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Mar 16, 2024

O tratamento com nanosílica permite a hidratação

Relatórios Científicos volume 13, Artigo número: 9892 (2023) Citar este artigo 353 Acessos Detalhes da Métrica O controle do teor de umidade da cobertura do eletrodo é crucial na produção de

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 9892 (2023) Citar este artigo

353 Acessos

Detalhes das métricas

O controle do teor de umidade da cobertura do eletrodo é crucial na produção de soldas de alta qualidade e livres de defeitos durante a soldagem de aços com arco de metal blindado. A indústria de soldagem há muito enfrenta o desafio da alta suscetibilidade dos eletrodos básicos (por exemplo, E7018) à absorção de umidade. Neste artigo, demonstramos que a aplicação de um revestimento de nanosílica na superfície da cobertura do eletrodo E7018 usando uma técnica de revestimento por imersão pode efetivamente reduzir a capacidade de absorção de umidade da cobertura do eletrodo. Os resultados da medição de umidade antes e depois da exposição a um ambiente úmido de 80% de umidade e uma temperatura de 27 °C por 9 h indicam que os valores de absorção de umidade dos eletrodos E7018 convencionais e nanotratados durante a exposição são 0,67% em peso e 0,03% em peso. , respectivamente. Embora a redução do tamanho dos poros na superfície da cobertura do eletrodo possa, até certo ponto, aumentar a resistência à absorção de umidade, foi identificado que a mudança do comportamento de umedecimento da superfície de cobertura do eletrodo de hidrofílica para hidrofóbica pelo revestimento de nanosílica é o mecanismo mais eficaz que contribui para a maior resistência à absorção de umidade da cobertura do eletrodo tratado com nanosílica. Os resultados indicam que esta abordagem não tem efeitos deletérios na análise química e nas propriedades de tração do metal de solda. Esta simples modificação na cobertura do eletrodo pode ser geralmente aplicada a uma ampla gama de tipos de cobertura de eletrodo para produzir eletrodos hidrofóbicos e resistentes à umidade.

A soldagem por arco metálico blindado (SMAW) é uma tecnologia de fabricação altamente versátil que desempenha um papel vital em diversas aplicações industriais, incluindo a construção de edifícios, pontes, tubulações, vasos de pressão, navios, estruturas offshore e estruturas marítimas submersas1,2,3, 4,5,6. Embora o SMAW possa ser usado para soldagem de materiais não ferrosos, ele é particularmente adequado para soldagem de materiais ferrosos, como ferro fundido, aço e aço inoxidável. Sua capacidade de produzir soldas de alta qualidade em condições desafiadoras tornou-o uma escolha popular em uma ampla gama de indústrias. Porém, como está bem documentado na literatura7,8, a presença de hidrogênio na zona de fusão durante a soldagem de aços pode ser perigosa, pois causa fenômenos de trincas a frio tanto na zona termicamente afetada quanto na zona de fusão, que são responsáveis ​​por perdas de vidas e propriedades devido a falha catastrófica da estrutura de aço soldada. A trinca a frio induzida por hidrogênio é um problema significativo de soldabilidade associado aos aços de alta resistência9,10,11. Portanto, a crescente demanda por aços de alta resistência levou a uma maior necessidade de tecnologias de soldagem com baixo teor de hidrogênio para mitigar o risco de trincas a frio.

Foi identificado que a principal fonte de hidrogênio no metal de solda são os produtos de decomposição do revestimento do eletrodo no SMAW. A decomposição da cobertura básica do eletrodo contendo CaCO3 produz uma proteção gasosa com baixo teor de H28. Portanto, o uso de cobertura básica de eletrodo é a abordagem chave para reduzir o risco de trincas a frio durante a soldagem de aços de alta resistência. Embora a cobertura básica do eletrodo seja um consumível de soldagem com baixo teor de hidrogênio, ela é suscetível à absorção de umidade quando exposta à atmosfera12. Foi identificado que a principal fonte de hidrogênio no SMAW é a umidade do revestimento do eletrodo. Além do seu efeito prejudicial na fissuração da solda, a captação de umidade pode degradar a qualidade da solda, promovendo a formação de porosidade subterrânea, o que requer inspeção por raios X ou testes destrutivos. Além disso, a alta umidade pode levar a uma superfície de solda áspera13. Portanto, controlar o teor de umidade do revestimento básico do eletrodo é fundamental para obter soldas a arco de alta qualidade. Requer métodos cuidadosos de manuseio e armazenamento para evitar a absorção de umidade, bem como o cozimento dos eletrodos a uma temperatura na faixa de 340–400 °C14. Como resultado, estes eletrodos só podem ser expostos às condições ambientais por um tempo limitado antes que o fluxo absorva a umidade do ar e tenha que ser cozido novamente para reduzir o teor de umidade. No entanto, o armazenamento adequado e o tratamento de cozimento são soluções dispendiosas. Portanto, eletrodos revestidos com alta resistência à reabsorção de umidade são projetados para controlar o teor de hidrogênio do metal de solda.