L'acer inoxidable no és necessàriament difícil de treballar, però soldar-lo requereix una atenció especial als detalls. No dissipa la calor com l'acer suau o l'alumini, i pot perdre certa resistència a la corrosió si hi poses massa calor. Les millors pràctiques ajuden a mantenir la seva resistència a la corrosió. Imatge: Miller Electric
La resistència a la corrosió de l'acer inoxidable el converteix en una opció atractiva per a moltes aplicacions crítiques de tubs, incloent-hi aliments i begudes d'alta puresa, farmacèutics, recipients a pressió i aplicacions petroquímiques. Tanmateix, aquest material no dissipa la calor com l'acer suau o l'alumini, i una soldadura inadequada pot reduir la seva resistència a la corrosió. Aplicar massa calor i utilitzar el metall de farciment incorrecte són dos culpables.
Seguir algunes de les millors pràctiques per a la soldadura d'acer inoxidable pot ajudar a millorar els resultats i garantir que el metall conservi la seva resistència a la corrosió. A més, millorar el procés de soldadura pot aportar beneficis de productivitat sense comprometre la qualitat.
En la soldadura d'acer inoxidable, la selecció del metall d'aportació és fonamental per controlar el contingut de carboni. Els metalls d'aportació utilitzats per a la soldadura de canonades d'acer inoxidable han de millorar el rendiment de la soldadura i complir els requisits de l'aplicació.
Busqueu metalls d'aportació amb una designació "L", com ara ER308L, ja que proporcionen un contingut màxim de carboni més baix que ajuda a mantenir la resistència a la corrosió dels aliatges d'acer inoxidable baixos en carboni. Soldar un metall base baix en carboni amb metalls d'aportació estàndard augmenta el contingut de carboni de la unió soldada, augmentant el risc de corrosió. Eviteu els metalls d'aportació marcats amb una "H", ja que proporcionen un contingut de carboni més alt i estan dissenyats per a aplicacions que requereixen una major resistència a temperatures elevades.
Quan es solda acer inoxidable, també és important triar un metall d'aportació amb baixos nivells de traces (també coneguts com a impureses) d'elements. Aquests són elements residuals en les matèries primeres utilitzades per fabricar metalls d'aportació, com ara antimoni, arsènic, fòsfor i sofre. Poden afectar considerablement la resistència a la corrosió del material.
Com que l'acer inoxidable és molt sensible a l'entrada de calor, la preparació de les unions i el muntatge adequat tenen un paper clau en el control de la calor per mantenir les propietats del material. A causa dels espais entre les peces o d'un ajust desigual, la torxa ha de romandre en un lloc més temps i es necessita més metall d'aportació per omplir aquests espais. Això pot provocar que s'acumuli calor a la zona afectada, cosa que pot sobreescalfar la peça. Un ajust deficient també pot dificultar la superació del espai i obtenir la penetració de la soldadura necessària. Aneu amb compte d'assegurar-vos que les peces encaixin a l'acer inoxidable el més perfectament possible.
La neteja d'aquest material també és molt important. Quantitats molt petites de contaminació o brutícia a les unions soldades poden causar defectes que redueixen la resistència a la corrosió del producte final. Per netejar el substrat abans de soldar, utilitzeu un raspall especial d'acer inoxidable que no s'hagi utilitzat en acer al carboni o alumini.
En l'acer inoxidable, la sensibilització és la principal causa de pèrdua de resistència a la corrosió. Això pot passar quan la temperatura de soldadura i la velocitat de refredament fluctuen massa, canviant la microestructura del material.
Aquesta soldadura exterior en tub d'acer inoxidable, soldada amb GMAW i deposició regulada de metall (RMD) sense retrolavació de la passada d'arrel, és similar en aparença i qualitat a les soldadures fetes amb GTAW retrolavació.
Una part clau de la resistència a la corrosió de l'acer inoxidable és l'òxid de crom. Però si el contingut de carboni a la soldadura és massa alt, es formarà carbur de crom. Aquests s'uneixen al crom i impedeixen la formació de l'òxid de crom desitjat, cosa que dóna resistència a la corrosió a l'acer inoxidable. Si no hi ha prou òxid de crom, el material no tindrà les propietats desitjades i es produirà corrosió.
La prevenció de la sensibilització es redueix a la selecció del metall d'aportació i al control de l'aportació de calor. Com s'ha esmentat anteriorment, és important triar un metall d'aportació baix en carboni per a la soldadura d'acer inoxidable. Tanmateix, de vegades es requereix carboni per proporcionar resistència per a determinades aplicacions. El control de la calor és especialment important quan els metalls d'aportació baixos en carboni no són una opció.
Minimitzeu la quantitat de temps que la soldadura i la zona afectada per la calor romanen a temperatures elevades, que normalment es consideren de 950 a 1.500 graus Fahrenheit (de 500 a 800 graus Celsius). Com menys temps es passi la soldadura en aquest rang, menys calor es generarà. Comproveu i observeu sempre la temperatura entre passos en el procediment de soldadura de l'aplicació.
