Soldagem do Aço Inoxidável 304 e 316: Metal de Adição, Aporte Térmico e Passivação

Seleção do metal de adição

A regra padrão é soldar com uma classe acima:

• O 304/304L é soldado com metal de adição 308L.
• O 316/316L é soldado com metal de adição 316L, que contém o molibdênio necessário para preservar a resistência à corrosão por pites.
• Juntas dissimilares (304 com aço carbono) usam um metal de adição superligado, como o 309L.

O "L" importa: o carbono do metal de adição é mantido em ou abaixo de 0.03%, de modo que o próprio depósito resiste à sensitização. Quando um material de base é 304 ou 316 comum (não L), o uso de metal de adição classe L e o controle do aporte térmico são a principal defesa para o metal de solda.

Aporte térmico e sensitização

Entre aproximadamente 450 °C e 850 °C, o cromo se combina com o carbono para formar carbonetos nos contornos de grão — sensitização — deixando zonas empobrecidas em cromo que corroem preferencialmente (corrosão da solda, ataque em linha de faca). A prática com inoxidáveis, portanto, funciona de maneira oposta à do aço carbono:

• Mantenha o aporte térmico baixo a moderado (comumente na região de 0.5–1.5 kJ/mm, dependendo do processo).
• Limite a temperatura entre passes, tipicamente a cerca de 150 °C.
• Use cordões retos em vez de tecimentos largos, e deixe a junta esfriar entre os passes.

O inoxidável austenítico também conduz mal o calor e se expande aproximadamente uma vez e meia mais que o aço carbono, de modo que o controle da distorção (sequências balanceadas, soldagem em retrocesso, fixação adequada) faz parte do procedimento, e não é uma preocupação posterior.

Pontos de técnica

• Proteção gasosa: o lado da raiz de soldas em tubos e chapas precisa de um gás de proteção inerte no verso (purga com argônio) até que a raiz esteja selada por vários milímetros de metal; uma raiz oxidada e com aspecto açucarado tem baixa resistência à corrosão e mau desempenho em fadiga.
• Limpeza: escovas e abrasivos dedicados exclusivamente ao inoxidável; a contaminação por ferro proveniente de ferramentas compartilhadas de aço carbono se incrusta e enferruja. Desengraxe antes de soldar.
• Nunca use a peça de inoxidável como bancada para esmerilhar aço carbono nas proximidades — a contaminação por pó de esmerilhamento é uma causa comum de pontos de ferrugem misteriosos.

Após a soldagem: limpeza e passivação

A soldagem deixa coloração térmica — um filme de óxido empobrecido em cromo cujas cores, do palha ao azul, sinalizam uma reduzida resistência à corrosão por baixo dele. Para serviço corrosivo, a coloração e a camada empobrecida precisam sair:

1. Limpeza mecânica (escovamento com escova de inoxidável, abrasivos finos) para serviço leve.
2. Decapagem com pasta ou banho de ácido nítrico/fluorídrico para a restauração completa da superfície.
3. Passivação em ácido nítrico ou cítrico (conforme a prática da ASTM A967) reconstrói o filme de óxido de cromo sobre uma superfície já limpa. A passivação não é um produto de limpeza — ela não remove coloração pesada nem carepa.

Uma junta de 316 corretamente soldada, limpa e passivada deve ser indistinguível do metal de base em desempenho de corrosão; pular as etapas pós-soldagem é a razão usual pela qual ela não é.

Defeitos comuns e suas causas

• Porosidade: quase sempre contaminação — umidade, graxa, tinta ou zinco nas faces da junta, ou um problema de proteção gasosa (perda de cobertura de gás, correntes de ar). O inoxidável mostra a porosidade por contaminação mais cedo que o aço carbono, porque a poça é menos tolerante a superfícies sujas.
• Raiz açucarada: purga insuficiente no verso; a raiz oxida, formando uma superfície rugosa, enegrecida e propensa à corrosão, que não pode ser reparada pelo lado externo.
• Trincamento: raro no próprio 304/316 (a estrutura austenítica, com um pequeno teor de ferrita no depósito, resiste ao trincamento de solidificação), mas um risco real quando o metal de adição errado é usado em juntas dissimilares ou quando contaminação por carbono entra na poça — mais uma razão para ferramentas dedicadas e arame limpo.