Defeitos de soldagem: tipos comuns, causas e soluções

Pequenas falhas de solda podem afetar a vida útil à fadiga e a estanqueidade. Defeitos "menores" podem levar a retrabalho dispendioso ou falhas em campo. Na produção, os defeitos geralmente se manifestam visualmente, como ranhuras na base da solda, poros ou um perfil inadequado. Mas o verdadeiro risco reside no que não se vê, como a falta de fusão na parede lateral ou inclusões aprisionadas, e também a penetração da raiz que não se completou. Na Yonglihao Machinery, observamos um padrão comum: os defeitos raramente são aleatórios. A maioria pode ser atribuída a fatores controláveis, como preparação da junta, aporte térmico, proteção e ajuste. Este guia é prático e ajuda a identificar o defeito rapidamente, relacionando-o às causas mais prováveis. Assim, é possível escolher a inspeção e as ações corretas para evitar a recorrência do defeito.

O que são defeitos de soldagem?

Um defeito de soldagem é uma falha que ultrapassa os limites estabelecidos. Esses limites são definidos para uma determinada norma ou uso. A falha pode reduzir a adequação da peça ao serviço. Uma descontinuidade é diferente. Trata-se de qualquer quebra na condição "ideal" da solda. Ela ainda pode ser aceitável se permanecer dentro dos limites permitidos.

Os termos ISO são frequentemente usados desta forma:

Na prática, a escolha entre “defeito” e “descontinuidade” está ligada a outros fatores. Estes incluem a classe de aceitação, a condição de serviço e a localização do defeito. Não se trata apenas do nome do defeito. Um pequeno poro superficial em um suporte estético pode ser aceitável. O mesmo poro próximo a uma região de alta tensão pode resultar em rejeição. Um bom controle de qualidade começa com duas perguntas. Primeiro, onde está a indicação? Está na raiz, na região de contato, na zona afetada pelo calor ou no interior? Segundo, a que a peça estará sujeita em serviço? Isso pode incluir carga estática, carga cíclica, pressão ou vibração. Uma vez que esses pontos estejam claros, os padrões e planos podem ser aplicados de forma consistente.

Por que ocorrem defeitos de soldagem?

A maioria dos defeitos de soldagem resulta de uma incompatibilidade. Essa incompatibilidade ocorre entre a entrada de calor, a proteção, a limpeza e o ajuste da junta. Quando um desses fatores está instável, surge um padrão repetitivo. Por exemplo, um comprimento de arco elevado tende a causar mordedura e respingos. Uma proteção inadequada leva à porosidade. Um ajuste inadequado resulta em penetração incompleta ou sobreposição. A limpeza inadequada entre passes se manifesta como inclusões de escória.

As causas raiz dos processos geralmente se enquadram em cinco grupos:

• Estabilidade do equipamento e da energia: Corrente ou tensão oscilantes, pontas de contato desgastadas, caminho de retorno inadequado ou alimentação de fio inconsistente.
• Parâmetros e entrada de calor: Velocidade de deslocamento, comprimento do arco, alimentação do arame e configurações de pulso. Esses fatores podem causar corrosão lateral, falta de fusão ou perfuração do eletrodo.
• Condições do material e da superfície: Ferrugem, carepa de laminação, óleo, revestimentos, umidade e camadas de óxido. Esses elementos causam porosidade e inclusões.
• Projeto e montagem conjuntos: A folga na raiz, o chanfro, a área de contato e o desalinhamento. Uma fixação inadequada também pode causar penetração incompleta, fissuras ou distorção.
• Técnica e acesso: Ângulo da tocha, projeção, oscilação, limpeza entre passes e controle da sequência. Isso é fundamental em trabalhos com múltiplas passagens.

Na linha de produção, tratamos os dispositivos de fixação e o encaixe como um "parâmetro silencioso". Se as peças não se encaixam bem, os operadores fazem ajustes. Eles alteram o ângulo, a velocidade e o tempo de permanência. Isso faz com que a variação aumente. Antes de ajustar a corrente ou a tensão, verifique outros aspectos. Garanta a fixação, a folga, o alinhamento e o acesso. Em seguida, registre a velocidade de deslocamento e a distância de projeção reais utilizadas. Muitas vezes, é aí que se encontra a causa raiz.

Principais tipos de defeitos de soldagem

Trincas na solda

Uma trinca de solda é uma fratura aguda. Ela pode ocorrer no metal de solda, na zona afetada pelo calor ou no metal base. Cria um ponto de alta tensão e pode se propagar rapidamente. A fissuração a quente está relacionada à forma como o metal se solidifica e esfria sob restrição. A fissuração a frio está frequentemente associada ao hidrogênio, microestruturas rígidas e tensão.

