A fabricação de escapamentos automotivos passou nos últimos anos por muitas mudanças, para poder atender as normas mais modernas sobre emissões de gases poluentes. Melhorando ao mesmo tempo as condições de produção, com um aumento significativo na durabilidade dos componentes soldados e do mesmo modo, a eficiência do motor.
Os componentes de sistemas de exaustão automotivos se produzem frequentemente a partir de conjuntos metálicos circulares e chapas metálicas estampadas, e a maioria deles possui áreas soldadas com processos por arco elétrico. Até recentemente, os aços inox ferríticos para a fabricação de escapamentos se ligavam somente com arames Mig austeníticos das séries 300, como por exemplo os consumíveis ER308LSi e ER307Si. Com a finalidade de assegurar uniões sem defeitos e obter boas propriedades mecânicas.
Na atualidade, consumíveis inoxidáveis ferríticos estabilizados dos tipos 430Ti, 430LNb e 409Nb, se empregam cada vez mais em soldagens industriais. Pois produzem depósitos metálicos aceitáveis e com boa qualidade, associados a um custo de fabricação muito mais baixo. Esses arames têm ganhado popularidade em várias aplicações, especialmente no setor automotivo, na fabricação de escapamentos e sistemas de exaustão. Na Ásia, se utilizam com gases de proteção contendo alta concentração de dióxido de carbono.
Os aços inoxidáveis ferríticos
Compostos metálicos à base de ferro, contendo ademais uma quantidade de cromo superior a 10,5%, adicionado com a finalidade de garantir alta resistência à oxidação. Possuem uma matriz com estrutura metalúrgica ferrítica (alfa), apresentando baixa solubilidade para outros elementos de liga, como por exemplo carbono e nitrogênio. Que geralmente produzem precipitados, na forma de nitretos e carbonetos de cromo.
Ao mesmo tempo, com o fim de melhorar as propriedades mecânicas dos depósitos de solda, contém outros elementos de liga. Como por exemplo nitrogênio, carbono, titânio e nióbio. Que podem alterar a faixa de temperaturas na qual a austenita se forma. Esta fase metalúrgica, quando resfriada rapidamente, pode transformar-se em martensita, o que reduz significativamente a tenacidade e a ductilidade da liga.
Uma estrutura totalmente ferrítica, sem transformação para austenita, se alcança somente com elevados teores de cromo e baixas porcentagens de elementos intersticiais. Em aços que possuem nióbio e/ou titânio (estabilizados), os carbonetos e nitretos de cromo se substituem parcialmente ou totalmente por carbo nitretos de nióbio ou de titânio. Esses precipitados são mais estáveis do que os de cromo e se dissolvem na matriz ferrítica a temperaturas muito mais altas (acima de 1200°C) do que os precipitados de cromo.
Assim, a adição de Ti e/ou Nb reduzem significativamente o efeito de austenitização do carbono e nitrogênio. Dessa forma, tendem a manter uma estrutura completamente ferrítica em todas as temperaturas, até o ponto de fusão. Ademais evitam a formação de carbonetos e nitretos de cromo, que podem causar problemas de corrosão intergranular, após a exposição da liga à altas temperaturas.
Arames Mig empregados na fabricação de escapamentos
Consumível de solda Mig de aço inoxidável ferrítico contendo baixo teor de carbono e ademais estabilizado com nióbio. O metal depositado apresenta alta resistência à corrosão intergranular e da mesma forma boa resistência à temperaturas elevadas.
O produto projeta-se especificamente para a fabricação de escapamentos e outros componentes na indústria automotiva. Além disso, se emprega na união de aços inoxidáveis ferríticos semelhantes e ademais em soldagens dissimilares com aços carbono e aços inoxidáveis austeníticos. Da mesma forma, se indica para fazer ligações que exijam resistência à corrosão e a fadiga térmica.
Composição Química (%) – Valores típicos
C = 0.01 %
Mn = 0.5 %
Si = 0.5 %
Ni = 0.2 %
Cr = 18,50 %
Mo = 0.06 %
Cu = 0,10 %
N = 0,02 %
Nb = 0,45 %
Arame ER307Si
Arame de solda Mig muito versátil, empregado em aplicações de fabricação, reparo e manutenção, com aços inoxidáveis austeníticos ou ferríticos. Contém alto teor de manganês com a finalidade de reduzir o risco de rachaduras em altas temperaturas.
Recomendado para para unir aços austeníticos resistentes à corrosão, ligações dissimilares e aços de alto carbono. Também para camadas intermediárias em soldas de revestimento com ligas duras. Além disso, para soldagem de aços inoxidáveis com alto teor de manganês, soldagem de aços ferríticos na fabricação de escapamentos e sistemas de exaustão automotivos. O metal de solda tem boas propriedades em temperaturas de serviço que variam de -50 °C até 500 °C, com alta resistência à incrustação. Ao mesmo tempo, as soldas podem ser submetidas a tratamentos térmicos sem perda significativa da ductilidade ou tenacidade.
Composição Química (%) – Valores típicos
C = 0.10 %
Mn = 6,80 %
Si = 0.9 %
Ni = 8,50 %
Cr = 18,00 %
P = 0.02 %
S = 0.02 %
Mo = 0,04 %
Fe = Resto