Metalurgia da Solda

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METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
propriedades da zona fundida

definidas pela estrutura final e o nível de descontinuidades presentes

FATORES
efeitos metalúrgicos
reações químicas
fusão e solidificação da solda
resfriamento até a temperatura ambiente
Engenharia de Produção
Interações na ZF ou solda:
I. Gás – metal fundido
II. Metal fundido – escória
III. Metal fundido – metal base
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO
 absorção de gases que reagem na zona fundida ou migram para a ZTA:
1) POROS  porosidade: bolhas de gás aprisionadas no interior da solda ou evidenciadas na superfície da solda
consequências:
- fragilização da junta
- diminuição da seção útil resistente
- local de início de corrosão ou acúmulo de substâncias indesejáveis
macrografia (corte transversal) vista de cima corte transversal
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO
 absorção de gases que reagem na zona fundida ou migram para a ZTA:
1) POROS  origem:
a) proteção gasosa do próprio processo:
CO2(gás) → CO(gás) + O2(gás) - argônio - hélio
Fe + O2(gás) = FeO + C = Fe + CO(gás) → aprisionamento do gás na solda
O2, N2 e umidade (H2): “vilões” do ar → falha da proteção do processo de soldagem
b) higroscopia dos consumíveis: revestimento do eletrodo revestido e do fluxo arco submerso
c) vapores metálicos: revestimentos metálicos no metal base → Zn, Sb/Pb, Al
d) oxidação superficial do chanfro
e) contaminação: óleo ou graxa na junta, eletrodo ou no sistema de alimentação
do eletrodo
f) revestimentos por aspersão térmica: gases ou ar aprisionados no
interior do recobrimento de ligas metálicas a frio
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO (continuaçao)
2) INCLUSÕES  inclusões não metálicas insolúveis no líquido que podem ficar retidas no metal depositado após 
solidificação
consequências: descontinuidade na solda, fragilizando a junta soldada; sítio de início ou propagação de trincamento
origem: para aços → O2 + Si, Mn, Al (elementos desoxidantes) = SiO2 / MnO / Al2O3 = escória
Fe + S ou P = sulfetos
trincas associadas à 
inclusão de escória
fragilização do material devido à
inclusão de sulfetos
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO (continuaçao)
2) INCLUSÕES DE ESCÓRIA
micrografia mostrando uma inclusão de 
escória na transição ZTA/solda
120X - Nital 3%
presença de inclusões numa fratura da solda
MEV
solda
metal base
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO (continuaçao)
3) PERDA DE ELEMENTOS DE LIGA  reações de oxidação
consequências:
- descaracterização da composição química
- alteração das propriedades mecânicas do metal depositado
origem:
- O2 + elementos de liga Cr - Ni -Si - Mn - Al = óxidos que se incorporam à escória
- volatilização durante a soldagem: Zn, Mn → elementos com baixa temperatura de vaporização
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO (continuaçao)
3) PERDA DE ELEMENTOS DE LIGA  reações de oxidação
Exemplo: Soldagem com processo MAG - gás CO2 + arame sólido AWS A5.18 - classe ER 70S-6
CO2 CO + O2
classe S-6 = 1,4 a 1,85% Mn e 0,8 a 1,15% Si  teores acima do convencional para compensar a perda destes
elementos de liga “reposição” para compor a composição química desejável no metal depositado
arco elétrico
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO (continuaçao)
4) DISSOLUÇÃO DE GASES  reações químicas e difusão
consequências: fragilização ou trincamento da solda (e/ou na ZTA)
origem: para aços → O2 dissolvido: o gás é solúvel na solda, mas fragiliza ou diminui a resistência mecânica do 
metal depositado (e/ou na ZTA)
H2: colabora com o trincamento a frio na solda (e/ou na ZTA)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
I - INTERAÇÕES GÁS - METAL FUNDIDO (continuaçao)
5) RESPINGOS  salpicos de metal líquido para fora da solda
consequências:
- desperdício de metal de adição
- acabamento superficial durante e após soldagem
- necessidade de remoção: tempo/prazo, homem/hora,
material de consumo, energia
- limpeza para ensaios não destrutivos
origem: processo e/ou procedimento de soldagem (parâmetros)
- reações explosivas devido ao H2
- modo de transferência metálica nos processos MIG/MAG com arame sólido
- parametros elétricos incorretos na soldagem com eletrodos revestidos
Engenharia de Produção
Interações na ZF ou solda:
I. Gás – metal fundido
II. Metal fundido – escória
III. Metal fundido – metal base
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
II - INTERAÇÕES METAL FUNDIDO - ESCÓRIA
 funções químicas e metalúrgicas desempenhadas pela escória interagindo com o
metal fundido, durante a soldagem: (1 a 5)
1) dissolver e escorificar impurezas ou substâncias contaminantes presentes na junta e no metal fundido
2) escorificar elementos químicos indesejáveis: S e P (para aços)
3) proteção física ao metal de solda líquido contra contaminação por gases da atmosfera ou do meio: a 
escória sobrenada e solidifica sobre a solda, sendo removida posteriormente pelo soldador
4) incorporação de elementos de liga ao metal depositado para conferir/melhorar as propriedades da solda
5) adição de elementos desoxidantes à solda: elementos afins ao O2  Si, Mn ou Al para aços