Utilize medidas rigorosas de controle de trincas. Isso é necessário quando a junta é restringida, espessa ou de alta resistência. Também é importante para peças críticas para o serviço. Pequenas trincas raramente permanecem pequenas. Elas devem ser removidas até atingir o metal íntegro. Verifique o pré-aquecimento e os controles entre passes, quando necessário. Utilize consumíveis limpos e um resfriamento controlado para evitar o reaparecimento das trincas. Se as trincas reaparecerem na mesma área, trate o problema como uma falha sistêmica. Isso indica um problema na restrição da junta, no controle de hidrogênio ou na entrada de calor, e não apenas uma falha estética.

Undercut

A reentrância é um sulco na raiz da solda. Ela reduz a seção transversal efetiva da solda e aumenta a sensibilidade à fadiga. Geralmente ocorre quando a velocidade de deslocamento é alta ou o comprimento do arco é muito longo. Um ângulo inadequado da tocha também pode remover metal da borda.

Prevenir o rebaixo geralmente é uma "solução de estabilidade". Não se trata de uma reformulação do projeto. Diminua o comprimento do arco e reduza a alta tensão. Reduza ligeiramente a velocidade e mantenha um ângulo de tocha estável. Isso ajuda a ponta a receber metal de adição suficiente. Se o rebaixo aparecer principalmente de um lado, verifique o acesso e o encaixe. Os operadores costumam inclinar-se para longe da ponta quando a folga é pequena.

Sobreposição

A sobreposição ocorre quando o metal de solda se estende sobre o metal base. Isso acontece sem a fusão adequada na base da solda. Frequentemente, é causado por um deslocamento lento ou baixa energia de fusão na base da solda. Também pode ocorrer quando a poça de fusão se estende além da base da solda.

A sobreposição é mais provável em filetes e soldas fora de posição. Nesses casos, o controle da poça de fusão é mais difícil. Melhore a molhagem aumentando o calor na base da solda, dentro de certos limites. Mantenha um arco mais curto e fechado. Use um cordão de solda com diâmetro mais controlado. Mantenha um ângulo que direcione a energia para a base da solda, e não para fora.

Porosidade

A porosidade é o gás aprisionado no metal de solda em processo de solidificação. Ela pode aparecer na superfície ou no interior do metal. Pequenos furos dispersos geralmente indicam problemas de proteção ou correntes de ar. Poros que se agrupam no início e no fim do arco sugerem problemas de estabilidade ou umidade. "Trilhas de minhoca" podem significar contaminação da superfície ou colapso da proteção.

O controle da porosidade é, antes de tudo, uma questão de limpeza e proteção. Em segundo lugar, é uma questão de parâmetros. Comece com estes passos: Limpe o metal até que esteja brilhante onde necessário. Mantenha os consumíveis e as juntas secos. Verifique o tipo de gás e assegure um fluxo sem vazamentos. Proteja a área do fluxo de ar. Mantenha uma distância constante entre o bico e a ponta do bico para que o copo de gás proteja a poça de fusão. Uma vez que esses parâmetros estejam estáveis, você poderá ajustar a velocidade de deslocamento e a entrada de calor. Isso ajuda o gás a escapar antes que o metal solidifique.

Inclusão de escória

A inclusão de escória é um material não metálico aprisionado na solda. É comum em processos com fluxo ou entre camadas de múltiplas passagens. A causa usual é a limpeza inadequada entre as passagens. Também pode ser resultante de má colocação do cordão de solda ou de calor insuficiente que não consegue remover a escória.

Se aparecerem inclusões de escória entre as passagens, considere a limpeza como uma etapa obrigatória. Não limpe apenas "conforme o tempo permitir". Melhore o acesso às juntas. Garanta calor suficiente para que a escória flutue. Posicione os cordões de solda de forma a evitar a formação de bolsas que retenham escória. Quando as inclusões se repetirem na parede lateral, verifique a geometria e o ângulo da junta. A escória costuma se acumular em cantos vivos.

Fusão incompleta

Fusão incompleta significa que o metal de solda não se fundiu ao metal base. Isso pode acontecer na parede lateral ou entre passes. Frequentemente, o problema fica oculto por trás de um cordão de solda aparentemente perfeito. A superfície pode ser preenchida mesmo que a parede lateral nunca tenha derretido de fato.

