Fissuras no cordão
Três mecanismos diferentes com o mesmo nome. Distingui-los começa pela pergunta de quando a fissura apareceu — e não pela pergunta de com que cara ficou.
Fissuras a quente
Aparecem na solidificação, quando entre os cristais já sólidos ainda há um filme de baixo ponto de fusão e a contracção o rasga. Favorecidas pelo enxofre e pelo fósforo, por metal depositado totalmente austenítico e por uma forma de cordão desfavorável: um cordão estreito e fundo fissura ao meio com mais facilidade do que um largo e raso.
Correcção: metal de base limpo, metal de adição com uns por cento de ferrite delta no inoxidável — ver soldar aço inoxidável — e uma forma de cordão com relação largura/profundidade acima de um.
| Factor | Porque influi | O que fazer |
|---|---|---|
| Enxofre e fósforo no metal | Formam películas de baixo ponto de fusão | Verifique o certificado, use adição baixa em S e P |
| Cordão estreito e profundo | Os cristais crescem um contra o outro e o eixo fica fraco | Faça o cordão mais largo e plano, mude o chanfro |
| Energia linear alta | Banho maior e contracção mais forte | Baixe a corrente ou avance mais rápido, veja o cálculo da energia linear |
| Fixação rígida | A contracção não tem para onde ir e as tensões crescem | Mude a ordem dos cordões, liberte um lado |
| Cratera por encher | O rechupe dá início à fissura | Encha a cratera, ligue a rampa de descida |
Fissuras a frio
O mecanismo com três condições que têm de aparecer todas juntas: uma estrutura que endurece, hidrogénio e tensão de tracção. Falta uma, não há fissura — e é precisamente aí que a correcção actua.
Contra a estrutura actua um arrefecimento mais lento, ou seja, pré-aquecimento e energia suficiente: ver temperatura de pré-aquecimento e tempo t8/5. Contra o hidrogénio actua consumível seco e metal de base limpo. Contra a tensão actua uma sequência de soldadura que não encastra a peça.
| Condição | Como se elimina |
|---|---|
| Hidrogénio | Secar os eléctrodos, guardá-los secos, limpar humidade, óleo e ferrugem dos bordos, eléctrodos marcados H5 |
| Estrutura de têmpera | Pré-aquecer e controlar a temperatura entre passes — a conta está em na calculadora CE |
| Tensões | A ordem dos cordões, alívio de tensões após soldar, dispensar a fixação rígida |
Arrancamento lamelar
Uma fissura no metal de base paralela à superfície da chapa, em degraus. Aparece quando um cordão solicita a chapa à tracção na direcção da espessura e existem inclusões não metálicas alinhadas. Típico de cordões de ângulo espessos em juntas em T.
A correcção é de projecto: mudar a forma da junta para que a força de tracção não actue perpendicularmente ao plano da chapa — ou usar chapa com propriedades garantidas na direcção da espessura segundo a EN 10164.
Tolerância zero
As fissuras são inadmissíveis em todos os níveis de qualidade da ISO 5817. A razão não é severidade, é física: uma fissura tem uma ponta, e a tensão nessa ponta cresce à medida que ela abre. Um poro de tamanho fixo continua um poro de tamanho fixo; uma fissura cresce.
Onde está a fissura e o que significa
| Onde está a fissura | Muito provavelmente |
|---|---|
| No eixo do cordão, longitudinal | A quente, de solidificação |
| Na cratera, em estrela | A quente, por contracção |
| Na zona afectada pelo calor, sob o cordão | A frio, por hidrogénio |
| Na linha de fusão, transversal | A frio ou por falta de fusão |
| Apareceu horas depois | A frio, sem dúvida |
Números de fissura no relatório: do 100 ao 106
Na ISO 6520-1 as fissuras formam o grupo 100, e o número diz como a fissura corre e onde está. Chega para uma primeira hipótese sobre a causa:
- 1011 — longitudinal no metal depositado. Pelo eixo do cordão: a imagem típica de uma fissura a quente num cordão estreito e fundo.
- 1012 e 1013 — longitudinais na linha de fusão e na ZAC. Sob o bordo, paralelas ao cordão: o sítio típico da fissura a frio.
- 1014 — longitudinal no metal base. Fora do cordão; em juntas que carregam a chapa na espessura, aponta para arrancamento lamelar.
- 102 — transversal. Atravessa o cordão; em metal depositado de alta resistência é sinal frequente de hidrogénio.
- 104 — fissura de cratera. Uma estrela ou um traço numa cratera por encher no fim do passe.
- 105 e 106 — grupo de fissuras dispersas e fissura ramificada. Uma rede ou uma árvore; sempre motivo para verificar o material.
O número regista-se tão detalhado quanto o método permitir — a lista completa está na tabela de números de imperfeições ISO 6520-1.