Engenharia de Produção
Interações na ZF ou solda:
I. Gás – metal fundido
II. Metal fundido – escória
III. Metal fundido – metal base
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição = massa do metal base fundido x 100%  B x 100%
massa total da solda A + B
junta de topo
B B
A
junta em
ângulo
B
B
A
solda de revestimento A A
B BB
A
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
Soldagem de revestimento resistente ao desgaste com eletrodo que deposita solda com dureza de 225 HV
aço baixo carbono 
dureza = 120 HV
1a camada: 150 HV
2a camada: 185 HV
3a camada: 225 HV ?
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
Soldagem de revestimento resistente à corrosão com eletrodo que deposita solda inoxidável com 13% cromo
?13%Cr
8%Cr
5%Cr
aço baixo carbono 
cromo = 0%
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Aplicações do conceito de diluição
▪ revestimentos protetores: resistente ao desgaste ou à corrosão/oxidação
▪ fabricação de chapas de desgaste ou anticorrosivas
▪ reparo e manutenção de peças desgastadas em serviço
Metais de adição e eletrodos de materiais ferrosos ou não-ferrosos para soldagem de
revestimentos protetores
Normas de consumíveis
* AWS A 5.13 e A 5.21: eletrodo revestido - fio sólido ou composto tubular contínuo e vareta
* AWS A 5.17 e A 5.18: arame sólido ou composto tubular contínuo
* AWS A 5.9: arame sólido ou composto tubular contínuo e fita
* AWS A 5.22: arame tubular inox
* AWS A5.4: eletrodo revestido inox
* EN 14700: consumíveis para revestimento protetor
* DIN 8555 (desuso): metais de adição para revestimento
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Revestimentos por solda resistentes ao desgaste
Tipos de desgaste mecânico
- abrasão: causado por partículas não metálicas que atuam sob uma força ou pressão
- impacto: deterioração ou perda gradual de material pelo endurecimento superficial devido a pancada ou golpes
sucessivos sobre a superfície
- fricção: atrito metal/metal com adesão/emperramento“soldagem a frio”
- cavitação: remoção de material pela ação de bolhas de ar/gases
- erosão: remoção de material pela ação de partículas abrasivas, dispersas em um meio fluido ou gasoso
 o tema é normalmente tratado separadamente !
 em serviço, a peça estará submetida a 1 e/ou 2 mecanismos de desgaste
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Revestimentos por solda resistentes à corrosão ou oxidação
Situações: ambiente reage quimicamente com o material por:
- Corrosão: deterioração do metal pela reação química ou eletroquímica com o meio
→ umidade, temperatura e a presença de compostos químicos
 aceleram a ação corrosiva dos materiais
- Oxidação: desgaste causado pela reação do metal com oxigênio
 óxido resultante se destaca facilmente da superfície
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Revestimentos protetores por solda
Exemplo  chapas de desgaste
Mecanismos presentes:
- abrasão
Fatores de trabalho da peça:
- granulometria do material
- teor de umidade
- temperatura
- presença de impurezas
trincas
vista de cima
metal base
revestimento
corte transversal
vista de cima
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Revestimentos protetores por solda
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
micrografia
Soldagem de revestimento com eletrodo que deposita solda bronze em chapa de aço carbono
metal depositado
de bronze
região de 
diluição
chapa aço 
carbono
(corte transversal)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
Fatores que influenciam o percentual do metal de base que participa da solda
* composição química do metal de base: a mistura com o metal de adição, determinará a composição química da 
zona fundida
* processo de soldagem: por fusão (com metal de adição ou soldagem autógena) ou por pressão
- na soldagem autógena por fusão com processos a chama oxiacetilênica, a arco TIG, Plasma, Laser ou por resistência, a 
diluição é 100%, ou seja, a composição química da solda é igual a do metal base
- processos por fusão a arco Eletrodo Revestido, Arame Tubular e Arco Submerso  diluição = 10 a 40 %;
- processos MIG/MAG  diluição vai depender do modo de transferência metálica e tipo de corrente usada
- processo arco submerso com eletrodo na forma de fita  baixa diluição
- Brasagem 0% de diluição. Neste processo a difusão é o fenômeno principal.
* energia de soldagem: maior energia  maior penetração  maior diluição
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição = zero !
Soldagem de revestimento de cobre por explosão em chapa de aço carbono
chapa de cobre
região de 
união
chapa aço 
carbono
(corte transversal)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
Fatores que influenciam o percentual do metal de base que participa da solda
* operações pós-soldagem
- desbaste do revestimento por usinagem ou esmerilhagem para acabamento superficial
- faceamento com a superfície da peça
13%Cr
8%Cr
5%Cr
usinagem
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
Fatores que influenciam o percentual do metal de base que participa da solda
* rebaixo na peça
- rebaixamento de uma região da peça para possibilitar mais camadas sobrepostas de solda de revestimento novo ou
corretivo, evitando-se a diluição
Conclusão
propriedades/características do metal depositado

