Por que purgar?

O cumprimento das normas e das especificações da solda de tubulações ao soldar metais reativos ao gás como, por exemplo, aço inoxidável, titânio, níquel, zircônio, molibdênio, magnésio, tântalo e suas ligas e a maioria dos metais não ferrosos, podem ser uma fonte de confusão e estresse. A solda correta desses materiais é uma combinação de técnicas de solda adequadas, equipamentos e a criação de um ambiente de solda perfeito. Embora as máquinas de solda e as habilidades adequadas não serão discutidas, as técnicas de purga e os equipamentos adequados envolvidos serão.

Ao soldar aços de cromo-níquel autênticos, ocorre a oxidação na costura da solda e na área ao redor da solda se o oxigênio alcançar essa área desimpedido. Essa situação é ainda mais grave ao soldar titânio, zircônio, molibdênio e outros metais reativos ao gás. As superfícies com oxidação resultantes não serão mais resistentes à corrosão e um tratamento adicional será necessário. Remover a oxidação através de meios mecânicos como, por exemplo, o esmerilhamento, removerá não somente a oxidação, mas removerá sem querer a proteção passiva encontrada no metal contra a corrosão. Outros procedimentos mecânicos como, por exemplo, a escovação, jateamento ou decapagem removem a oxidação e, consequentemente, a resistência à corrosão será restaurada. Mas em alguns casos como, por exemplo, em tubos, é difícil ou mesmo impossível fazer isso. Outra possibilidade é usar gás de purga ou gás de apoio para eliminar essa ocorrência e suas consequências durante o processo de solda. O controle dessa oxidação é feito com o uso do gás de purga, geralmente um gás inerte mais pesado do que o ar como, por exemplo, o argônio, em conjunto com acessórios técnicos como, por exemplo, unidades de purga, fita de apoio de alumínio e indicador de oxigênio. Esses dispositivos são projetados para impedir que oxigênio contamine a área da solda no tubo, bem como uma medição precisa do valor do oxigênio interno, de modo que se possa monitorar o tempo de solda adequado.

É de suma importância que o gás de purga seja distribuído através de um metal perfurado ou um difusor de gás metálico sinterizado . Isso permite que o gás de purga seja distribuído com baixa velocidade dentro da câmera de purga, eliminando a mistura de argônio e oxigênio através do excesso de turbulência – um fator-chave para a alta qualidade da purga. Ao mesmo tempo, a câmara de purga deverá ser vedada contra a penetração adicional de oxigênio. Para acelerar o tempo de purga, reduzir a perda de argônio e aumentar a qualidade da purga, é recomendado que as uniões do tubo sejam vedadas com uma fita livre de halogênio. A cola nas fitas comuns pode contaminar o material do tubo devido ao conteúdo de halogênio. Os componentes usados devem ser fabricados com material ou materiais livres de halogênio e resistentes ao calor. A ventilação da pressão em excesso também deverá ser incluída para auxiliar na ventilação do oxigênio e do excesso de gás de purga do ambiente purgado. Ao purgar, geralmente há oxigênio restante que é uma soma baseada nos seguintes critérios:

• Conteúdo de oxigênio restante no gás de purga e de solda fornecido.

• Penetração e difusão do oxigênio através do seguinte:

• Linhas de alimentação internas do gás

• Mangueiras de gás, diferentes materiais da mangueira de gás, conexões, vedações incluindo as conexões dentro da máquina de solda

• TIG e conjuntos da mangueira do gás de plasma

• Reguladores

• Unidades de purga

• Espaçamentos de solda

O volume de purga ou a câmara a ser purgada deverão ser mantidos os menores possíveis. Isso não somente resultará em uma solda de qualidade melhor como também na redução da quantidade do gás de purga e do tempo de purga geralmente exigidos de somente dois a três minutos.

Uma vez que o conteúdo de oxigênio geralmente é o resumo de muitas adições menores, é aconselhável controlar esse critério com um indicador de oxigênio, de preferência um cuja leitura seja em PPM (partes por milhão). Somente então será possível encontrar a origem de cada valor extra de oxigênio. As medições do oxigênio restante de mais de 0,1%, além de contribuir com uma oxidação significativa do cromo, também inibe o fluxo homogêneo da costura da solda resultando em solda de qualidade ruim. Essa é a razão pela qual os procedimentos de solda com materiais como, por exemplo, aços de cromo-níquel não devem ser iniciados até que o conteúdo de oxigênio esteja abaixo de 70 PPM. Manter a purga em um tubo pré-aquecido até que a queda da temperatura alcance pelo menos 180°C (356°F).Ao fazer múltiplas soldas passe de raiz, o fluxo do gás de purga deverá permanecer até que a costura da solda tenha 3/8”-1/2” (10-12mm) de espessura, dependendo do procedimento de solda específico e da elasticidade do material. Ao soldar aços de cromo com conteúdo de cromo maiores do que 1,25%, que normalmente são soldados apenas após o pré-aquecimento da área de solda, a formação de óxidos de cromo deverá ser evitada. Isso pode ser prontamente alcançado com o conteúdo do oxigênio restante de menos de 1.000 ppm. Deve-se observar que temperaturas de pré-aquecimento altas como as de até 300°C (572°F) encorajam a formação de óxidos de cromo e nessas circunstâncias, uma redução do oxigênio restante abaixo de 100 ppm é recomendado. Ao soltar metais reativos como, por exemplo, titânio etc. é necessário manter o conteúdo do oxigênio restante abaixo de 50 ppm e até mesmo mais baixo, uma vez que qualquer faixa de ppm pode provocar a oxidação com consequências como, por exemplo, a porosidade e a corrosão no cordão de solda.

Ao usar gás de purga que esteja sendo transportado através de mangueiras de gás, também é importante observar que o oxigênio e a umidade podem penetrar e entrar nas linhas de abastecimento de gás. Isso é essencialmente verdadeiro quando a linha do gás de purga não tiver sido usada por um algum tempo. Nesse caso, assegure-se de que um volume adequado de gás tenha passado pela linha para purgar esses valores residuais.