Os gatilhos típicos são o baixo calor na linha de fusão. Isso pode ser causado por velocidade de deslocamento excessiva, ângulo incorreto da tocha ou projeção excessiva da tocha. Contaminação ou posicionamento incorreto do cordão de solda, permitindo que a poça de fusão ultrapasse o arco, também são causas. Adicionar material de enchimento não resolverá um problema de fusão, a menos que a interface esteja fundida. Direcione a energia para a parede lateral ou para a raiz da junta. Corrija a geometria e o acesso da junta. Verifique com a inspeção adequada quando a junta for crítica.

Penetração incompleta

A penetração incompleta ocorre quando a solda não atravessa completamente a junta na raiz. Geralmente, é causada por uma geometria de raiz apertada ou desalinhamento. Uma folga insuficiente na raiz ou calor insuficiente na raiz também podem ser a causa.

Se a penetração for consistentemente curta, a solução geralmente está na geometria da junta e na posição da tocha. Não se trata de adicionar "mais passes de cobertura". Verifique a abertura da raiz, o chanfro e o alinhamento. Certifique-se de que o eletrodo esteja direcionado para a raiz. Isso garante que a face da raiz derreta e se integre.

Queima Total

A perfuração por fusão é um orifício criado quando a solda derrete completamente o metal base. Ocorre em seções finas ou com grandes folgas. É mais comum com excesso de calor, deslocamento lento ou encaixe inadequado.

O controle da perfuração começa com o ajuste e a contenção. Elimine as folgas, fixe corretamente e use reforço quando necessário. Em seguida, ajuste os parâmetros. Reduza a entrada de calor e diminua o tempo de permanência. Mantenha uma velocidade de deslocamento constante para evitar o superaquecimento em um ponto específico. Para chapas finas, o controle consistente das folgas geralmente é mais importante do que pequenas alterações nos parâmetros.

Como detectar defeitos de soldagem?

Você detecta defeitos de soldagem adequando o método de inspeção à localização do defeito. Isso pode ser na superfície, próximo à superfície ou interno. Um bom plano de inspeção começa com uma pergunta: qual modo de falha estamos prevenindo? Vazamentos e limites de pressão exigem alta sensibilidade a poros e inclusões. Juntas submetidas à fadiga exigem a verificação de trincas na base da solda, mordeduras e falta de fusão. Soldas espessas e com múltiplas passagens requerem a verificação de falhas internas. Comece com a Inspeção Visual (IV) para identificar problemas externos comuns. Em seguida, utilize Ensaios Não Destrutivos (END) quando o risco exigir maior certeza.

VT (Teste Visual): Este método identifica fissuras, reentrâncias, sobreposições, respingos e perfurações. Utilize iluminação e ampliação adequadas, conforme necessário. Compare as ocorrências com os critérios estabelecidos. O tamanho e a localização são mais importantes do que a simples presença.

Uma regra prática é a seguinte: se o resultado de uma falha for alto, não confie apenas na VT (Visão Total). Use o método que consegue "enxergar" o defeito esperado na geometria da sua junta.

Noções básicas de reparo: quando esmerilhar, soldar novamente ou rejeitar.

Um bom reparo de defeitos é um processo contínuo. Primeiro, remova completamente a indicação. Segundo, solde novamente sob condições controladas. Terceiro, inspecione novamente para confirmar se está aceitável. A maioria das falhas em reparos ocorre por dois motivos. Primeiro, o defeito foi apenas disfarçado e não completamente removido. Segundo, a causa raiz original não foi corrigida antes da soldagem. Ignorar qualquer uma dessas etapas é o que leva a reparos que se transformam em defeitos recorrentes.

Lógica de reparo típica:

• Remova para obter som metálico: Remova rachaduras, escória ou áreas com falta de fusão por meio de esmerilhamento ou remoção superficial. Evite apenas uniformizar a superfície.
• Ressoldar com controle: Restaure a blindagem estável, a condição das juntas e os parâmetros. Evite o acúmulo de calor sem um plano.
• Reinspecionar: Utilize o método VT como mínimo. Utilize outros métodos de END quando exigido pelos critérios ou nível de risco.

Quando você deve rejeitar uma peça em vez de repará-la? Faça isso se a remoção violar a espessura mínima ou se distorcer a geometria crítica. Além disso, rejeite se reparos repetidos mostrarem um processo instável. Um reparo limpo é aceitável. Remendos repetidos indicam um problema no processo.

