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Quais materiais são usados ​​em soldagem de metal?

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Escrito por

JS

Publicado
Jun 24 2025
  • Soldagem

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Por que alguns metais quebram quando soldados, enquanto outros se ligam bem? Por que a liga de alumínio é sempre mais difícil de soldar do que o aço comum? A chave está no próprio material.Soldagemé essencialmente um processo que usa calor ou pressão para unir dois pedaços de metal fortemente. É um processo muito significativo nos setores de fabricação, construção e reparo. No entanto, a chave para a soldagem bem -sucedida está na escolha dos materiais. Nem todos os metais são facilmente soldáveis ​​e cada material parece exigir um processo específico.

Na verdade, existem três materiais significativos sob a arma de solda:Material de base, material de enchimento (fio/eletrodo de solda) e gás de blindagem. O desempenho pode ser severamente comprometido se alguém for escolhido incorretamente. A força do produto final, bem como sua resistência à corrosão, são todos auxiliados pela qualidade do material e da solda.

Existem muitos metais que podem ser soldados no mercado: aço, alumínio, cobre, titânio, ligas de níquel e suas ligas são muito comuns. Diante de uma infinidade de materiais, não entre em pânico. A idéia é descobrir o que seu projeto precisará e qualprocesso de soldagemvocê vai utilizar. Se você combiná -los de maneira adequada, todo o processo de processamento vai naturalmente bem.

Em seguida, vamos falar sobre os materiais metálicos mais usados ​​e confiáveis ​​na soldagem. Compreender suas características é o primeiro passo para soldar uma articulação que pode resistir ao teste do tempo.

Resumo da resposta central:

Categoria de material Papel central Exemplos comuns
Metal base O corpo principal que está sendo soldado determina a base do processo de soldagem. Aço carbono, aço inoxidável, liga de alumínio.
Metal de enchimento Após o derretimento, preencha a costura de solda e conecte o material da base, e sua composição é crucial. Arame, haste.
Materiais de blindagem Isole o ar para evitar oxidação e contaminação da costura de solda. Argônio, dióxido de carbono, fluxo de solda.

Este artigo responderá às suas perguntas:

  • Neste guia, nos concentraremos nos três materiais principais da soldagem: metal base, material de enchimento (como hastes e fios de solda) e gás de proteção.
  • Em seguida, falaremos especificamente sobre quais metais são mais comumente usados ​​na soldagem (como aço e alumínio).
  • E do que exatamente as próprias barras de soldagem são feitas.
  • Através de um caso real, a soldagem de aço inoxidável causou corrosão grave devido à seleção de fios de soldagem errada, você verá como a correspondência crítica de materiais é.
  • Por fim, resolveremos uma lista prática de referência de seleção de materiais para ajudá -lo a evitar armadilhas comuns e responder a perguntas -chave.

Por que confiar neste guia? Perspectiva científica material de JS

Na JS, nosso trabalho diário é lidar com vários metais e resolverproblemas de soldagem. Por exemplo, ao soldar 304 aço inoxidável, você deve usar um grau específico de fio de soldagem (como ER308L) para obter a melhor resistência à corrosão.

Essas não são teorias de livros, mas experiências que foram verificadas repetidamente sob nossas tochas de solda.

Este guia incorpora o profundo entendimento acumulado por nossos engenheiros em inúmeros sites de projetos. Vimos muitos problemas causados ​​pora seleção de material errada: soldas rachadas, resistência à corrosão e até mesmo a demolição de toda a peça de trabalho. Da mesma forma, também testemunhamos várias vezes como a seleção de material certa pode obter um produto sólido e confiável. O que você vê aqui são essas experiências principais do site de soldagem.

"Como William Irgang, ex -presidente da American Welding Society, disse: soldagem sem entender o material é como caminhar em uma corda bamba com os olhos vendados".

Uma compreensão profunda das características dos materiais é a pedra angular da confiabilidade da soldagem. Compartilhamos esse conhecimento da prática na esperança de que isso o ajude a caminhar de forma mais constante e eficiente em seuProjetos de soldagemE evite desvios e perdas desnecessárias. Este não é um discurso de vendas, mas uma transferência de experiência de nós como profissionais de soldagem.