Fç (camada de solda e diluição atingida pelo rebaixamento)
rebaixo para soldadesgaste
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Diluição
Soldagem de reparo em ferro 
fundido
(corte transversal)
solda depositada
com eletrodo tubular
passes de diluição
ferro fundido
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
progressiva  direção do fluxo de calor por condução ao longo da junta, para cada cordão de solda
depositado ou executado em monopasse e multipasse
 estrutura primária da solda
transformação da fase líquida para sólida bruta de solidificação ou bruta de fusão  como soldada
 estrutura secundária da solda
microestrutura da solda solidificada  transformações durante seu resfriamento até a temperatura ambiente,
definindo a estrutura secundária da zona fundida
Exemplos:
- mudança de fase
- formação ou precipitação de carbonetos, nitretos ou fases intermetálicas
- crescimento de grão,
sentido e direção de 
solidificação fluxo decalor
ZTA
sentido e direção de 
solidificação
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

PROGRESSIVA e DIRECIONAL  sentido da solidificação oposto à direção da
dissipação de calor por condução na junta
fluxo de 
calor
direção de solidificação
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

PROGRESSIVA e DIRECIONAL  sentido da solidificação oposto à direção da
dissipação de calor por condução na junta
Macrografia: junta em multipasse
(corte transversal)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

morfologia da microestrutura
corrente contínua pulsada oscilação do arco em corrente contínua
vista de cima
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
Trincas de solidificação
mecanismo associado a fatores de forma do cordão depositado,
gera um estado de tensões desfavorável à solidificação
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
Trincas de solidificação
sentido de solidificação
junta em 
ângulo
junta de topo
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
Trinca de solidificação
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
Trinca de solidificação
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

a poça fundida, ao se deslocar ao longo do chanfro durante a soldagem,
deixa “marcas” sobre o metal depositado, chamadas de escamas
 quando o processo está dentro dos parâmetros corretos,
processo mecanizado/automatizado ou soldador qualificado

escamação suave e regular
Obs: escamação grosseira  configura pequenos concentradores de tensão na solda, não desejáveis quando
solicitada por esforços repetitivos de fadiga ou como local de depósito de
substancias corrosivas
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

ESCAMAÇÃO DA POÇA FUNDIDA  “marcas” sobre o metal depositado
MONOPASSE
(vista de cima)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

FORMATO DA POÇA FUNDIDA  velocidade de soldagem
ESCAMAÇÃO DA POÇA FUNDIDA  “marcas” sobre o metal depositado
ELÍPTICO
grãos mais refinados
ausência de uma região central definida 
pelos grãos que se encontram no meio do 
cordão de solda
GOTA
grãos relativamente mais grosseiros
região central bem definida pelo encontro 
dos grãos na solidificação da solda
escamação afiladaescamação arredondada
MONOPASSE
(vista de cima)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

direção da microestrutura em funçãodo tipo de poça fundida
0,5 mm
vista de cima
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

direção da microestrutura em função do tipo de poça fundida
vista de cima
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

CRESCIMENTO EPITAXIAL ou DIRETO SEM NUCLEAÇÃO DOS GRÃOS
- o início da solidificação se dá pela gênese dos grãos no metal depositado a partir dos grãos presentes na ZTA do metal base
- a orientação do crescimento segue a estrutura reticular do grão de apoio
solda
solda
ZTA
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

