Cordões de solda em escala de peixe para remoção mais fácil de escória em serra de vão estreito

Espaço estreito a soldagem por arco submerso (SAW) é usada para unir seções espessas através de uma ranhura estreita e profunda. Em algumas aplicações, a relação profundidade/largura da ranhura pode atingir aproximadamente 10:1 a 15:1, enquanto a abertura pode ter apenas 20–30 mm de largura. Esta geometria pode dificultar o alcance das paredes do canal e a remoção da escória entre os passes de solda.

Uma maneira prática de facilitar a limpeza entre passes é controlar o perfil do cordão de solda. Um cordão plano ou ligeiramente convexo que atinge as paredes laterais da ranhura pode permitir que a casca de escória solidificada se liberte mais facilmente. Um cordão profundamente côncavo, bordas recortadas ou um perfil irregular podem reter a escória contra as paredes laterais e dificultar a limpeza.

Neste guia, “conta em escama de peixe” descreve um perfil de solda controlado e suavemente coroado na ranhura. O termo refere-se ao formato do cordão e não simplesmente às ondulações visíveis na superfície da solda. O perfil alvo ainda deve ser verificado com o procedimento de soldagem qualificado para a junta, fluxo, fio e equipamento específicos.

Por que a remoção de escória é difícil em serras de vão estreito?

SAW usa fluxo granular para proteger o arco e a poça de fusão. Após a soldagem, o resíduo de fluxo forma uma camada de escória sobre o cordão. Numa junta ampla e acessível, a escória pode muitas vezes ser removida com ferramentas padrão. Em uma ranhura estreita, entretanto, as paredes laterais limitam o acesso à ferramenta e tornam mais difícil ver se a ranhura está limpa.

A escória que permanece entre os passes pode ficar presa abaixo da próxima camada de solda. As inclusões de escória podem então reduzir a integridade da solda e exigir reparos. O risco aumenta quando o cordão anterior apresenta bordas recortadas, perfil côncavo ou superfície irregular que deixa bolsas ao longo das paredes da ranhura.

O objetivo é produzir um formato de cordão que suporte a liberação confiável de escória e permita a inspeção e limpeza antes do próximo passe.

Perfis de contas em escala de peixe, planas, convexas e côncavas

Os termos do perfil do cordão podem variar entre lojas e procedimentos. Para um controle prático na soldagem com folga estreita, é útil focar se a superfície do cordão é lisa, se as bordas atendem adequadamente às paredes laterais e se o perfil cria bolsas que podem reter escória.

Um cordão que libera escória facilmente não é automaticamente uma solda sólida. A remoção de escória, fusão, penetração, colocação do cordão e inspeção devem atender ao procedimento aplicável e aos critérios de aceitação.

Como o formato do cordão de solda afeta a liberação de escória?

À medida que a solda esfria, o metal de solda e a escória se contraem. O perfil do cordão e seu contato com as paredes laterais do canal influenciam a forma como o revestimento de escória se separa da superfície da solda. Um cordão liso, plano ou ligeiramente convexo pode facilitar a liberação da escória. Um perfil côncavo ou bordas recortadas podem reter mecanicamente a escória nas laterais.

A tensão superficial pode ser parte do comportamento da escória fundida durante a soldagem, mas por si só não explica se a escória solidificada irá se separar. A composição da escória, a geometria do cordão, o resfriamento, o aporte térmico, a configuração da ranhura e as condições de soldagem também são importantes.

Por esta razão, os operadores devem tratar o perfil “escala de peixe” como um objetivo de procedimento a ser demonstrado em soldas representativas, e não como um resultado garantido de uma alteração de parâmetro.

Opções de SAW e backing de passagem única

SAW pode produzir penetração profunda e altas taxas de deposição. Se uma seção pode ser soldada em uma passagem depende do material, preparação da junta, equipamento, consumíveis, posição de soldagem e procedimento qualificado. O valor nominal da espessura da placa por si só não determina se a soldagem de passe único é adequada.

Para soldagem unilateral onde é necessário um perfil de raiz controlado, um método de suporte pode apoiar a poça de fusão e ajudar a evitar queimaduras. As opções comuns incluem:

1. Soldagem em barra de cobre.

2. Soldagem em suporte cerâmico provisório.

3. Usando um sistema de suporte de fluxo.

4. Usando uma faixa de suporte permanente ou um projeto de junta posterior adequado.

O arranjo de apoio deve corresponder aos requisitos de projeto e serviço da junta. Confirme a qualidade e fusão da raiz através do método de inspeção especificado para a aplicação.