O protagonista aparece: metais base soldáveis

Quer soldar dois pedaços de metal em um? Nem todos os metais são tão compatíveis. Sua "soldabilidade" principalmenteDepende de três pontos: composição química, condutividade térmica e grau de expansão e contração térmica.

Aço Carbono: a merecida "Força Principal"

  • Recursos e aplicações: o material mais amplamente usado na indústria de soldagem é o aço carbono, especialmente o aço de baixo carbono, como o Q235 e o A36. Possui excelente soldabilidade, não é exigente sobre os métodos de soldagem (soldagem à mão, soldagem a gás, etc.) e tem baixo custo. É a primeira opção para equipamentos grandes, como quadros de construção, sistemas de pipeline eEquipamento mecânicobases.
  • Lembrete de especialistas:Mas! Quando o teor de carbono aumenta (aço de carbono médio, aço de alto carbono), a dificuldade de soldagem aumenta acentuadamente e é particularmente fácil de quebrar. Para soldar esse tipo de aço, geralmente precisamos pré -aquecer a peça de trabalho primeiro e pode precisar fazer tratamento térmico após a soldagem, e os requisitos do processo são muito mais rigorosos.

Aço inoxidável: excelente desempenho

  • Recursos: Aços inoxidáveis ​​austeníticos, como o Common 304 e 316, são de primeira classe na resistência à corrosão e na aparência bonita. Eles são adequados para equipamentos alimentares, tubulações químicas ou lugares que precisam ter uma boa aparência.
  • Desafios de soldagem: Este material tem dissipação de calor lenta e é fácil de expandir quando aquecida. Como resultado, o calor é facilmente acumulado noÁrea de soldae as placas finas podem ser queimadas acidentalmente, e a deformação após a soldagem pode ser muito séria. Portanto,Ao soldagem aço inoxidável, o controle da entrada de calor é a prioridade superiore a técnica e os parâmetros devem ser refinados.

Ligas de alumínio: "jogador de alta difusão" leve

  • Recursos: é extremamente leve, mas não com pouca resistência. Pode ser visto em aviões, carros, telefones celulares e estojos de computador. É a busca do leve.

Desafios de soldagem:

  • Filme de óxido teimoso: quando o alumínio é exposto ao ar, uma camada de filme de óxido de alumínio (Al₂o₃) é formada instantaneamente na superfície. O ponto de fusão deste filme é tão alto quanto 2072 ° C, enquanto o próprio alumínio derrete a 660 ° C! Se este filme não for bem limpo antes da soldagem, o material pai não derreterá juntos. É por isso que a corrente alternada (AC) é frequentemente usada em soldagem de alumínio (especialmenteSoldagem Tig), porque pode efetivamente quebrar este filme.
  • Dissipação de calor muito rápido: o alumínio conduz o calor muito rapidamente e o calor se dissipa muito rapidamente. Para derreter e formar uma piscina derretida, o calor necessário é muito maior que o de aço de solda.
  • Fácil de produzir poros: o alumínio líquido é como uma esponja e é particularmente fácil de absorver hidrogênio. À medida que solidifica e esfria, o hidrogênio não tem lugar para ir e os poros se formam na solda. Portanto, a pureza dogás protetorE a limpeza da peça de trabalho são as principais prioridades para prevenir os poros!

Os desafios de soldagem de liga de alumínio que encontrei na JS Company são principalmente os dois problemas de oxidação e dissipação de calor:

Fatores de desafio Marcando o impacto da dificuldade de soldagem (1-10 pontos) Principais áreas de impacto Soluções comuns Fontes de dados
Filme de óxido de superfície 9 Dificuldade em fusão e risco de inclusão. Limpeza estrita, tratamento mecânico/químico, TIG de comunicação. AWS D1.2
Alta condutividade térmica 8 Difícil de derreter, exigindo alta entrada. Maior corrente/tensão, pré -aquecimento (limitada). Iiw Doc. Ix
Sensibilidade dos poros induzidos por hidrogênio 7 Porosidade de solda e força enfraquecida. Gas protetores de alta pureza, peças de trabalho ultra limpas, ambiente controlado. ISO 9692-3

Nota: A classificação é baseada no relatório de avaliação de consenso sobre soldagem de liga de alumínio pelo Instituto Internacional de Soldagem (IIW) e pela American Welding Society (AWS). AWS D1.2, IIW Doc. IX, ISO 9692-3 são padrões relevantes.

