A Forja do SoldadorPré-aquecimento na soldadura: quando e a que temperatura
Nem todos os aços se soldam da mesma maneira. Um aço macio de serralharia aceita quase tudo; um aço com mais carbono ou ligas endurece ao arrefecer e pode fissurar horas depois. O pré-aquecimento resolve isso, e o carbono equivalente diz-te quando precisas dele.
Calcula o carbono equivalente (CE) do aço. Abaixo de 0,40: sem pré-aquecimento em espessuras normais. 0,40–0,50: 75–150 °C pode ser preciso acima de 25 mm. 0,50–0,65: 150–250 °C. Acima de 0,65: 250 °C ou mais, elétrodos de baixo hidrogénio e tratamento térmico depois de soldar.
Porque se pré-aquece
O pré-aquecimento eleva a temperatura do metal base antes de soldar para:
- Abrandar o arrefecimento e evitar a martensite, a fase mais dura e frágil do aço, na zona termicamente afetada (ZTA).
- Reduzir as diferenças de temperatura, as tensões residuais e a distorção (vê empeno na soldadura).
- Dar tempo ao hidrogénio para sair do metal, prevenindo as fissuras a frio.
- Compensar a perda rápida de calor em peças grossas, que “chupam” o calor do banho.
Soldabilidade dos aços
| Tipo | Teor de carbono | Soldabilidade | Precauções |
|---|---|---|---|
| Aço baixo carbono | 0,05–0,30% | Excelente | Geralmente nenhuma |
| Aço médio carbono | 0,30–0,60% | Boa a moderada | Pré-aquecimento pode ser necessário |
| Aço alto carbono | 0,60–1,40% | Difícil | Pré e pós-aquecimento obrigatórios |
| Inox austenítico | 0,03–0,08% | Boa | Controlo de distorção |
| Alumínio | — | Boa (TIG/MIG) | Remoção do óxido |
| Titânio | — | Boa (ambiente controlado) | Proteção total contra O₂ e N₂ |
Tabela 11.1 do e-book A Forja do Soldador.
A fórmula do carbono equivalente (IIW)
O carbono não é o único elemento que endurece o aço. O manganês, o crómio, o molibdénio, o vanádio, o níquel e o cobre também contribuem, cada um com um peso diferente. O CE soma tudo com o carbono como referência:
CE = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15, com todos os elementos em % de peso.
Os valores tiras do documento de inspeção do material (a composição química que acompanha o aço) ou da especificação do fornecedor.
Exemplo de cálculo (valores ilustrativos)
Atenção: esta composição é inventada só para mostrar as contas, não é a de nenhum aço real. Imagina um aço com C 0,18%, Mn 1,20%, Cr 0,10%, Mo 0,02%, V 0%, Ni 0,10% e Cu 0,15%.
- Carbono: 0,18
- Mn/6 = 1,20 ÷ 6 = 0,20
- (Cr + Mo + V)/5 = 0,12 ÷ 5 = 0,024
- (Ni + Cu)/15 = 0,25 ÷ 15 = 0,017
- Total: CE ≈ 0,42
Fica no escalão 0,40–0,50: boa soldabilidade, com pré-aquecimento leve se a peça tiver mais de 25 mm.
O capítulo de metalurgia do e-book explica o CE, a ZTA e o pré-aquecimento em linguagem de oficina, sem teoria a mais.
Escalões de CE e temperaturas de pré-aquecimento
| CE | Soldabilidade | Pré-aquecimento |
|---|---|---|
| < 0,40 | Excelente | Sem pré-aquecimento para espessuras normais |
| 0,40–0,50 | Boa | Leve (75–150 °C), pode ser preciso acima de 25 mm |
| 0,50–0,65 | Moderada | 150–250 °C, geralmente exigido |
| > 0,65 | Difícil | 250 °C ou mais, elétrodos de baixo hidrogénio e tratamento térmico pós-soldadura |
Secção 11.3 do e-book A Forja do Soldador.
Aquece uma faixa larga dos dois lados da junta, não só a linha de soldadura, e confirma a temperatura com lápis indicadores de temperatura ou um termómetro de contacto. Em juntas multipasse, mantém a temperatura entre passes: não deixes a peça arrefecer por completo a meio.
Tratamento térmico de alívio de tensões
Depois de soldar, algumas peças levam um tratamento de alívio de tensões: são aquecidas a uma temperatura específica, tipicamente 550–700 °C nos aços ao carbono, mantidas lá e arrefecidas devagar. Serve para aliviar as tensões residuais, revenir a martensite da ZTA, reduzir a dureza excessiva e ajudar a sair o hidrogénio que ficou. Em peças importantes, este tratamento segue o procedimento de soldadura, não se improvisa com um maçarico.
Se não sabes que aço tens (um veio velho, uma mola, uma peça de máquina), trata-o como difícil: pré-aquece, usa elétrodo básico bem seco e deixa arrefecer devagar. As molas e os veios costumam ter carbono alto. Vê porquê em fissuras na soldadura.
Perguntas frequentes
A que temperatura devo pré-aquecer o aço?
Preciso de pré-aquecer para soldar ferro de serralharia?
Como se calcula o carbono equivalente?
O que é o tratamento de alívio de tensões?
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