Artigo soldagem

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TRINCAS NA ZONA DE SOLDA 
Júlia Paiva Damasceno, juliapaiva123@hotmail.com 
Universidade Federal de São João Del Rei, Praça Frei Orlando, 170, Centro, São João del-Rei, Minas 
Gerais, CEP: 36307-352. 
 
Resumo: Este artigo tem como objetivo apresentar alguns tipos mais comuns de trincas em solda suas 
causas e os tipos de prevenções, explicando de forma direta e didática para levar o conhecimento de 
maneira simples para todos os interessados. 
Palavras-chave: Juntas Soldadas. Trincas em soldas. Prevenção e causa de trincas. Fraturas em Solda. 
 
1. INTRODUÇÃO 
Do ponto de vista industrial, a soldagem é o processo mais importante de ligação de materiais, 
amplamente utilizado na fabricação e reciclagem de peças, equipamentos e estruturas. Durante este 
processo, as juntas de solda serão expostas a níveis de temperatura extremamente elevados, e uma série de 
fenômenos diferentes irão ocorrer neste momento, que levarão a resultados agradáveis e até indesejáveis. 
Um dos principais pontos a serem analisados no projeto de estruturas de soldagem é o entendimento dos 
requisitos do projeto. Para obter alta confiabilidade, vários fatores devem ser considerados, tais como: 
condições de uso, ambiente de trabalho e correta seleção de materiais. Se o resultado não atender a todos 
os requisitos, podem ocorrer mal funcionamentos e quebras, que podem causar dados permanentes ou até 
mesmo acidentes de trabalho. Neste artigo, apresentaremos os tipos mais comuns de fraturas, causas e 
métodos de prevenção em juntas soldadas. 
2. OBJETIVOS 
Este artigo possui como objetivo apresentar de forma simples alguns dos mais recorrentes casos de 
fraturas em juntas soldadas na indústria, suas causas e alguns métodos de prevenção. Voltado para os alunos 
do curso de Engenharia Mecânica da UFSJ e tendo como foco a breve apresentação destes casos para 
possíveis futuros estudos mais aprofundados. 
3. TRINCAS NA ZONA DE SOLDA 
As trincas, ou fissuras, são consideradas um dos tipos mais graves de descontinuidades nas juntas 
soldadas. Cary e Helzer (2005) descreveram que após alguns anos de soldagem, devido a tensões residuais 
ou durante o processo de fabricação do grupo de soldagem, certos fatores podem aparecer trincas, alguns 
dos quais são os fatores decisivos para a ocorrência, tais como: 
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• Seção transversal para deposição da solda insuficiente para suportar as cargas aplicadas; 
• Ductilidade insuficiente do metal de solda para suportar as tensões envolvidas; 
• Fatores químicos, como a presença de enxofre e fósforo; 
• Largura e profundidade do perfil de soldagem desfavorável; 
• Fissuras sob cordão de solda pela presença de hidrogênio devido endurecimento do metal base. 
 A seguir serão apresentados alguns tipos de trincas decorrentes no processo de soldagem. 
 
Figura 1. Exemplos de trincas a frio. Fonte: Okumura, Toshi. Engenharia de Soldagem e 
Aplicações. 
 
Figura 2. Tipos de trincas a quente. Fonte: Okumura, Toshi. Engenharia de Soldagem e Aplicações. 
3.1. Trincas a frio na zona termicamente afetada 
Também conhecidos como trincas retardadas, ocorrem geralmente em um período entre alguns minutos 
até 48 horas após a soldagem do material. Abaixo podemos ver uma figura com um corpo de prova com 
uma trinca a frio típica na zona termicamente afetada. Essa trinca pode propagar-se através dos contornos 
de grãos ou dos próprios grãos. 
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Figura 3. Trinca a frio no corpo de prova utilizado no ensaio de suscetibilidade a trincas, com 
entalhe oblíquo em Y. 
 As trincas a frio podem ser causadas pela ação conjunta de três fatores, sendo eles: 
• Estrutura da zona termicamente afetada; 
• Difusão de hidrogênio na zona de solda; 
• Tensão. 
 