Compreender o material é a base para uma boa soldagem. O aço carbono requer uma boa soldagem de grandes quantidades, o aço inoxidável requer controle de calor fino para evitar a deformação e a queima, eligas de alumínioprecisa superar as três principais dificuldades de filme de óxido, demanda de calor e poros de hidrogênio.

"JS conhece muito bem as propriedades do material e os locais de soldagem. Se o seu projeto busca força, resistência à corrosão, leve ou custo-efetividade, escolhendo o material pai certo e soldando-o bem é o núcleo do sucesso. Você preparou sua lista de materiais? Sempre estamos disponíveis para fornecer conselhos profissionais".

Stainless steel welding

O papel da alma: a seleção de metais de enchimento

Agora, vamos falar sobre outroFunção -chave na soldagem, metal de enchimento (fio de solda, haste de soldagem). Você pode pensar nisso como um material "ponte" que conecta duas peças de metal pai. Sua seleção afeta diretamente a força, a resistência e a vida da solda. Só escolhendo o direitoMetal de enchimentoO desempenho da solda pode ser garantido.

Princípio central: correspondendo e excedendo

A primeira regra geral para selecionar o metal de enchimento é combinar com o metal base. Sua composição química, força, ductilidade etc. devem corresponder ao metal base que você está soldando.

"De acordo com" Princípios e aplicações de soldagem ": o sucesso de uma solda depende de seu link mais fraco".

Portanto, freqüentemente escolhemos deliberadamente os metais de enchimento um pouco mais alto que o metal base. Por que? Para que possamos garantir que a solda seja a seção mais e mais forte de toda a assembléia.

Inventário de metal de enchimento típico

Soldagem de aço:

  • ER70S-6 (fio MAG/MIG): o fio de soldagem mais versátil "Jack of All Bords" para soldagem de aço de baixo carbono. Silício e manganês são ligados a ele, o que pode tornar a solda mais suave e suave e reduzir defeitos de soldagem.
  • E6013 (haste manual): haste manual muito versátil que é simples de manusear com um arco estável. Pode ser usado em todosPosições de soldagem(horizontal, horizontal, vertical e vertical) e tem um ponto de entrada baixo.

Soldagem de aço inoxidável:

  • ER308L: Usado apenas para soldar o aço inoxidável 304 mais comum. "L" refere -se a baixo carbono, que é altamente importante e pode ser efetivamente usado para resistir à corrosão na área ao redor da solda após a soldagem.
  • ER316L: solte -o quando bata em 316 aço inoxidável que contém molibdênio.Também contém molibdênio, proporcionando melhor resistência aCorrosão de cloretose é adequado para exposição costeira ou equipamentos de processamento químico.

Liga de alumínio de soldagem:

  • ER4043: fio de soldagem de alumínio contendo silício (SI), mais amplamente utilizado. A piscina de solda tem excelente fluidez, a cor da solda é boa e as rachaduras de calor são difíceis de criar.
  • ER5356: fio de soldagem de alumínio portador de magnésio. A força generalizada e a tenacidade da solda são geralmente mais altas que o ER4043. Outro benefício é que, no caso de a peça de trabalho ser anodizada, a cor da solda soldada junto com ela está mais próxima do metal base e da aparência é mais agradável.

Na seleção de metal de enchimento, ser semelhante ao material base é a base e a "alta configuração" adequada é mais confiável. A familiaridade com as características e os cenários aplicáveis ​​dos principais modelos como ER70S-6, ER308L e ER4043 é a chave para a soldagemsoldas de alta qualidade.

"Na JS, estamos bem cientes das características de cada fio ou eletrodo de soldagem. Não se enredgue na seleção de materiais, diga -nos seu material base e condições de trabalho e ajudaremos você a combinar com precisão a melhor solução de enchimento".