Na soldagem sem suporte ou de raiz aberta, a penetração deve ser controlada cuidadosamente. Uma regra geral, como limitar a penetração a uma fração da espessura da placa, não deve substituir um procedimento qualificado ou um requisito de engenharia.

Soldagem de placas de espessura desigual

Uma mudança repentina de espessura em uma junta de topo pode criar uma concentração de tensão. Quando a incompatibilidade de espessura excede os limites permitidos pelo código vigente ou pela especificação do projeto, a transição pode precisar ser cônica por meio de usinagem ou retificação da placa mais espessa.

A geometria de transição necessária depende do código aplicável, carga, espessura da placa e condições de serviço. Não selecione as dimensões da ranhura apenas na placa mais espessa sem verificar os detalhes da junta especificados.

Onde o fio deve ser posicionado?

Para placas de espessura igual, o fio é geralmente posicionado na linha central da junta como ponto de partida. Se o fio estiver significativamente descentralizado, um lado poderá receber menos calor ou metal de adição, aumentando o risco de fusão incompleta, posicionamento irregular do cordão ou deslocamento da solda.

Para placas de espessura desigual, o fio pode precisar de um deslocamento controlado em direção ao membro mais grosso, para que ambos os lados se fundam adequadamente. A compensação deve ser estabelecida através de testes e inspeções de procedimentos. O ajuste da junta, a folga da raiz, a geometria da ranhura e o ângulo do fio podem alterar a posição ideal.

Como o ângulo do fio afeta a formação do cordão SAW?

O ângulo do fio afeta a direção da força do arco e a distribuição de calor na poça de fusão. O ajuste do ângulo pode alterar a largura do cordão, a penetração e o reforço. O ângulo correto depende da junta, da direção da soldagem e do perfil desejado do cordão.

Evite ângulos excessivos dos fios. Um ângulo excessivamente agressivo pode desestabilizar a poça de fusão ou produzir um cordão irregular. Use o procedimento aprovado como ponto de partida e, em seguida, faça ajustes controlados enquanto verifica a seção transversal do cordão e a fusão da parede lateral.

Como a extensão do eletrodo afeta a deposição e a penetração?

A extensão do eletrodo, também chamada de wire stickout, é o comprimento do fio que se estende além da ponta de contato antes de entrar no arco. Aumentar esta distância aumenta o aquecimento resistivo no fio antes de derreter. Isto pode aumentar a taxa de deposição, mas geralmente reduz a penetração e pode fazer com que o arco se desvie se o fio não for guiado corretamente.

Uma prorrogação mais longa não é, portanto, uma forma universal de melhorar a produtividade. Se um procedimento exigir mais deposição através do aumento da extensão, a tensão e outros parâmetros poderão precisar de ajustes para manter o comprimento do arco e o formato do cordão necessários. Confirme a penetração e fusão resultantes antes de usar as configurações revisadas na produção.

O fio pré-aquecido pode aumentar a deposição de SAW?

Alguns sistemas SAW usam arame pré-aquecido para aumentar a fusão e a deposição do arame sem aumentar a entrada de calor no metal base, da mesma forma que simplesmente aumentam a corrente de soldagem. Isto pode melhorar a eficiência de deposição em aplicações adequadas.

O benefício depende do equipamento, fio, fluxo, projeto da junta e procedimento. Os sistemas de fio pré-aquecido também exigem controle de processo e qualificação de procedimentos. Verifique se a solda resultante atende aos requisitos de propriedade mecânica e inspeção.

Como a velocidade de deslocamento altera a solda?

A uma determinada potência do arco, a velocidade de deslocamento afeta a energia aplicada por unidade de comprimento de solda. Uma velocidade mais alta pode reduzir o tempo disponível para aquecer o metal base, o que pode reduzir a largura e a penetração do cordão. Se a velocidade se tornar excessiva para a corrente e a tensão, o processo poderá produzir corte inferior, fusão incompleta ou outras descontinuidades.

O aumento da velocidade de deslocamento pode exigir uma alteração correspondente na potência do arco ou na alimentação do arame para preservar as dimensões e a fusão necessárias do cordão. O relacionamento não é um simples ajuste individual. Confirme os resultados através de testes e inspeção de soldagem.

Como a corrente e a tensão devem ser equilibradas?

A corrente de soldagem afeta fortemente a taxa de fusão e penetração do fio. Corrente excessiva pode criar um cordão com muito reforço ou penetração excessiva. Isto pode aumentar as tensões de contração e contribuir para fissuras, distorções ou outros defeitos de solda.

