Avaliação de Eletrodos de Solda a Ponto por Resistência Elétrica Revestidos com Cromo em Solda de Zircalloy

Abstract

Este é um artigo publicado em acesso aberto (Open Access) sob a licença Creative Commons Attribution Non-Commercial, que permite uso, distribuição e reprodução em qualquer meio, sem restrições desde que sem fins comerciais e que o trabalho original seja corretamente citado.Resumo: A soldagem de estruturas de combustíveis nucleares de Zircalloy possui uma faixa de parâmetros pequena para soldas de qualidade adequadas, pois o Zircalloy tem a temperatura de fusão maior do que a da liga de cobre usualmente utilizada para os eletrodos. No intuito de aumentar a faixa de parâmetros que produzem soldas de qualidade, foi testado um revestimento de cromo nas superfícies do eletrodo e demais dispositivos de soldagem, pois o cromo apresenta uma temperatura de fusão maior do que o Zircalloy e também daquela apresentada pelo cobre. Foram soldadas amostras com dispositivos de soldagem comumente utilizados, que são sem nenhum revestimento e dispositivos de soldagem revestidos de cromo para uma comparação da ampliação da faixa de parâmetros, garantindo a qualidade adequada para a solda. Foram utilizados ensaios metalográficos para avaliar a medida do tamanho da lentilha, e ensaios de corrosão para verificar a integridade da solda, que são critérios usuais de aceitação da solda. Além disso, foi utilizada simulação computacional para análise da região soldada e possibilitar a disponibilização de uma ferramenta de análise adicional para previsão da zona afetada pelo calor que confere qualidade adequada para a zona afetada pelo calor. A simulação computacional foi capaz de prever o tamanho da lentilha de solda utilizando os parâmetros de controle. Ambas as abordagens indicaram que se obtém ampliação da faixa de parâmetros de soldagem aceitáveis e consequentemente o aumento do tamanho da lentilha de solda, tornando a nova metodologia mais confiável e adequada para a soldagem com a segurança necessária para se decidir sobre sua aprovação. Palavras-chave: Energia nuclear; Solda a ponto; Zircônio.Abstract: To weld zircalloy nuclear fuel assembly structures, there is a small parameter range for acceptable welds, since zircalloy has a higher melting temperature than the copper alloy of the electrodes. In order to increase the parameter range, a chromium coating was inserted and on the surfaces of the electrode and on other welding devices, once the melting temperature of the chromium is higher than that of zircalloy, as well as of copper. In order to compare and test the new methodology, samples have been welded with the conventional devices which do not have any coating or welding devices covered by chromium and the new coating devices. A comparison on the improvements and enlargement of the range of the control parameter were measured and predicted to assure that the welded region presents adequate quality. Metallographic tests were used to evaluate welding lens size together with corrosion tests to verify the integrity of the welding regions. The lens dimensions and areas are usual criteria for weld acceptance assuring the quality. In a...