Por que se formam trincas a quente nas soldas de alumínio?

A fissuração a quente na soldagem de ligas de alumínio inclui, principalmente, a fissuração por solidificação no metal de solda e a fissuração por liquação na zona afetada pelo calor. Ambas ocorrem em altas temperaturas, quando uma película líquida frágil não consegue suportar a deformação por tração gerada durante o resfriamento.

Por que as ligas de alumínio são suscetíveis

O alumínio se expande aproximadamente o dobro do aço para a mesma variação de temperatura. Durante a solidificação, os eutéticos de baixo ponto de fusão podem permanecer ao longo dos limites dos grãos, enquanto o metal ao redor se contrai. As ligas com ampla faixa de congelamento são especialmente vulneráveis, pois a película líquida contínua persiste por mais tempo e tem pouca capacidade de suportar deformações.

A suscetibilidade à fissuração depende da composição do metal-base, do metal de adição, da restrição da junta e dos parâmetros de soldagem. O alumínio puro é o menos suscetível. As ligas de Al-Cu estão entre as mais suscetíveis, e as ligas de duralumínio (Al-Cu-Mg) e as ligas de alta resistência (Al-Zn-Cu-Mg) geralmente não são adequadas para a soldagem por fusão convencional.

Como o metal de adição influencia a formação de trincas

Um material de adição pode alterar a composição da solda, a faixa de solidificação e a quantidade eutética. Um fio de Al-Si contendo cerca de 5% de Si, como o 4A01 mencionado na fonte, apresenta boa capacidade de reparação de trincas, embora sua resistência e ductilidade da solda sejam comparativamente baixas. Pequenas adições de Ti, Zr, V ou B podem refinar os grãos e reduzir a formação de trincas, distribuindo a deformação por mais limites de grão.

Como reduzir a fissuração a quente

• Selecione uma combinação compatível de metal-base e metal de adição que minimize a faixa de congelamento vulnerável.
• Utilize uma fonte de calor concentrada e evite correntes excessivamente altas.
• Controle a velocidade de deslocamento. A velocidade excessiva, combinada com alta corrente, pode aumentar a sensibilidade a trincas.
• Reduzir a restrição nas juntas por meio do projeto adequado das ranhuras, dos pontos de fixação e da sequência de soldagem.
• Evite a soldagem intermitente, em que as repetidas partidas e paradas geram ciclos térmicos locais severos.

Nenhum parâmetro isolado elimina a fissuração a quente. O controle da composição, o refinamento do grão, o controle da entrada de calor e a redução da restrição devem atuar em conjunto.