A tensão do arco influencia o comprimento do arco e a largura do cordão. Se a tensão for muito alta para um canal profundo, o cordão pode ficar muito largo ou desenvolver um perfil que dificulta a remoção da escória. Pouca tensão também pode criar um cordão inadequado ou um arco instável, dependendo das condições do processo.

A combinação certa depende do fio, fluxo, polaridade, extensão, velocidade de deslocamento, ranhura e sequência de camadas. Ajuste a corrente e a tensão juntas dentro da faixa do procedimento. Não use apenas corrente para resolver um problema de deposição ou penetração.

Uma lista de verificação prática para SAW de lacuna estreita

Antes da soldagem de produção, revise os seguintes pontos:

• Confirme a largura da ranhura, profundidade, condição da parede lateral e folga da raiz.

• Verifique o procedimento de soldagem quanto ao fio, fluxo, polaridade, corrente, tensão, extensão e velocidade de deslocamento.

• Centralize o fio para juntas de espessura igual e verifique o cordão em ambas as paredes laterais.

• Para espessuras desiguais, determine qualquer deslocamento do fio através de um teste de procedimento.

• Procure um perfil de cordão liso, plano ou ligeiramente convexo que se encaixe na ranhura.

• Remova a escória entre cada passagem e inspecione as bordas da ranhura.

• Verifique a fusão da raiz e da parede lateral usando o método de inspeção necessário.

• Documente quaisquer alterações de procedimento e qualifique-as quando necessário.

Perguntas frequentes sobre SAW Narrow-Gap

O que é um cordão de solda em escama de peixe em SAW de vão estreito?

Neste artigo, “escala de peixe” refere-se a um perfil de cordão controlado e suavemente coroado, destinado a apoiar a liberação de escória em uma ranhura estreita. Ele descreve a seção transversal do cordão, em vez de simplesmente as ondulações visíveis da superfície. O perfil alvo exato deve ser definido pelo procedimento de soldagem qualificado.

Por que a formação de cordão côncavo é um problema em ranhuras estreitas?

Um cordão côncavo ou bordas recortadas podem criar bolsas que prendem a escória contra as paredes laterais da ranhura. Essas áreas são difíceis de alcançar e limpar, e a escória retida pode tornar-se uma inclusão numa passagem posterior.

Um cordão de escama de peixe garante a remoção automática de escória?

Não. O perfil do cordão pode melhorar a liberação de escória, mas o resultado também depende do fluxo, da geometria da junta, da entrada de calor, do resfriamento e das configurações do processo. O procedimento deve ser testado e a superfície entre passes inspecionada.

Aumentar o stickout do fio melhora a produtividade?

Aumentar a extensão do eletrodo pode aumentar o aquecimento resistivo e a taxa de deposição, enquanto geralmente reduz a penetração. Também pode causar desvio do arco se o fio não for guiado. Verifique o perfil do cordão e a fusão após qualquer ajuste.

Uma velocidade de deslocamento mais alta pode causar falta de fusão?

Isso pode ocorrer se a velocidade for muito alta para a corrente, tensão, alimentação do arame e geometria da junta selecionadas. Um deslocamento mais rápido reduz o tempo que o calor é aplicado a cada comprimento da junta. Os parâmetros devem ser equilibrados e verificados através do procedimento aprovado.

O SAW é adequado para soldagem unilateral com raiz acabada?

Pode ser, quando a preparação da junta, o método de suporte e o procedimento qualificado são projetados para esse resultado. Cobre, cerâmica, fluxo ou suporte permanente podem ser usados ​​em aplicações adequadas. A raiz deve atender aos requisitos de qualidade e inspeção especificados.

Conclusão

Na soldagem por arco submerso com vão estreito, a remoção de escória está intimamente ligada ao perfil do cordão e ao acesso à ranhura. Um cordão liso, plano ou ligeiramente convexo pode ajudar na liberação da escória, enquanto a concavidade, os cortes inferiores e as bordas irregulares podem dificultar a limpeza e aumentar o risco de inclusões de escória.

A posição do fio, o ângulo, a extensão, a corrente, a tensão, a velocidade de deslocamento e o apoio afetam o cordão final. Trate o perfil em escala de peixe como um alvo de processo qualificado e, em seguida, verifique a remoção de escória, a fusão da parede lateral, a penetração e a qualidade da solda em juntas representativas antes da produção.