Lista de verificação de prevenção

A prevenção funciona melhor quando se padronizam os fatores que causam defeitos. Isso inclui limpeza, ajuste, parâmetros e sequência. Nosso foco principal é reduzir a variação. A variação cria "defeitos aleatórios" difíceis de controlar. Se dois operadores utilizarem diferentes distâncias de projeção, velocidades de deslocamento e ângulos da tocha, as mesmas configurações não produzirão a mesma solda.

Lista de verificação para preparação de soldagem (rápida, porém de alto impacto):

• Superfície: Remova óleo, tinta, ferrugem ou óxido da área onde o arco elétrico irá operar. Mantenha os consumíveis secos.
• Ajuste: Verifique a folga da raiz, o chanfro e o alinhamento. Prenda com uma braçadeira para controlar o movimento.
• Blindagem: Confirme o tipo de gás, o fluxo constante e se as conexões estão sem vazamentos. Proteja contra correntes de ar.
• Parâmetros: Defina uma faixa de valores estável para corrente, tensão, velocidade de alimentação do fio e velocidade de deslocamento. Evite ajustes manuais, guiados apenas pelo tato.
• Técnica: Use um ângulo de tocha, distância entre as pontas e comprimento do arco consistentes. Limpe entre as passagens em trabalhos com múltiplas passagens.
• Calor e sequência: Controle a temperatura entre passes quando necessário. Utilize uma sequência que minimize distorções e fissuras.

Se um tipo de defeito for comum, como porosidade, corrija primeiro a sua causa principal. Isso pode ser a limpeza ou a blindagem. Faça isso antes de ajustar as configurações. Alterações nos parâmetros não corrigem um metal base contaminado ou um vazamento na blindagem.

Conclusão

Se você deseja reduzir os defeitos de soldagem, não comece com "mais inspeções". Seja você um profissional de fabricação em geral ou um prestador de serviços. serviços de soldagem especializados, Comece com um encaixe estável, superfícies limpas e entradas controladas. Na Yonglihao Machinery, os resultados mais rápidos vêm de uma sequência simples. Primeiro, garanta a preparação e a fixação da junta. Segundo, verifique a integridade da proteção. Terceiro, documente uma faixa de parâmetros estável. Quarto, reforce práticas básicas como a limpeza entre passes. Finalmente, use a inspeção visual e os ensaios não destrutivos (END) adequados para confirmar, e não para supor. Quando você trata os defeitos como sinais de entradas instáveis, a qualidade da solda se torna previsível.

Perguntas frequentes

Quais são os defeitos de soldagem mais comuns na produção?

Trincas, porosidade, reentrâncias, sobreposições, inclusões de escória e falta de fusão são os problemas mais comuns. Eles se repetem porque estão ligados a fatores controláveis. Esses fatores incluem ajuste, limpeza, proteção e aporte térmico. Estabilize esses fatores antes de alterar os procedimentos.

Como posso diferenciar rapidamente um "defeito" de uma "descontinuidade" no chão de fábrica?

Não é possível tomar decisões sem critérios de aceitação. Um "defeito" é uma descontinuidade que excede os limites de uso da peça. Identifique o tipo e a dimensão da indicação. Em seguida, compare-a com a classe de aceitação. A localização e a carga de serviço podem influenciar a decisão final.

O que normalmente causa porosidade mesmo com o gás ligado?

A maior parte da porosidade resulta de contaminação ou perda da cobertura de blindagem. Não se trata apenas de "pouco gás". Verifique a presença de óleo, umidade ou tinta. Procure por correntes de ar, vazamentos e posicionamento incorreto do eletrodo. Condições instáveis do arco também podem afetar a blindagem.

Qual a maneira mais rápida de reduzir o undercut?

Diminua o comprimento do arco. Reduza a tensão excessiva. Mantenha um ângulo estável da tocha para que a ponta do eletrodo seja apoiada pelo metal de adição. Se o problema se repetir em uma posição, melhore o espaço livre ou a fixação. Problemas de acesso frequentemente forçam ângulos que causam mordeduras.

Quando devo optar por ultrassom (UT) em vez de radiografia (RT) para detecção de defeitos internos?

Escolha o ultrassom (UT) quando suspeitar de defeitos planares, como falta de fusão. Escolha a radiografia (RT) quando defeitos volumétricos, como porosidade ou escória, forem a principal preocupação. A geometria da junta, o acesso e a orientação do defeito também são importantes. O "melhor" método é aquele que encontra, de forma confiável, a falha esperada.