Selection of Filler Metals

Herói nos bastidores: materiais de proteção

Tendo trabalhado vários anos como soldador, posso dizer uma coisa: não importa o quão bom seja o metal e o fio base, é difícil fazer uma excelente solda sem um bom "guarda -chuva de proteção".Eles são os heróis dos bastidores da soldagem,Sem nome, mas indispensável. Hoje vamos falar sobre esses dois heróis dos bastidores:

Gases de blindagem - o ingrediente crucial da TIG & MIG

(1) Argônio puro (Argon, AR):

É meu companheiro de ouro para aço inoxidável, alumínio, titânio e outros metais.

O que faz do argônio puro meu companheiro de ouro?

É umgás inerteIsso não participa de nenhuma reação química em alta temperatura, proporcionando um ambiente de proteção muito limpo para o pool fundido, excluindo praticamente a oxidação e a nitridação.

(2) dióxido de carbono (CO₂):

Não é barato, mas a estabilidade do arco é ruim se for usada sozinha, e a alta respingo de soldagem é prontamente formada. Portanto, geralmente não é usado sozinho.

(3) mistura de argônio/dióxido de carbono (mistura AR/CO₂):

  • É o processo mais comumente usado para unir o aço carbono simples (soldagem MIG), com o típico argônio de 75% e 25% de dióxido de carbono. A maior concentração de argônio melhora significativamente a estabilidade do ARC e reduz o respingo.
  • Co₂ serve ao propósito deARC ARCAe o calor da penetração da piscina derretida, resultando em maior penetração de solda a um preço relativamente barato.

Comparação das características do gás de proteção:

Tipo de gás Qualificado em materiais de soldagem Grau de respingo Estabilidade do arco Custo relativo
100% de gás de argônio (AR) Aço inoxidável, alumínio, titânio. ★ ☆☆☆☆☆ (muito baixo) ★★★★★ (extremamente estável) ★★★ ☆☆ (superior)
100% co₂ Aço carbono (caixa específica). ★★★★★ ☆ (muito alto) ★★ ☆☆☆☆ (instável) ★ ☆☆☆☆☆ (mínimo)
75% AR / 25% co₂ Aço carbono (escolha convencional). ★★ ☆☆☆☆ (médio) ★★★★★ ☆ (muito estável) ★★ ☆☆☆☆ (médio)

Fonte de dados: Compilação de dados públicos da AWS da American Welding Society.

Fluxo: A alma das hastes de solda e soldagem de arco submerso

O revestimento do lado de fora da haste de soldagem, ou as partículas polvilhadas porsoldagem de arco submerso(todos chamados Flux), derreterão e reagirão sob a alta temperatura do arco, desempenhando três papéis principais:

  • Produzindo gás de proteção: se desintegra após o aquecimento e o gás formado isolou o ar que cobre a piscina derretida na tentativa de barrar oxigênio e nitrogênio da interferência.
  • Formando a camada de escória: derrete criar uma camada de casca líquida conhecida como "escória" e cobre a solda ainda quente.Esta concha deve isolar o are, em segundo lugar, permite que a solda esfrie lentamente, tornando menos provável que rache e melhora a formação de solda e o acabamento da superfície.
  • Ajuste metal: Alguns fluxos avançados contêm elementos de liga ou desoxidantes, que são misturados no metal de solda quando derretidos, o que pode melhorar a força e a tenacidade da solda.

"Escolher o gás de proteção correta e o fluxo não é uma questão de riso, e tem um impacto direto na qualidade, eficiência e até custo da solda. Não se concentre apenas no material de base e no fio de soldagem. Use esses materiais protetores corretamente para que a peça de trabalho soldada possa se livrar do teste.

Shielding Materials

Análise de caso de combate real: corrosão "catastrófica" de tubos de aço inoxidável 316L

Em seguida, vou compartilhar com você uma lição dispendiosa que experimentei pessoalmente, um caso real de corrosão "catastrófica" causada pela seleção de material errada para aço inoxidável 316Lsoldagem do tubo. Esta é uma prova viva de que, ao soldagem, as consequências de escolher materiais semelhantes podem estar muito além da imaginação.

Desafio do cliente: Rapid Ferfing de novos oleodutos em plantas químicas

Antecedentes do projeto:Uma planta química construiu um novo oleoduto e o meio transportado continha cloretos. O projeto especificou o uso de aço inoxidável 316L devido à sua excelente resistência à corrosão do cloreto (especialmente corrosão).

