Conhecer os elementos que podem modificar ou alterar os processos de soldadura é essencial, pois é importante conhecer as causas para evitar resultados indesejados, tanto em termos de produtividade, estrutura do material, eficiência, tempo e, claro, precisão.
Neste caso podemos falar sobre a Zona Termicamente Afetada (ZTA), a sua natureza, e mais importante, as suas consequências. Reconhecê-la e compreendê-la é possivelmente uma das melhores formas de resolver problemas mecânicos e de resistência à corrosão em processos.
O que é ZTA ou Zona Termicamente Afetada?
A zona termicamente afetada (ZTA) é a área nas imediações da zona tratada onde a alta temperatura do processo de soldadura, combinada com tensões de aquecimento e arrefecimento desiguais, podem alterar as propriedades da liga.
Estas alterações nas propriedades do material são geralmente o resultado de soldadura ou corte a altas temperaturas. A ZTA é a área entre a soldadura ou corte e o metal de base (não afetado).
O que causa o aparecimento do ZTA?
A principal causa da ocorrência da ZTA é o aquecimento associado à soldadura e/ou corte que geralmente utiliza temperaturas que atingem ou excedem a temperatura de fusão do material, dependendo do processo de soldadura utilizado. No entanto, o ciclo térmico de aquecimento e arrefecimento associado a estes processos é diferente de qualquer outro anteriormente realizado. Isto leva a uma mudança na microestrutura associada ao processo de aquecimento e arrefecimento.
É de notar que só consideramos a área “afetada” ou “danificada” pelo calor como uma ZTA, uma vez que a região onde a temperatura sobe pode chegar a ser muito maior, sem vir a afetar o material.
A alteração das propriedades do material dependerá principalmente de:
> Material de base.
> Coeficiente de condutividade térmica.
> Temperatura de pré-aquecimento.
> Entrada de calor.
Do ponto de vista do processo de produção, a extensão da ZTA depende: das características de cada processo de corte ou união, embora a quantidade de calor consumido, a sua concentração e a duração da exposição sejam fundamentais.
O fornecimento de grandes quantidades de energia, durante um longo período de tempo, e com feixes mais largos, gera maiores áreas de influência térmica.
Efeitos das áreas termicamente afetadas
Fisicamente, a ZTA pode ser muito reconhecível, uma vez que é visível como uma série de faixas coloridas derivadas da oxidação e causadas pela temperatura atingida, variando entre vários tons de amarelo para as temperaturas mais baixas, castanho e roxo para as temperaturas intermédias e azul para as temperaturas mais altas.
Por outro lado, as mudanças na ZTA não implicam cores mais vivas ou tons mais azuis, ou seja, não é simplesmente uma questão de acabamento ou apresentação de um trabalho, mas pode levar a problemas mecânicos e de resistência do material.
A área afetada por estas grandes variações pode produzir alterações a nível metalúrgico e mesmo químico, algumas das mais importantes são:
> Oxidação: que produz cor e alterações de aparência nos metais.
> Nitruração: pode aumentar a dureza do metal, diminuindo assim o nível de soldabilidade dos seus materiais.
> Corrosão: faz cair o teor de crómio, gerando carbonetos nos bordos; no caso do aço, isto pode resultar em que já não seja inoxidável.
> Fragilização: o calor e o gás infiltram-se no metal, criando o que é conhecido como pressão intergranular, que por sua vez causa o enfraquecimento dos seus metais, e pode mesmo levar a fissuras.
> Problemas metalúrgicos: pode causar 2 problemas essenciais:
1. O aumento da dureza dos metais, daí a sua fragilidade.
2. Sobreaquecimento que pode levar ao enfraquecimento dos materiais.
Como reduzir e mitigar os efeitos da ZTA
Uma vez que a Zona Termicamente Afetada pode alterar muitas das características dos metais utilizados, bem como a qualidade das juntas soldadas, é sempre necessário assegurar que o procedimento de soldadura seja executado corretamente: com a entrada, parâmetros, posição e ângulo corretos, a fim de reduzir ao máximo esta zona que pode tornar-se um ponto crítico da nossa peça.
Os processos de corte ou soldadura com elevada entrada térmica, causarão sempre ZTA. Contudo, em alguns casos a descoloração térmica pode ser evitada, mas nos casos em que é visualmente evidente devido à descoloração térmica, é melhor efetuar uma limpeza subsequente e remover a camada superficial que sofreu oxidação em contacto com o oxigénio, uma vez que isto poderia levar à corrosão.
Para uma limpeza eficaz, podem ser utilizados métodos químicos ou lixagem simples com um moedor e abrasivos flexíveis, que deixarão a área livre de contaminação e ferrugem.
Esperamos que esta publicação que explica o que é ZTA ou zona termicamente afetada o tenha ajudado. Saiba mais sobre a VSM, especialistas no fabrico de abrasivos e descubra a nossa vasta gama de discos de lixar ou cintas de lixar.