3.1.1. Estrutura da zona termicamente afetada 
Nessa zona, sua estrutura é definida pela composição química do metal-base e pela velocidade de 
resfriamento da região de solda. 
As trincas a frio na zona termicamente afetadas das estruturas de aço soldadas, ocorrem em sua 
grande maioria na região de estrutura martensítica. Assim, ao escolher um aço, deve-se dar prioridade aos 
aços que contém baixos teores de elementos que tendem a promover seu endurecimento, em sua 
composição química. 
A influência dos elementos de liga na suscetibilidade a tricas a frio da zona termicamente afetada 
é geralmente estimada por meio de índices de carbono equivalente. 
3.1.2. Difusão de hidrogênio na zona de solda 
Aqui, as tricas de solda são muito afetadas pelo hidrogênio proveniente do metal de solda, que se 
difunde na zona termicamente afetada. Esse metal fundido absorve grande quantidade de hidrogênio ao ser 
depositado, mas enquanto ocorre o resfriamento, ele se difunde ou é parcialmente eliminado, isso ocorre 
devido a sua baixa solubilidade no aço a temperaturas igualmente baixas. O hidrogênio difundido gera e 
promove as trincas na zona termicamente afetada. 
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Figura 4. Solubilidade do hidrogênio no ferro, a pressão atmosférica. 
 O hidrogênio que é absorvido pelo metal depositado, origina da umidade e de substâncias 
orgânicas que contém no fluxo, também da umidade atmosféricas e outros. Algumas fontes supridoras de 
hidrogênio são: o óleo, a ferrugem, as substâncias orgânicas, a sujeita, a água etc. 
 Se tratando de soldagem por arco submerso, em fluxos com alta basicidade há grande quantidade 
de cristais úmidos, tendendo a aumentar a quantidade de hidrogênio que é difundido no metal depositado. 
 Para a prevenção dessas trincas, é de suma importância parar o suprimento das fontes de 
hidrogênio ao metal depositado e extinguir o hidrogênio que já foi absorvido. Para que isso ocorra, é de 
costume diminuir a velocidade de resfriamento da região da solda, por meio do pré-aquecimento, ou 
eliminar o hidrogênio através do tratamento pós-aquecimento. O pré-aquecimento é realizado entre 50 e 
200oC e o pós-aquecimento entre 200 e 300oC, geralmente. 
 
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Figura 5. Influência da umidade ambiental na difusão do hidrogênio através do metal depositado 
(aço HY 80 soldado com eletrodo revestido). 
 
Figura 6. Características de absorção de umidade nos eletrodos revestidos para o aço HY 80. 
 Se utilizado um fluxo com alta quantidade de carbonatos, ocorrerá a formação de dióxido de 
carbono gasoso, através da decomposição do fluxo pelo calor da solda, o CO2 diminuirá a pressão parcial 
do hidrogênio no arco, diminuindo assim, o teor de hidrogênio difundido no metal depositado. 
3.1.3. Tensões 
Os tipos de tensão que afetam diretamente a ocorrência das trincas de solda são as tensões reativas 
e tensões térmicas. As tensões reativas estão diretamente relacionadas ao projeto da junta e ao procedimento 
de soldagem. 
A ocorrência de trincas na união soldada, se deve ao aumento da espessura da chapa ou da abertura 
da raiz, elevando o grau de restrição da junta. Para evitar essas trincas em soldas de canto em aços com 
elevada suscetibilidade a trincas, um dos métodos utilizados consiste em utilizar eletrodos revestidos que 
depositem um material com baixa resistência e alta ductilidade. 
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Tabela 1. Causas de Trincas de Solda Ocorridas em Construção de Pontes de Aço. 
 
3.2. Métodos para evitar a ocorrência de trincas na soldagem 
Vemos que as causas da ocorrência de trincas são a presença de estrutura martensítica na zona 
termicamente afetada, o teor do hidrogênio difundido que vem do metal depositado e as tensões residuais 
de tração que atuam na zona de solda. Sendo assim, para se prevenir as trincas a frio na zona termicamente 
afetada, deve-se diminuir o máximo possível a influência dos fatores acima citados. 
 A seguir será listado os métodos mais utilizados para a prevenção de trincas a frio: 
• Utilizar aços com baixos valores de Ceq ou Pcm, para evitar a formação de estrutura martensítica 
na zona termicamente afetada; 
• Utilizar eletrodos revestidos com baixo teor de hidrogênio;• Fluxos para soldagem por arco submerso com alta basicidade frequentemente contém grande 
quantidade de cristais úmidos, nesse caso, é desejável a utilização de fluxo com alto teor de 
carbonatos ou o uso de fluxos aglomerados; 
• Os eletrodos devem ser secados antes do consumo e armazenados adequadamente depois da 
secagem, a fim de evitar a absorção de umidade; 
• Antes da soldagem, a água, a ferrugem, a sujeira, os óleos e graxas, bem como as substâncias 
orgânicas e outras possíveis fontes de hidrogênio nas vizinhanças da junta devem ser 
removidas; 
• A utilização de CO2 para proteção da poça de fusão na soldagem por arco elétrico é bastante 
efetiva para diminuir o teor de hidrogênio difundido; 
• O aumento do insumo de calor, a utilização de pré-aquecimento ou o controle da temperatura 
entre passes também são efetivos para baixar o conteúdo de hidrogênio, uma vez que tais 
procedimentos diminuem a velocidade de resfriamento da zona soldada, permitindo, assim, a 
eliminação do hidrogênio difundido; 
• O tratamento térmico após a soldagem é igualmente efetivo para diminuir o teor de hidrogênio 
difundido; 
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• Deve-se evitar soldar em locais onde haja a possibilidade de a obra ser atingida por chuva ou 
água; 
• As tensões que agem na zona de solda devem ser atenuadas pela seleção adequada e pelo 
controle no preparo da junta e dos parâmetros de soldagem. 
 