Problema:Quando a equipe de construção estava soldando, eles tinham o fio de soldagem ER308L comumente usado (geralmente usado para soldar 304 aço inoxidável) à mão. Eles pensaram que, como eram todos aço inoxidável, deveriam ser semelhantes, então o usaram diretamente para soldar todo o pipeline.

Desastre:Menos de três meses após o uso do oleoduto, ferrugem grave e pitting apareceram na área de solda, que não atendeu completamente aos requisitos de vida do projeto, e o sistema estava em risco de vazamento!

Análise de falha do JS: encontrando o "verdadeiro culpado"

Depois de receber a solicitação de ajuda, realizamos imediatamente uma análise aprofundada da solda falhada, especialmente a análise de composição do material (teste PMI). Os resultados são muito claros:

Para onde foi o molibdênio (MO)?

  • O "Cartão Trump" de 316L de aço inoxidável para resistência à corrosão de cloreto é o elemento molibdênio de 2-3% (MO) que ele contém. No entanto, o teste descobriu que quase não havia molibdênio nosolda metal!
  • O motivo é simples: o fio de soldagem ER308L usado pela festa de construção não contém molibdênio. A solda perdeu a armadura -chave para resistir à corrosão do cloreto.
  • O "efeito da bateria" acelera a destruição: o que é pior, a solda (com uma composição próxima a 304 aço inoxidável) e o material base (aço inoxidável 316L) formam corrosão eletroquímica no meio corrosivo. Como uma bateria minúscula, a solda sem molibdênio (semelhante ao ânodo) é sacrificada e a taxa de corrosão é acelerada. O material base rico em molibdênio (semelhante ao cátodo) é protegido.Essa combinação leva a uma falha rápida e catastrófica na área de solda.

Comparação de dados -chave: composição química do material base, material de soldagem errado e material de soldagem correto:

Tipo de material Cr (%) Ni (%) MO (%) C (Max, %) Padrões
316L Material base 17-20 10-14 2.0-3.0 0,030 ASTM A240/A240M
Fio de soldagem ER308L 18-21 9-11 0 0,030 AWS A5.9 ER308L
Fio de soldagem ER316L 18-20 11-14 2.0-3.0 0,030 AWS A5.9 ER316L

Nota: O fio de soldagem ER308L não contém molibdênio (MO), enquanto o fio de soldagem ER316L corresponde completamente ao teor de molibdênio do material base 316L.

Solução de JS: erros corretos e reconstruir a linha de defesa

(1) eliminar completamente os perigos ocultos:

Todas as áreas de solda onde o ER308L erradofio de soldagemfoi usado deve ser removido.

(2) Materiais de combinação com precisão:

É obrigatório usar o fio de soldagem ER316L para re-amarrar. O fio de soldagem ER316L contém molibdênio suficiente (MO) para garantir que a resistência à corrosão da junta soldada corresponda completamente ao material base 316L, formando um sistema completo de resistência à corrosão.

(3) Controle estritamente pontos de verificação de qualidade:

  • Os materiais de soldagem devem ser inspecionados antes de entrar no armazém: todos os materiais de soldagem devem ser inspecionados quanto à certificação de material e amostragem de componentes antes de entrar no armazém.
  • Amostragem pós-liquidação: testes não destrutivos pós-soldado (como PT/RT) e amostragem de componentes (PMI) são realizados em soldas de chave para garantir que não haja risco.

Resultados e reflexões: preço pequeno, grande perda

  • Resultados finais: o sistema de pipeline reconstruído de acordo com o plano correto tem operação estável a longo prazo em mídia contendo cloreto, excelente resistência à corrosão e atende totalmente aos requisitos de vida do projeto. O cliente está muito satisfeito.
  • Lição dolorosa: A perda econômica direta desse acidente é de milhões de custos de retrabalho e atrasos graves da produção. E o ponto de partida de tudo isso é simplesmente por causa da seleção de fios de soldagem que "parecem semelhantes", mas podem custar apenas alguns dólares por quilograma. Esta enorme disparidade revela profundamente a maior importância decorrespondência de materialdurante a soldagem.

Apocalipse -chave:

Que tipo de metal de soldagem é usado?

