TRATAMENTO TÉRMICO APLICADO À

SOLDAGEM ESCRITO POR INFOSOLDA. POSTED IN METALURGIA

Características

O tratamento térmico em metais é um conjunto de operações envolvendo aquecimento,

tempo de permanência em determinadas temperaturas e resfriamento sob condições controladas,

com o objetivo de melhorar as propriedades do material ou conferir-lhe características pré-

determinadas.

Tipos de tratamento térmico

Os principais tipos de tratamento térmico associados às operações de soldagem são:

recozimento; normalização; revenimento; solubilização; têmpera; pré-aquecimento; pós-

aquecimento e alívio de tensões.

recozimento

O recozimento consiste no aquecimento da peça até uma temperatura onde haja

recristalização e/ou transformação em uma nova fase.

Para os aços, a permanência na temperatura de patamar durante um determinado tempo

serve para homogeneizar a austenita e deve ser seguido de resfriamento lento, geralmente no

próprio forno. Os principais objetivos a serem alcançados por este tratamento são: reduzir a

dureza do metal; melhorar a usinabilidade; remover o encruamento; aliviar tensões internas e

homogeneizar a microestrutura de peça.

normalização

A normalização é um tratamento para aços que consiste em aquecer o material a uma

temperatura um pouco acima da austenitização e resfriá-lo ao ar, com o intuito de refinar o grão

e aumentar sua resistência mecânica.

revenimento

O revenimento é um tratamento para aços que consiste no aquecimento da peça sob

temperaturas entre 450 e 750°C e na permanência no forno por período de 30 minutos a quatro

horas, seguido de resfriamento controlado.

O revenimento é um tratamento térmico aplicado quando se deseja aliviar tensões internas e

aumentar a tenacidade, isto é, diminuir a fragilidade do material de peças nas quais tenham sido

produzidas microestruturas martensíticas.

Em algumas ligas de alumínio faz-se um envelhecimento, sob temperaturas de 100 a 200°C,

a fim de restaurar a zona afetada pelo calor (ZAC) e aumentar a resistência mecânica afetada

pela solda, de modo a deixar a região menos dura.

solubilização

A solubilização é um tratamento térmico que transforma elementos antes precipitados em

uma solução noestado sólido, seguido de resfriamento rápido, o suficiente para reter na matriz

os elementos da solução, antes prec i pitados.

têmpera

A têmpera consiste no aquecimento da peça até uma temperatura adequada para

austenitização do aço, e na permanência do material nesta temperatura durante um determinado

tempo para homogeneização da austenita, seguido de refriamento rápido. Os objetivos da

têmpera são: endurecer o material; aumentara resistência mecânica; aumentar a resistência ao

desgaste; aumentar a resistência ao escoamento.

A peça temperada fica muito frágil, sendo necessária a aplicação do revenido após a

têmpera. Ao conjunto de operações de têmpera e revenimento dá-se o nome de beneficiamento.

pré-aquecimento

O pré-aquecimento consiste em introduzir uma fonte de calor adicional na peça quando se

executa uma soldagem; no entanto, muitos não o consideram como um tratamento térmico. O

aquecimento pode muitas vezes ser feito em uma faixa de temperatura que varia de seis a doze

vezes a espessura da peça e pode ser obtido por vários métodos. O pré-aquecimento tem como

objetivo diminuir a velocidade de resfriamento de uma junta soldada, tornando menores as

tensões residuais. Em metais com alta condutibilidade térmica, facilita as operações de

soldagem. Em aços, favorece a difusão do hidrogênio e reduz a ocorrência de zonas afetadas

pelo calor com altos níveis de dureza.

Os principais parâmetros para especificar um pré- -aquecimento são: a espessura da peça, a

natureza da composição química e condições metalúrgicas do metal, o nível de restrição a que a

junta está sendo submetida e também o processo de soldagem e seu aporte de energia.

pós-aquecimento

O pós-aquecimento é responsável pela eliminação de hidrogênio induzido por processos de

soldagem nos aços carbono e de baixa liga. Consiste em aquecer a junta soldada sob

temperaturas da ordem de 150°C a 300°C durante um períodode uma a quatro horas,

imediatamente após a soldagem, e aproveitando o pré-aquecimento.

As temperaturas e os tempos são diretamente proporcionais à quantidade de liga do material

e da espessura. Na maioria dos casos, o pós-aquecimento não provoca alívio de tensões, salvo

em materiais que sofreram têmpera ou são suscetíveis a ela; neste caso, o pós-aquecimento pode

provocar um abaixamento de dureza, caso as temperaturas e os patamares de revenimento do

material estejam próximos aos do pós-aquecimento.

alívio de tensões

O tratamento térmico de alívio de tensões para os aços é o mais empregado e envolve

aquecimento abaixo da temperatura crítica de transformação, permanência do material nesse

nível por um período de tempo, geralmente proporcional à espessura do material, e resfriamento

lento posterior; permite reduzir a um limite mínimo e aceitável as tensões prejudiciais

provocadas pelas operações de soldagem, ou mesmo por conformação. Não se deve confundir a

operação de alívio de tensões com tratamentos de recozimento, em que as temperaturas são bem

mais elevadas, acima da temperatura crítica de transformação do material.

Os benefícios maiores do alivio de tensões são: aumentar a ductilidade, diminuir a dureza e

melhorar as condições metalúrgicas da zona afetada pelo calor.

O alívio de tensões depende fundamentalmente da temperatura e do tempo de permanência

nessa temperatura; também deve-se levar em consideração a resistência mecânica e a

composição química do material.

O aquecimento localizado provoca tensões de tração e de compressão nas adjacências de

uma junta soldada. Para reduzir as tensões provocadas pelas contrações do metal depositado

após a soldagem, faz-se o tratamento térmico de alívio de tensões.

Na soldagem, o fenômeno da introdução de tensões pode ser descrito pela deposição de um

cordão de solda sobre a chapa. A poça de fusão e a fonte de calor juntas provocam um

aquecimento localizado na região; a massa, sob a ação da fonte de calor, tende a se expandir e

como o metal quente é relativamente dúctil, as tensões de compressão causam deformação local

no metal quente.

As adjacências resistem à expansão do material e impedem que a seção se expanda; à

medida que a poça de fusão esfria, o metal quente se contrai, as tensões de compressão são

anuladas e em seguida transformam-se em tensões de tração no metal frio.

Outra forma de introduzir tensões em níveis indesejáveis em um corpo é através da

deformação a frio, como por exemplo a calandragem; além da relação diâmetro/espessura

permitida por norma, devem ser obedecidos os requisitos do código ASME VIII, muito

empregado na indústria.

Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997