O aço galvanizado é amplamente utilizado em diversas indústrias devido à camada protetora de óxido de zinco que forma no ar, preservando a estrutura interna do aço.
Apesar de sua resistência à corrosão, a presença de uma camada galvanizada pode causar rachaduras, porosidade e inclusão de escória durante a soldagem, muitas vezes resultando em qualidade de soldagem inferior.
Normalmente, uma camada de zinco, com cerca de 20 µm de espessura, é aplicada ao aço de baixo carbono. O zinco tem um ponto de fusão de 419°C e um ponto de ebulição em torno de 908°C. Durante a soldagem, o zinco derrete em um líquido e flutua na superfície da poça de soldagem ou se deposita na raiz da costura de solda.
O zinco, tendo uma solubilidade substancial em ferro, pode infiltrar-se no metal de solda ao longo dos limites dos grãos, causando “fragilização do metal líquido”. Ao mesmo tempo, o zinco e o ferro podem formar compostos frágeis intermetálicos, como Fe3Zn10 e FeZn10, que reduzem a plasticidade do metal de solda e levam à trinca sob tensão de tração.
Soldas de filete, especialmente juntas em T, são particularmente propensas a rachaduras.
Durante a soldagem do aço galvanizado, a camada de zinco no chanfro e na borda da solda, sob a ação do calor do arco, oxida, derrete, evapora e volatiliza, liberando fumaça e vapor brancos, que podem causar porosidade na solda.
O alto ponto de fusão do ZnO, formado devido à oxidação, em torno de 1800°C ou acima, pode levar a inclusões de escória de ZnO se os parâmetros de soldagem forem muito pequenos.
Além disso, a criação de compostos de escória de óxido de baixo ponto de fusão, como FeO-MnO ou FeO-MnO-SiO2, pode ocorrer devido ao papel do zinco como desoxidante. Padrões e técnicas de soldagem inadequados podem levar à expansão da área de fusão, danificando potencialmente a camada galvanizada.
Isto é especialmente provável durante operações de arco longo e grandes oscilações. A evaporação do zinco produz uma grande quantidade de fumaça branca, que pode ser irritante e prejudicial ao ser humano.
Portanto, utilizar métodos de soldagem e materiais que produzam menos fumaça é uma consideração crítica.
Vários métodos de soldagem são usados para aço galvanizado, incluindo soldagem a gás, soldagem manual por arco de metal, soldagem protegida com gás CO2, soldagem automática por arco submerso e soldagem com gás inerte de tungstênio.
A soldagem a gás, antes comumente usada para soldar tubos galvanizados, está agora em grande parte obsoleta devido ao seu aporte de calor não concentrado, o que pode levar a defeitos e baixo desempenho mecânico da solda. A soldagem a gás causa danos significativos à camada galvanizada.
A soldagem com proteção de gás CO2 é favorável para soldagem de aço galvanizado. Com as especificações de soldagem corretas e gases de proteção e materiais de soldagem correspondentes, podem ser obtidas juntas de solda de alta qualidade.
No entanto, este método raramente é usado na prática de engenharia.
A soldagem com gás inerte de tungstênio, com sua energia de arco concentrada, causa menos danos à camada galvanizada e pode facilmente formar boas juntas de formação de dupla face para soldagem unilateral.
No entanto, sua velocidade mais lenta e custo mais elevado tornam-no uma opção menos atraente.
A soldagem manual por arco metálico é o método mais comumente usado na instalação de tubos. Com a escolha correta dos eletrodos, como J421, J422, J423, são utilizados eletrodos do tipo óxido de titânio e do tipo titânio-cálcio.
Esses eletrodos possuem uma alta taxa de fusão, o que aumenta a velocidade de fusão. Se operado sem oscilação, apenas a camada galvanizada na borda da poça de fusão será danificada, geralmente não expandindo a área de fusão, reduzindo assim a penetração do zinco líquido no metal de solda.
Com o método de operação e material de soldagem corretos, pode-se obter um bom desempenho mecânico da junta, livre de defeitos.
Devido ao seu menor custo e velocidade mais rápida em comparação com a soldagem com gás inerte de tungstênio, a soldagem manual por arco metálico é adotada quando soldadores qualificados estão disponíveis.
