Metalurgia

Velocidade de resfriamento

Na soldagem, ao contrário do que ocorre com o tratamento térmico, o aquecimento é localizado. Isso resulta que chapas grossas resfriam mais rápido que chapas finas. Pode-se desejar o resfriamento lento ou rápido da chapa em função da transformação de fase ocorrida. A velocidade de resfriamento pode ser calculada por meio das inúmeras soluções das equações de transferência de calor. Uma delas é a solução simplificada proposta por Adams para chapas grossa e fina.

 No caso da chapa grossa, a velocidade de resfriamento (R) no centro do cordão em uma chapa grossa é dada por uma equação chamada de equação de Adams para chapa grossa.

     Já no caso da chapa fina, a velocidade de resfriamento (R) no centro do cordão é dada por outra equação, conhecida como equação de Adams para chapa fina.

Mudanças nas variáveis envolvidas afetam de modo diferente a velocidade de resfriamento em chapas finas e grossas. O efeito dos parâmetros de soldagem na velocidade de resfriamento (R) de chapas finas e chapas grossas pode ser visto no quadro.

Origem do efeito

Variáveis

Classificação das chapas

 

Chapa fina (2D)

Chapa grossa (3D)

 

Efeito em R

Efeito em R

 

Material

K (­)

I (­)

I (T)

 

p (­)

I (­)

NI

 

C (­)

1 (t)

NI

 

Tc (­)

I3 (­­­)

I2 (­­)

 

Parâmetros dos processos de soldagem

E (­)

η (­)

I2(¯)

1 (1)

 

V (­)

I (­)

v (¯)

 

Tpré(­)

I3 (¯¯¯)

I2 (¯¯)

Geometria

e (­)

1′ (­­)

NI

influências na velocidade de resfriamento

Mantendo-se todos os parâmetros de soldagem iguais, uma chapa grossa resfria muito mais rápido que uma chapa fina. Da mesma maneira, uma junta topo-a- topo pode apresentar dois caminhos para extração do calor. Já uma junta em ângulo apresenta três caminhos para extração de calor. Isto mostra que a geometria da junta também influi na velocidade de resfriamento.

 

Pode-se perceber o efeito da espessura da chapa na velocidade de resfriamento por meio do cálculo da velocidade de resfriamento aplicado a chapas de aço carbono, finas e grossas, em função da temperatura de pré-aquecimento e da energia de soldagem, admitindo-se Tc igual a 550°C. Os cálculos, já realizados, podem ser encontrados em um quadro para chapa grossa e chapa fina, em que as velocidades de resfriamento das chapas grossas são bem maiores que as das chapas finas.

Temperatura de pré-aquecimento

Energia de soldagem

Velocidade de resfriamento

Chapa grossa

Chapa fina

25°C

700J/mm 1400J/mm

69.18°C/s 34,73°C/s

5,7°C/s 1,4°C/s

25°C

700J/mm 1400J/mm

50,83°C/s 25.52°C/s

3.6°C/s 0.93°C/s

 A energia de soldagem e a temperatura de pré- aquecimento têm uma influência maior na velocidade de resfriamento da chapa fina que na da chapa grossa. Essas diferenças podem-se tornar maiores, dependendo da espessura das chapas. 

Link Relacionado:

Soldagem – Coleção tecnológica SENAI – 1ª ed. 1997

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