A resposta não é apenas o fio de soldagem, mas um sistema completo que corresponde com precisão o desempenho do material pai. O núcleo do profissionalFabricação de soldagem personalizadaestá em um profundo entendimento da ciência material para garantir que todas as opções do material pai até o material de soldagem sejam precisas. Um errado quase, o custo pode ser catastrófico.

"Este caso nos avisa que a seleção de materiais de soldagem não é uma questão trivial, especialmente quando se trata de ambientes corrosivos. Certifique -se de corresponder estritamente aos requisitos de composição e desempenho químicos do material de soldagem e do material pai. JS possui uma equipe profissional de materiais e soldagem que pode fornecer uma sólida sugestão de seleção de materiais e soluções de soluções solitadas para garantir que o seu projeto tenha uma base sólida."

ER316L welded pipeline

Perguntas frequentes - Responda às suas perguntas de seleção de materiais

Por que você não pode usar hastes de soldagem de aço para soldar o alumínio?

Isso absolutamente não é possível! O motivo é simples. As propriedades de aço e alumínio são muito diferentes. Eles têm diferentes pontos de fusão, diferentes arranjos atômicos e condutividade elétrica diferente.

Se você forçar as hastes de soldagem de aço a soldar o alumínio, elas não apenas falharão em se fundir bem a altas temperaturas, mas também formarão um composto muito quebradiço. Como resultado, a solda que você recebe será tão frágil quanto um biscoito, que pode quebrar o menor toque e não tem força.

Qual é a fumaça produzida durante a soldagem? É prejudicial ao corpo humano?

A fumaça que você vê durante a soldagem é na verdade uma mistura de vapor, gás e partículas muito finas produzidas pelo derretimento de alta temperatura de metais e materiais de soldagem. Por exemplo, a soldagem galvanizada emitirá fumaça de zinco, e a soldagem em aço inoxidável emitirá componentes de metal como cromo e níquel.

Essa fumaça é absolutamente prejudicial ao corpo! Se você inalar por um longo tempo, prejudicará seriamente seu sistema respiratório e até aumentará o risco de câncer. Então não seja descuidado! Não importa onde você solda, verifique se o site está bem ventilado e não deixe de usar uma máscara ou respirador de proteção profissional.

Como escolher o material de soldagem certo para o meu projeto?

  • Primeiro, descobri que metal você vai soldar? Este é o mais fundamental. É aço comum, aço inoxidável, alumínio ou outra coisa? Depois que o tipo de material é determinado, a direção geral é determinada.
  • Em seguida, consulte o padrão! Cada metal comumente usado possui um modelo de material de soldagem recomendado correspondente, como o padrão AWS (American Welding Society). Você precisa encontrar o modelo oficial recomendado que corresponda ao seu material pai.
  • Avalie onde será usado? É colocado em ambientes fechados, ao ar livre na chuva, em um ambiente de alta temperatura ou precisa suportar muita força? Essas condições de uso afetarão diretamente qual material de soldagem específico você escolherá.
  • Procure suporte técnico profissional: se houver condições de trabalho ou incertezas complexas, consulte um engenheiro de soldagem. A seleção de material errada pode causar falha de solda e podemos fornecer serviços de verificação de correspondência de materiais.

Resumo

O núcleo da soldagem bem -sucedida é ocorrespondência precisade materiais.Quais são as características do material base que você usa, qual fio de soldagem e haste de soldagem para escolher, e até a proporção de gás de proteção, cada etapa afeta diretamente a qualidade da solda final. Compreendendo verdadeiramente a interação entre os materiais é o sinal -chave para distinguir a fabricação profissional de tentativas amadoras.

Você ainda está preocupado com o material para soldar? Não deixe que se torne a falha do seu projeto!

Na JS, não apenas temos soldadores qualificados, mas também um grupo de engenheiros proficientes em propriedades materiais. Em que ambiente sua peça de trabalho será usada? Quanta força ele precisa suportar? Anticorrosão ou alta resistência à temperatura? Vamos ajudá -lo a analisar suas necessidades, corresponder com precisão todo o conjunto de soluções de material de soldagem e fornecer claro eCitações transparentes.

Entre em contato conosco agora!Deixe o JS usar os materiais certos para ajudá -lo a soldar um bom produto forte e durável.

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