CRESCIMENTO EPITAXIAL ou DIRETO SEM NUCLEAÇÃO DOS GRÃOS
consequencia

tamanho de grão na região da ZTA influencia a granulação da solda

propriedades e características
ZTA
solda
metal 
base
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

CRESCIMENTO COMPETITIVO DOS GRÃOS
início da nucleação dos primeiros grãos

solidificação prossegue pelo desenvolvimento de grãos alongados, em direção ao centro superior da solda

crescimento colunar é mais efetivo em função da preferência cristalográfica de cada grão

caráter competitivo  alguns grãos crescem mais que outros
ZTA
solda
linha de 
fusão
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

SEGREGAÇÃO QUÍMICA microsegregação entre fases ou grãos
ZTA
direção de
solidificação
zona colunar
macrosegregação
microsegregação no 
contorno de grão direção de 
solidificação grão
grão
grão
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
Segregação

consequencia:
Trincamento a quente
macrografia: junta em monopasse
(corte transversal)
micrografia: trincamento no encontro das frentes de 
solidificação (200X - Nital 2%)
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

Trincamento a quente
Mecanismo:
Tensões térmicas + incapacidade do material de acomodar tensões + temperatura = TRINCA

composto de baixo ponto de fusão  Fe + S = FeS  sulfeto de ferro  Tfusão = 1190ºC
FeS - Fe = eutético  988ºC
Fe3P Tfusão = 1166ºC
Fe3P - Fe = eutético  1050ºC 
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM
aspecto microscópico
DESENVOLVIMENTO DA MICROESTRUTURA
a) monopasse (com metal de adição ou autógena)  a zona colunar apresenta microestrutura primária
simples, devido à solidificação e resfriamento da zona fundida
zona colunar
ZTA
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
Regiões e sub-regiões típicas da solda em multipasse - detalhe
ZTA
zona
reaquecida
zona colunar
região grosseira
região refinada
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZONA FUNDIDA OU SOLDA
 SOLIDIFICAÇÃO DA POÇA FUNDIDA DURANTE A SOLDAGEM

Técnica de Soldagem – Inclusão de Escória
Engenharia de Produção
ZTA
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA
a) Tipo, estado/condição de fornecimento, características e propriedades originais do metal base
- ligas metálicas endurecidas por solução sólida
materiais monofásicos não transformáveis no estado sólido
resistência mecânica: adições de elementos de liga substitucionais ou intersticiais
Ex: alumínio, cobre e suas ligas no estado recozido, aço extra baixo carbono recozido, aço inoxidável austenítico
Temperatura crítica: temperatura de crescimento de grão
Efeitos: materiais CCC → diminuição da resistência mecânica e tenacidade da ZTA
materiais CFC → não são significativos
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA

crescimento de grão
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA
a) Tipo, estado/condição de fornecimento, características e propriedades originais do metal base
- ligas metálicas endurecidas por deformação plástica a frio
materiais cuja resistência mecânica é conseguida por encruamento
Ex: ligas anteriores e demais ligas encruáveis por trabalho a frio
Temperatura crítica: temperatura de recristalização e crescimento de grão
Efeitos: amolecimento e diminuição da resistência mecânica e tenacidade da ZTA → a ZTA fica mais dútil que o material base
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA
a) Tipo, estado/condição de fornecimento, características e propriedades originais do metal base
- ligas metálicas endurecidas por precipitação:
materiais tratáveis termicamente por solubilização e envelhecimento
resistência mecânica pela presença de uma 2a fase precipitada finamente dispersa na matriz do material
Ex: ligas de Al-Cu, Al-Zn, Mg e Ni
Temperatura crítica: temperatura de
superenvelhecimento
Efeito: diminuição da resistência mecânica
na ZTA
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA
a) Tipo, estado/condição de fornecimento, características e propriedades originais do metal base
- ligas metálicas endurecíveis por transformação:
materiais termotratáveis que apresentam transformações no estado sólido
resistência mecânica pela microestrutura diferenciada e produzidas por tratamentos térmicos convencionais
fç = microestrutura resultante de tratamentos de recozimento, normalização e beneficiamento (tempera + revenido)
Ex: aço alto carbono, aço carbono baixa, média e alta liga
Temperatura crítica: temperatura de transformação de fase em função da velocidade de resfriamento do ciclo térmico de 
soldagem
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA
Engenharia de Produção
~ 590
0,45
SAE 1045
T (ºC)
1535
910
723
líquido
austenita
%C
ferrita
austenita + ferrita
2,0
25
Diagrama Ferro-Carbono
(esquemático)
~ 1400
0,8
temperatura crítica
temperatura
de fusão
Distância (mm)
ZTA 3: região intercrítica
ZTA 4: região sub-crítica
ZTA 1: região de granulação grosseira
metal base:
ferrita + perlita
junta soldada
(parcial)
zona
fundida
perlita
Repartição Térmica
820
Tmáx 
(ºC)
ZTA 2: região de refino de grão
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA
b) Processo/Procedimento de soldagem  energia de soldagem
 atua no ciclo térmico imposto à junta (T, t e Vr)
 energia de soldagem baixa  ciclo térmico moderado: a junta fica submetida a temperaturas altas durante um menor
intervalo de tempo
 conseqüências: largura menor da ZTA, tamanho de grão mais fino e velocidade de resfriamento alta
Engenharia de Produção
I - FENÔMENOS NA ZTA
 extensão da ZTA em relação à junta soldada em multipasse