O aço é propenso a fissurar a frio? Um exemplo com números
A suscetibilidade à fissuração a frio avalia-se antes de soldar, pela composição do aço. A calculadora do site obtém o carbono equivalente CE(IIW) = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15 e classifica o aço abaixo de 0,40 como bem soldável, de 0,40 a 0,60 como exigindo cuidado e acima de 0,60 como difícil. O pré-aquecimento estima-o pelo método B da EN 1011-2 — a partir do CET, da espessura, do hidrogénio e da entrega térmica.
Composição de exemplo: C 0,18; Mn 1,40; Cr 0,05; Mo 0,02; V 0,01; Ni 0,05; Cu 0,10 %. Dá CE = 0,439 — a faixa do meio — e CET = 0,331. Com entrega térmica de 1,0 kJ/mm e um consumível com 5 ml/100 g de hidrogénio (eléctrodos básicos ressecados), a calculadora dá cerca de 80 °C de pré-aquecimento com 20 mm de espessura e 110 °C com 30 mm. Os mesmos 30 mm com um consumível de 10 ml/100 g pedem já cerca de 140 °C, e com eléctrodo rutílico (cerca de 15 ml/100 g) cerca de 160 °C. A lição: passar de 5 para 10 ml/100 g de hidrogénio sobe o pré-aquecimento tanto como mais 10 mm de espessura — eléctrodos básicos secos não são uma formalidade. Verifique o seu aço na calculadora de carbono equivalente e a temperatura na calculadora de pré-aquecimento.
Quando procurar fissuras
Uma fissura a frio pode aparecer horas depois de soldar, às vezes no dia seguinte ou mais tarde. Ensaiar logo a seguir ao último passe prova pouco: «sem indicações» uma hora depois de soldar não é recepção. Em juntas críticas de aços com carbono equivalente alto, os END finais marcam-se para não antes de 24 a 48 horas depois da soldadura; o tempo real de espera fixa-o a norma do produto ou o plano de inspecção. Os métodos de superfície — líquidos penetrantes e partículas magnéticas — encontram fissuras abertas à superfície; as fissuras sob o bordo na ZAC detecta-as melhor o ultrassom do que a radiografia, porque são planas.
Erros que acabam em fissura
- Pré-aquecer num ponto. Um maçarico apontado a um sítio aquece só a superfície junto ao chanfro. A temperatura verifica-se com lápis termoindicador ou termómetro dos dois lados da junta, não a olho.
- Cortar o arco sem encher a cratera. O caminho mais curto para a fissura 104 — encher a cratera ou sair para um apêndice.
- Um cordão estreito e fundo a todo o custo. Muita corrente com pouca velocidade num chanfro estreito dá um cordão mais fundo do que largo e uma fissura a quente no eixo.
- Rebarbar a fissura «até não se ver» sem verificar. Uma fissura é sempre mais comprida do que parece; depois de a abrir, verifica-se com penetrantes ou partículas magnéticas antes de soldar por cima.
- Eléctrodos básicos fora da estufa. O exemplo acima mostra quanto custa o hidrogénio a mais em pré-aquecimento — ou, se este não subir, em fissuras.
Porque uma fissura não se admite em nenhum nível e como isso aparece na tabela de requisitos explica a página dos níveis de qualidade ISO 5817.
Perguntas frequentes
Porque é que a fissura só aparece no dia seguinte?
Porque o hidrogénio precisa de tempo para difundir até ao ponto de maior tensão. A fissura a frio aparece entre horas e dois dias depois de soldar — por isso as juntas críticas se inspeccionam com intervalo e não logo à saída da bancada.
Fissura a quente ou a frio — como distingo?
Pelo momento e pelo aspecto. A fissura a quente aparece na solidificação, corre ao meio do cordão no sentido longitudinal e tem os flancos oxidados. A fissura a frio vem depois, fica em regra na zona afectada pelo calor e tem superfícies de rotura limpas.
Pode soldar-se por cima de uma fissura?
Não. Ela continua a crescer por baixo do cordão novo. A fissura é totalmente goivada — com furos de paragem, se for preciso —, confirma-se a extremidade por líquidos penetrantes ou partículas magnéticas, e só depois se solda.
Uma fissura pequena é admitida no nível D?
Não. As fissuras (grupo 100 da ISO 6520-1) não se admitem em nenhum dos três níveis da ISO 5817 — B, C e D —, seja qual for o comprimento. Uma fissura encontrada no ensaio remove-se por completo e solda-se de novo.
O que é uma fissura de cratera (104)?
Uma fissura na cratera final de um cordão, muitas vezes em estrela ou num traço curto. Forma-se quando o arco é cortado sem encher a cratera: o banho que resta solidifica por último e contrai sem metal de reposição. Resolve-se com o enchimento de cratera da máquina, recuando o arco por instantes, ou com um apêndice de saída.
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