Soldagem de chapas galvanizadas: tudo o que você precisa saber

A galvanização é uma operação em que se aplica uma camada de zinco sobre uma superfície de metal ferroso. Esta camada tem a função de prevenir ou retardar a ocorrência de corrosão do metal de base ou então para se obter um visual diferente. É bastante comum essa peça ser denominada de chapa galvanizada.

 

Esta camada de zinco pode ser aplicada por diferentes métodos, como por imersão a quente, metalização, eletrodeposição ou eletrolítico. Existe uma variação do aço galvanizado no qual, após a galvanização da chapa, ela sofre um recozimento que converte a camada de zinco em uma liga zinco-ferro, possibilitando assim seu uso em diversas aplicações.

 

Esta liga facilita as operações de soldagem, bem como a pintura. O processo melhora ainda a aderência da camada protetora à chapa de aço e dá maior resistência à riscos. As chapas galvanizadas são usadas em uma grande variedade de produtos, incluindo peças do setor automotivo, estruturas, chassis de equipamentos e eletrodomésticos. Essa é uma ótima alternativa para prevenir a corrosão.

 

O desafio maior nesse processo está na soldagem sobre a camada de zinco destas chapas/juntas. O calor do arco queima a camada de zinco sem problemas, contudo, o resultado é que isto gera soldas com excesso de porosidade, além de cordão com péssimo visual, falta de fusão, trincas e respingos excessivos.

 

O zinco desestabiliza o arco e interfere no desempenho da transferência metálica do consumível e/ou interage com o gás de proteção causando estas irregularidades e descontinuidades.

 

Ainda que o arco queime a camada de zinco, o processo gera pouca ou nenhuma perda da resistência à corrosão, especialmente em chapas finas. A porosidade é quase que inevitável e é ainda maior à medida que a camada de zinco é mais espessa, geralmente quando feita por imersão a quente, pois neste método não há controle de espessura da camada.

 

Fabricantes de consumíveis desenvolveram arames especiais com o objetivo de eliminar a ocorrência da porosidade e instabilidade do arco tendo de fato algum mérito operacional e um custo relativamente elevado. Existem, porém, outras maneiras práticas de se soldar chapas galvanizadas com sucesso.

 

A seguir, algumas recomendações de como soldar chapas galvanizadas com processos a arco elétrico:

 

• QUALQUER PROCESSO DE SOLDA A ARCO – Recomendações Gerais

A melhor maneira de se soldar chapas galvanizadas, independente do processo de solda, é remover a camada da região a ser soldada, o que gera duas operações:

1. Remover a camada de zinco por escovamento ou outro meio;  
2. E, após a solda, reaplicar por spray uma nova camada de zinco ou tinta anticorrosiva. Em alguns casos, a reaplicação de camada de zinco é feita mesmo quando a mesma não foi removida antes da soldagem.

Ainda que se adicione 1 ou 2 operações extras, isso elimina muito a geração de respingos, poros, trincas e falta de fusão. Na maioria dos casos, remover a camada de zinco da junta a ser soldada reduz o custo total, pois irá eliminar o retrabalho da solda quando é feita sobre a camada de zinco.

Uma outra maneira de reduzir os custos associados com a remoção de respingos é posicionar a chapa de maneira que o respingo não vá aderir sobre a superfície. Isto quer dizer, por exemplo, posicionar a chapa e soldar na posição vertical descendente ou inclinada. Esta solução geralmente se aplica em chapas mais finas devido a menor penetração que se obtém ao soldar nesta posição. Em chapas galvanizadas, a penetração é ainda menor.  

Importante!

* Atente para o fato de que remover a camada de zinco pode ser tão tóxico como soldar sobre a camada. Sempre use EPI com a adequada proteção, principalmente o de respiração. Use máscaras com filtro apropriado e tenha boa ventilação local.

Um detalhe adicional é que “idealmente” os processos que não geram escória são os mais recomendados para se soldar chapas galvanizadas. Processos que geram escória (como eletrodo revestido e arame tubular) tem maior geração de poros e soldas sujeitas a trinca, pois a escória tem rápida solidificação e, portanto, grande parte dos gases formados durante a soldagem ficam aprisionados no metal de solda.

Portanto, podemos concluir que qualquer que seja o processo de solda, o ideal é ter o menor comprimento de arco possível, operar sempre com maior velocidade de soldagem e, quando possível, agitar a poça de fusão para permitir o escape dos gases. O objetivo é minimizar a interferência junto ao arco pela queima do zinco.

