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Engenharia e Inspeção de Soldagem MAG em Aços Inoxidáveis: Tudo o que Você Precisa Saber

ACW Group

A soldagem de aços inoxidáveis é um processo crítico para diversas indústrias, como farmacêutica, alimentícia e química, especialmente na fabricação de tanques de aço inox, reatores e equipamentos de bioprocessamento. Entre os métodos mais utilizados, destaca-se o processo MIG/MAG, que combina eficiência, produtividade e qualidade da junta soldada.


Neste artigo, exploramos a influência da engenharia de soldagem MAG em chapas espessas de aço inoxidável AISI 316L, comparando diferentes modos de transferência metálica: curto-circuito, spray e pulsado. Além disso, avaliamos o impacto da soldagem na resistência à corrosão e na microestrutura da junta soldada.


O Que é a Soldagem MAG e Por Que é Importante para o Aço Inoxidável?

A soldagem MAG (Metal Active Gas) é amplamente utilizada para unir componentes metálicos de forma eficiente e resistente. No caso do aço inoxidável AISI 316L, a escolha correta do modo de transferência de metal na soldagem pode impactar diretamente na resistência à corrosão, na formação da microestrutura e na qualidade final da junta soldada.


Principais desafios na soldagem MAG do aço inoxidável:

✅ Controle do aporte térmico, essencial para evitar deformações e alterações microestruturais.

✅ Minimização da precipitação de fase sigma, uma fase deletéria que reduz a resistência à corrosão.

✅ Garantia de uma boa propriedade de passivação, fundamental para aumentar a durabilidade da solda.


Comparação dos Modos de Transferência Metálica na Soldagem MAG


O estudo analisou a soldagem MAG de chapas espessas (5/8”) do aço inoxidável AISI 316L, comparando três modos de transferência metálica e seus impactos na microestrutura e resistência à corrosão:


1) Modo Pulsado: Baixo aporte térmico (0.7 kJ/mm), menor aquecimento da junta, microestrutura mais homogênea e ausência de fase sigma.


2) Modo Curto-Circuito: Aporte térmico intermediário (1.2 kJ/mm), com formação de fase sigma no interior da ferrita-delta.


3) Modo Spray: Maior aporte térmico (1.9 kJ/mm), resultando em grãos grosseiros, alto teor de ferrita-delta e fase sigma nos contornos da ferrita-delta.


A Figura 1 ilustra a seção transversal das juntas soldadas.


Figura 1. Croqui da seção transversal da junta soldada MAG usando o modo de transferência (a) pulsado, (b) curto-circuito, (c) spray. Em (d) é mostrado os locais/pontos onde avaliou-se a resistência à corrosão.
Figura 1. Croqui da seção transversal da junta soldada MAG usando o modo de transferência (a) pulsado, (b) curto-circuito, (c) spray. Em (d) é mostrado os locais/pontos onde avaliou-se a resistência à corrosão.

O controle do aporte térmico foi um fator determinante na formação da microestrutura da solda. Na Figura 2, podemos ver a estrutura bifásica típica do aço inoxidável AISI 316L, composta por ferrita-delta e austenita com morfologia dendrítica.


Figura 2. Microestrutura típica da junta soldada do aço inoxidável AISI 316L com teor de ferrita-delta entre 8%-12%.
Figura 2. Microestrutura típica da junta soldada do aço inoxidável AISI 316L com teor de ferrita-delta entre 8%-12%.

Impacto da Soldagem na Formação da Fase Sigma e na Corrosão


A fase sigma é um composto rico em cromo e molibdênio, prejudicial para a resistência à corrosão do aço inoxidável. A análise revelou que:


1) Modo spray: fase sigma precipitou nos contornos da ferrita-delta.

2) Modo curto-circuito: fase sigma precipitou no interior da ferrita-delta.

3) Modo pulsado: não apresentou precipitação de fase sigma.


A formação dessa fase foi analisada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) no modo BSE, destacando-se em branco na Figura 3.


Figura 3. Micrografia obtida por MEV/BSE identificando a fase deletéria sigma (em branco). Na soldagem MAG modo spray (Figura 3.a) a fase sigma precipitou no contorno da ferrita-delta, enquanto que na soldagem MAG modo curto-circuito (Figura 3.b) a fase sigma precipitou dentro da ferrita-delta.
Figura 3. Micrografia obtida por MEV/BSE identificando a fase deletéria sigma (em branco). Na soldagem MAG modo spray (Figura 3.a) a fase sigma precipitou no contorno da ferrita-delta, enquanto que na soldagem MAG modo curto-circuito (Figura 3.b) a fase sigma precipitou dentro da ferrita-delta.

A resistência à corrosão das juntas soldadas foi avaliada por polarização potenciodinâmica cíclica (CPP). Os resultados indicaram que:


O modo pulsado apresentou a melhor resistência à corrosão, pois não gerou fase sigma.

O modo spray teve a maior corrosão localizada, devido à formação de fase sigma nos contornos de ferrita-delta.

O modo curto-circuito demonstrou corrosão preferencial da ferrita-delta, comprometendo a integridade da junta soldada.


Figura 4. Corrosão localizada por nucleação e crescimento de pite, com crescimento do pite devido a corrosão preferencial de fases.
Figura 4. Corrosão localizada por nucleação e crescimento de pite, com crescimento do pite devido a corrosão preferencial de fases.

Corrosão Preferencial em Função do Modo de Transferência

A microanálise química revelou que a fase sigma cria um efeito galvânico, acelerando a corrosão da junta soldada. Os resultados mostraram que:


🔹 Modo spray: austenita foi a fase mais corroída.

🔹 Modo curto-circuito: ferrita-delta foi a fase mais corroída.


Figura 5. Micro-análise química da área corroída indicando a corrosão preferencial da fase (a) ferrita no modo curto-circuito, e (b) da fase austenita no modo spray.
Figura 5. Micro-análise química da área corroída indicando a corrosão preferencial da fase (a) ferrita no modo curto-circuito, e (b) da fase austenita no modo spray.

Ensaios eletroquímicos adicionais confirmaram que a posição da fase sigma influencia diretamente a corrosão preferencial:


Figura 6. Micrografia obtida por MEV/BSE mostrando em (a) corrosão preferencial da fase ferrita-delta na soldagem MAG modo curto-circuito e em (b) corrosão preferencial da fase austenita na soldagem MAG modo spray. Ataque eletrolítico: 3.5% NaCl. Potencial: 400 mV.
Figura 6. Micrografia obtida por MEV/BSE mostrando em (a) corrosão preferencial da fase ferrita-delta na soldagem MAG modo curto-circuito e em (b) corrosão preferencial da fase austenita na soldagem MAG modo spray. Ataque eletrolítico: 3.5% NaCl. Potencial: 400 mV.

Conclusões: Qual o Melhor Processo de Soldagem para o Aço Inoxidável 316L?


Com base nos resultados obtidos, as principais conclusões são:


✔️ A soldagem MAG no modo pulsado é a melhor opção para chapas espessas de aço inox 316L, pois garante maior resistência à corrosão e melhor propriedade de passivação.


✔️ A precipitação de fase sigma reduz significativamente a resistência à corrosão, tornando os modos curto-circuito e spray menos recomendados para aplicações de alta exigência.


✔️ A face da solda é a região mais resistente à corrosão, devendo ser exposta ao meio corrosivo em aplicações industriais.


Se você busca soluções especializadas em soldagem, eletropolimento e passivação de aços inoxidáveis, entre em contato com a ACW Engenharia e conte com a expertise de quem entende do assunto!


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