Estudo eletroquímico de regiões afetadas pela solda MIG/MAG em Aço Inoxidável 304

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Físico-Química

Autores

Mendes, E.C. (UFGD) ; do Nascimento, T.B. (UFGD) ; Rosso, O.T. (UFGD) ; Nunes, G.P. (UFGD) ; Ramires, I. (UFGD.)

Resumo

A corrosão intergranular nos aços inoxidáveis é conseqüência da sensitização, que se caracteriza pela precipitação de carbonetos de cromo nos contornos de grão. A exposição térmica necessária para sensitizar um aço pode ser relativamente breve, como num processo de soldagem, ou muito longa, como em operações de equipamentos a temperaturas elevadas.Este estudo teve como objetivo estudar a resistência à corrosão do aço inoxidável 304, em meio de NaCl, quando submetido ao processo de soldagem MIG/MAG. Os ensaios foram realizados na zona afetada pelo calor e não afetada pelo calor, após o processo de soldagem. Os resultados mostraram que a zona afetada pelo calor possui menor resistência à corrosão.

Palavras chaves

solda MIG/MAG; corrosao; aço 304

Introdução

Aços com teores de cromo, em solução sólida na matriz, superiores a 12% tem a capacidade de formar camada superficial Cr2O3, auto regenerativa, chamada de película passiva; tal camada, protege o aço da ação de agentes corrosivos (atmosfera, meios aquosos, saís ou produtos orgânicos). Esses aços, deste modo, recebem a denominação de inoxidáveis. A camada passiva é uma camada extremamente fina, contínua, estável e resistente, formada instantaneamente sobre a superfície do aço inoxidável, pela combinação do oxigênio do ar com o cromo do aço. Além disso, para conseguir manter os índices de resistência à corrosão, deve-se reduzir a presença de carbono a menos de 0,03%, para que este, não se combine com o cromo disponível, reduzindo pontualmente a concentração desse elemento e permitindo maior ataque corrosivo. Na soldagem ao arco elétrico com gás de proteção (GMAW – Gas Metal Arc Welding), também conhecida como soldagem MIG/MAG (MIG – Metal Inert Gas e MAG – Metal Active Gas), um arco elétrico é estabelecido entre a peça e um consumível na forma de arame. O arco funde continuamente o arame à medida que este é alimentado à poça de fusão. O metal de solda é protegido da atmosfera pelo fluxo de um gás (ou mistura de gases) inerte ou ativo. Durante determinadas seqüências de soldagem pode ocorrer nos aços inoxidáveis a precipitação de fases indesejáveis, que causam tanto redução de propriedades mecânicas quanto afetam a resistência à corrosão. A formação de diferentes frações de ferrita na zona fundida (ZF) e na zona termicamente afetada (ZTA), e a possível formação de nitretos de cromo podem comprometer a tenacidade e a resistência à corrosão das estruturas soldadas.

Material e métodos

O aço investigado neste trabalho foi o aço inoxidável AISI 304 fornecido por uma empresa de fabricação de armazenadores de produtos alimentícios, localizada na cidade de Dourados-MS. A amostra foi estudada nas regiões da solda MIG/MAG, zona de aquecimento e nas região não afetadas pelo calor. O estudo eletroquímico e de resistência à corrosão foi realizado em solução de NaCl 3,5%, empregando-se técnicas de polarização potenciodinâmica. A célula eletroquímica foi composta de tres eletrodos: eletrodo de referência (calomelano), eletrodo auxiliar (platina) e o eletrodo de trabalho. As curvas de polarização potenciodinâmica foram obtidas em velocidade de varredura de 0,001 V/s, com área exposta de 0,3 cm2. O equipamento utilizado para os ensaios eletroquímicos foi um potenciostato/galvanostado AUTOLAB PGSTAT 302N.

Resultado e discussão

Os resultados obtidos das curvas de polarização mostraram que a região da liga de aço inoxidável afetada pelo calor possui menor resistência à corrosão com potencial de corrosão em torno de -209 mV, corrente de corrosão de 0,1 μA/cm2 e potencial de pite de 450 mV. A região não afetada pelo calor apresentou valores de potencial de corrosão de -150 mV, corrente de corrosão de 0,02 μA/cm2, e potencial de pite de 500 mV. A zona de passividade é relativamente igual para as duas regiões, mas a corrente passiva na região não afetada pelo calor é maior, indicando uma maior resistência do filme de óxido formado. Estes resultados mostram que além da sensitização do aço inoxidável, após a soldagem, também pode ocorrer a decomposição da camada passiva na zona afetada pelo calor, diminuindo a resistência do metal ao meio agressivo.

Curvas de Polarização: 1)Zona não afetada pelo calor 2) Zona afetada pelo calor.

Conclusões

Os resultados obtidos pelas curvas de polarização indicaram que, apesar das duas regiões da solda possuirem valores baixos de corrosão, as regiões não afetadas pelo calor da solda MIG/MAG apresentaram maior resistência à corrosão do que as regiões afetadas pelo calor.

Agradecimentos

Referências

MIG/MAG Welding, Svetsaren, vol. 58, no 2, 2003
Lippold, J.C.; Kotecki, D. J. Welding Metallurgy and Weldanility of Stainless Steels. John Wiley & Sons. USA, New Jersey, 2005.
Park, C.-J.; Kwon, H.-S.; Lohrengel, M.M., Micro-electrochemical Polarization Study on 25% Cr Duplex Stainless Steel.Materials Science and Engineering. Vol. A372 (2004). 180-185, 2004