O ESTUDO DA DESTACABIUDADE DA ESCÓRIA

8.1 - Inspeção Visual.

Uma análise qualitativa realizada durante as soldagens, com a fonte AD 360 WR, e reforçada com a análise de fotografias dos corpos de prova "ESTABI" (figuras 66, 67, 68 e 69), indicou que o aumento no teor de magnésio diminui o grau de recobrimento da escória sobre o cordão. A escória acumula-se nas laterais do cordão de solda devido à redução da sua viscosidade. Este fato é mais marcante em CC+. Para o mesmo tipo de corrente, o recobrimento melhora com o aumento do fator de revestimento. As figuras 66 a 69 ilustram estas afirmativas.

Por inspeção visual observou-se também uma salpicagem muito intensa (figuras 66 a 69). É possível que esta salpicagem excessiva esteja relacionada com o tamanho das partículas de magnésio metálico do revestimento. Experimentos realizados durante a fase de fabricação dos eletrodos experimentais indicaram um aumento da salpicagem com o aumento do tamanho destas partículas. Verificou-se também uma tendência do aumento da salpicagem com o aumento do teor de magnésio. Este efeito é mais marcante em CA e nos eletrodos com menor fator de revestimento (figuras 66 a 69). O tamanho médio das partículas de magnésio não pode ser reduzido para não aumentar muito a energia superficial por unidade de volume, o que facilitaria a reação do Mg metálico com o meio alcalino do silicato.

8.2 - A Destacabilidade da Escória

Os ensaios "DESTAC" foram realizados de acordo com o procedimento descrito no item 5.2. A tabela 42 apresenta os valores médios do índice de destacabilidade, E, e do coeficiente de dilatação térmica linear, aT, para os eletrodos experimentais e para alguns eletrodos comerciais russos [65,75],

A figura 70 apresenta a variação do índice de destacabilidade da escória com o teor de magnésio do revestimento. O teste estatístico indicou que as variações nos valores do índice E para os eletrodos com maior fator de revestimento não são significativas (a = 6.36 %). Já para os eletrodos com FR = 1.60, as variações são significativas (a = 0.1 %). Neste caso, destaca-se o elevado valor de E para o eletrodo D (8.0 % Mg). Os demais eletrodos (A, B e C) apresentaram o mesmo nível de energia no ensaio de destacabilidade. A figura 71 apresenta a evolução do coeficiente de dilatação térmica linear da escória com o teor de magnésio do revestimento. Vale salientar, entretanto, que apesar de serem eletrodos experimentais, os índices de destacabilidade, assim como os coeficientes de dilatação térmica linear, estão dentro dos limites encontrados para eletrodos comerciais russos [65,75], A tabela 42 confronta estes valores.

podem ser vistas nas figuras 66 a 69 para os corpos de prova "ESTABI". Estas trincas, originadas durante o resfriamento da escória solidificada, aliviam as forças de adesão escória-metal e em muitos casos resultam na sua aütodcstacabilidade no início do cordão de solda. Ocorreram também trincas longitudinais que, embora não tenham causado autodestacabilidade, podem ter contribuído para facilitar a remoção da escória. A origem destas trincas pode estar relacionada tanto com as tensões resultantes da contração térmica diferencial entre o metal e a escória, como com aquelas resultantes de variações volumétricas causadas por transformações alotrópicas de fase durante o resfriamento da escória (ver figura 13 para o eletrodo D). Olson e colaboradores [78] discutiram o efeito da contração térmica diferencial no sistema metal escória. Com base nesta teoria, durante o resfriamento, em temperaturas abaixo da temperatura de amolecimento, a escória passa a ser tensionada sob compressão por ação da contração térmica diferencial. O estado final das tensões dependerão também das transformações de fase em ambos os componentes do sistema. De qualquer forma, uma vez que os materiais cerâmicos não fraturam em compressão, as fraturas são causadas pelo estado de tensões cisalhantes resultantes na vizinhança da interface metal-escória.

TABELA 42 - Dados da destacabilidade da escória Tipo de Eletrodo a T x 106 (mm/mmK) D x 102 (kgm/cm2) A 20.86 9.7 B 20.61 8.6 C 19.00 8.2 D 19.25 15.8 E 22.51 5.3 F 21.65 6.0 G 21.03 7.0 H 20.26 6.6 TMU 21 20.76 8.6 OZN 350 24.97 5.0 UONI 13/55 11.08 15.4

É muito comum relacionar a destacabilidade da escória com o seu coeficiente de dilatação térmica linear, 0^. Acredita-se que quanto maior a diferença entre este e o correspondente para o metal de solda, mais fácil é a sua remoção [75], Embora tenha sido verificada uma redução de em função do aumento do teor de magnésio (figura 71), não houve uma correspondente variação no valor de D (figura 70). Isto sugere que outros fatores tais como: salpicagem sobre a escória, distribuição da mesma sobre o cordão (recobrimento), mordeduras etc., são muitas vezes mais importantes. Logo, para os eletrodos experimentais, atribuem-se as diferenças detectadas nos índices de destacabilidade aos diferentes graus de salpicagem e de recobrimento da escória. Os eletrodos de menor fator de revestimento, com maior salpicagem e pior recobrimento (figuras 68 e 69), apresentaram maior dificuldade para a destacabilidade. O eletrodo D, com FR = 1.60 e 8.0 % Mg, apresentou o pior índice de destacabilidade. Este eletrodo destaca-se como o de pior recobrimento e maior salpicagem (figura 68).

Estudos anteriores indicaram que o magnésio pode afetar a destacabilidade da escória devido ao aumento do teor de espinélio do tipo Mg0.Al20 3 próximo à camada intermediária entre a escória e a solda [68], Outros concluiram que o aumento do teor de MgO na escória diminui o seu coeficiente de dilatação térmica linear, prejudicando a sua destacabilidade [75]. No entanto, estas ocorrências não foram significativas para os teores de magnésio empregados neste trabalho.

Pode-se considerar que o magnésio metálico, em teores até 6.0 %, não prejudica a destacabilidade da escória para o sistema analisado. Apesar dos problemas operacionais, tais como a salpicagem excessiva e dificuldade de recobrimento do cordão de solda, a destacabilidade para estes eletrodos pode ser considerada satisfatória. Dois fatores podem estar contribuindo para a boa destacabilidade neste sistema. Primeiro, as escórias apresentaram maior que o do aço ferrítico (11 x 106 mm/mmK). Segundo, sabe-se que a presença de MgO na escória reduz a energia interfacial escória- metal. Este efeito é explicado por Oison e colaboradores [78], De acordo com estes pesquisadores, a tendência para a aderência da escória no metal aumenta com o aumento na diferença entre o trabalho de adesão, Wml, e o trabalho de coesão, Wf. Esta diferença mede a energia interfacial para a interface escória- metal.

Figura 66 - Evolução do grau de recobrimento da escória em CC+. De cima para baixo: A, B, C e D (FR = 1.60).

Figura 67 - Evolução do grau de recobrimento da escória em CC+. De cima para baixo: E, F, G e H (FR = 1.72).

Figura 68 - Evolução do grau de recobrimento da escória em CA. De cima para baixo: A, B, C e D (FR = 1.60).

Figura 69 - Evolução do grau de recobrimento da escória em CA. De cima para baixo: E, F, G e H (FR = 1.72).

Teor de Magnésio (%)

Figura 70 - Efeito do teor de magnésio do revestimento sobre a destacabilidade da escória.

Teor de M agnésio (%)

Figura 71 - Efeito do teor de magnésio do revestimento sobre o coeficiente de dilatação térmica linear da escória.