A importância do pré-aquecimento antes da soldagem e do tratamento térmico pós-soldagem.

O pré-aquecimento antes da soldagem e o tratamento térmico após a soldagem são muito importantes para garantir a qualidade da soldagem. A soldagem de componentes importantes, a soldagem de aço-liga e a soldagem de peças espessas exigem pré-aquecimento. As principais funções do pré-aquecimento antes da soldagem são as seguintes:

(1) O pré-aquecimento pode retardar a taxa de resfriamento após a soldagem, facilitar a fuga do hidrogênio difuso no metal de solda e evitar trincas induzidas por hidrogênio. Ao mesmo tempo, também reduz o grau de endurecimento da solda e da zona afetada pelo calor, e melhora a resistência à trinca da junta soldada.

(2) O pré-aquecimento pode reduzir a tensão de soldagem. O pré-aquecimento local uniforme ou o pré-aquecimento geral podem reduzir a diferença de temperatura (também chamada de gradiente de temperatura) entre as peças a serem soldadas na área de soldagem. Dessa forma, por um lado, a tensão de soldagem é reduzida e, por outro lado, a taxa de deformação de soldagem é reduzida, o que é benéfico para evitar trincas de soldagem.

(3) O pré-aquecimento pode reduzir as restrições da estrutura soldada, especialmente as restrições das juntas de canto. À medida que a temperatura de pré-aquecimento aumenta, a taxa de ocorrência de trincas diminui.

A seleção da temperatura de pré-aquecimento e da temperatura entre camadas está relacionada não apenas à composição química do aço e do eletrodo de solda, mas também à rigidez da estrutura a ser soldada, ao método de soldagem, à temperatura ambiente, etc. Esses fatores devem ser determinados após uma análise abrangente. Além disso, a uniformidade da temperatura de pré-aquecimento na direção da espessura da chapa de aço e a uniformidade da área de solda também têm um impacto importante na redução da tensão de soldagem. A largura do pré-aquecimento localizado deve ser determinada de acordo com as restrições da peça a ser soldada. Geralmente, deve ser 3 vezes a espessura da parede ao redor da solda e não deve ser inferior a 150~200 mm. Se o pré-aquecimento for irregular, a tensão de soldagem não só não será reduzida, como também aumentará.

O tratamento térmico pós-soldagem tem três objetivos: eliminar o hidrogênio, eliminar as tensões de soldagem e melhorar a estrutura da solda e o desempenho geral.

O tratamento de eliminação de hidrogênio pós-soldagem refere-se ao tratamento térmico de baixa temperatura realizado após a conclusão da soldagem, antes que a solda esfrie abaixo de 100 °C. As especificações gerais são o aquecimento a 200~350 °C e a manutenção dessa temperatura por 2 a 6 horas. A principal função do tratamento de remoção de hidrogênio pós-soldagem é acelerar a liberação do hidrogênio da solda e da zona termicamente afetada, o que é extremamente eficaz na prevenção de trincas de solda em aços de baixa liga.

Durante o processo de soldagem, devido ao aquecimento e resfriamento desiguais, bem como às restrições inerentes ao próprio componente ou a fatores externos, tensões residuais de soldagem sempre serão geradas no componente após a conclusão da soldagem. A presença dessas tensões reduz a capacidade de carga da área da junta soldada e provoca deformação plástica. Em casos graves, os componentes podem ser danificados.

O tratamento térmico de alívio de tensões consiste em reduzir a resistência ao escoamento de peças soldadas a altas temperaturas, com o objetivo de aliviar as tensões de soldagem. Existem dois métodos comumente utilizados: um é o revenimento total em alta temperatura, que consiste em colocar toda a peça soldada em um forno de aquecimento, aquecê-la lentamente até uma determinada temperatura, mantê-la aquecida por um período de tempo e, finalmente, resfriá-la no próprio forno, ao ar livre ou dentro dele. Este método pode eliminar de 80% a 90% das tensões de soldagem. O outro método é o revenimento localizado em alta temperatura, ou seja, aquecer apenas a solda e sua área circundante e, em seguida, resfriá-la lentamente para reduzir o valor máximo da tensão de soldagem e tornar a distribuição de tensão relativamente uniforme, eliminando, assim, parcialmente as tensões de soldagem.

Após a soldagem de alguns materiais de aço-liga, a junta soldada apresenta uma estrutura endurecida, o que deteriora as propriedades mecânicas do material. Além disso, essa estrutura endurecida pode causar danos à junta sob a ação da tensão de soldagem e do hidrogênio. Após o tratamento térmico, a estrutura metalográfica da junta é melhorada, a plasticidade e a tenacidade da junta soldada são aprimoradas, e as propriedades mecânicas da junta soldada são melhoradas em geral.