Compare a taxa de resfriamento nos processos com eletrodo revestido e arco submerso. Explique as alterações metalúrgicas.

Passo 1

O enunciado pede para a gente comparar a taxa de resfriamento em dois processos de soldagem — eletrodo revestido (SMAW) e arco submerso (SAW) — e explicar como essa diferença de resfriamento altera a microestrutura do metal de solda e da ZTA (Zona Termicamente Afetada). Para isso, vamos precisar entender conceitos de aporte térmico, transferência de calor e os mecanismos de nucleação e crescimento de fases no aço (ferrita, perlita, bainita, martensita).

Passo 2

Primeiro, vamos relacionar aporte térmico com taxa de resfriamento. O aporte térmico Q de um processo depende da voltagem V, da corrente I, da velocidade de soldagem v e de um fator de eficiência \eta:
Q = \frac{\eta\,V\,I}{v}.
No SMAW, tipicamente \eta é menor (em torno de 0,6–0,7) e a velocidade de soldagem é relativamente alta, de modo que o aporte térmico acaba sendo menor. No SAW, \eta é alto (cerca de 0,8–0,9), o cordão é contínuo e a velocidade é mais baixa para mesma corrente, resultando em aporte térmico bem maior.

Passo 3

Como a taxa de resfriamento \dot{T} depende inversamente do aporte térmico (mais calor envolve um resfriamento mais lento), temos:
  • SMAW → aporte térmico baixo → \dot{T} alto (resfriamento rápido).
  • SAW → aporte térmico alto → \dot{T} baixo (resfriamento lento).

Passo 4

Agora, o que acontece na microestrutura do aço quando \dot{T} muda?
  • Com resfriamento rápido (SMAW), o aço tem pouco tempo para formar fases de difusão como ferrita e perlita. Surgem então bainita ou até martensita, que são fases não-equilíbrio, mais duras e frágeis.
  • Com resfriamento lento (SAW), sobra tempo para nucleação e crescimento de ferrita e perlita, levando a uma microestrutura mais dúctil e de menor dureza.

Passo 5

Nas regiões da ZTA e no cordão de solda isso se reflete assim:
  • Eletrodo revestido (SMAW): rápido resfriamento → bainita e martensita na ZTA mais próxima do cordão, aumentando dureza e risco de trincas por fragilização.
  • Arco submerso (SAW): resfriamento mais lento → predomínio de ferrita e perlita, maior tenacidade, menor dureza e menos tensões residuais.

Resposta

A soldagem com eletrodo revestido apresenta aporte térmico menor e, portanto, taxa de resfriamento maior, o que favorece formação de bainita e martensita (maior dureza, menor ductilidade e maior risco de trincas). Já no arco submerso o aporte térmico é maior e a taxa de resfriamento menor, permitindo formação de ferrita e perlita (microestrutura mais dúctil, com menor dureza e tensões residuais).

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