Una altra opció és utilitzar metalls de farciment dissenyats amb components d'aliatge com el titani i el niobi per evitar la formació de carbur de crom. Com que aquests components també afecten la resistència i la tenacitat, aquests metalls de farciment no es poden utilitzar en totes les aplicacions.
La soldadura per arc de tungstè amb gas (GTAW) per a la passada d'arrel és el mètode tradicional de soldadura de tubs d'acer inoxidable. Això normalment requereix un rentat posterior d'argó per ajudar a prevenir l'oxidació a la part posterior de la soldadura. Tanmateix, l'ús de processos de soldadura per filferro en tubs d'acer inoxidable és cada cop més comú. En aquestes aplicacions, és important entendre com els diversos gasos de protecció afecten la resistència a la corrosió del material.
Quan es solda acer inoxidable mitjançant el procés de soldadura per arc de gas metall (GMAW), tradicionalment s'utilitza argó i diòxid de carboni, una barreja d'argó i oxigen o una barreja de tres gasos (heli, argó i diòxid de carboni). Normalment, aquestes mescles contenen principalment argó o heli i menys del 5% de diòxid de carboni, ja que el diòxid de carboni proporciona carboni al bany de soldadura i augmenta el risc de sensibilització. No es recomana l'argó pur per a GMAW en acer inoxidable.
El filferro amb nucli de flux per a acer inoxidable està dissenyat per funcionar amb una barreja tradicional de 75% d'argó i 25% de diòxid de carboni. El flux conté ingredients dissenyats per evitar que el carboni del gas de protecció contamini la soldadura.
A mesura que els processos GMAW han evolucionat, han simplificat la soldadura de tubs i canonades d'acer inoxidable. Tot i que algunes aplicacions encara poden requerir processos GTAW, els processos avançats de soldadura per filferro poden proporcionar una qualitat similar i una productivitat més alta en moltes aplicacions d'acer inoxidable.
Les soldadures interiors d'acer inoxidable fetes amb GMAW RMD són similars en qualitat i aspecte a les soldadures exteriors corresponents.
La passada d'arrel mitjançant un procés GMAW de curtcircuit modificat, com ara la Deposició Regulada de Metall de Miller (RMD), elimina el retrolavament en algunes aplicacions d'acer inoxidable austenític. La passada d'arrel RMD pot anar seguida de passades d'ompliment i tapa de soldadura per arc amb nucli de flux o GMAW pulsada, un canvi que estalvia temps i diners en comparació amb l'ús de GTAW amb retrolavament, especialment en canonades més grans.
RMD utilitza una transferència de metall de curtcircuit controlada amb precisió per produir un arc i un bassal de soldadura tranquils i estables. Això proporciona menys possibilitats de solapaments freds o manca de fusió, menys esquitxades i una passada d'arrel de canonada de més qualitat. La transferència de metall controlada amb precisió també proporciona una deposició uniforme de gotes i un control més fàcil del bassal de soldadura i, per tant, de l'aportació de calor i la velocitat de soldadura.
Els processos no convencionals poden augmentar la productivitat de la soldadura. Quan s'utilitza un RMD, la velocitat de soldadura pot ser de 6 a 12 polzades/min. Com que el procés augmenta la productivitat sense escalfar addicionalment les peces, ajuda a mantenir les propietats i la resistència a la corrosió de l'acer inoxidable. La reducció de l'aportació de calor del procés també ajuda a controlar la deformació del substrat.
Aquest procés GMAW pulsat proporciona longituds d'arc més curtes, cons d'arc més estrets i menys aportació de calor que la transferència de pols de polvorització convencional. Com que el procés és de circuit tancat, la deriva de l'arc i les variacions de distància entre la punta i la peça s'eliminen pràcticament. Això proporciona un control del bassal més fàcil per a la soldadura in situ i fora de lloc. Finalment, l'acoblament de GMAW pulsat per al cordó de farciment i tapa amb RMD per al cordó d'arrel permet que el procediment de soldadura es realitzi amb un filferro i un gas, eliminant els temps de canvi de procés.
Tube & Pipe Journal es va convertir en la primera revista dedicada a la indústria de les canonades metàl·liques el 1990. Avui dia, continua sent l'única publicació a Amèrica del Nord dedicada a la indústria i s'ha convertit en la font d'informació més fiable per als professionals de les canonades.
Ara, amb accés complet a l'edició digital de The FABRICATOR, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
L'edició digital de The Tube & Pipe Journal ja és totalment accessible i proporciona un fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.
Gaudeix d'accés complet a l'edició digital de STAMPING Journal, que ofereix els darrers avenços tecnològics, les millors pràctiques i les notícies del sector per al mercat de l'estampació de metalls.
Ara, amb accés complet a l'edició digital de The Fabricator en espanyol, fàcil accés a recursos valuosos de la indústria.