A preparação pré-soldagem do aço galvanizado é a mesma do aço de baixo carbono em geral. Deve-se prestar muita atenção ao tamanho do chanfro e à camada galvanizada próxima.
Para garantir a penetração total, o tamanho do chanfro deve ser apropriado, geralmente 60 ~ 65°, com uma certa folga, geralmente 1,5 ~ 2,5 mm. Para reduzir a penetração do zinco na solda, a camada galvanizada dentro do bisel pode ser limpa antes da soldagem.
No trabalho real, um processo de chanfro centralizado sem deixar bordas rombas é adotado para controle centralizado, e um processo de soldagem de duas camadas é usado para reduzir a possibilidade de fusão incompleta.
O eletrodo deve ser escolhido com base no material de base do tubo galvanizado. Para aço de baixo carbono em geral, o J422 é comumente escolhido devido à sua fácil operabilidade.
Técnica de soldagem:
Ao soldar a primeira camada de soldas multicamadas, tente derreter a camada de zinco e permitir que ela vaporize e evapore da solda, o que pode reduzir bastante a quantidade de zinco líquido restante na solda.
Ao soldar soldas de ângulo, tente derreter a camada de zinco e permitir que ela vaporize e evapore da solda na primeira camada. Isso é feito primeiro movendo a ponta do eletrodo para frente cerca de 5 a 7 mm, derretendo a camada de zinco e depois retornando à posição original para continuar a soldagem.
Após a soldagem, é necessário limpar imediatamente a costura de solda, escovar com primer rico em zinco e implementar medidas de proteção contra corrosão.
Medidas de garantia de qualidade para soldagem
O controle é implementado em cinco aspectos: pessoal, materiais, máquinas, métodos e meio ambiente.
1. O fator pessoal é o foco do controle de soldagem:
Portanto, antes da soldagem, os soldadores que sejam tecnicamente proficientes e possuam certificados de soldagem devem ser selecionados para o treinamento técnico e instruções necessárias. Nenhuma substituição aleatória é permitida para garantir a estabilidade do pessoal de soldagem da tubulação.
2. Controle de materiais de soldagem:
Garantir que os materiais adquiridos sejam provenientes de canais regulares, com garantia de qualidade, certificados de conformidade e atendam aos requisitos do processo; o controle das cabeças dos eletrodos de soldagem reciclados é rigoroso para garantir o fluxo e o uso; os materiais de soldagem devem ser cozidos estritamente de acordo com o processo, e a quantidade emitida de uma vez não deve exceder meio dia de uso.
3. Máquinas de solda:
As máquinas de solda devem ser confiáveis e atender aos requisitos do processo; as máquinas de soldagem devem possuir medidores de corrente e tensão calibrados para garantir a correta execução do processo de soldagem. Os cabos de soldagem não podem ser muito longos e os parâmetros de soldagem devem ser ajustados quando forem longos.
4. Métodos de processo de soldagem:
Garantir a implementação rigorosa de métodos operacionais especiais para tubos galvanizados, inspeção pré-soldagem da ranhura do processo de soldagem, controle dos parâmetros do processo de soldagem e técnicas operacionais, inspeção da qualidade da aparência pós-soldagem e testes não destrutivos adicionais após a soldagem, se necessário. Controle os níveis de soldagem e a quantidade de material de soldagem para cada junta.
5. Controle do ambiente de soldagem:
Certifique-se de que a temperatura, a umidade e a velocidade do vento durante a soldagem atendem aos requisitos do processo.
Conclusão
A soldagem de tubos galvanizados por imersão a quente na construção adota o processo de soldagem correto, verifica e aceita rigorosamente de acordo com as especificações e realiza prontamente tratamento anticorrosivo (tinta rica em zinco) na solda após a soldagem.
Possui certa viabilidade no processo de construção de sistemas de ar condicionado abertos e fechados, o que pode aumentar a velocidade de construção e melhorar a firmeza das conexões das tubulações.
Portanto, sob condições de construção permitidas, e com a premissa de implementar medidas de proteção e anticorrosão relevantes, os tubos galvanizados por imersão a quente podem ser soldados entre si.
