Soldagem de Aços Q&T de Alta Resistência (S690–S960): O Tempo de Resfriamento Controla Tudo

O que torna esses aços diferentes

O S690QL, o S890QL e o S960QL (EN 10025-6) alcançam limites de escoamento de 690–960 MPa a partir de uma microestrutura temperada e revenida, e não da riqueza de liga — seus carbonos equivalentes são surpreendentemente moderados. O problema de soldabilidade é, portanto, térmico, e não químico: o ciclo de resfriamento errado ou endurece a zona termicamente afetada (ZTA) até um estado sensível a trincas, ou a revene até uma zona macia que se torna o elo mais fraco.

O conceito t8/5

O resfriamento da solda nesses aços é especificado pelo t8/5: o tempo que a área da solda leva para esfriar de 800 °C para 500 °C. Esse intervalo abrange a faixa de transformação de fases que decide a dureza e a tenacidade da ZTA.

• Muito curto (aporte térmico muito baixo, sem pré-aquecimento em chapa espessa): ZTA dura e frágil, risco de trincas por hidrogênio.
• Muito longo (alto aporte térmico, pré-aquecimento/temperatura entre passes excessivos): crescimento de grão e sobrerrevenimento — amolecimento da ZTA e perda de tenacidade.

Os fabricantes de aço tipicamente recomendam uma janela de t8/5 na ordem de 5–20 segundos (mais estreita para o S960), obtida pela coordenação conjunta de três variáveis: temperatura de pré-aquecimento, aporte térmico e espessura da chapa. Os procedimentos são qualificados em relação a essa janela, e não apenas em relação ao aporte térmico.

Aporte térmico e temperaturas

Prática indicativa (prevalecem as folhas de dados da usina):

• Aporte térmico comumente limitado a aproximadamente 0.5–1.5 kJ/mm, diminuindo à medida que o nível da classe aumenta.
• O pré-aquecimento é modesto — frequentemente de nenhum a ~125 °C, dependendo da espessura e da espessura combinada da junta — porque o pré-aquecimento excessivo alonga o t8/5 e amolece a ZTA.
• A temperatura entre passes é limitada, frequentemente a 150–250 °C, dependendo da classe; uma junta que continua subindo de temperatura, passe após passe, sai da janela.

Metal de adição: compatível ou subcompatível?

Ambas as filosofias são legítimas:

• Metais de adição compatíveis (por exemplo, arames das classes 690 ou 890) são usados onde a junta deve desenvolver a plena resistência do material de base, com controle rigoroso de hidrogênio (consumíveis da classe H5, armazenamento limpo e seco).
• Metais de adição subcompatíveis (macios) são amplamente usados para filetes e juntas que não exigem plena resistência: o depósito dúctil relaxa as tensões de restrição e é muito mais tolerante ao risco de ajuste e de trincamento, com uma redução de resistência aceita que o projetista deve aprovar.

Seja qual for o escolhido, o baixo hidrogênio é inegociável — essas classes trincam com níveis de hidrogênio que o S355 suportaria sem problema.

Disciplina de oficina

• Siga uma WPS qualificada com os parâmetros reais relevantes ao t8/5 registrados; não deixe os soldadores "acelerarem" aumentando a corrente — a velocidade de avanço entra diretamente no aporte térmico.
• Pré-aqueça uniformemente e meça; monitore a temperatura entre passes entre os passes, e não apenas no início.
• Nenhum tratamento térmico pós-soldagem, a menos que o fabricante o aprove: um ciclo convencional de alívio de tensões revenirá todo o componente abaixo de sua resistência entregue.
• As bordas provenientes de corte térmico devem ser acabadas, e os pontos de solda (ponteados) devem ser feitos com o mesmo pré-aquecimento e os mesmos consumíveis da própria junta — ponteados subdimensionados e sem pré-aquecimento são uma origem clássica de trincas.