Soldabilidad Aceros

Soldabilidad.

La Soldabilidad es la capacidad que tienen los materiales, de la misma o diferente naturaleza para ser unidos de manera permanente mediante procesos de soldadura, sin presentar transformaciones estructurales perjudiciales, tensiones o deformaciones que puedan ocasionar alabeos, agrietamientos, defectos, etc. en el material base.

La Soldabilidad de un material constituye una propiedad del mismo muy compleja y en muchas ocasiones queda condicionada a variaciones metalúrgicas y sus propiedades.

Esto significa que un material puede tener buena soldabilidad, cuando se puede lograr una unión soldada con propiedades mecánicas y físico-químicas adecuadas, por cualquiera de los procesos de soldadura y sin necesidad de utilizar técnicas auxiliares.

La Soldabilidad de una material encierra tres aspectos esenciales, esto son:

1. Soldabilidad metalúrgica: Es la capacidad de los materiales de no presentar transformaciones estructurales en la unión soldada o variaciones en las propiedades físico-químicas, como si se presenta en los aceros aleados donde existe la posibilidad de formar estructuras de martensita y en los aceros inoxidables austeníticos, que al precipitarse los carburos de Cr, disminuye su resistencia a la corrosión.

2. Soldabilidad operatoria: Responde a la operación de soldadura, en lo que respecta a cuestiones tecnológicas y de ejecución de las uniones soldadas por cualquier proceso de soldadura.

3. Soldabilidad constructiva: Concierne a las propiedades físicas del material base, tales como dilatación y contracción que provocan deformaciones y tensiones, las cuales pueden generar agrietamientos de la unión soldada.

En conclusión un material tiene:

• Buena soldabilidad: Si cumple con los 3 aspectos anteriores.

• Soldabilidad Regular o condicionada: Si no cumple con alguno de ellos, pero que por medio de soluciones tecnológicas se puede obtener una unión soldada de calidad.

• Mala Soldabilidad: Cuando no cumple con dos o más de los aspectos citados y no se puede resolver para la obtención de buenas propiedades mecánicas y químicas en la soldadura.

Soldabilidad de los aceros.

En los aceros, el principal elemento que influye en la soldabilidad es el carbono y luego los otros elementos aleantes. Existen aceros de Bajo, Medio y de Alto contenido de carbono, Aceros Aleados, Aceros para Herramientas, Aceros Inoxidables, Aceros HSLA, Aceros Estructurales, Aceros para Tuberías, etc.

Tipo de acero % C Otros aleantes Soldabilidad

Aceros de bajo carbono SAE (1005 – 1025) < 0.25 %Mn (0.25 - 1.5) Buena y excelente soldabilidad, y pueden soldarse por cualquiera de los procesos de soldadura al arco, de gas, de resistencia, Soldadura Indirecta, etc.

Aceros de medio carbono SAE (1026 – 1050) 0.25 – 0.50 %Mn (0.6 – 1.25) Tienen soldabilidad regular y requieren Precalentamiento que oscila entre 149 – 260°C para liberar las tensiones y reducir la dureza. Se pueden soldar con todos los procesos de soldadura.

Aceros de alto carbono SAE (1056 – 1095) 0.5 – 1.03 %Mn (0.3 – 1) Tienen entre mala y regular soldabilidad y se debe tomar precauciones especiales cuando se sueldan. Requieren de precalentamiento que oscila entre 204 a 316oC y luego de soldar se especifica un postcalentamiento. Se sueldan con todos los procesos al arco.

Tabla 1. Soldabilidad de los aceros.

Σ de Aleantes Contenido de carbono (%)

- Soldabilidad

- Excelente

(%C) Buena

(%C) Regular

(%C) Mala

(%)

< 1 0.25 0.25 – 0.35 0.35 – 0.45 > 0.45

1 - 3 0.20 0.20 – 0.30 0.35 – 0.45 > 0.40

> 3 0.18 0.18 – 0.28 0.28 – 0.38 > 0.38

Tabla 2. Soldabilidad de los aceros.

Soldabilidad de aceros al manganeso (AISI 1320, 1330, 1335, 1340).

En estos aceros, el carbono varía de 0.18 a 0.48%, el manganeso de 1.6 a 1.9%. El precalentamiento no es necesario cuando la aleación es baja en carbono y en manganeso. Se sugiere precalentamiento de 121 a 149°C a medida que el carbono es mayor a 0.25%.

Soldabilidad de aceros al níquel (AISI 2315, 2515, 2517).

El carbono varía de 0.12 a 0.30%, el manganeso de 0.4 a 0.6% y el níquel de 3.25 a 5.25%. Si el carbono no excede de 0.15% no se necesita precalentamiento, si excede el carbono el 0.15% se requiere precalentamiento hasta 260°C. Se sugiere después de la soldadura liberar las tensiones.

Soldabilidad de aceros al cromo-níquel (AISI 3120, 3135, 3140, 3310, 3316).

El carbono varía de 0.14 a 0.35%, el manganeso de 0.40 a 0.9%, el níquel de 1.10 a 3.75% y el cromo de 0.55 a 0.75%. Si pasa del 0.20% de carbono se debe dar precalentamiento entre 90 y 316°C dependiendo del % de los elementos aleantes. Se debe liberar las tensiones.

Soldabilidad de aceros al cromo (AISI 5015, 5110, 5210).

El carbono varía de 0.12 a 0.16%, el manganeso de 0.3 a 1.00%, el cromo de 0.2 a 1.6%. A medida que aumenta el % de carbono y cromo se necesita dar precalentamiento hasta los 399°C. Se debe usar siempre electrodos de bajo hidrógeno.

Soldabilidad de aceros al cromo-molibdeno (AISI 4130, 4140, 4150, 4340).

El carbono está entre 0.10 a 0.45%, el manganeso de 0.30 a 0.60%, el cromo entre 0.50 a 2.60%, el molibdeno de 0.44 a 1.13%. Las temperaturas de precalentamiento oscilan entre 40 a 370°C cuyos valores dependen del % de carbono, cromo y molibdeno.

Soldabilidad de aceros HSLA (ASTM 588, 472, 710).

Son aceros de microaleación con Niobio, Vanadio, Columbio, Cromo y Molibdeno que aumentan la resistencia mecánica. Tienen bajo % de carbono (máximo 0.08%), y son fáciles de soldar.

Soldabilidad de los aceros inoxidables austeníticos.

Todos los aceros inoxidables austeníticos se pueden soldar con la mayoría de procesos de soldadura y ligeramente más difíciles de soldar que los aceros al carbono. El cromo está entre 16-24%, y el níquel entre 8 al 19%.

Soldabilidad de los aceros inoxidables ferríticos.

No son endurecibles por medio de tratamientos térmicos y son magnéticos. Todos los tipos ferríticos se consideran soldables con la mayoría de procesos de soldadura excepto el AISI 430F. No se recomiendan procesos de soldadura que tiendan a incrementar la captación de carbono como OAW, GMAW, se da precalentamiento hasta 200°C.

Soldabilidad de los aceros inoxidables martensíticos.

Son endurecibles por medio de tratamientos térmicos y son magnéticos. Se recomienda que la temperatura de precalentamiento sea entre 232 a 288°C. Se debe dar postcalentamiento después de la soldadura entre 469 a 760°C, seguido por enfriamiento lento, son difíciles de soldar, y no se debe usar procesos que ayuden a captar el carbono.

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