Esto suena demasiado bueno para ser verdad, ¿entonces cuál es el problema? La soldadura suele ser necesaria para fabricar casi cualquier cosa con alguno de los más de 150 tipos de acero inoxidable. Soldar acero inoxidable es una tarea compleja. Algunos de los problemas incluyen la presencia de óxido de cromo, cómo controlar el aporte de calor, qué proceso de soldadura utilizar, cómo manejar el cromo hexavalente y cómo hacerlo correctamente.
A pesar de las dificultades que implica soldar y dar acabado a este material, el acero inoxidable sigue siendo una opción popular y, en ocasiones, la única para muchas industrias. Saber cómo usarlo de forma segura y cuándo aplicar cada proceso de soldadura es fundamental para lograr un trabajo exitoso. Esto puede ser la clave para una carrera profesional exitosa.
¿Por qué soldar acero inoxidable es una tarea tan difícil? La respuesta comienza con su proceso de fabricación. El acero dulce, también conocido como acero al carbono, se mezcla con al menos un 10,5 % de cromo para producir acero inoxidable. El cromo añadido forma una capa de óxido de cromo en la superficie del acero, que previene la mayoría de los tipos de corrosión y oxidación. Los fabricantes añaden diferentes cantidades de cromo y otros elementos al acero para modificar la calidad del producto final y, posteriormente, utilizan un sistema de tres dígitos para diferenciar los grados.
Entre los aceros inoxidables más comunes se encuentran el 304 y el 316. El más económico es el 304, que contiene un 18 % de cromo y un 8 % de níquel, y se utiliza en una amplia gama de productos, desde molduras de automóviles hasta electrodomésticos. El acero inoxidable 316 contiene menos cromo (16 %) y más níquel (10 %), además de un 2 % de molibdeno. Este compuesto le confiere al acero inoxidable 316 una mayor resistencia a los cloruros y a las soluciones de cloro, lo que lo convierte en la mejor opción para entornos marinos y las industrias química y farmacéutica.
Una capa de óxido de cromo puede garantizar la calidad del acero inoxidable, pero esto es precisamente lo que preocupa a los soldadores. Esta útil barrera aumenta la tensión superficial del metal, ralentizando la formación del baño de fusión. Un error común es aumentar el aporte térmico, ya que un mayor calor incrementa la fluidez del baño. Sin embargo, esto puede afectar negativamente al acero inoxidable. Un exceso de calor puede provocar una mayor oxidación y deformación o incluso la perforación del metal base. En el caso de las chapas metálicas utilizadas en grandes industrias, como la de los sistemas de escape de automóviles, esto se convierte en una prioridad absoluta.
El calor destruye por completo la resistencia a la corrosión del acero inoxidable. Un exceso de calor provoca que la soldadura o la zona afectada por el calor (ZAC) circundante adquieran un color iridiscente. El acero inoxidable oxidado produce colores sorprendentes que van desde el dorado pálido hasta el azul oscuro y el púrpura. Estos colores son muy atractivos visualmente, pero pueden indicar soldaduras que no cumplen con ciertos requisitos. Las especificaciones más estrictas no toleran la coloración de las soldaduras.
Generalmente se acepta que la soldadura por arco de tungsteno con protección gaseosa (GTAW) es la más adecuada para el acero inoxidable. Históricamente, esto ha sido cierto en términos generales. Y sigue siéndolo cuando intentamos incorporar colores intensos en tejidos artísticos para cumplir con los más altos estándares de calidad en industrias como la nuclear y la aeroespacial. Sin embargo, la tecnología moderna de soldadura por inversor ha convertido la soldadura por arco metálico con gas (GMAW) en el estándar para la producción de acero inoxidable, y no solo los sistemas automatizados o robóticos.
Dado que la soldadura GMAW es un proceso de alimentación de alambre semiautomático, ofrece una alta tasa de deposición, lo que ayuda a reducir el aporte de calor. Algunos expertos afirman que es más fácil de usar que la soldadura GTAW porque depende menos de la habilidad del soldador y más de la calidad de la fuente de alimentación. Si bien esto es discutible, la mayoría de las fuentes de alimentación GMAW modernas utilizan líneas de sinergia preprogramadas. Estos programas están diseñados para configurar parámetros como la corriente y el voltaje, según el material de aporte introducido por el usuario, el espesor del material, el tipo de gas y el diámetro del alambre.
Algunos inversores pueden ajustar el arco durante todo el proceso de soldadura para producir un arco preciso de forma constante, compensar las separaciones entre piezas y mantener altas velocidades de desplazamiento para cumplir con los estándares de producción y calidad. Esto es especialmente cierto para la soldadura automatizada o robótica, pero también se aplica a la soldadura manual. Algunas fuentes de alimentación del mercado ofrecen una interfaz de pantalla táctil y controles de antorcha para una configuración sencilla.
Soldar acero inoxidable es una tarea compleja. Algunos de los problemas que se presentan incluyen la presencia de óxido de cromo, cómo controlar el aporte de calor, qué proceso de soldadura utilizar, cómo manejar el cromo hexavalente y cómo hacerlo correctamente.
La elección del gas adecuado para GTAW suele depender de la experiencia o la aplicación de la prueba de soldadura. GTAW, también conocida como soldadura TIG (Tungsten Inert Gas), generalmente utiliza solo un gas inerte, normalmente argón, helio o una mezcla de ambos. Una inyección inadecuada de gas de protección o calor puede provocar que la soldadura adquiera una forma excesivamente abombada o alargada, lo que impedirá su mezcla con el metal circundante y dará como resultado una soldadura antiestética o inadecuada. Determinar la mejor mezcla para cada soldadura puede requerir mucha experimentación. Las líneas de producción compartidas de GMAW ayudan a reducir el tiempo perdido en nuevas aplicaciones, pero cuando se exige la máxima calidad, el método de soldadura GTAW sigue siendo el preferido.
Soldar acero inoxidable supone un riesgo para la salud de quienes utilizan un soplete. El mayor peligro reside en los humos que se liberan durante el proceso de soldadura. El cromo calentado produce un compuesto llamado cromo hexavalente, que daña el sistema respiratorio, los riñones, el hígado, la piel y los ojos, y puede causar cáncer. Los soldadores deben usar siempre equipo de protección, incluyendo una mascarilla respiratoria, y asegurarse de que la sala esté bien ventilada antes de comenzar a soldar.
Los problemas con el acero inoxidable no terminan con la soldadura. Este material también requiere especial atención durante el proceso de acabado. El uso de un cepillo de acero o una almohadilla de pulido contaminada con acero al carbono puede dañar la capa protectora de óxido de cromo. Aunque el daño no sea visible, estos contaminantes pueden hacer que el producto final sea susceptible a la oxidación u otra corrosión.
Terrence Norris es ingeniero sénior de aplicaciones en Fronius USA LLC, 6797 Fronius Drive, Portage, IN 46368, 219-734-5500, www.fronius.us.
Rhonda Zatezalo es escritora independiente para Crearies Marketing Design LLC, 248-783-6085, www.crearies.com.
La tecnología moderna de soldadura por inversor ha convertido la soldadura GMAW con gas en el estándar para la producción de acero inoxidable, y no solo en sistemas automáticos o robóticos.
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