Implicações de processos de solda a arco utilizados em chapas galvanizadas:

- PROCESSO ELETRODO REVESTIDO

• Eletrodo da classe E6010 ou celulósico é o indicado;
• Utilizar corrente alternada é o recomendado;
• Utilize um movimento conhecido como “chicote” movendo o eletrodo para frente e para trás, em movimentos rápidos. Esta técnica “agita” a poça de fusão e ajuda a vaporização do zinco, reduzindo a ocorrência de porosidade e trinca;
• Use eletrodo com diâmetros acima de 3,2mm, especialmente em chapas acima de 6mm. O objetivo é queimar a camada de zinco pelo uso de maior corrente de soldagem;
• Este processo gera bastante respingos, mas não há muito mais a ser feito para reduzir esta ocorrência. Para amenizar a aderência, o ideal é usar spray anti-respingos.

- PROCESSO GMAW – MIG/MAG

• Os arames mais comuns são o ER70S-6 e o ER 70S-3 (muito popular nos EUA);
• Existem outros tipos de arame ou processo desenvolvidos para soldagem de chapas galvanizadas, como o arame tubular metal cored (alma metálica) e o tubular autoprotegido.

Tipos de transferência metálica no processo GMAW – MIG/MAG

1. Para chapas finas (abaixo de 4mm), utilize a transferência curto circuito e opere com stickout máximo de 10 vezes o diâmetro do arame. Coloque o bico de contato paralelo ou até 3mm para fora do bocal e assim terá excelente estabilidade do arco. Use gás 100% CO2 ou mistura de argônio com, no mínimo, 20% de CO2. Movimentos do arco podem minimizar ocorrência de porosidade devido ao agito da poça de fusão e permitir o escape de gases. O mesmo acima serve para serem feitas soldas fora de posição como vertical descendente, sobre cabeça ou vertical ascendente.
2. Transferência spray com arco curto (menor tensão/volts) pode também ser utilizada e operar em maiores velocidades. Siga o acima mencionado sobre stickout, posição do bico de contato e movimentos com a tocha para permitir escape de gases.
3. Transferência pulsada é uma boa opção principalmente quando o equipamento possui curvas/programas que possibilitem o uso de pulsado com arco curto.  Maior frequência de pulsação “agita” mais a poça de fusão e reduz bastante a ocorrência de porosidade e de respingos.
4. Duplo pulso ou duplo ciclo térmico pode ser uma outra ótima alternativa devido à agitação da poça de fusão de forma cadenciada executada por este recurso.

   Respingos, porosidade e trincas formam a maioria dos problemas que ocorrem em outros processos, mas com MIG/MAG se tem mais opções para reduzir estas ocorrências, sendo algumas mencionadas acima. Neste processo, é possível tentar diversos tipos de combinações de gases (sempre envolvendo a presença do CO2) e, seguindo as dicas acima, ter ótimos resultados.

GMAW – MIG – Brasagem– Com Gás 100% Argônio

O uso de arames AWS ERCuSi-A nesta variação do processo GMAW é muito comum na indústria automotiva. Permite se soldar com baixo aporte térmico e fusão por capilaridade, similar ao processo de brasagem. Haverá menor diluição e queima do zinco, além de redução de geração de respingos e porosidade e suscetibilidade a trinca.

 

 

- PROCESSO ARAME TUBULAR – com ou sem gás de proteção

• Não é recomendado este processo, pois ele gera a chamada escória. Uma opção seria o tipo arame tubular autoprotegido AWS E71T-11, por gerar mínima escória, mas haverá excesso de fumos e ainda poderá ocorrer porosidade fina alinhada.

- PROCESSO ARAME TUBULAR TIPO ALMA METÁLICA (Metal Cored)

• Similar ao MIG/MAG e com diversas opções dadas pelos fabricantes;
• Idealmente utilize gás mistura, mas alguns operam com 100% de CO2.

- PROCESSO GTAW – TIG

• Caso não tenha outro processo disponível dos acima mencionados, o TIG somente terá sucesso na soldagem de chapas galvanizadas caso a camada de zinco for totalmente removida da região a ser soldada. Caso seja tubo galvanizado, a camada de zinco de seu interior também deverá ser removida.

Fique de olho na segurança!

Além dos cuidados mencionados anteriormente na soldagem de chapas galvanizadas e nas ocorrências com poros e respingos, existe a questão de segurança devido ao índice de toxidade causado pela queima e vaporização do zinco. Portanto, é imperativo utilizar EPI e ventilação local apropriados nas operações de soldagem, particularmente na soldagem de chapas galvanizadas.

Os vapores e gases gerados pela queima do zinco, se inalados, causam desconforto e sintomas similar a gripe, febre e mal-estar geral, causando até mesmo afastamento do trabalho. 

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Tradução e atualização: Ubirajara Costa | Gerente Sumig