As soldas e as zonas-afetadas pelo calor da soldagem por feixe de elétrons são mais estreitas e menos propensas a falhas em comparação com a soldagem a arco com gás inerte de tungstênio (GTA), que deposita uma grande quantidade de calor na peça de trabalho.
A contaminação por oxigênio é um problema para algumas soldas porque o oxigênio segrega nos limites dos grãos e reduz a ductilidade além da influência da microestrutura da solda. O molibdênio-fundido por arco tem um teor de carbono mais alto do que o molibdênio da metalurgia do pó e é mais soldável do que o molibdênio da metalurgia do pó. A liga de molibdênio TZM é mais tolerante ao oxigênio do que o molibdênio puro porque seu titânio metálico reativo e zircônio podem reagir com o oxigênio para formar óxidos finos durante o processo de soldagem. O molibdênio geralmente é soldado em uma câmara de gás inerte de alta-pureza para minimizar a contaminação por oxigênio.
A soldagem de ligas dopadas com potássio-geralmente não é tão bem-sucedida quanto a de outras ligas de molibdênio porque os elementos voláteis no material fazem com que os poros apareçam na solda. As ligas de rênio apresentam boa soldabilidade. O conhecido-efeito rênio torna essas ligas tenazes mesmo em baixas temperaturas ou no estado de solidificação ou recristalização. Ligas reforçadas com dispersão de óxido (ODS) podem ser soldadas porque os óxidos não evaporam como o potássio. Embora a soldagem altere significativamente a estrutura de grão única dessas ligas, o tamanho do grão da solda e da zona-afetada pelo calor (HAZ) é mais fino do que o da solda de molibdênio puro. Isto ajuda a melhorar os efeitos negativos da soldagem nessas ligas. As Figuras 1 e 2 comparam a transição entre a ZTA e o metal base em componentes de molibdênio ODS soldados TIG-e componentes de molibdênio puro soldados-TIG. Em comparação com os grãos equiaxiais de recristalização deficiente no componente de molibdênio puro, a dispersão de óxido na zona-afetada pelo calor da liga ODS produz a estrutura de grão longa e entrelaçada desejada.
A transição entre a zona-afetada pelo calor (à direita) e o material de base (à esquerda) na liga TIG-ODS Mo-La soldada
A transição entre a zona-afetada pelo calor (à direita) e o metal base (à esquerda) na soldagem TIG de molibdênio puro
A imagem a seguir ilustra uma aplicação comum de soldagem de componentes de molibdênio, que é usada para vedação e conformação, bem como para rebitagem e colagem de lacunas em vasos sinterizados. A brasagem é frequentemente usada para conectar molibdênio e ligas de molibdênio. A faixa de ponto de fusão dos materiais de brasagem comerciais varia de 630 graus a 1400 graus. As composições são bem diferentes, a maioria contendo metais preciosos e algumas ligas à base de níquel. Os fabricantes de materiais e equipamentos de brasagem podem fornecer suporte técnico. A temperatura de brasagem deve ser inferior à temperatura de recristalização da liga de molibdênio para minimizar a perda de resistência.
O barco Moly demonstrou as técnicas básicas de conformação e processamento, bem como o método de soldagem GTA que veda as lacunas nos pontos de conexão.
Principais desafios e seleção de processos na soldagem de liga de molibdênio
1: Desafios de características materiais
Alto ponto de fusão (2.620 graus): Requer fonte de calor de alta densidade de energia (como feixe de elétrons, laser).
Fragilidade em baixa temperatura: O pré-aquecimento (200-300 graus) é necessário antes da soldagem para evitar rachaduras a frio.
Oxidação em Alta Temperatura: Deve ser protegido por gás inerte (Ar/He) ou vácuo durante todo o processo.
Grosseiro de grãos: Controle rigorosamente a entrada de calor para evitar fragilidade na zona superaquecida.
2: Pontos-chave de controle de processo
Tratamento pré-soldagem: Limpeza ultrassônica com acetona + lavagem ácida (HF:HNO₃=1:3), removendo completamente a película de óxido.
Temperatura da camada: Mantenha acima de 200 graus (para peças espessas, é necessário aquecimento da peça).
Tratamento pós{0}soldagem: recozimento a vácuo de 1.500 graus/1h para eliminar tensão residual e aumentar a ductilidade.