Como evitar defeitos comuns na soldagem de titânio

Evite defeitos na soldagem de titânio preparando bordas limpas da junta, utilizando gás de proteção suficientemente puro, protegendo a solda quente e sua raiz e limpando entre as passadas. Verifique a cor da solda e remova os defeitos antes de prosseguir. Essas práticas são importantes porque o titânio absorve oxigênio, nitrogênio e hidrogênio facilmente enquanto está quente.

Evite o corte com maçarico para o recorte e a preparação de ranhuras

Acima de 200 °C, as ligas de titânio se oxidam e absorvem hidrogênio com facilidade, causando uma rápida deterioração das propriedades. O corte com chama cria uma camada de óxido e uma superfície de corte de baixa qualidade. A exposição ao ar em altas temperaturas também pode tornar o titânio frágil.

Para trabalhos em tubulações de titânio e ligas de titânio, SH/T 3502-2009, Norma para Construção e Aceitação de Tubulações de Titânio e Zircônio (norma industrial chinesa), estabelece o contexto de construção e aceitação. Utilize métodos mecânicos, como serras manuais, serras mecânicas ou tornos, para corte, preparação de ranhuras e perfuração. Caso seja utilizado o corte a plasma, remova mecanicamente a camada contaminada e qualquer superfície descolorida pelo calor.

Utilize gás de proteção com pureza adequada

A soldagem de titânio utiliza argônio, hélio ou misturas dos dois. O argônio é amplamente utilizado, mas as impurezas podem prejudicar a proteção do banho de fusão, promover a porosidade, reduzir a qualidade da junta e acelerar o desgaste do eletrodo de tungstênio.

Para soldagem de vasos de pressão, a norma NB/T 47015-2011, Procedimento de soldagem para vasos de pressão (padrão industrial chinês), fornece o contexto do procedimento. A pureza do argônio deve ser de pelo menos 99,99%, seu ponto de orvalho deve estar abaixo de -40 °C, e o argônio engarrafado não deve ser utilizado quando a pressão do cilindro cair abaixo de 0,5 MPa. O hélio ou uma mistura de argônio e hélio também podem ser utilizados, quando apropriado.

Proteja a zona de soldagem em alta temperatura

As gotículas fundidas e o metal de solda absorvem hidrogênio, oxigênio e nitrogênio de forma intensa quando a proteção é inadequada. O titânio sólido em alta temperatura também absorve esses gases. A absorção de hidrogênio começa por volta de 250 °C, a de oxigênio por volta de 400 °C e a de nitrogênio por volta de 600 °C. Esses gases aumentam a dureza e a resistência, mas reduzem a ductilidade e a tenacidade, causando fragilização. O carbono pode formar carboneto de titânio, que é duro e frágil, e promover a formação de trincas.

[ESPAÇO RESERVADO PARA IMAGEM: Efeito da exposição ao ar a alta temperatura na ductilidade de dobras de titânio CP]

Para os trabalhos em tubulação de titânio abordados pela norma SH/T 3502-2009, utilize um bico de maçarico de 12 a 26 mm e mantenha um fluxo laminar estável de argônio. Uma proteção traseira protege a solda quente e a superfície externa adjacente, enquanto a purga interna com argônio protege a superfície interna. Inicie a purga antes da soldagem e mantenha uma leve pressão positiva e um fluxo contínuo.

Nessas soldas de tubulação, a cor da solda fornece uma indicação prática da eficácia da proteção:

Limpe cuidadosamente o fio de adição, as ranhuras e as superfícies entre as passadas

A umidade ou a contaminação no fio de adição, nas ranhuras ou nas superfícies próximas podem causar fissuras por hidrogênio e porosidade. A limpeza inadequada entre as passadas pode deixar inclusões não metálicas que formam eutéticos de baixo ponto de fusão, favorecem a formação de fissuras e reduzem a ductilidade da solda e a resistência à corrosão.

Para trabalhos em tubulação de titânio de acordo com a norma SH/T 3502-2009, desengraxe o fio de adição com acetona sem enxofre ou etanol e evite solventes clorados, como o tricloroetileno ou o tetracloreto de carbono. Limpe com um pano de algodão limpo, manuseie o fio limpo com luvas limpas e mantenha-o seco e livre de contaminação. Utilize escovas específicas de aço inoxidável para remover óxidos a uma distância mínima de 25 mm de ambos os lados da ranhura e remova água e sujeira em um raio de 75 mm usando acetona ou etanol sem enxofre. Limpe as inclusões metálicas entre as passadas com uma escova de aço inoxidável.

Evite mordeduras na solda

O recorte reduz a área efetiva da junta e gera concentração de tensão, favorecendo a formação de trincas e reduzindo a resistência à fadiga e a capacidade de carga dinâmica.

Nas soldas de tubulações de titânio abordadas aqui, o recorte, depressões, porosidade, inclusões de tungstênio, trincas e falta de fusão são inaceitáveis. Selecione parâmetros adequados, recorra a um operador qualificado e faça pausas apropriadas em ambos os lados do sulco para garantir a fusão e evitar o recorte.