M7 Soldagem: Metalurgia de União

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A fonte de soldagem, seja um arco elétrico ou qualquer outro processo de calor concentrado, transmite uma entrada de calor ao metal que se move juntamente com a fonte à medida que a soldagem progride. Essa entrada de calor impõe ao metal o ciclo térmico transitório descrito por este modelo. Se a fonte de soldagem se mover mais lentamente, para a mesma potência de saída, a entrada de calor recebida por cada ponto do metal à medida que passa é maior.

De acordo com o modelo de Rosenthal, essa mesma entrada de calor determina o campo de temperatura transitório estabelecido no metal ao redor da fonte de soldagem em movimento. Este modelo de Rosenthal descreve como a temperatura em qualquer ponto do metal aumenta rapidamente à medida que a fonte de soldagem se aproxima, atinge um máximo quando a fonte passa por esse ponto e, em seguida, cai novamente à medida que a fonte de soldagem se afasta e o calor se dissipa no restante do metal. Essa maior entrada de calor significa que, de acordo com o modelo de Rosenthal, a temperatura máxima atingida em cada ponto do metal também é maior e que essa temperatura permanece elevada por um período mais longo.

Esse mesmo campo de temperatura transiente define, em cada ponto do metal, tanto a taxa de resfriamento na qual esse ponto retorna à temperatura ambiente após a passagem da fonte de soldagem, quanto a largura da zona termicamente afetada (ZTA): a região ao redor da solda que atingiu uma temperatura suficientemente alta para transformar sua microestrutura original, sem fundir. Essa maior entrada de calor significa que, de acordo com esse mesmo campo de temperatura transiente, essa taxa de resfriamento é mais lenta e, consequentemente, a largura dessa zona termicamente afetada é maior.

Portanto, esse modelo, com seu ciclo térmico transiente e zona termicamente afetada (ZTA), demonstra, em última análise, que a taxa de resfriamento dentro da ZTA é o que produz transformações de fase indesejáveis ​​no metal: um resfriamento excessivamente rápido pode produzir uma fração indesejada de martensita frágil sem qualquer têmpera deliberada; inversamente, um resfriamento excessivamente lento pode permitir um crescimento excessivo de grãos dentro da mesma ZTA. Como a fonte de soldagem, que iniciou este modelo, controla em última instância a taxa de resfriamento em toda a cadeia descrita, ajustar a entrada de calor e a velocidade da fonte de soldagem é, na prática, a maneira de evitar essas transformações de fase indesejáveis ​​dentro da ZTA (Zona Termicamente Afetada).

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