1 Parâmetros principais do núcleo SAW e seus impactos no cordão de solda

Quatro variáveis ​​primárias determinam a penetração, largura e reforço da solda: corrente de soldagem, tensão do arco, velocidade de deslocamento e diâmetro do fio. Todos os parâmetros devem ser combinados de forma coordenada em vez de ajustados separadamente.

1.1 Corrente de Soldagem: O Fator Decisivo da Penetração

A corrente de soldagem controla diretamente a entrada de calor e o volume de fusão do fio. Com outros fatores fixos, a profundidade de penetração aumenta linearmente com a corrente.

• Corrente baixa: Penetração superficial, fusão radicular incompleta, reforço insuficiente, alto risco de inclusão de escória.

• Corrente moderada: Penetração uniforme e cordão bem formado, ideal para juntas planas.

• Corrente excessiva: Penetração ultraprofunda, reforço excessivo, grão grosso na zona afetada pelo calor (ZTA), tendência severa a trincas a quente.

Para placas com ranhura em I e ranhura em Y, as juntas em Y ganham penetração mais profunda sob corrente idêntica, portanto, os operadores precisam diminuir a corrente adequadamente para placas grossas com ranhura em V para evitar queimaduras.

1.2 Tensão do Arco: Controla a Largura do Cordão de Solda

A tensão do arco corresponde ao comprimento do arco; tensão mais alta cria cordões de solda mais largos e planos. A tensão deve ser compatível com a corrente para manter a combustão do arco estável.

• Tensão muito baixa: cordão estreito e convexo, poça de fusão estreita, rachaduras internas a quente fáceis.

• Tensão ideal: Transição suave entre a solda e o metal base, fácil remoção de escória.

• Tensão excessivamente alta: cordão excessivamente largo, reforço fino, corte inferior em ambos os lados, aumento do consumo de fluxo.

Na produção em massa, ajuste a tensão ±1–2V com base na espessura da placa após fixar a corrente.

1.3 Velocidade de deslocamento de soldagem: regular a entrada total de calor por unidade de comprimento

A velocidade de deslocamento afeta inversamente a penetração e a largura do cordão. A velocidade mais rápida reduz a entrada total de calor; velocidade mais lenta acumula metal fundido excessivo.

• Velocidade de deslocamento muito lenta: Poça de fusão superdimensionada, reforço excessivo, deformação térmica da peça, engrossamento dos grãos.

• Velocidade adequada: Penetração equilibrada e cordão plano, eficiência de produção estável.

• Velocidade de deslocamento excessivamente rápida: Penetração rasa, corte inferior óbvio, rápida solidificação do metal fundido levando a poros internos.

Para aumentar a produtividade sem sacrificar a qualidade, aumente a corrente e a tensão simultaneamente ao acelerar a velocidade de deslocamento.

1.4 Diâmetro do fio de soldagem: ajuste a densidade da corrente

Com corrente fixa, o fio maior reduz a densidade da corrente, gerando soldas mais largas, porém mais rasas; fio fino traz maior densidade de corrente para penetração mais profunda.

Para soldagem de passagem única de placa fina, selecione fio de pequeno diâmetro para evitar queimaduras; para soldagem multicamadas de placas espessas, adote fio grosso para melhorar a eficiência de deposição e encurtar o ciclo de produção.

2 Condições de Processo Auxiliar que Afetam a Formação de Solda SAW

Além dos principais parâmetros elétricos, a ranhura da junta, o ângulo do fio, a inclinação da peça e a altura de empilhamento do fluxo também alteram drasticamente a geometria final da solda.

2.1 Ranhura de topo e lacuna de montagem

Ranhuras largas e profundas aumentam a penetração efetiva enquanto reduzem o reforço da solda. Espaços de montagem maiores aprofundam a penetração, mas aumentam o risco de queimadura.

Para aço de espessura média de 12–30 mm, aumente a profundidade do sulco quando a folga exceder 2 mm e diminua ligeiramente a velocidade de deslocamento para garantir a fusão total da raiz.