- processos de baixa energia  1 a 5 mm - processos de alta energia  5 a 20 mm
metal base
ZTA
solda
metal baseZTAsolda
processo Eletroescóriaprocesso MAG
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR FUSÃO
FENÔMENOS NA ZTA

fenômenos na zona termicamente afetada extensão da ZTA em monopasse
processo de baixa 
energia: MAG
ZTA
3mm
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR PRESSÃO
fenômenos de escoamento, deformação plástica,
encruamento ou recristalização, fluxo de metal

conseqüências diretas nas características e propriedades, conferindo anisotropia à junta soldada
a) Encruamento:
deformação plástica a“frio” abaixo da temperatura de recristalização do material base  resistência mecânica/dureza na 
junta aumentará, tornando-a menos dútil
b) Diluição:
como não ocorre fusão da junta, não há diluição
Engenharia de Produção
METALURGIA DA SOLDAGEM POR PRESSÃO
c) Caracterização da junta soldada:
- avaliar as propriedades mecânicas e físicas: tração transversal, dureza, desgaste, tenacidade ao entalhe, 
dobramento transversal
- identificar a composição química, através dos percentuais dos elementos: análise química
- identificar e caracterizar a microestrutura, inclusões e precipitados: MO, MEV, MET, FA, microsonda
- avaliar o grau de corrosão: testes químicos
- visualizar o aspecto macro: macrografia
d) Ensaios não destrutivos:
ensaios e testes para checar a sanidade da junta por líquido penetrante, partícula magnética, ultra-som ou radiografia.
Engenharia de Produção
CONCLUSÃO
a Soldagem proporciona continuidade metálica por ação da
fusão ou deformação plástica no estado sólido, podendo induzir na junta soldada

▪ microestruturas simples ou complexas na solda/zona fundida
 soldagem por fusão (em monopasse ou multipasse) ou por pressão (a frio ou a quente)
▪ variações nas propriedades originais dos materiais
 possíveis alterações na microestrutura do metal base adjacente à solda: ZTA e “ZPD”
▪ ocorrência de tensões residuais
 conseqüências pós-soldagem e em serviço
▪ tensões térmicas
 instabilidade dimensional  distorção e empenamento
▪ fragilização, trincamento ou colapso da junta
 durante/após a soldagem ou em serviço
Engenharia de Produção
“SOLDAGEM É UMA AGRESSÃO AO METAL” (Paton).
“A SOLDAGEM É UMA TECNOLOGIA DE ELIMINAÇÃO DE INTERFACE”
Atuação do Engenheiro de Processos
conhecimento científico + fundamentos técnicos
para minimizar a agressão mecânica/metalúrgica

EPS – Especificação do Procedimento de Soldagem e Soldadores qualificados,
num ambiente de sistema de gestão da qualidade
Engenharia de Produção
Engenharia de Produção
Um revestimento resistente ao desgaste por abrasão
apresentou dureza de 45 HRc com depósito de solda com 9
mm de altura em uma superfície de aço baixo carbono de
dureza 20 HRc. Supor que cada cordão de solda depositada
com 3mm de altura. O revestimento foi rebaixado para 5mm
por esmeril, apresentando dureza de 35 HRc.
a) Explique por que ocorreu a diminuição de dureza com o
rebaixamento do revestimento por usinagem.
b) Descreva um novo procedimento técnico para conseguir
a dureza de 45 HRc no depósito com 5mm de altura,
usando o mesmo eletrodo (desconsiderar tratamento
térmico pós soldagem).