Por que ocorre porosidade nas soldas de alumínio?

A porosidade é um dos defeitos mais comuns em soldas de alumínio e ligas de alumínio. O hidrogênio é o principal gás envolvido. Ele pode entrar no arco a partir da umidade da atmosfera, do gás de proteção, da película de óxido, do fio de adição ou da superfície da peça e, em seguida, ficar retido à medida que a poça de fusão se solidifica.

Por que o hidrogênio fica retido

A solubilidade do hidrogênio no alumínio cai de cerca de 0,69 mL/100 g no alumínio líquido para 0,036 mL/100 g no alumínio sólido, uma redução de aproximadamente vinte vezes.

O alumínio puro é mais sensível à porosidade por hidrogênio do que as ligas de Al-Mg, pois sua pressão parcial crítica de hidrogênio, p_H2, é menor. Um teor de gás que forma poros no alumínio puro pode, portanto, permanecer abaixo do limiar de formação de poros em uma solda de Al-Mg.

De onde vem o hidrogênio

• Atmosfera e gás de proteção: O vapor de água pode se dissociar no arco elétrico e fornecer hidrogênio.
• Filmes de óxido: O óxido de alumínio adsorve umidade com facilidade. O óxido solto presente nas ligas de Al-Mg pode reter ainda mais água.
• Contaminação do fio e da peça: Óleo, sujeira e produtos da corrosão aumentam a quantidade de hidrogênio disponível.

A soldagem MIG e a soldagem TIG absorvem hidrogênio de maneiras diferentes, pois suas condições de arco e de transferência de gotículas diferem. Na soldagem TIG da raiz, o óxido residual na raiz pode produzir poros concentrados. A distribuição dos poros e as mudanças na cor do óxido podem ajudar a identificar essa causa. Os poros localizados imediatamente abaixo da superfície podem surgir posteriormente na forma de bolhas.

Por que as bolhas não conseguem escapar

O metal de solda de alumínio esfria aproximadamente quatro a sete vezes mais rápido do que o metal de solda de aço ao carbono. Embora o alumínio tenha uma densidade menor, o que favorece a flutuação das bolhas, a solidificação rápida reduz o tempo disponível para que elas escapem. As bolhas de hidrogênio que se formam tardiamente ficam, portanto, congeladas na solda.

Como prevenir a porosidade na soldagem de alumínio

1. Mantenha a peça de trabalho, o fio de adição e o sistema de proteção secos. A fonte recomenda o uso de argônio com teor de umidade inferior a 0,08%.
2. Remova óxido, óleo e outras impurezas imediatamente antes da soldagem. Para a soldagem TIG manual de chapas de LF3 de 1,8 mm, a fonte recomenda raspar uma área de 20 mm de largura e utilizar uma preparação de raiz em V invertido.
3. Escolha parâmetros que permitam a saída do gás. A soldagem TIG geralmente se beneficia de corrente mais alta, avanço mais rápido e menor apporto térmico total. A soldagem MIG pode exigir um avanço mais lento e maior apporto térmico para prolongar a vida útil do banho de fusão.
4. Utilize um pré-aquecimento adequado quando necessário, especialmente em peças grossas ou altamente condutoras.

O controle eficaz da porosidade é um sistema que envolve: consumíveis secos, superfícies limpas, blindagem estável e um ciclo térmico que dê tempo para que o hidrogênio saia da piscina.