depois de goivar. As duas coisas estão na WPS, e as duas são uma decisão consciente.
O que ajuda
Ajustar a corrente à preparação e não o contrário. Conduzir o arco, não o banho. Limpar entre passes. E, na dúvida, goivar e soldar de novo: uma falta de fusão não melhora com mais um passe por cima — só fica mais bem escondida.
- Preparar a junta segundo o croquis da WPS e verificar a folga com calibre, não a olho. A tolerância da folga existe precisamente para isto.
- Corrente suficiente para a espessura — a calculadora de corrente para eléctrodo revestido e, em MIG, um modo com calor suficiente: spray ou pulsado em vez de arco curto acima de 6 mm.
- Manter o arco no bordo de ataque do banho, nunca atrás dele.
- Numa junta crítica soldada só de um lado, contar com a goivagem. Planeá-la sai mais barato do que descobri-la na inspecção.
Reparação passo a passo: remover, verificar, voltar a soldar
- Marcar o início e o fim da indicação pelo relatório de UT ou RT.
- Rebarbar ou goivar a arco-ar até metal são, para além das duas pontas; rebarbar a superfície goivada.
- Deixar a escavação aberta: um sulco estreito é exactamente o chanfro que dá a 4011.
- Verificá-la com partículas magnéticas em aço ferrítico e com líquidos penetrantes em inox e alumínio.
- Voltar a soldar segundo a WPS ou o procedimento de reparação, com a causa corrigida.
- Inspeccionar de novo com o método que a encontrou — a vista aqui não prova nada.
O que dizem a ISO 6520-1 e a ISO 5817
ISO 6520-1: 401 falta de fusão (4011 lateral, 4012 entre passes, 4013 na raiz), 402 falta de penetração. Limites da tabela ISO 5817 do site: 401 não é admitida em B, C nem D; 402 não é admitida em B nem C, e em D admite-se uma imperfeição curta até 0,2·t, 2 mm no máximo. Em chapa de 8 mm isso dá 1,6 mm; em 15 mm, os 3 mm ficam limitados a 2 mm. A EXC2 da EN 1090-2 corresponde ao nível C, portanto aí qualquer falta de penetração é reparação.
Perguntas frequentes
Em que diferem os dois?
A falta de fusão é a ausência de ligação entre o metal depositado e o metal de base ou entre dois passes — pode estar em qualquer sítio da secção. A falta de penetração é uma zona não fundida na raiz. Ambas são planares, e nenhuma é admitida nos níveis B e C.
Porque é que não se vêem?
Porque a superfície pode estar impecável enquanto o defeito está dentro da junta. É isso que os torna perigosos: um cordão bonito pode estar por ligar em metade da secção.
Que ensaio os encontra?
Os ultrassons. A radiografia tem dificuldade, porque um defeito planar atravessado pelo feixe quase não dá contraste — com uma orientação desfavorável pode ficar completamente invisível. Havendo suspeita de falta de fusão, ensaia-se por ultrassons.
Falta de fusão ou falta de penetração na radiografia: como se distinguem?
A falta de penetração é uma linha escura recta no eixo do cordão, com bordos regulares. A falta de fusão no flanco é uma linha mais fina, paralela ao cordão, desviada para o bordo e muitas vezes interrompida. Um filme limpo prova pouco quando se suspeita de falta de fusão.
Pode-se tapar a falta de fusão com mais um passe?
Não. Um passe por cima funde o cordão de baixo, não o plano não fundido que está por baixo dele. O defeito é rebarbado ou goivado até metal são, o sulco é verificado com líquidos penetrantes ou partículas magnéticas e a junta é soldada de novo segundo a WPS.
O que é a falta de fusão lateral?
A imperfeição 4011 da ISO 6520-1: metal depositado encostado à face do chanfro sem a fundir. Causas habituais: chanfro estreito de mais, arco apontado ao longo da junta em vez de ao flanco, ou um modo MAG frio.
Actualizado: