Explique de duas formas distintas como refinar a microestrutura da soldagem por fusão.
Passo 1
O enunciado pede duas maneiras distintas de refinar a microestrutura de uma junta obtida por soldagem por fusão. O conteúdo aqui é metalurgia de soldagem, mais especificamente controle de nucleação e crescimento de grãos no metal de solda. Para isso vamos explorar (1) o controle do ciclo térmico (entrada de calor e taxa de resfriamento) e (2) a introdução de nucleantes ou refinadores de grão no metal de solda.
Passo 2
A primeira forma é otimizar o ciclo térmico de soldagem, isto é, ajustar a energia fornecida pelo arco e a taxa de resfriamento do cordão. Ao reduzir o calor específico aplicado (menor corrente, peso de passada menor ou velocidade de soldagem maior) diminui-se o tempo de resfriamento entre
e
(o chamado
). Como a formação de dendritas secundárias cresce com o tempo disponível, um
menor leva a grãos mais finos. Além disso, pode-se usar dissipadores de calor (chills de cobre, ventoinhas) para acelerar o resfriamento. Grãos finos melhoram resistência mecânica e tenacidade ao reduzir defeitos internos.
Passo 3
A segunda forma é promover nucleação adicional dentro do cordão, usando refinadores de grão ou agentes inoculantes na poça de fusão. Por exemplo, acrescenta-se ao arame de depósito microelementos como
,
ou
que formam compostos estáveis (óxidos ou carbonetos) e atuam como sítios de nucleação. Esses compostos aumentam o número de grãos iniciais e diminuem seu tamanho final, resultando em uma microestrutura mais homogênea e resistente. Alternativamente pode-se empregar agitação eletromagnética ou ultrassônica durante a solidificação para dispersar os núcleos e interromper o crescimento de dendritas.
Resposta
As duas formas são:
- controlar o ciclo térmico de soldagem (reduzir calor de entrada e
, usar dissipadores de calor) para acelerar o resfriamento e obter grãos finos; - introduzir nucleantes/refinadores de grão (microelementos como
, ou agitação eletromagnética) para aumentar o número de sítios de nucleação e limitar o crescimento de grãos.