Soldagem de aço carbono e aço de baixa liga
(1) Quando o equivalente de carbono excede 0,3%, os desafios na soldagem aumentam devido à maior dificuldade, aumento da sensibilidade à trinca a frio e aumento da tendência à fratura frágil do material em fadiga e condições de baixa temperatura. Para mitigar estes desafios, as seguintes medidas podem ser tomadas:
- Pré-aquecimento ou pós-aquecimento
- Adotando soldagem de feixe duplo, com um feixe focado e o outro desfocado
- Garantir a penetração usando menor potência e velocidade de soldagem na medida do possível.
(2) A soldagem de materiais com alto teor de carbono e materiais com baixo teor de carbono pode ser facilitada pelo uso da soldagem offset, que limita a transformação da martensita e reduz a formação de trincas.
(3) O desempenho da soldagem a laser de aço morto e aço semi-acabado é superior porque desoxidantes como silício e alumínio são adicionados antes do vazamento, reduzindo o teor de oxigênio no aço a níveis muito baixos.
(4) O aço com teor de enxofre e fósforo superior a 0,04% é propenso a trincas térmicas durante a soldagem a laser.
(5) A soldagem a laser geralmente não é recomendada para aço galvanizado com estruturas sobrepostas.
Soldagem de aço inoxidável
(1) O aço inoxidável tem excelente desempenho de soldagem a laser.
(2) Comparado ao aço carbono, o aço inoxidável austenítico apresenta menor condutividade térmica, sendo apenas 1/3 da do aço carbono. No entanto, tem uma taxa de absorção ligeiramente superior. Isto resulta em uma penetração ligeiramente mais profunda durante a soldagem a laser (cerca de 5% a 10%) em comparação com o aço carbono comum.
(3) Durante a soldagem a laser de aço inoxidável Cr-Ni, o material possui alta absorção de energia e fusão eficiente.
(4) O aço inoxidável ferrítico melhorou a plasticidade e a tenacidade da solda quando soldado usando soldagem a laser em comparação com outros métodos de soldagem.
(5) A soldagem a laser de aço inoxidável é utilizada em diversas aplicações industriais, como soldagem de tubos de aço inoxidável e pacotes de combustível nuclear em usinas nucleares, bem como na indústria química.
Soldagem a laser de metais não ferrosos
1. Soldagem a laser de liga de alumínio
A soldagem de penetração profunda é uma técnica comumente usada na soldagem a laser de ligas de alumínio. Os principais desafios neste processo são a alta refletividade da liga de alumínio ao feixe de laser e a sua alta condutividade térmica.
Um problema que surge durante a soldagem a laser de alumínio e ligas de alumínio é o aumento acentuado na solubilidade do hidrogênio no material à medida que a temperatura aumenta, levando à formação de poros na solda.
Na soldagem de penetração profunda também existe risco de cáries na raiz e má formação do cordão de solda.
Ao soldar alumínio e ligas de alumínio a laser, existem três desafios principais que devem ser abordados: porosidade, trincas térmicas e irregularidades significativas na solda.
A alta refletividade das ligas de alumínio torna a soldagem a laser muito desafiadora. Para superar isso, um laser de alta potência deve ser usado.
2. Soldagem a laser de liga de titânio
A liga de titânio é um excelente material estrutural com notável resistência específica, boa ductilidade e tenacidade e excepcional resistência à corrosão.
No entanto, o titânio possui propriedades químicas altamente reativas e é altamente suscetível à oxidação.
Além disso, o titânio também é extremamente sensível à fragilização causada pela presença de átomos de oxigênio, hidrogênio, nitrogênio e carbono.
Portanto, é essencial prestar muita atenção à limpeza das juntas e fornecer proteção adequada contra gases durante os processos de soldagem e fabricação.
3. Soldagem a laser de superligas
A soldagem a laser é capaz de soldar todos os tipos de superligas, incluindo aquelas com altos níveis de Al e Ti que são difíceis de soldar por soldagem a arco, resultando em juntas de alta qualidade.
Para soldagem de superligas, os geradores de laser normalmente usados são lasers pulsados ou lasers contínuos de CO2 com potência de 1 a 50 kW.
Recomenda-se usar hélio ou uma mistura de hélio e uma pequena quantidade de hidrogênio como gás de proteção durante a soldagem a laser de superligas.
4. Soldagem a laser de materiais diferentes
A soldagem a laser pode ser usada para unir metais diferentes, como cobre-níquel, níquel-titânio, titânio-alumínio e aço-cobre com baixo teor de carbono, sob condições específicas.
Além de metais, a soldagem a laser também pode ser usada para soldar cerâmica, vidro, materiais compósitos e muito mais.
Ao soldar cerâmica, é necessário pré-aquecimento para evitar rachaduras. A temperatura de pré-aquecimento recomendada é de 1500°C e a soldagem é realizada ao ar.
Uma lente de foco de longa distância focal é normalmente usada para soldagem a laser de cerâmica, e o preenchimento com fio de soldagem também pode ser feito para melhorar a resistência da junta.
No entanto, ao soldar compósitos com matriz metálica, fases frágeis podem facilmente se formar, levando a rachaduras e diminuição da resistência da junta.
