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Três dicas para medir soldas com fluorescência de raios X (XRF)

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Soldagem é a união de dois materiais obtida por aquecimento acima das temperaturas de fusão dos materiais. Existem muitas técnias de soldagem, como soldagem a laser, soldagem de estado sólido e soldagem arco.

Na soldagem a arco, duas peças são unidas usando um arco elétrico para derreter as peças de metal original e o material de enchimento. É importante conhecer as composições de todos os três materiais para poder calcular a composição final esperada do cordão de solda.

Os materiais de soldagem, como hastes ou fios, são enriquecidos em comparação com os materiais que estão sendo unidos para compensar os efeitos de diluição no cordão de solda fundido. Teoricamente, o cordão de solda terá uma composição mista com cerca de 70% proveniente do enchimento e 30% proveniente do material de origem (15% de cada um dos dois materiais de origem que estão sendo unidos). Por exemplo, se você soldar duas peças de metal, podemos esperar que a composição final do cordão de solda seja de 70% do preenchimento da haste do eletrodo, 15% do material base A (PMA) e 15% do material base B (PMB). Dependendo da aplicação, conhecer a química do material do cordão de solda é importante para garantir que ele tenha as propriedades mecânicas corretas ou resistência à corrosão. Também é importante notar que os materiais reais e o tipo de solda influenciarão a química do cordão.

PMAPMBEnchimento

Rebordo da solda
Grau SS 304 5Cr 1/2 Mo ER Ni Cr3

Calculado
Ni 18

70

2,7 + 49 = 51,7
Cr 8 5 20

1,2 + 0,75 + 14 = 15,95
Mo

0,5

0,075
Fe 71 93 3

10,65 + 13,95 + 2,1 = 26,7

Calculando a quantidade de material em um cordão de solda

1. Use a biblioteca de solda do analisador

O grau do material da haste do eletrodo geralmente tem níveis mais elevados dos principais elementos da liga para anular os efeitos da diluição durante a soldagem. Os analisadores por XRF Vanta vêm pré-carregados com uma biblioteca de soldagem básica e personalizável. Usar um analisador com uma biblioteca de solda antes e durante as operações de soldagem permite que você confirme a composição química do material ou ID da liga do material em que está trabalhando. Isso pode ajudar a minimizar misturas de materiais no local de trabalho.

Biblioteca de solda do analisador VantaBiblioteca de solda do analisador Vanta

Biblioteca de solda do analisador Vanta

2. Meça a extremidade da haste ou um teste de solda

As hastes de soldagem geralmente têm um revestimento de fluxo que melhora o processo de soldagem, mas tem composição química de material diferente do resto da haste. A fluorescência de raios X é um teste de superfície; se você testar o fluxo, os resultados não indicarão a composição da haste.

Se a haste não for revestida, você pode testá-la diretamente. Se for revestida, verifique a extremidade plana da haste. Esta área nem sempre é revestida com fluxo e, se não for, você pode testá-la com seu analisador XRF.

Se toda a haste estiver coberta por fluxo, ela ainda pode ser testada. Faça um ponto de solda de teste usando a haste e, em seguida, coloque o analisador diretamente no ponto de solda assim que estiver solidificado e teste-o.

A extremidade de uma haste de soldagem muitas vezes não é coberta por fluxo
A extremidade de uma haste de soldagem muitas vezes não é coberta por fluxo

3. Aproveite o colimador de ponto do seu analisador e o acessório máscara de solda

Colimação pontual

Ao testar uma solda com seu analisador XRF, é importante que você teste apenas a solda e não o material circundante. No entanto, mirar apenas no cordão de solda pode ser um desafio, sem nenhuma maneira de isolá-lo. O colimador de pequeno ponto opcional do analisador estreita o feixe de raios X, permitindo que você foque a medição no próprio cordão.

O colimador também ajuda a facilitar a análise do material original e da zona afetada pelo calor (HAZ). Um bom recurso para ter com o colimador é a microcâmera de mira, que pode capturar imagens da amostra para controle de qualidade ou relatórios de inspeção.

Biblioteca de solda do analisador VantaBiblioteca de solda do analisador Vanta

Uma visão através da câmera de mira com a colimação desativada (esquerda) e ativada (direita)

Máscara para solda

A máscara de solda Vanta é um acessório que reduz a área de análise sem colimação. A máscara de solda funciona muito bem para soldas maiores que preenchem a janela da máscara. A máscara de solda é mais adequada para análises rápidas de solda e verificação de material. Em contraste, o colimador de ponto permite uma análise visual precisa da localização da solda com identificação de elemento de luz por meio de testes mais aprofundados.

A extremidade de uma haste de solda muitas vezes não é coberta por fluxo
A extremidade de uma haste de solda muitas vezes não é coberta por fluxo

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Applications Engineering Manager

Alex Thurston holds a master’s degree in materials science and engineering, and his work has been published in journals and technical conference proceedings. From 2015–2022, he was an applications engineering manager at Evident specializing in using X-ray fluorescence (XRF) and other technologies for a range of applications. He previously worked as a materials scientist with a focus on metallurgy in the metals processing and electronics manufacturing industries. 

Novembro 21, 2017
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