Qual é o impacto da pureza do gás de soldadura e corte?

A Air Liquide esclarece sobre a importância da pureza do gás no processo de soldadura e corte e na qualidade da soldadura.
Consoante o metal a soldar e o processo utilizado, o grau de pureza do gás influenciará a velocidade de soldadura, o acabamento do cordão e sobretudo a porosidade. Os impactos de qualquer tipo de impureza criam uma série de defeitos e de problemas.

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O gás de soldadura mais utilizado - no processo por arco elétrico, plasma, laser, TIG, MIG e MAG - é o árgon; este é o gás de base utilizado no fabrico metálico.

É conveniente especificar que os níveis de impurezas do árgon devem ser considerados em função do metal de base e do processo. Neste sentido, o azoto é extremamente nocivo para o aço, mas pode ser relativamente neutro para os aços inoxidáveis austeníticos, ou até mesmo utilizado favoravelmente para os aços duplex, por exemplo. Os níveis de impurezas aceitáveis são fornecidos nas normas de soldadura, mas convém considerá-los em conformidade com a aplicação final.

O oxigénio (ar) e o azoto são duas das impurezas mais comuns do árgon, tendo efeitos nefastos durante a utilização do gás de soldadura na maior parte dos processos. Deste modo, a Air Liquide esclarece sobre os níveis de pureza dos gases (puros ou misturas) utilizados na indústria para a soldadura dos principais materiais.

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Aço carbono

O aço carbono é um material que não suporta o azoto. Na verdade, o azoto atómico é solúvel no aço líquido. No entanto, tal não acontece no aço sólido. Deste modo, se o azoto estiver presente no aço carbono, criará bolhas durante a solidificação e, por conseguinte, porosidades, o que tem um impacto direto na qualidade das peças produzidas.

As condições para a presença dos principais poluentes são determinadas na norma EN ISO 14 175. Esta impõe menos de 1000 ppm de azoto. Tendo em conta as aplicações mais exigentes, a Air Liquide considera, no entanto, que este limite superior pode afetar negativamente as propriedades mecânicas. Na verdade, os gases puros ou misturas de gases Air Liquide da gama ARCAL^TM contêm, na sua grande maioria, menos de 200 ppm de azoto para obter melhores resultados.

O oxigénio (outro constituinte do ar) pode ser utilizado com baixa concentração durante a soldadura dos aços na indústria. Convém, todavia, dominar bem o seu teor para otimizar a maneabilidade em função da velocidade de avanço, por exemplo.

A água (H₂O) separa-se ao nível do arco sob a forma de hidrogénio e de oxigénio. O hidrogénio, em particular, é suscetível de passar no aço. Isto tem um impacto direto na qualidade pois enfraquece o aço carbono por fissuração a frio. Para uma aplicação em soldadura, entre 40 e 120 ppm de H₂O são tolerados de acordo com a norma EN ISO 14 175. A Air Liquide e a sua gama de gás para soldadura ARCAL^TM retêm normalmente 40 ppm como limite superior.

Aço inoxidável austenítico

Para a soldadura de peças de aço inoxidável austenítico, o azoto ou o hidrogénio não são problemáticos em termos de baixo teor. Podem até contribuir favoravelmente para a metalurgia (N₂) em determinados casos ou melhorar os parâmetros operacionais e o aspeto do cordão (H₂).

Na soldadura MAG de aços inox, é indispensável um elemento oxidante para a estabilização do arco. No entanto, o excesso de CO₂ pode causar precipitados de carboneto de cromo na soldadura, o que afetará a resistência à corrosão da montagem. Deste modo, geralmente, para soldar aço inoxidável, não se deve exceder 3% de CO₂. Um excesso de oxigénio terá o mesmo efeito, mais oxidante e, por isso, mais agressivo, até ao fenómeno de porosidade na soldadura devido a monóxido de carbono, por exemplo. Deste modo, não excedemos 2 a 3% de oxigénio no árgon.

Sabia que?
Os diferentes aços permitem a produção de diversas peças que serão úteis no mercado mundial de análises e de medicina, onde o aço inox é apreciado uma vez que limita o desenvolvimento de micro-organismos, bem como na indústria química com aços inoxidáveis ou duplex, em função das temperaturas e do tipo de corrosão encontrados.

Alumínio

O alumínio não suporta o azoto com um teor relativamente elevado, nem hidrogénio, nem H₂O (água). Deste modo, para evitar porosidades, os gases de elevada pureza devem ser considerados.

O alumínio e suas ligas são, de forma global, soldados sob uma atmosfera inerte, como o árgon e o árgon/hélio, ou até mesmo hélio puro em determinados casos. Deve ser dada especial atenção à preparação do estado da superfície antes da soldadura: a alumina presente na superfície das peças pode conter humidade suficiente para gerar porosidades, mesmo com um gás com muito poucas impurezas.

A Air Liquide, líder internacional em gases industriais, pode aconselhar em relação ao grau de pureza necessário para as suas indústrias de acordo com as suas necessidades. A maioria dos gases Air Liquide, em particular da gama ARCAL^TM , vai além das expetativas da norma.

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