2.2 Ângulo de inclinação do fio (inclinação para frente/para trás)

• Inclinação para trás (o fio de soldagem se inclina na direção oposta do deslocamento): O arco pré-aquece o metal base frontal, cordão mais largo, penetração mais rasa, adequado para soldagem cosmética de placas finas.

• Inclinação para frente: O arco sopra o metal fundido para trás, penetração mais profunda, cordão estreito, amplamente utilizado para soldagem de raiz de placa espessa.

  As oficinas devem evitar inclinações para trás superiores a 30° para evitar cortes graves.

2.3 Inclinação da peça (soldagem em subida e descida)

• Soldagem ascendente (a peça inclina-se para cima ao longo do percurso): Reforço excessivo, corte inferior bilateral; uma inclinação superior a 6° prejudica seriamente o formato do cordão, tente evitar.

• Soldagem em declive: cordão mais plano, fusão uniforme; mas a inclinação acima de 14° causa penetração incompleta e vazios nas raízes.

2.4 Espessura de empilhamento de fluxo

A altura do fluxo padrão varia de 25 a 40 mm. O fluxo sinterizado precisa de um empilhamento 20% a 50% mais espesso do que o fluxo fundido.

O fluxo mais espesso reduz a radiação térmica do arco, a penetração mais rasa e o reforço mais alto; fluxo insuficiente leva a vazamento de arco, respingos e combustão instável.

3 Como os parâmetros SAW alteram as propriedades mecânicas do metal de solda

A correspondência de parâmetros altera a taxa de fusão do fluxo, a transferência do elemento Mn/Si e a velocidade de resfriamento, decidindo diretamente a resistência à tração, a resistência ao impacto e a resistência à trinca do metal de solda.

1. Alta corrente de soldagem: Menor taxa de fusão de fluxo, transferência reduzida de liga de Mn e Si; a estrutura de grãos grossos reduz a resistência ao impacto em baixas temperaturas, aumentando o risco de trincas a quente.

2. Alta tensão do arco: Maior taxa de fusão do fluxo, mais elementos de liga entram no metal de solda, melhorando a ductilidade, mas o cordão excessivamente largo enfraquece a capacidade de suporte da junta.

3. Velocidade de deslocamento rápida: Baixa entrada de calor total, resfriamento rápido, zona de solda de alta dureza, propensa a trincas a frio em ligas de aço.

4. Velocidade de deslocamento lenta: Longo tempo de retenção de calor, grãos HAZ grossos, menor resistência à fadiga para peças estruturais de carga dinâmica.

Para a produção de SAW de vasos de pressão e pontes de aço, adote corrente média, tensão média e velocidade de deslocamento moderada para equilibrar o conteúdo da liga e a finura do grão.

4 regras práticas de correspondência de parâmetros para eliminar defeitos comuns de SAW

A maioria dos defeitos SAW podem ser solucionados por meio de calibração de parâmetros direcionados, resumidos para operadores no local:

1. Trinca a quente (solda central): Reduza a corrente, aumente a tensão moderadamente, coeficiente de formação de ranhura estreita.

2. Penetração incompleta da raiz: Aumente a corrente, diminua a velocidade de deslocamento e adote a inclinação do fio para frente.

3. Corte inferior bilateral: Abaixe a tensão, reduza a velocidade de deslocamento, ajuste a posição de centralização do fio.

4. Deformação severa da peça: Aumente a velocidade de deslocamento, reduza a entrada de calor de passagem única, use soldagem escalonada multicamadas.

5. Baixa tenacidade da solda: Corte a corrente adequadamente, reduza o tempo de retenção de calor, selecione fluxo sinterizado de fusão média.

5 Conclusão

A qualidade estável da soldagem por arco submerso depende da correspondência sistemática de parâmetros elétricos e condições auxiliares do processo. A corrente de soldagem controla a penetração, a tensão do arco molda a largura do cordão, a velocidade de deslocamento ajusta a entrada de calor, enquanto a ranhura, o ângulo do fio e a espessura do fluxo servem como fatores de ajuste suplementares. A coordenação razoável dos parâmetros pode eliminar mais de 90% dos defeitos comuns do SAW e estabilizar os indicadores mecânicos da solda.

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