4. TRINCA LAMELAR 
Em grandes estruturas, como plataformas oceânicas, o aço utilizado é geralmente muito espesso e o 
grau de restrição na zona de solda é elevado. Assim, uma trinca lamelar é passível de ocorrer nas 
proximidades da zona de solda. 
Ela é caracterizada por propagar em forma de trechos retos ao longo das inclusões não-metálicas no 
aço. Essas inclusões possuem formato retangular. 
 
Figura 7. Trinca lamelar iniciada em uma trinca na raiz. 
5. TRINCAS TRANSVERSAIS NO METAL DE SOLDA 
As trincas a frio também ocorrem no metal depositado, igualmente na zona termicamente afetada. A 
trinca transversal é um tipo de trinca a frio no metal depositado. 
Elas são passíveis de ocorrer em procedimentos de soldagem que utilizam múltiplos passes, tanto no 
processo por arco submerso ou a arco elétrico com eletrodos revestidos, como também em metais de solda 
com resistência superior a 75 kgf/mm2. 
 
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Figura 8. Representação esquemática de trincas transversais. 
6. TRINCAS DA ZONA DE SOLDA DEVIDAS AO ALÍVIO DE TENSÕES 
Trinca devido ao recozimento para alívio de tensão é uma fratura que ocorre devido ao tratamento 
térmico após a soldagem. 
É uma trinca do tipo intergranular, que ocorre através dos grãos da zona termicamente afetada, 
particularmente na zona dos grãos grosseiros. 
A classe de aços mais propensas a este tipo de trincas é representada pelos aços de alta resistência de 
80kg/mm2 e pelos aços de baixa liga Cr-Mo-V. 
 
Figura 9. Trinca devido ao alívio de tensões, ensaio em corpo de prova com entalhe em Y 
tratamento de alívio de tensões a 600oC X 2h; o resfriamento é efetuado no interior do forno, após o 
alívio de tensões (aço HY 80). 
7. TRINCAS A QUENTE DURANTE O RESFRIAMENTO, APÓS A SOLIDIFICAÇÃO 
Causadas pelas tensões de contração geradas quando o metal depositado ou a zona termicamente 
afetada se encontram em um estado de baixa ductilidade, com temperatura de solidificação ou a temperatura 
abaixo da temperatura de solidificação. São fraturas intergranulares, causadas por impurezas com baixo 
ponto de fusão no contorno dos grãos. 
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Figura 10. Ocorrência de trincas devidas ao alívio de tensões em aços comerciais de alta tensão. 
8. CONCLUSÃO 
Este artigo teve como objetivo apresentar alguns dos tipos mais comuns de fraturas em juntas soldadas, 
suas causas e métodos de prevenção. Ao longo do estudo tornou-se evidente que a maioria das fraturas são 
de difícil detecção e normalmente a ruptura acontece de modo inesperado, tornando essencial a excelência 
na análise do projeto e de todos os componentes e condições de trabalho, para que se evite acidentes e 
desperdício de recursos. Classificar os diferentes tipos de fissuração e fratura é uma tarefa complicada, por 
isso neste estudo selecionamos alguns dos mais recorrentes na indústria. 
9. AGRADECIMENTOS 
Agradeço especialmente à Profills do Brasil Indústria e Fabricação LTDA, que permite minha redução 
de horas de trabalho para me dedicar a trabalhos da faculdade. 
10. REFERÊNCIAS 
Cary, H. B.; Helzer, S. C. Modern welding technology. 6. ed. New Jersey: Pearson, 2005. 715p. 
Callyster, Jr. W. D. Ciência e engenharia de materiais uma introdução. 7. ed., Rio de Janeiro: LTC, 
2008. 705p. 
Fedele, R. – Corrosão Intergranular em Juntas Soldadas, parte I. Revista Soldagem & Inspeção, ano 6, 
nº 3 
Laureys, A; Depover, T; Petrov, R; Verbeken, K. Microstructural characterization of hydrogen induced 
cracking in TRIP-assisted steel by EBSD. Materials Characterization, v. 112, p. 169-179, Feb 2016. 
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Lage, Carmem Miranda. Fadiga em Estruturas Metálicas Tubulares Soldadas. 2008. 119 f. 
Dissertação (Mestrado em Ciências da Engenharia Civil) - Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 
2008. Acesso em: 30 jun. 2021. 
Modenesi, Paulo J. Soldagem I: Descontinuidades e Inspeção em Juntas Soldadas. 2001. Universidade 
Federal de Minas Gerais. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAv7IAF/inspecao-
juntas-soldadas#>. Acesso em: 30 jun. 2021. 
Okumura, Toshie and Tamiguchi, Célio, 1982, “Engenharia de soldagem e aplicações”. 
Silva, Edgard Suzano da Propagação de Trincas de Fadiga em Juntas Soldadas: Circunferências de Aços 
para Risers Rígido da Classe API 5L Grau X80. 2010. 93 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) 
- Curso Superior de Engenharia Metalúrgica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010. 
Acesso em: 30 jun. 2021.