El acero inoxidable no es necesariamente difícil de mecanizar, pero requiere especial atención a los detalles al soldarlo.No disipa el calor como el acero dulce o el aluminio y pierde parte de su resistencia a la corrosión si se calienta demasiado.Las mejores prácticas ayudan a mantener su resistencia a la corrosión.Imagen: Miller eléctrico
La resistencia a la corrosión del acero inoxidable lo convierte en una opción atractiva para muchas aplicaciones de tuberías importantes, incluidas alimentos y bebidas de alta pureza, productos farmacéuticos, recipientes a presión y petroquímicos.Sin embargo, este material no disipa el calor como el acero dulce o el aluminio, y las técnicas de soldadura inadecuadas pueden reducir su resistencia a la corrosión.Aplicar demasiado calor y utilizar el metal de aportación incorrecto son dos culpables.
Seguir algunas de las mejores prácticas de soldadura de acero inoxidable puede ayudar a mejorar los resultados y garantizar que se mantenga la resistencia a la corrosión del metal.Además, mejorar los procesos de soldadura puede aumentar la productividad sin sacrificar la calidad.
Al soldar acero inoxidable, la elección del metal de aportación es fundamental para controlar el contenido de carbono.El metal de aportación utilizado para soldar tuberías de acero inoxidable debe mejorar el rendimiento de la soldadura y cumplir con los requisitos de rendimiento.
Busque metales de aportación con designación "L", como ER308L, ya que proporcionan un contenido máximo de carbono más bajo que ayuda a mantener la resistencia a la corrosión en aleaciones de acero inoxidable con bajo contenido de carbono.Soldar materiales bajos en carbono con metales de aportación estándar aumenta el contenido de carbono de la soldadura y, por tanto, aumenta el riesgo de corrosión.Evite los metales de aportación "H", ya que tienen un mayor contenido de carbono y están destinados a aplicaciones que requieren mayor resistencia a temperaturas elevadas.
Al soldar acero inoxidable, también es importante elegir un metal de aportación bajo en oligoelementos (también conocido como chatarra).Estos son elementos residuales de las materias primas utilizadas para fabricar metales de aportación e incluyen antimonio, arsénico, fósforo y azufre.Pueden afectar significativamente la resistencia a la corrosión del material.
Debido a que el acero inoxidable es muy sensible al aporte de calor, la preparación de las juntas y el ensamblaje adecuado desempeñan un papel clave en la gestión del calor para mantener las propiedades del material.Los espacios entre las piezas o el ajuste desigual requieren que el soplete permanezca en un lugar por más tiempo y se necesita más metal de aportación para llenar esos espacios.Esto hace que se acumule calor en el área afectada, provocando que el componente se sobrecaliente.Una instalación incorrecta también puede dificultar el cierre de los huecos y lograr la penetración requerida de la soldadura.Nos hemos asegurado de que las piezas se acerquen lo más posible al acero inoxidable.
La pureza de este material también es muy importante.Incluso la más pequeña cantidad de contaminantes o suciedad en la soldadura puede provocar defectos que reducen la resistencia a la corrosión del producto final.Para limpiar el metal base antes de soldar, utilice un cepillo especial para acero inoxidable que no se haya utilizado para acero al carbono o aluminio.
En los aceros inoxidables, la sensibilización es la principal causa de pérdida de resistencia a la corrosión.Esto ocurre cuando la temperatura de soldadura y la velocidad de enfriamiento fluctúan demasiado, lo que resulta en un cambio en la microestructura del material.
Esta soldadura externa en tubería de acero inoxidable se soldó con GMAW y pulverización de metal controlada (RMD) y la soldadura de raíz no se lavó a contracorriente y fue similar en apariencia y calidad a la soldadura de contralavado GTAW.
Una parte clave de la resistencia a la corrosión del acero inoxidable es el óxido de cromo.Pero si el contenido de carbono en la soldadura es demasiado alto, se forman carburos de cromo.Aglutinan el cromo y evitan la formación del óxido de cromo necesario, lo que hace que el acero inoxidable sea resistente a la corrosión.Sin suficiente óxido de cromo, el material no tendrá las propiedades deseadas y se producirá corrosión.
La prevención de la sensibilización se reduce a la selección del metal de aportación y al control del aporte de calor.Como se mencionó anteriormente, es importante seleccionar un metal de aportación con bajo contenido de carbono al soldar acero inoxidable.Sin embargo, a veces se requiere carbono para proporcionar resistencia en determinadas aplicaciones.El control del calor es especialmente importante cuando los metales de aporte con bajo contenido de carbono no son adecuados.
Minimice el tiempo que la soldadura y la HAZ están a altas temperaturas, generalmente de 950 a 1500 grados Fahrenheit (500 a 800 grados Celsius).Cuanto menos tiempo pases soldando en este rango, menos calor generarás.Siempre verifique y observe la temperatura entre pasadas en el procedimiento de soldadura que se utiliza.
