Estudo do uso de atmosfera de proteção interna em tubos de aço inoxidável AISI 304L no processo de soldagem TIG

Abstract

O uso de tubulações produzidas a partir de tubos de aço inoxidável tornou-se requisito de qualidade na maioria das indústrias, principalmente naquelas que realizam o processamento de alimentos. No entanto, é comum observar problemas de corrosão, trincas e contaminação de produtos devido a soldagem inadequada dessas tubulações. A utilização de uma atmosfera de proteção no interior dos tubos (gás de purga) durante a soldagem é um recurso utilizado para garantir a qualidade da raiz da solda na junta produzida. Essa técnica, no entanto, não tem uma parametrização específica e gera um consumo de gás extra aumentando o custo do processo. O presente trabalho aborda a adequação da utilização do gás de purga e da adição de metal durante a união de tubos de aço inoxidável AISI 304L através do processo de soldagem TIG (Tungsten Inert Gas). Para tal, foram soldados manualmente, de modo autógeno e com adição de metal, corpos de prova com e sem a utilização de gás de purga nas juntas internas dos tubos. O metal de adição utilizado na soldagem dos tubos de teste foi o AWS ER 308L, que apresenta baixo teor de carbono, produzindo cordões de soldas suaves e sem respingos. O gás responsável por fazer a alteração da atmosfera interna das juntas soldadas foi o argônio devido sua ação anticorrosiva, sendo injetado com dois valores de vazão pré-estabelecidos (5 l/min e 10 l/min). Após a soldagem dos corpos de prova, foi realizada análise visual da superfície interna dos tubos, metalografia para avaliação do perfil do cordão de solda, além de ensaios de microdureza e de tração visando avaliar os efeitos causados pela alteração da atmosfera interna e da adição de metal na resistência mecânica das juntas soldadas. Com a análise dos resultados verificou-se que a utilização do gás de purga contribui para a formação de uma superfície mais limpa na raiz da junta soldada, o que acaba com o problema de acúmulo de resíduos de produtos e a formação de biofilmes nesse local. O aumento da vazão de 5 para 10 l/min gerou o mesmo nível de acabamento da raiz, sendo assim, a utilização da vazão do gás de purga em 5 l/min é mais atrativa devido ao menor consumo de argônio. O uso do metal de adição, cuja finalidade é modificar a composição química e reforçar o cordão de solda, deveria aumentar a resistência mecânica das juntas, porém, após ensaios de dureza e tração, não se constatou aumento significativo dessas propriedades, indicando que a composição do metal de adição utilizado não proporcionou o efeito esperado.