Você pode soldar ferro fundido? Seu guia completo
Soldar ferro fundido é um grande desafio, mas se você seguir rigorosamente as diretrizes recomendadas, poderá reparar peças de ferro fundido com pouca ou nenhuma rachadura.
Descubra por que soldar ferro fundido é tão difícil, como soldá-lo e quais hastes de soldagem são melhores para usar em ferro fundido.
O maior desafio com soldagem de ferro fundido
Os ferros fundidos são ligas de ferro-carbono com teor de carbono de 2 a 4%, cerca de 10 vezes a quantidade de carbono na maioria dos aços. Existem muitos tipos de ferro fundido, mas nosso guia se concentra no ferro fundido cinzento porque é o mais comumente usado. Lembre-se de que é impossível soldar ferro fundido branco, enquanto todos os outros tipos são soldáveis.
Embora os ferros fundidos sejam duros, fortes e usináveis, eles têm baixa ductilidade, o que os torna incrivelmente difíceis de soldar. Soldar qualquer metal causa expansão e contração à medida que o material aquece e esfria. Entretanto, como o ferro fundido possui baixa ductilidade, especialmente na zona de fusão, as tensões residuais de expansão e contração podem causar trincas na solda.
Quando você solda aço-carbono, um material dúctil, à medida que a solda e a zona de fusão se expandem e contraem, o material circundante pode “flexionar”. No entanto, o ferro fundido não se deforma antes de quebrar – apenas quebra. Assim, quando a solda esfria e começa a puxar a massa de ferro fundido circundante, ela pode rachar facilmente.
Para piorar a situação, o processo de soldagem pode criar zonas de carbono enriquecidas localmente e, no resfriamento rápido, a zona afetada pelo calor (HAZ) pode tornar-se extremamente dura e quebradiça. É por isso que o ferro fundido é suscetível a trincas na ZTA e geralmente considerado difícil de soldar.
Como soldar ferro fundido
É possível soldar ferro fundido usando oxi-acetileno e soldagem a arco elétrico (SMAW). Você também pode unir peças de ferro fundido por brasagem, mas a ligação não pode corresponder à resistência da soldagem.
Os soldadores geralmente usam o processo de soldagem com bastão para ferro fundido. Seu arco de alta temperatura permite velocidades de deslocamento rápidas e você pode usar temperaturas de pré-aquecimento mais baixas. Além disso, a soldagem eletroeletrônica pode ser usada com polaridade DCEN (eletrodo negativo), o que pode ajudar a reduzir a ZTA. Certifique-se de usar um soldador de arco de qualidade como o Kemppi Minarc Evo 140VRD, ou a versão mais poderosa, Kemppi Minarc Evo 180VRD. Seu soldador deve ter uma saída de arco estável e previsível para evitar inconsistências. Como o ferro fundido é um material sensível, você não deve usar máquinas mal otimizadas.
Prepare a peça para soldagem
Remover todo o óleo, tinta, graxa e película fundida da superfície é crucial. Além disso, remova o grafite residual da superfície com álcool mineral. Preste especial atenção à área de solda.
Se a junta necessitar de ranhuras, utilize uma ranhura em V com um ângulo incluído de 60-90°. É útil criar ranhuras ao redor de rachaduras e juntas para garantir a penetração máxima e evitar soldas apenas superficiais.
Controlando o calor
O pré-aquecimento do ferro fundido é o passo fundamental para evitar fissuras na solda. Você deve pré-aquecer toda a peça fundida lenta e uniformemente, se possível. À medida que a peça é aquecida, ela se expande. Como resultado, ele pode rachar facilmente se houver um gradiente térmico sobre o seu volume. No entanto, se o calor for aplicado uniformemente, não haverá pontos localizados que resistam à expansão e possam rachar.
O pré-aquecimento também permitirá que a peça fundida esfrie lentamente, diminuindo o gradiente térmico entre a ZTA e o resto da peça e reduzindo as tensões residuais. As temperaturas típicas de pré-aquecimento para ferros fundidos são 260-650 graus Celsius (500-1200°F). Nunca pré-aqueça acima de 760°C (1400°F).
Escalone as soldas durante o processo de soldagem sempre que possível. Use a menor quantidade de amperagem e evite fazer soldas maiores que dez vezes o diâmetro do eletrodo.
Deixe a peça fundida esfriar lentamente após a soldagem para evitar tensões residuais e rachaduras. Você pode colocá-lo na areia ou cobri-lo com mantas de soldagem especializadas para evitar a rápida perda de calor.
Hastes de soldagem para ferro fundido
Varetas de soldagem de liga de níquel (AWS A5.1 Eni-CL) são os eletrodos mais comumente usados para soldagem de ferro fundido, e por um bom motivo. Os eletrodos de níquel criam um metal de solda dúctil que permanece macio e usinável. As soldas terão tensões reduzidas e maior resistência.