Otra opción es utilizar metales de aportación con componentes de aleación como titanio y niobio para evitar la formación de carburos de cromo.Debido a que estos componentes también afectan la resistencia y la tenacidad, estos metales de aportación no se pueden utilizar en todas las aplicaciones.
La soldadura de paso de raíz mediante soldadura por arco de tungsteno con gas (GTAW) es un método tradicional para soldar tuberías de acero inoxidable.Esto generalmente requiere un retrolavado con argón para evitar la oxidación en la parte inferior de la soldadura.Sin embargo, para los tubos y tuberías de acero inoxidable, el uso de procesos de soldadura con alambre es cada vez más común.En estos casos, es importante comprender cómo los diferentes gases protectores afectan la resistencia a la corrosión del material.
La soldadura por arco de gas (GMAW) de acero inoxidable utiliza tradicionalmente argón y dióxido de carbono, una mezcla de argón y oxígeno, o una mezcla de tres gases (helio, argón y dióxido de carbono).Normalmente, estas mezclas consisten principalmente en argón o helio con menos del 5% de dióxido de carbono, ya que el dióxido de carbono puede introducir carbono en el baño fundido y aumentar el riesgo de sensibilización.No se recomienda argón puro para acero inoxidable GMAW.
El alambre tubular para acero inoxidable está diseñado para usarse con una mezcla tradicional de 75 % de argón y 25 % de dióxido de carbono.Los fundentes contienen ingredientes diseñados para evitar la contaminación de la soldadura por el carbón del gas protector.
A medida que los procesos GMAW evolucionaron, facilitaron la soldadura de tubos y tuberías de acero inoxidable.Si bien algunas aplicaciones aún pueden requerir el proceso GTAW, el procesamiento avanzado de alambre puede proporcionar una calidad similar y una mayor productividad en muchas aplicaciones de acero inoxidable.
Las soldaduras ID de acero inoxidable realizadas con GMAW RMD son similares en calidad y apariencia a las soldaduras OD correspondientes.
Los pases de raíz que utilizan un proceso GMAW de cortocircuito modificado, como la deposición controlada de metal (RMD) de Miller, eliminan el retrolavado en algunas aplicaciones de acero inoxidable austenítico.El paso de raíz RMD puede ir seguido de GMAW pulsado o soldadura por arco con núcleo fundente para llenar y cerrar el paso, una opción que ahorra tiempo y dinero en comparación con el retrolavado GTAW, especialmente en tuberías más grandes.
RMD utiliza transferencia de metal por cortocircuito controlada con precisión para crear un arco y un baño de soldadura silenciosos y estables.Esto reduce la posibilidad de que se produzcan solapamientos fríos o falta de fusión, reduce las salpicaduras y mejora la calidad de la raíz de la tubería.La transferencia de metal controlada con precisión también garantiza una deposición uniforme de las gotas y un control más sencillo del baño de soldadura, controlando así la entrada de calor y la velocidad de soldadura.
Los procesos no tradicionales pueden mejorar la productividad de la soldadura.La velocidad de soldadura se puede variar de 6 a 12 ipm cuando se utiliza RMD.Debido a que este proceso mejora el rendimiento sin calentamiento adicional de la pieza, ayuda a mantener el rendimiento y la resistencia a la corrosión del acero inoxidable.Reducir el aporte de calor del proceso también ayuda a controlar la deformación del sustrato.
Este proceso GMAW pulsado ofrece longitudes de arco más cortas, conos de arco más estrechos y menos aporte de calor que el chorro pulsado convencional.Dado que el proceso es cerrado, prácticamente se eliminan la deriva del arco y las fluctuaciones en la distancia desde la punta hasta el lugar de trabajo.Esto simplifica el control del baño de soldadura tanto al soldar en obra como al soldar fuera del lugar de trabajo.Finalmente, la combinación de GMAW pulsado para llenado y cierre de pasadas con RMD para la pasada de raíz permite realizar procedimientos de soldadura con un hilo y un gas, reduciendo los tiempos de cambio de proceso.
Tube & Pipe Journal se lanzó en 1990 como la primera revista dedicada a la industria de tuberías metálicas.Hoy en día, sigue siendo la única publicación de la industria en Norteamérica y se ha convertido en la fuente de información más confiable para los profesionales de la tubería.
Ahora está disponible el acceso digital completo a The FABRICATOR, lo que brinda fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
Ahora está disponible el acceso digital completo a The Tube & Pipe Journal, que brinda fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
Disfrute de acceso digital completo a STAMPING Journal, la revista del mercado de estampado de metales con los últimos avances tecnológicos, mejores prácticas y noticias de la industria.
Ya está disponible el acceso completo a la edición digital de The Fabricator en Español, que brinda fácil acceso a valiosos recursos de la industria.
El instructor de soldadura y artista Sean Flottmann se unió al podcast de The Fabricator en FABTECH 2022 en Atlanta para una charla en vivo...
Hora de publicación: 12 de enero de 2023