Aplicações de revestimentos com arames tubulares

Diversos trabalhos têm sido publicados nos últimos anos tratando da aplicação de arames tubulares na indústria em geral. De forma especial alguns autores abordam a utilização desse processo na soldagem de revestimentos protetores, como Martins Filho

66

(1995), Hernandez (1997), Ignoto e Baldomir (2003), Santos et al (2005), Kannan e Murugan (2006), Sapate e Ramarao (2006), Aloraier, Ibrahim e Thomson (2006), dentre outros.

Martins Filho (1995) utilizou um arame tubular com proteção gasosa, composto por 0,77% C; 8,2% Cr; 2% Mn; 0,50% Si e 0,32% V, desenvolvido para aplicações de desgaste abrasivo, o qual foi aplicado em camada única em aço 1015. Concluiu que os melhores resultados de resistência ao desgaste abrasivo de baixa tensão foram obtidos pelos ensaios com menor aporte térmico, isentos de trincas e com microestrutura com alto teor de austenita.

Em um estudo de Hernandez (1997) foram utilizados dois tipos de arames tubulares para solicitações de resistência ao desgaste abrasivo de baixa tensão, aplicados em aço 1015, em monocamadas. Das microestruturas obtidas, a de maior resistência à abrasão foi o carboneto primário numa matriz eutética de carbonetos mais austenita. Além disso, a liga com maior teor de Cr e C proporcionou os melhores resultados de resistência ao desgaste. Isso teria ocorrido pelo aumento da fração volumétrica dos carbonetos e pela diminuição da largura das dendritas de austenita, as quais ficaram menos expostas à ação das partículas abrasivas.

Devido ao aumento da demanda de álcool nos últimos anos, as usinas vêm investindo cada vez mais em processos de revestimento anti-desgaste de melhor desempenho e maiores taxas de deposição. Além dessas características, o processo com arames tubulares tem proporcionado maior uniformidade do revestimento e redução da mão-de-obra, principalmente em processos automatizados de aplicação em camisas de moendas. A Tab. 2 ilustra comparativamente os dados de revestimento em camisa de moenda com o processo eletrodo revestido e arames tubulares, onde se observa a supremacia do segundo processo quanto aos itens avaliados (Santos et al, 2005).

Tabela 2.2 – Dados comparativos de revestimento em camisa de moenda com eletrodo revestido de 3,2 mm e arame tubular de 1,6 mm (Santos et al, 2005).

Processo de soldagem

Parâmetros de desempenho

Tdep (kg/h) Rd (%) Pcons (kg) trev (h)

Eletrodo revestido 0,7 70 190 270

Arame tubular 3,5 95 140 40

Onde: Td= taxa de deposição; Rd= rendimento de deposição; Pcons= peso do consumível utilizado (arame ou eletrodo); trev= tempo para aplicação do revestimento.

Santos et al (2005) afirmam, ainda, que em aplicação de revestimento similar, com eletrodo de 5,0 mm e arame tubular de 2,8 mm, a superioridade do segundo foi ainda maior,

67 ou seja, o arame tubular gastou apenas 15% do tempo para efetuar a mesma aplicação e a resistência ao desgaste do revestimento foi 160 % superior. A explicação para essa vantagem na resistência estaria relacionada ao maior tamanho das gotas depositadas aliada à melhor ligação no ferro fundido.

Ignoto e Baldomir (2003) avaliaram procedimentos para a soldagem de revestimento duro com o processo Arame Tubular a arco pulsado e verificaram que a transferência metálica era muito irregular e que se gerava grande quantidade de gotas por pulso de diferentes tamanhos, geralmente maiores que o diâmetro do arame. O acabamento superficial era bastante satisfatório, produziam-se poucos respingos e a penetração, diluição, dureza e microestrutura dos depósitos cumpriam as especificações do fabricante e atendiam às especificações do código ASME e AWS. Entretanto não fazem referência às especificações.

Sapate e Ramarao (2006) avaliaram o comportamento de desgaste erosivo de revestimento duro de ferro fundido ao alto cromo soldados com arames tubulares, com ênfase no efeito da partícula erodente sob aspectos microestrutrais da liga. Já Kannan e Murugan (2006) enfatizaram o efeito dos parâmetros de soldagem do processo Arame Tubular na qualidade do revestimento “cladding” de aços inoxidáveis duplex. Os dados obtidos pelos autores quanto aos parâmetros geométricos do revestimento e diluição podem ser extrapolados para a soldagem de revestimento duro pela similaridade do efeito da diluição nas propriedades dos dois tipos de revestimentos.

Aloraier, Ibrahim e Thomson (2006) estudaram o comportamento do processo arame tubular em soldagem de revestimento, buscando evitar o uso de tratamento térmico pós- soldagem, minimizando assim, a degradação das propriedades mecânicas que ocorrem principalmente após a utilização de múltiplos tratamentos. Para isso efetuaram cordões de solda com sobreposição variando de 0 a 100% e avaliaram a dureza e a microestrutura da ZAC (Zona afetada pelo Calor). Concluíram que a sobreposição dos cordões variando de 50 a 70 % produzia maior refinamento dos grãos na ZAC, mas menor dureza nessa região (22% menos) que com menor sobreposição.

Corrêa et al (2007) compararam o desempenho de ligas soldadas com arame tubular autoprotegido, de Liga Fe-24,5Cr-4,85C (Liga A) com ligas Fe-10Cr-4,5C-2,5Ni-10,5Nb-3V (Liga B) e verificaram que a segunda liga apresentou uma microestrutura que proporcionou uma melhor combinação entre tenacidade e resistência ao desgaste abrasivo, em comparação com a primeira. Isso foi atribuído à presença de pequenos carbonetos NbC finamente distribuídos numa matriz composta de austenita retida e carbonetos M3C, além da ausência de carbonetos M7C3 grosseiros. A liga B apresentou menos desgaste no ensaio de

68

baixa tensão, mas não se observou diferença no desempenho das duas ligas no ensaio de alta tensão.

Os autores (Corrêa et al, 2007) recomendam essa liga para aplicações em componentes sujeitos ao desgaste abrasivo, ao impacto leve e/ou vibrações. Entretanto, acredita-se que essa recomendação se baseia apenas em aspectos microestruturais do revestimento, já que os seus ensaios foram realizados em abrasômetro Roda de Borracha e Pino sobre Disco, os quais não simulam condições de impacto, mas apenas o desgaste abrasivo de baixa tensão e de alta tensão, respectivamente.

Em outro trabalho de Corrêa et al (2006) avaliou-se o desempenho da liga Fe- 15,3Cr-5,5C-7,8W-7,6Nb-4,2Ti-0,2V (Liga C) a partir da soldagem com arame tubular autoprotegido, quanto à resistência ao desgaste abrasivo de baixa e alta tensão. Verificou- se que a utilização de elementos de liga formadores de carbonetos complexos FeWTiC como reforço numa matriz eutética resultou numa microestrutura com excelente resistência ao desgaste abrasivo, principalmente a alta tensão, muito superior à liga “A” e “B” avaliadas anteriormente por Corrêa et al (2007). Quanto à resistência ao desgaste abrasivo de baixa tensão, este foi menor para a “B”, seguida da liga “C” e da liga “A”, com maior desgaste.

CAPÍTULO III